建筑供配電自動化系統(tǒng)設(shè)計及其實現(xiàn)的研究

洪洋

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑供配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計也越來越智能化，為了實現(xiàn)建筑使用的方便和快捷，智能化的配電系統(tǒng)設(shè)計十分具有必要性。本文在對某小區(qū)的建筑供配電系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，通過智能化和自動化理念的引入，使小區(qū)建筑實現(xiàn)了火災(zāi)聯(lián)動、消防播報、綜合防雷等智能化功能，實現(xiàn)了小區(qū)建筑供配電的運行安全，為小區(qū)居民生活提供了保障。

【關(guān)鍵詞】智能化；小區(qū)建筑；供配電自動化系統(tǒng)；安全保障

建筑電氣技術(shù)的智能化發(fā)展目的在于解決傳統(tǒng)電氣技術(shù)人工方式存在的復(fù)雜、高工時、易疏漏的弊端。在建筑電氣技術(shù)的發(fā)展過程中，不斷吸收了電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，使其在運行和監(jiān)測的過程中更加自動和智能，安全性能也不斷提升。對于小區(qū)類建筑來說，具有高度安全的供配電系統(tǒng)是其生活質(zhì)量提升的重要前提。

1、自動化供配電系統(tǒng)的設(shè)計

1.1總體設(shè)計

對于小區(qū)建筑來說，小區(qū)的開關(guān)站一般會設(shè)置于小區(qū)的中央位置，從而實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)全部建筑的輻射。本文在進行小區(qū)建筑的自動化供配電系統(tǒng)設(shè)計時，沿用了這一設(shè)計傳統(tǒng)，通過對小區(qū)內(nèi)分片區(qū)安裝的多臺箱式變電站組成了環(huán)網(wǎng)供電，并結(jié)合目前建筑電氣技術(shù)領(lǐng)域所采用的三種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了小區(qū)配電所的綜合自動化建設(shè)。其中包括集中處理各分區(qū)變電數(shù)據(jù)的集中式結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)當中，本文選用了運動PTU來進行數(shù)據(jù)的采集和通訊；同時包括在二次設(shè)備變電所所采用的分層分布式結(jié)構(gòu)和分散式結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)通過單元層的功能，實現(xiàn)變電所層的上位機和保護監(jiān)控裝置相連接的方式，實現(xiàn)局域網(wǎng)信息交換。同時本文選用了電氣間隔離設(shè)置，形成了多設(shè)備的一體化保護控制，從而形成了以小區(qū)控制中心為信息集中的通信管理層總體設(shè)計。

1.2系統(tǒng)功能設(shè)計

為了保證能夠利用通信管理層對各個片區(qū)的設(shè)備進行管理，在管理層當中，需要實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的各項分管功能。首先，要具備數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控功能。本文在進行功能設(shè)計時，選擇了面向供配電系統(tǒng)中斷路器、變壓器等設(shè)備的智能終端設(shè)備，利用智能終端，對斷路器、變壓器等設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，監(jiān)控數(shù)據(jù)包括運行情況、負荷狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并通過PTU完成數(shù)據(jù)的傳輸；其次，要具備故障的隔離和恢復(fù)供電功能和自動無功補償功能，以上功能同時由集控中心進行控制和管理。

1.3測控和通訊設(shè)計

其中，測控系統(tǒng)的設(shè)計本文分別用到了開閉所配電終端DTU、配電柜終端FTU和配電監(jiān)測終端TTU三組功能設(shè)備。首先在開閉站方面，本文采用了微機綜合保護裝置，裝置運用RS-485完成控制機和下屬遙測、遙控、遙信的鏈接，從而完成對重合閘、零序過流等問題的保護；其次箱變測控系統(tǒng)本文采用了開關(guān)檢測器與光纖調(diào)制解調(diào)器相連接的方式進行塑殼開關(guān)的信息采集，在系統(tǒng)信息采集當中，設(shè)備應(yīng)當完成無功補償記錄、極值記錄、數(shù)據(jù)讀取和通訊等工作。通訊系統(tǒng)方面，本文采用了開閉站通訊和箱變通訊協(xié)同的方式，從而幫助測控系統(tǒng)完成采集數(shù)據(jù)的分析和傳遞。其中，開閉站系統(tǒng)是在微機綜合保護裝置之上加裝了智能通信控制卡，該設(shè)備利用RS-484完成通訊，從而與通訊集中器進行交互；箱變通訊則是利用雙絞線實現(xiàn)智能通信控制卡和光纖收發(fā)器的鏈接。在每一個箱變組當中設(shè)置專門的光纖收發(fā)器，從而形成與智能通信控制卡相連接的回路，完成向集控中心的信息傳輸。

2、自動化供配電系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1火災(zāi)監(jiān)控實現(xiàn)

通過自動化的信息控制供配電系統(tǒng)的建設(shè)，可以利用信息手段在一定程度上完成對建筑火災(zāi)的監(jiān)控，保證小區(qū)居民的用電安全?；馂?zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由火災(zāi)報警控制器和消防聯(lián)動控制器共同組成，并與集控中心進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通和共享。在火災(zāi)控制器中，火災(zāi)的前端線路包括區(qū)域顯示、水流指示等裝置，一旦小區(qū)建筑發(fā)生供電設(shè)備故障存在引發(fā)火災(zāi)的可能，火災(zāi)控制系統(tǒng)就會將相關(guān)的信息進行搜集，并將火災(zāi)探測器所感應(yīng)到的實施數(shù)據(jù)傳送到集控中心的顯示系統(tǒng)當中。與此同時，聲光報警器也隨之啟動，一旦發(fā)生火災(zāi)，聲光報警器即開始報警，火災(zāi)控制器當中的傳輸設(shè)備也將與城市的消防中心取得通信，城市消防中心能夠利用遠程監(jiān)視系統(tǒng)來對火災(zāi)現(xiàn)場情況進行觀察，并指揮救火行動。

2.2消防控制實現(xiàn)

消防通訊系統(tǒng)是與火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)合運行的自動化系統(tǒng)，分為消防通信和應(yīng)急廣播兩個部分。其中，消防通信主要是指在小區(qū)建筑當中用有的易燃場所如柴油發(fā)電機房、空調(diào)機房、開閉站以及滅火指揮場所安設(shè)消防專用通信電話；通信廣播則是在小區(qū)建筑內(nèi)每25m設(shè)置功率超過3w的擴音器設(shè)備，在火災(zāi)發(fā)生時，需要借助通信廣播完成指揮、尋人等工作。此外，在消防控制方面，還擁有照明、電梯、非消防電源切斷、應(yīng)急照明等聯(lián)動設(shè)置，利用信息系統(tǒng)完成對以上設(shè)備的應(yīng)急操作。

2.3綜合防雷實現(xiàn)

建筑供配電系統(tǒng)出了會遭遇到火災(zāi)危害，也會受到極端天氣的威脅，在雷雨天氣中，一旦建筑供配電設(shè)備不具備防雷能力，就容易引發(fā)雷擊事件。輕則出現(xiàn)導(dǎo)線過電壓閃絡(luò)，重則造成導(dǎo)線起火，威脅生命財產(chǎn)安全。因此在自動化系統(tǒng)的設(shè)計當中，本文利用信息技術(shù)進行了電磁感應(yīng)的設(shè)計，利用電磁感應(yīng)來實現(xiàn)綜合防雷。在建筑外部，本文分別設(shè)置了接閃器、引下線以及接地極，從而形成通路在內(nèi)部建立了LPS雷電防護系統(tǒng)，對外部防雷設(shè)備和內(nèi)部等電位連接、間隔距離進行監(jiān)控。一旦發(fā)生雷電情況，LPS雷電防護系統(tǒng)則會啟動，通過等電位連接實現(xiàn)屏蔽，完成避雷。

結(jié)論：

綜上所述，在現(xiàn)代自動化系統(tǒng)建設(shè)當中，建筑的配供電作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋Ｕ?，同樣需要進行自動化的設(shè)計。通過自動化和智能化的通信設(shè)計可以保證對具體的電氣設(shè)備運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，從而避免電氣設(shè)備運行和外部環(huán)境影響下造成嚴重的危害。