建筑工程自動化供配電系統的設計及實踐

牛美英

摘要： 供配電系統在建筑工程的使用過程中發揮著極為重要的作用，而將自動化技術應用到建筑供配電系統中，提高建筑供配電的自動化水平，是滿足現代社會發展對建筑供配電質量要求的有效途徑，對建筑自動化供配電系統設計與實現展開探討。

Abstract： The power distribution system plays an extremely important role in the use of building engineering. And the application of automation technology to the building power supply and distribution system to improve the level of automation of building power supply and distribution is the effective way to meet the development of modern society. This paper discusses the design and implementation of building automated power distribution system.

關鍵詞： 自動化供配電；設計；建筑工程

Key words： automated power distribution；design；building engineering

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0197-02

0 引言

電力自動化系統是一種基于先進的運行理念，將現代通信網絡與供配電技術相結合的綜合化供配電管理系統。電力自動化系統主要借助計算機系統遠程控制電力設備，隨時關注設備的運行狀態，一來可以大幅度減少人工作業量，二來當系統運行狀態異常時能夠第一時間發現問題并及時報修。另外，電力自動化系統也可以實時監控電能質量，其構造靈活，監測和控制功能多樣化，并且能夠按照操作員的設計穩定可靠地運行。除此以外，系統功能可以按照技術人員的設計思路適當拓展，支持人機交互，使用時方便簡捷。本文基于自動化供配電系統建設要求，對建筑工程自動化供配電系統的設計及應用思路進行深度解析，為該系統的普及提供可靠的技術材料。

1 建筑工程供配電自動化的總體要求

1.1 規范

自動化供配電電力設備制造企業必須按照國家、行業所設定的技術規程、質量標準設計自動化供配電系統，根據國標和行業規范設計接口規約，特殊通訊規約必須以文本形式提出具體要求。使用單位也應該使用制造和服務比較規范的自動化供配電系統，并且在施工建設過程中必須通盤考慮直流系統和計量系統的相關規劃。

1.2 分層布置

對于建筑設計，筆者建議使用分層分布式自動化供配電系統，該方法可以盡可能地使用現場總線等通信通道進行建筑內的數據交換，就地取材，方便簡捷。

1.3 靈活開放

供配電自動化控制系統的結構平臺必須靈活多樣，以便于在后續的運行管理中更加便捷地拓展系統功能。也就是說，要求自動化供配電系統的功能和設計必須與建筑內的其它控制系統有效集成。

1.4 保護功能相對獨立

保護功能是供配電系統最主要的功能之一。在自動化電力控制系統中，各項保護功能不能過度依賴通信網，而是保持各自的獨立性，備用電源自動投入裝置等電力控制設施也應該設置專用的裝置，并且相對獨立，以確保各自能夠靈活地發揮各自的電力控制功能。

1.5 穩定可靠

自動化供配電系統應具備良好的抗干擾能力，并且必須保持穩定可靠的運行狀態。建議在建筑施工中選用那些經過國家檢測機構認證的、現場運行測試綜合得分較高的綜合化、自動化電力控制系統。

2 建筑工程自動化供配電系統的設計

2.1 系統的基本組成

自動化供配電系統采用基于雙以太網的分層分布式監控模式。它包括監控中心、間隔層和站級層。間隔層通過通信網絡直接連接一次設備，然后基于以太網對電能信息進行收集，同時對相關信息進行傳輸。連接著智能電子儀表經總線的間隔層可以滿足站級層的通信需要，柴油發電機、變壓器、直流系統以及冷水機組起動柜直接與站級層通信。站級層設備為工業級MCU，站級層集中采集電力設備的運行參數以及在運行中發生的事件信息，然后將這些參數和信息傳輸至監控中心的通信管理機中，并接收和執行監控主機的控制指令。

2.2 變電所自動化

建筑工程變電站綜合自動化系統主要分為集中式系統和分層分布式系統兩類。集中式系統（見圖1）是保護和監控彼此獨立，各自有一套數據采樣、計算系統，通過通信網絡連接。分層分布式系統（見圖2）是按回路設計保護、監控、數據采集等功能，各回路間通過網絡與主機連接。

2.3 配電網自動化

配網自動化應建立在信息化的基礎上，將配電系統在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制以及用電和配電管理自動化。該系統的主體架構如圖3所示。

配電 GIS 系統定位作為配網調度自動化系統的基礎數據平臺，負責系統內所有信息的錄入及管理，同時該系統也是站外數據為唯一的錄入入口，能夠錄入和維護系統上站外饋線圖形、屬性及運行參數，利用相關數據配電 GIS可自動生成總的環網圖、接線圖、單線圖等，并且該系統還能夠將站外饋線圖模GIS系統導入進來，用來實現集中維護模型。由此，調度自動化主站具備多項功能，其中圖形模塊數據庫負責網絡協議、實測數據參數、站外圖形等維護。endprint

為了兼容更多的數據和通信接口，便于更好的拓展接入新規約，要求配網調度自動化系統的支撐平臺實現系統應用統一管理，同時具備完善科學的分層分布式結構設計和平臺模塊。此外，為了使系統可以被更多應用調用，便于和其它系統的共享和管理，商用數據庫應具備開放的、標準SQL 語言接口。

利用終端設備和通信系統，配電網SCADA可將配電網的各項情況及時傳遞給主站，可在主站遠程監控配電網絡，結合一次網絡的實際情況，對符合采集要求的各部件進行數據采集，包括開閉站、配電變壓器、環網柜、10kV線路柱上開關等，具體的采集信息內容包括相關運行數據、保護動作信息及配電開關的狀態等。其中開閉站主要包括三項功能：一是數據轉發功能；二是饋線自動化功能；二是SCADA監控功能，即遙信、遙測、遙控功能。

經使用一段時間后發現，該系統的各項工作性能及其參數都無異常情況出現，能夠滿足當前的實際工作需求，且未來五年內配電網的需求都能夠得到有效滿足，因為該系統不會隨著配電線路數量的增加而性能下降，其能夠隨著配電網功能和規模的擴展而自動的進行線性無縫擴充。

2.4 斷路器、接觸器的遙控操作

對于供配電網絡自動化系統來說，要想充分發揮其作用，實時監測是必要條件，而實時監測離不開監控系統的支撐，只有科學安裝了監控系統，才能實現對各部件的遙控操作，比如接觸器、斷路器等。為防止系統的正常及安全運行，監控系統設置了操作權限，只有被授予操作權限的作業人員才可操作該系統。并且系統支持變電站操作票自動生成功能，也就是說可以先利用后臺的監控主機模擬監控操作，經系統確認各種操作項目均無異常時能夠自動生成并打印操作票，現場人員對照該操作票，按照“選擇一返校一執行”二級校驗模式正式操作監控功能。系統的每一次操作都會被記錄存盤。監控系統具有實現硬件閉鎖、軟件防誤的功能，能夠最大限度地避免各類異常情況甚至是事故的出現。系統可自動對各個操作命令進行分析及判斷，只有接收到正確的操作命令后系統才會按照操作命令行事，若系統發現是誤操作，可自行閉鎖該項操作，并將異常情況提示給相關工作人員，保證各項操作的正確率。

3 供配電系統的維護

要想保證供配電系統的正常安全運行，維護工作是必不可少的一個關鍵環節，其內容主要包括維護配電線路、維護供電設備、養護供電設備設施等。其中維護配電線路的具體內容包括兩個方面，即維護電纜線路和維護架空線路；維護供電設備及設施的具體內容包括兩個方面，即日常巡視維護和定期檢查保養。預防性的維護和巡視可在供電系統工作的情況下開展，其內容主要是針對設備的外觀，進行巡視、觀察、清掃、加油等工作，若在維護和巡視期間發現異常情況，應及時報告給相關人員和部門，針對可能存在的設備問題及時開展對設備的分析檢測，嚴格依照相關規范標準進行操作，可維修的安排維修，需更換的及時更換，確保所有作業中的設備處于正常狀態。

4 結束語

隨著社會的不斷發展，用電量與日俱增，無疑對供配電系統運行管理提出了更高的要求，面對這種形勢，電力自動化系統的應用是大勢所趨，它不僅能夠提高供配電系統運行管理效率，還能夠提高電力的質量，但電力自動化系統在供配電系統中的應用還不夠完善，應采取措施加強電力自動化系統的管理，促進供配電系統的發展。

參考文獻：

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