導(dǎo)語(yǔ)：論智能建筑及變配電體系一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1概述

智能建筑是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)的電力照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫(kù)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和統(tǒng)一管理，并對(duì)用戶提供信息和通信服務(wù)等的一種新型建筑。智能建筑的特點(diǎn)就是設(shè)施智能化，如安裝了計(jì)算機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信線路、自控設(shè)備等。使用戶可以取得通信、文字處理、電子郵件、情報(bào)資料檢索、科學(xué)計(jì)算、行情查詢等服務(wù)，另外對(duì)建筑物的所有空調(diào)、給排水、供配電設(shè)備、防火、保安等設(shè)備由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。智能建筑供電中斷，將嚴(yán)重影響正常工作，并導(dǎo)致重要用電單位和公共場(chǎng)所秩序混亂。變配電系統(tǒng)的安全、可靠供電是智能建筑正常運(yùn)行的先決條件。除繼電保護(hù)與備用電源自動(dòng)投入等功能要求外，必須具備對(duì)開(kāi)關(guān)與變壓器的狀態(tài)，系統(tǒng)的電流、電壓、有功功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面的能量管理。

2智能建筑

2．1智能建筑的定義智能建筑是信息時(shí)代的產(chǎn)物，當(dāng)今科學(xué)技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，其中相當(dāng)多的成果已應(yīng)用于智能建筑，使其具體內(nèi)容與形式相應(yīng)提高并不斷發(fā)展。所以至今均無(wú)統(tǒng)一的定義，但近年世界大型建筑的半數(shù)將出現(xiàn)在中國(guó)，因此有必要給其下個(gè)定義。美國(guó)智能建筑學(xué)會(huì)定義為：智能建筑是對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理這四個(gè)基本要素進(jìn)行最優(yōu)化組合所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。該定義的特點(diǎn)是較概括與抽象。在日本建筑雜志中，突出智能建筑是高功能的大樓，是方便有效地利用現(xiàn)代信息與通訊設(shè)備，并采用樓宇自動(dòng)化技術(shù)，具有高度綜合管理功能的大樓。在新加坡，規(guī)定智能建筑必須具備3個(gè)條件:一是具有先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能對(duì)大廈內(nèi)的溫度、濕度、燈光進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并具有消防、保安功能，為用戶提供舒適、安全的環(huán)境。二是具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，以保證數(shù)據(jù)在大廈內(nèi)流通。三是能夠提供足夠的對(duì)外通信設(shè)施與能力。我國(guó)對(duì)住宅小區(qū)智能化建筑有新標(biāo)準(zhǔn)，按現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息集成技術(shù)的全面性和先進(jìn)性分為普及型、先進(jìn)型和領(lǐng)先型，并提出具體要求。各開(kāi)發(fā)建設(shè)單位申報(bào)時(shí)可任選一種。

2．2智能建筑的基本組成一般認(rèn)為，智能建筑是由三大基本要素構(gòu)成，通常又稱做3A建筑，就是建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)BAS(包括了消防自動(dòng)化系統(tǒng)FAS和保安自動(dòng)化系統(tǒng)SAS)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS，通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS。以上三者通過(guò)綜合布線系統(tǒng)PDS有機(jī)結(jié)合，構(gòu)筑于建筑物環(huán)境平臺(tái)上。見(jiàn)圖1所示。

2．2．1BAS：該系統(tǒng)用來(lái)對(duì)大廈內(nèi)的各種機(jī)電設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)控制，包括空調(diào)、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、保安等。通過(guò)信息通信網(wǎng)絡(luò)組成分散控制，集中監(jiān)視與管理的管控一體化系統(tǒng)，隨時(shí)檢測(cè)、顯示其運(yùn)行參數(shù);監(jiān)視、控制其運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力、供熱、供水等能源的調(diào)節(jié)與管理；提供一個(gè)安全、舒適、高效而且節(jié)能的環(huán)境。

2．2．2OAS：該系統(tǒng)是服務(wù)于具體辦公業(yè)務(wù)的人機(jī)交互信息系統(tǒng)。是由各種辦公設(shè)備、信息傳輸與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相應(yīng)配套的系統(tǒng)軟件、工具軟件、應(yīng)用軟件等組成。

2．2．3CAS：該系統(tǒng)是用來(lái)保證大廈內(nèi)、外各種通信聯(lián)系暢通無(wú)阻，并提供網(wǎng)絡(luò)支持能力。實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、控制信號(hào)的收集、傳輸、控制、處理與利用。借助多種通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)大廈內(nèi)外、國(guó)內(nèi)外的信息互通、資料查詢和資源共享。

3變配電系統(tǒng)

智能建筑供電中斷，將嚴(yán)重影響正常工作，并導(dǎo)致重要用電單位和公共場(chǎng)所秩序混亂。因此在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)前，必須對(duì)負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行劃分，除冷凍機(jī)、空調(diào)機(jī)、熱力點(diǎn)等為三級(jí)負(fù)荷，其余皆為一、二級(jí)負(fù)荷，對(duì)于不允許停電的重要負(fù)荷，要求兩個(gè)獨(dú)立電源供電，在一個(gè)電源系統(tǒng)檢修或出了故障而另一個(gè)電源系統(tǒng)又發(fā)生了故障的情況下，應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)大廈自備的柴油發(fā)電機(jī)組向其供電。如圖2所示。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要確定變配電室位置及其平面布置，根據(jù)用電量計(jì)算變壓器容量，進(jìn)而確定高壓、低壓供電系統(tǒng)圖，高壓進(jìn)線與低壓出線的方式及途徑等。

3．1變配電室位置的選擇智能建筑一般為高層建筑，在高層建筑中變配電室的位置選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）接近負(fù)荷中心。（2）高壓10kV（或35kV）兩路電源引入方便，低壓380V線路引出方便。（3）接近10kV（或35kV）電源側(cè)。（4）變配電所不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常有積水的場(chǎng)所的下面。（5）變壓器、高/低壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)輸方便。智能建筑用電量大的冷凍機(jī)房、熱力電、泵房大部分集中在地下室。因此，變配電室大多數(shù)設(shè)置在地下1層、2層，也有設(shè)計(jì)在地下3層的。為了節(jié)省建筑面積，簡(jiǎn)化土建施工，近幾年多采用高壓電纜上進(jìn)線，低壓電纜上出線的形式。

3．2變壓器容量確定變壓器容量確定要根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，一般用二項(xiàng)式法（P30=Σ(bPe)i+(cPx)max,Q30=Σ(bPetgФ)i+(cPx)maxtgФmax）或需用系數(shù)法P30i=KdPeQ30i=P30itgФP30=KΣPΣP30iQ30=KΣqΣQ30i)。而在工程開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有用電負(fù)荷資料，變壓器容量只能估算，參照國(guó)內(nèi)外高層建筑與智能大廈的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是100－140VA/m2，近幾年的設(shè)計(jì)皆按100VA/m2來(lái)設(shè)置變壓器。例如：北京國(guó)際大廈建筑面積40000m2，設(shè)置4臺(tái)1000kVA變壓器。北京發(fā)展大廈建筑面積53000m2，設(shè)置4臺(tái)1250kVA變壓器。最近調(diào)查北京地區(qū)幾幢高檔寫字樓用電負(fù)荷表明，實(shí)際負(fù)荷率偏低，低于40％。用電負(fù)荷估算數(shù)據(jù)應(yīng)該按照實(shí)際情況調(diào)整，建議調(diào)整為80－100VA/m2。因?yàn)樽儔浩髟O(shè)在大廈樓內(nèi)，應(yīng)選用室內(nèi)變壓器，同時(shí)根據(jù)消防要求，通常選用環(huán)氧樹(shù)脂澆注型干式變壓器，這種變壓器不具有過(guò)負(fù)荷能力。

3．3高壓、低壓配電系統(tǒng)

3．3．1高壓配電系統(tǒng)高壓10kV系統(tǒng)采用單母線分段運(yùn)行，兩路高壓電源同時(shí)供電。當(dāng)一路電源斷電時(shí)，中間聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合或手動(dòng)閉合，一路電源應(yīng)能向全部一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷供電。繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以合理的運(yùn)行方式和常見(jiàn)的故障類型為依據(jù)，并應(yīng)滿足速動(dòng)性、選擇性、可靠性和靈活性等4項(xiàng)基本要求。電源進(jìn)線保護(hù)的要求應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定，一般進(jìn)線保護(hù)應(yīng)設(shè)置過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和低電壓保護(hù)。母線聯(lián)絡(luò)柜裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。變壓器保護(hù)一般裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、溫度保護(hù)。保護(hù)裝置的合理設(shè)置，可做過(guò)迅速切除短路過(guò)負(fù)荷等故障，縮小事故范圍，保證大廈供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。智能大廈系重要負(fù)荷，供電系統(tǒng)操作電源一般采用直流，電壓為直流110V或220V，由定型成套直流電源柜提供。

3．3．2低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)工程規(guī)模、設(shè)備布置、負(fù)荷性質(zhì)及用電容量等條件確定。低壓配電系統(tǒng)應(yīng)滿足供電可靠性和供電靈活性的要求，系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單靈活、操作安全、檢修方便。低壓配電一般采用380/220V中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。低壓主進(jìn)線空氣斷路器，一般選用具有三段保護(hù)特性的大型斷路器，施工圖要標(biāo)出斷路器各整定數(shù)值。在兩段低壓母線上各安裝自動(dòng)補(bǔ)償電容器柜，按照負(fù)荷變化情況，自動(dòng)調(diào)整功率因數(shù)。

3．4變配電智能化系統(tǒng)變配電系統(tǒng)正常運(yùn)行、可靠供電是大廈正常營(yíng)業(yè)的保證，因此，智能大廈的控制中心要控制、監(jiān)視、記錄供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，這個(gè)任務(wù)就由變配電智能化系統(tǒng)來(lái)承擔(dān)。變配電智能化系統(tǒng)是建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)中的一個(gè)重要組成部分，是對(duì)整個(gè)變配電系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行綜合控制管理的統(tǒng)一體。這種系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，具有分散監(jiān)控和集中管理的功能。它是與數(shù)據(jù)通信、圖形顯示、人機(jī)接口、輸入輸出接口技術(shù)相結(jié)合的，用于設(shè)備運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.4.1電氣系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)控制內(nèi)容（1）電源監(jiān)測(cè)。對(duì)高低壓電源進(jìn)出線的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及供電量積算。（2）變壓器監(jiān)測(cè)。變壓器溫度監(jiān)測(cè)、風(fēng)冷變壓器通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況、油冷變壓器油溫和油位監(jiān)測(cè)。（3）負(fù)荷監(jiān)測(cè)。各級(jí)負(fù)荷的電壓、電流、功率的監(jiān)測(cè)，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)停止低優(yōu)先級(jí)的負(fù)荷。(4)線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)。高壓進(jìn)線、出線、二路進(jìn)線的連絡(luò)線的斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警。(5)用電電源控制。在主要電源供電中斷時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，在恢復(fù)供電時(shí)停止備用電源，并進(jìn)行倒閘操作。通過(guò)對(duì)高低壓控制柜自動(dòng)的切換，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制；通過(guò)對(duì)交連開(kāi)關(guān)的切換，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制；對(duì)租戶的用電量進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)量。(6)供電恢復(fù)控制。當(dāng)供電恢復(fù)時(shí)，按照設(shè)定的優(yōu)先程序，啟動(dòng)各個(gè)設(shè)備電機(jī)，迅速恢復(fù)運(yùn)行，避免同時(shí)啟動(dòng)各個(gè)設(shè)備，而使供電系統(tǒng)跳閘。

3.4.2電氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制

3.4.2.1智能建筑監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)劃分為以下幾種：(1)顯示型。包括運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)及其它。顯示主接線圖、交直流系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)運(yùn)行圖及運(yùn)行參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)各開(kāi)關(guān)變位和故障變位進(jìn)行正確區(qū)分，對(duì)參數(shù)超限報(bào)警。(2)控制型。包括設(shè)備節(jié)能運(yùn)行控制、順序控制(按時(shí)間順序控制或工藝要求的控制)。(3)記錄型。包括狀態(tài)檢測(cè)與匯總表輸出、積算記錄及報(bào)表生成、對(duì)事故、故障進(jìn)行順序記錄，可以查詢事故原因并且顯示、制表和打印，可繪制負(fù)荷曲線并且顯示、打印運(yùn)行報(bào)表。(4)復(fù)合型。指同時(shí)有兩種以上監(jiān)控需要。

3.4.2．2變配電設(shè)備控制。主要包括：(1)高壓進(jìn)線、出線、連絡(luò)線的斷路器遙控。(2)低壓進(jìn)線、出線、連絡(luò)線的斷路器遙控。(3)主要線路斷路器的遙控，如配電干線、消防干線的斷路器遙控，對(duì)水泵房、制冷機(jī)房、供熱站供電的斷路器；以及上述站房的進(jìn)線斷路器遙控。(4)電動(dòng)機(jī)智能控制。(5)電源饋線，設(shè)過(guò)電流及接地故障保護(hù)，三相不平衡監(jiān)測(cè)，重合閘功能，備用電源自動(dòng)投入。(6)變壓器。設(shè)計(jì)有內(nèi)部故障和過(guò)載保護(hù)、熱過(guò)載保護(hù)。(7)分段斷路器。設(shè)置電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)。

3.4.2．3備用發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)控制。測(cè)量和控制內(nèi)容有：(1)發(fā)電機(jī)線路的電氣參數(shù)的測(cè)量，如電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等。(2)發(fā)電機(jī)狀況監(jiān)測(cè)：如轉(zhuǎn)速、油溫、油壓；油量、進(jìn)出水溫、水壓、排氣溫度、油箱油位等。（3)發(fā)電機(jī)和線路狀況的測(cè)量。(4)發(fā)電機(jī)和有關(guān)線路的開(kāi)關(guān)的控制。(5)有直流電源時(shí)，對(duì)它的供電質(zhì)量(電壓、電流)監(jiān)測(cè)報(bào)警。

4結(jié)語(yǔ)

變配電系統(tǒng)是智能建筑電氣設(shè)計(jì)非常重要的部分，它的安全性、可靠性是智能建筑運(yùn)行的必備的基礎(chǔ)之一，亦是先決條件，因此本文對(duì)智能建筑中變配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和變配電智能化系統(tǒng)的配備進(jìn)行討論是非常必要的。