1、樓宇設備監控組件及維護項目三 樓宇供配電監控系統的安裝任務1 樓宇供配電監控系統認知一、教學目標1）供配電系統中的相關基本知識。2）樓宇供配電圖，對圖中所涉及的圖形符號能說出對應的硬件設備。3）樓宇供配電的監控系統圖，對圖中需要監測的點位的類型能分清。4）分析樓宇供配電的監控點位表。二、學習任務1）聯系供配電相關課程中的知識，理解供配電系統的基本概念及理解高低壓供配電電路圖。對高低壓設備的名稱、性能、使用都要有認識。2）能理解供配電監控原理圖，對監測點進行監測的目的能理解。3）能應用CAD軟件繪制原理圖。4）能舉一翻三地分析本任務沒有涉及到的監控原理圖或監控點位表。供配電系統的設計應遵從以下規

2、范：供配電系統設計規范、高層民用建筑設計防火規范、商店建筑設計規范、旅館建筑設計規范。（一） 基本概念1電力系統、電力網電力系統 ：由各種電壓的電力線路將一些發電廠、變電所和電力用戶聯系起來的一個發電、輸電、變電、配電和用電的整體，如圖3-1-1所示。 水力 發電廠升壓變電所220kV地區樞紐所10kV 至用戶配電所10kV10kV升壓 變電所220kV220kV220kV輸電線路220kV35kV35kV負荷 變電所35kV10kV圖3-1-1發電、輸電、變電、配電和用電的整體示意圖（二）樓宇供配電硬件系統 概述：中大型樓宇的供電電壓一般采用10kV，有時也可采用35kV.為了保證供電可靠性

3、，應至少有兩個獨立電源，原則上是兩路同時供電，互為備用，如圖3-1-3示。 圖3-1-3 常用的高壓供電方案圖 圖3-1-3a為兩路高壓電源，正常時一用一備，即當正常工作電源事故停電時，另一路備用電源自動投入。此方案可以減少中間母線聯絡柜和一個電壓互感器柜，對節省投資和減小高壓配電室建筑面積均有利。這種結線要求兩路都能保證100的負荷用電。當清掃母線或母線故障時，將會造成全部停電。因此，這種接線方式常用在大樓負荷較小，供電可靠性要求相對較低的建筑中。 圖3-1-3b為兩路電源同時工作，當其中一路故障時，由母線聯絡開關對故障回路供電。這種接線方式是商用性樓宇、高級賓館、大型辦公樓宇常用的供電方案

4、。它能保證較高的供電可靠性。 我國目前最常用的雙電源主結線方案如圖3-1-4所示，采用兩路l0kV獨立電源，變壓器低壓側采取單母線分段的方案。 圖3-1-4 雙電源主接線方案對于規模較小的建筑，由于用電量不大，當地獲得兩個電源又較困難，附近又有400V的備用電源時，可采用一路10kV電源作為主電源，400V電源作為備用電源的高供低備主結線方案，如圖3-1-5所示。 圖3-1-5 高供低備主接線方案四、供配電系統的監控系統（一）對供配電系統監控的必要性及功能供配電系統是智能大樓的命脈，因此電力設備的監控和管理是至關重要的。1、監控系統對供配電設備的運行狀況進行監控。2、監控系統根據測量所得的數據

5、進行統計、分析，以查找供電異常情況、預告維護保養，并進行用電負荷控制及自動計費管理。3、電網的供電狀況隨時受到監視，一旦發生電網全部斷電的情況，控制系統作出相應的停電控制措施，應急發電機將自動投入，確保消防、保安、電梯及各通道應急照明的用電，而類似空調、洗衣房等非必要用電負荷可暫時不予供電。同樣，復電時控制系統也將有相應的復電控制措施。（二）監控內容變配電系統的監控內容包括：高壓測監視、低壓測監視、變壓器監視、應急發電機監視、直流操作電源監視等。1. 高壓測監控內容（1）高壓進線主開關的分合狀態及故障狀態監測。（2）高壓進線三相電流監測，如圖3-1-10示。（3）高壓進線AB BC CA線電壓

6、監測，如圖3-1-11示。（4）高壓進線頻率監測。（5）功率因數監測。（6）電量計量等。圖3-1-10 高壓電流監測 圖3-1-11 三相電壓監測2低壓測監控內容（1）變壓器二次側主開關的分合狀態及故障狀態監測。（2）變壓器二次側AB、BC、CA線電壓及電流監測。（3）壓器二次三相功率因素。（4）母聯開關的分合狀態及故障狀態監測。（5）母聯的三相電流監測。（6）各低壓配電開關的分合狀態及故障狀態監測。（7）各低壓配電出線三相電壓、電流、功率及功率因數監測。（8）電量管理與分析等。低壓端（380220V）的電壓及電流測量方法與高壓側基本相同。只不過是電流互感器的電壓等級不同；低壓端一般不需要電壓

7、互感器。3變壓器及發電機監控（1）變壓器溫度監測。（2）風冷變壓器風機運行狀態監測。（3）油冷變壓器油溫及油位監測。（4）發電機線路電氣參數的監測，如電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等。（5）發電機運行狀況監測，如轉速、油溫、油壓、進出水溫、水壓、排氣溫度、油箱油位等。（6）發電機及相關線路狀態檢測等。4直流操作電源監控 直流蓄電池組的作用是產生直流220V、110V、24V直流電。它通常設置在高壓配電室內，為高壓主開關操作、保護、自動裝置及事故照明等提供直流電源。為保證直流正常工作，變配電及應急發電設備監控系統監視各開關的狀態，尤其要對直流蓄電池組的電壓及電流進行監視，及記錄，若發現異常

8、情況及時處理。實例一：高低配電回路監控系統原理圖，如圖3-1-12 所示。圖3-1-12高低配電回路監控系統原理圖 由圖可見，系統只有AI和DI點而無AO或DO點，也就是說系統只有監測功能而沒有控制功能，這顯然不是很完美。然而目前國內供配電系統獨立性較強，考慮到安全等多種因素，此方案也常有應用。實例二：低壓配電系統監控原理圖，如圖3-1-13示。由圖可知，上圖中，系統也只是起監測功能而沒有控制功能。變配電系統AIDIAODO 設備名稱設備型號數量高壓母聯狀態1高壓進線狀態2高壓進線故障2高壓主進電度2電度變送器DTM-92高壓主進有功功率2 有功功率變送器256-TWMW2高壓主進功率因數2

9、功率因數變送器256-TPTW2高壓主進電流6 三相電流變送器253-TALW6高壓主進電壓6 三相電壓變送器253-TVAW6高壓主進頻率2頻率變送器256-THZW2低壓母聯狀態2低壓進線狀態2低壓進線故障報警2低壓主進電度2電度變送器DTM-94低壓主進有功功率2 有功功率變送器256-TWMW4低壓主進功率因數2 功率因數變送器256-TPTW4低壓主進電流6 三相電流變送器253-TALW12低壓主進電壓6 三相電壓變送器253-TVAW12低壓主進頻率2頻率變送器256-THZW4變壓器高溫報警25變配電系統（監控點表）：變配電系統（監控點表）見表3-1-1。 表3-1-1 變配電

10、系統（監控點表）該表只有AI變量，只是對供配電質量起到監測的功能。任務2 樓宇供配電監控系統部件性能認知一、教學目標1）認識供配電監控需要的硬件設備，熟悉其性能及輸出特性。2）了解供配電監控硬件設備的安裝要求。二、學習任務掌握供配電監控系統需要哪些常用硬件設備，這些硬件設備分別采集什么信號，是如何進行采集信號的。（一）供配電系統的特點：1）供配電系統是建筑物最主要的能源供給系統。2）對由城市電網供給的電能進行變換處理、分配，并向建筑物內的各種用電設備提供電能。是現代建筑物最基本的設備之一。3）以監測為主。（二）供配電系統的監控要點1）對配電系統運行參數，如電壓、電流、功率、功率因數、頻率、變壓

11、器溫度等進行實時檢測，為正常運行時計量管理和事故發生時的應急處理、故障原因分析等提供數據。2）對配電系統與相關電氣設備運行狀態，如高低壓進線斷路器、母線聯絡斷路器等各種類型開關當前的分合閘狀態、是否正常運行等進行實時監視，并提供電氣系統運行狀態畫面。1、交流電壓變送器是一種將被測交流電壓、直流電壓、脈沖電壓轉換成接線性比例輸出直流電壓或直流電流并隔離輸出模擬信號或數字信號的裝置。采用普遍傳感器電壓電流信號，輸入電壓信號：05V/010V/15V ；輸出電流信號：010mA、020mA、420mA ；輸出電壓信號：DC05V、DC010V、DC15V 。在樓宇供配電監控系統被測電壓轉換成按線性比

12、例輸出的直流電壓，再通過信號處理/發送部分，向DDC發送。圖3-2-1FZL系列導軌安裝型交流電壓變送器FZL系列導軌安裝型交流電壓變送器技術參數如下：1）準確度（精度）：通用工業級0.5，定制0.2；2）線性度：通用工業級0.5，定制0.2；3）額定工作電壓：DC24V20，極限工作電壓35V，定制AC220V+15%；4）電源功耗：DC+24V靜態4mA，動態時相等與環路電流，內部限制25mA+10，功耗0.6W；定制AC220V，功耗1W；5）額定輸入吸收功率：電流類型1VA，電壓類型1VA；6）額定輸入：70V，100V，120V，250V，300V，450V，500V，600V，80

13、0V，1000V或其他定制；7）額定工作頻率：50/60Hz；8）輸出形式：標準兩線制DC420mA；9）輸出溫漂系數：50ppm/；10）響應時間：100ms；11）輸出負載電阻：RL（）（24V10V）0.02A=700；注：標準V24V時負載電阻RL為700；RL等于轉換15V的250電阻加上兩根傳輸線路總銅阻；12）輸入過載能力：電流類型：1.5倍連續，30倍/s，電壓類型：1.2倍連續，30倍/s；13）輸出過流保護：內部限制25mA+10；14）兩線端口瞬態感應雷與浪涌電流TVS抑制保護能力：TVS抑制沖擊電流能力為35A/20ms/1.5KW；15）兩線端口設置有+24V電源反接

14、保護；16）輸出電流設置有長時間短路保護限制：內部限制25mA+10%；17）輸入/輸出絕緣隔離強度：AC2000V / 1min、1mA，或其他定制；18）輸入/輸出絕緣電阻20M（DC500V）；19）工作環境：2570，2090無凝露；20）貯存溫度：4085，2090無凝露；21）安裝方式：DIN-35mm導軌安裝及M4螺釘固定；22）執行標準： GB/T138501998；2交流電流變送器電流變送器可以直接將被測主回路交流電流轉換成按線性比例輸出的DC420mA（通過250 電阻轉換DC 15V或通過500電阻 轉換DC210V）恒流環標準信號，連續輸送到接收裝置（計算機或顯示儀表）

15、。在樓宇供配電監控系統中，將被測電流轉換成按線性比例輸出的直流電流，再通過信號處理/發送部分，向DDC發送。 交流電流變送器 直流變送器交流電流變送器直流變送器如KDY-1IB電流變送器的特點用途：是一種將電網中的電流、電壓參數，經隔離變送成線性的直流模擬信號的裝置。測量：單相，三相交流電流精度：交流0.2%RO輸出：020mAdc ,420mAdc技術參數交流輸入:電流：1A，5A精度: 0.2%RO響應時間: 400ms輸出電流: 020mAdc ,420mAdc（負載電阻10Vdc/輸出電流）輸出波紋: 0.5% RO峰峰值工作環境溫濕度: 050/小于80%相對濕度（無冷凝狀態）貯存環

16、境溫濕度:-2070/小于70%相對濕度（無冷凝狀態）使用電源; AC22010%，50Hz 可訂制特殊規格（DC12V，24V，48V，110V，220V20%）隔離: 輸入/輸出/電源/外殼電源消耗: DC約3W，AC約4VA外殼材料: ABS防火材料重量: 單相約450克，三相約650克耐壓強度: AC2KVrms/min絕緣阻抗: DC500V時大于100M外形尺寸: 單相119（L）55（W）75（H）mm、三相119（L）109（W）75（H）mm安裝方式: 35mm標準導軌、底座螺釘安裝。電壓變送器與電流變器的應用，如圖3-2-3示。圖3-2-3電壓變送器與電流變器的應用圖例 3

17、功率變送器： FPW功率變送器（如圖3-2-4示, 型號FPW-201）是一種能將被測有功和無功功率轉換成與其成線性比例的直流電量輸出，并能反映被測功率在線路中傳輸方向的儀器。配以適當儀表或儀器裝置，可廣泛用于電網測量線路，發電機組及對功率測量要求較高的用電部門。圖3-2-4型號FPW-201的功率變送器（1）主要技術特性1）供電： 220V 50Hz 交流電源2）輸出信號：420mA3）工作條件：環境溫度：0500C 相對濕度 小于等于85%工作震動：頻度 小于等于25Hz 4）結構形式：導軌安裝（2）接線端子結構 不同型號的功率變送器其接線端子功能不同，需看具體說明書或面板進行接線。（3）

18、接線方式 功率變送器接線方式有三線制和四線制兩種形式，如下圖3-2-5示為三線制接法，直接從現場引進三根線，為常用的接法。 圖3-2-5 功率變送器三線制接線圖圖中，7、8為交流220V電源，9、10是420mA電流信號輸出至DDC的AI口，從而進行監測。（4）注意事項1）功率變送器出廠時各參數已經標定，一般不要輕易調節其參數。特殊情況下，可以用面板上零點（ZERO）微調器調節零點輸出為4mA，可以用范圍（SPAN）微調器適當調節輸出范圍。2）無論采用三線制或者是四線制接法，都要保證良好的接地。3）電壓線和電流線都是取自互感器，電壓線嚴禁短路，電流線嚴禁斷路。4功率因數變送器 功率因數電力變送

19、器是一種將電網中的功率因數隔離變送成線性的直流模擬信號的裝置，如圖3-2-6示。圖3-2-6 功率因數變送器（1）符合標準GB/T138501998、IEC-688（2）適用環境工作溫度：-1055儲存溫度：-2570相對濕度：90%RH，不結露，無腐蝕性氣體場所海拔高度：2500m（3）技術參數 輸入信號u 測量范圍：AC 1A、5A，AC 100V、220V、380Vu 過載：u 電流：持續1.2倍，瞬時電流10倍/1s；u 電壓：持續1.2倍，瞬時電壓2倍/1s；頻率：45Hz65Hz輸出信號u 輸出：DC 420mA、020mA、05V、010V（4）負載 電流輸出時600，電壓輸出時

20、1000（5）工作電源 AC 85265V 或DC 100350V（6）溫度漂移系數 精度等級為0.5級時200ppm/，精度等級為0.2級時100ppm/（7）響應時間 400ms（8）絕緣電阻 100M（9）精度等級 0.5級，0.2級（10）工頻耐壓 2kV/1min，50Hz（11）安裝方式 采用標準35mm導軌安裝，或者用螺釘固定功率因數電力變送器，可將功率因數隔離變送輸出DC 420mA、020mA、05V、010V；標準35mm導軌安裝。（12）接線方式 如圖3-2-7示。圖3-2-7 功率因數變送器接線方式三相功率因數變送器接線示意圖單相功率因數變送器接線示意圖5有功電度變送器

21、有功電度變送器如圖3-2-8示。電度變送器采用專用的能量變換電路把功率信號轉換成脈沖信號（電度信號）由于采用了專用的能量芯片變送器有精度提高，工作穩定特點使用方便、性價比高等到特點。變送器用于測量各種特性負載的單相、三相有功功率或無功功率電度的測量變換。 圖3-2-8有功電度變送器 接線方式 如圖3-2-9示。 圖3-2-9各類接線方式任務3 樓宇供配電監控系統的安裝一、 教學目標1）能過一個模擬的安裝環境，使學生清楚一個工程安裝流程及步驟。2）對各種工具、線材的認識，熟練使用各種具及線材的選用。3）對電量變送器、電機的安裝要符合要求。4）對所采集的信號與DDC端口的連接要正確。二、 實操任務

22、1）會使用相關工具，能根據需要選取線材。2）正確安裝電量變送器及電機。3）熟悉電機的控制電路及主電路，會對電量變送器采集電壓、電流信號的接線。4）對安裝完后的現場進行6S清理。1識讀系統圖與接線圖（1）識別監控點（I/0）表 表3-3-3所示。 表3-3-3序號控制功能要求DIDOAIAO功能1 供配電監控系統1.1 電能計量系統1相電壓（V）1實時監測，顯示相電壓變化值2相電流（A）1實時監測，顯示相電流變化值1.2 動力配電系統2三相電機啟停狀態狀態1實時監測三相電機工作狀態（啟動/停止）；本地啟動，紅色指示燈“亮”3三相電機啟停1啟/停三相電機小計1120（2）識別系統原理圖 如圖3-3

23、-1示。 3-3-1系統原理接線圖（3）實物接線圖，如圖3-3-2示圖3-3-2實物接線圖（4）識別端子接線圖 如圖3-3-3示。AI1AI2DI333435362324電流變換器電壓變換器接觸器輔助觸點（判斷電機是否在運行）（5）設備識別及安裝 工程安裝前，應對設備、材料和軟件進行進場檢驗，并填寫進場檢驗記錄。對設備必須附有產品合格證、質檢報告、“CCC”認證標識、安裝及使用說明書等。如果是進口產品，則需提供原產地證明和商檢證明，配套提供的質量合格證明，檢測報告及安裝、使用、維護說明書的中文文本。設備安裝前，應根據使用說明書，進行全部檢查，合格后方可安裝。設備識別：1）智能電量變送器：采用全

24、隔離技術，可直接采集交流電壓、電流信號，可測量工頻、電壓、電流以及相位差和單相、三相平衡功率。接線圖如圖3-3-4所示。 圖3-3-4 電量變送器端子功能圖三相平衡負載測量時，接線方法如圖3-3-5所示。 圖3-3-5 電量變送器接線方法2）用途：Y系列電動機適用于一般無特殊要求的機械與設備，如水泵、風機、機床等，該系列電動機容量和安裝尺寸符合IEC標準的要求，如圖3-3-6所示。 圖3-3-6 電動機基本結構圖3）主要技術參數l 額定功率：1.1KWl 額定電壓：380Vl 額定電流：2.5Al 額定頻率：50Hzl 額定轉速：28.10r/min4）電量變送器的安裝：安裝位置壁掛式安裝，安

25、裝孔距為500mm600mm，安裝時用膨脹螺栓將智能電量變送器箱體固定到墻上。見圖3-3-7所示。 圖3-3-7電量變送器外觀尺寸接線：智能電量變送器包括輸入電源線、輸出信號線。按照上面接線圖來進行，如圖3-3-8所示。圖3-3-8 安裝效果圖電機的安裝：u 安裝位置：該電動機模擬供配電監控系統的機械動力負載，安裝在實訓室內地面。u 安裝方法：落地安裝。u 接線：Y系列電動機3KW以下為“Y”接法，4KW以上為“”接法，通過電量（電流和電壓）變送器采集的信號送入DDC的AI口中，從而監視電機的運行情況。任務4 樓宇供配電監控系統的調試一、教學目標1）明確供配電監控系統的檢查與調試的三個方面及檢測標準。2）能按照要求對設備逐一進行檢查及調試。二、學習任務1）對施工現場的實際的設備按照要求進行檢測，DDC、傳感器、線路等。2）編制程序來調試。1現場設備驗收 各類電量傳感器、變送器等進場驗收應符合下列規定：（1）查驗合格證和隨帶技術文件，實行產品許可證和安全認證的產品應有產品許可證和安全認證標志；（2）外觀檢查：銘牌、附件齊全，電氣接線端子完好，設備表面無缺損，涂層完整。2現場設備安裝 主要是現場各種電量變送器的安裝要遵從安裝說明。3線路敷設（1）傳感器輸入信號與DDC之間的連接 采用2芯或3芯，每芯截面