电力监控说明书.doc

电力系统的应用及监控方案技术参数介绍目录电力系统的应用及监控方案1第一章 用户需求41.1 工程概述41.2 设计原则、依据和要求41.3 设计目标5第三章 电力系统功能的描述103.1 机房常用的供电方式10第六章 施工方案136.1 施工组织设计136.2.1、需求分析136.2.2、深化设计146.2.3、图纸会审和技术交底146.3施工技术措施156.3.1防火措施156.3.2 线管施工措施156.3.3 线槽安装措施166.2.4、技术资料的准备1719第一章 用户需求 1.1 工程概述 JZN03型电力监控管理系统可对中、低压配电柜、直流屏、变压器、UPS电源、柴油发电机组等多种变电、配电设备进行全方位的监测和控制；可对配电系统的供电质量进行连续不断的实时监测，为谐波污染的治理并降低供配电系统的能耗和进行故障及事故原因的分析提供可靠的数据和信息；可在各种情况下保证系统的可操作性，具有多重软件联锁能完全防止误操作；除可进行遥控外，系统还具有自动进行故障的应急处理和负荷管制等强大功能；它具有可视化的人机界面，能实时监控供电系统的运行状况，自动记录进行参数、故障报警和操作内容等各种事件，管理完全实现自动化；它具有开放的通信接口，可以用OPC等多种方式与IBMS及其它计算机系统进行通信上传数据，从而成为配网自动化系统或建筑设备自动化监控管理系统、能源管理系统的一个组成部分；它的智能化程度高，变电站可实现无人或少人值守，大大减少人工费用；同时其故障自动应急处理和负荷管制功能，保证供电的连续性，缩短停电时间，降低因停电所造成的经济损失。JZN03型电力监控管理系统具有既先进又实用的强大功能和长时间稳定运行的良好性能，因此它不仅被应用在诸如北京首都国际机场3号航站楼等许多重要的大型公共建筑中，也用于像北京亦庄定海园小区等众多的民用项目中，并且都获得了用户的好评，取得了良好的经济和社会效益。一个完善的机房供配电系统是保证计算机设备、场地设备和辅助用电设备可靠运行的基本条件。高品质的机房供电系统体现在：无断电故障、高容错；在不影响负载运行的情况下可进行在线维护；有防雷、防火、防水等功能。机房供电设计包括负荷等级和额定容量的确定、电源的可靠性设计、防雷和接地技术措施等。1.2 设计原则、依据和要求 由于电子信息系统机房设计规范修改和审定中。目前，经常采用的规范如下：GB500451995（2001）高层民用建筑设计防火规范GBT503142000智能建筑设计标准GB503392003智能建筑工程质量验收规范GB501161998火灾自动报警系统设计规范GB501661992火灾自动报警系统施工及验收规范项目ABC稳态电压偏移范围（%）5510101510稳态频率偏移范围（Hz）0.20.51电压波形畸变率（%）5710允许断电持续时间（ms）0442002001500上述技术规范将机房在不同系统和范围的供配电需求内容明确了要求，例如：依据电子计算机场地通用规范、低压配电设计规范的规定，计算机机房供电系统根据计算机的性能、用途和运行方式（联网与否）等情况，划分为A、B、C三级，见表。表：计算机机房供电系统在智能建筑工程中，较为重要又有一定规模的计算机机房，一般都按A级设计方案。1.3 设计目标 根据有关统计资料记载，感应雷电过压幅值在无屏蔽架空线上最高标准达20KV，所以在建设计算机房时应做好防雷工程，以防患于未然。机房防雷工程一般要做以下几步：（1）做好机房接地。根据国际GB5017493电子计算机房设计规范，交流工作地、直流工作地、保护地、防雷地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值要求确定。如果计算机系统直流地与其他地线分开接地，则两地极间应间隔25米。（2）做好线路防雷。首先，在动力室电源线总配电盘上安装并联式专用避雷器构成第一级衰减。其次，在机房配电柜进线处，安装并联式电源避雷器构成第二级衰减。再此，机房布线不能延墙敷设，以防止雷击时墙内钢筋瞬间传导墙雷电流时，瞬间变化的磁场在机房内的线路上感应出瞬间的高脉冲浪涌电压把设备击坏。机房动力配电柜应该选用自动的空气开关，并且与消防系统联动。当机房出现严重事故或者火警时，管理人员能够立即切断所有电源。 机房对电网供电质量要求较高，内容主要包括稳态电压偏移范围、稳态频率偏移范围、电压波形畸变率、允许断电持续时间和三相电压不平衡度等几个主要因素。机房供配电设备选型应注意：专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足国家规范要求；专用配电箱应有充足的备用回路，以满足计算机网络系统设备的扩容；专用配电箱应该设置电流、电压表供管理人员监测三相不平衡情况；专用配电箱要设置足够的中线和接地端子。在机房供配电系统布线方面，机房电源进线应遵照建筑物防雷设计规范要求，采取过电压保护措施。专用配电箱电源应采用电缆进线。在不得不采用架空进线时，在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处，要安装低压避雷器。机房低压配电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。机房活动地板下的电源线应尽可能地远离网络信号线，避免并排敷设，并采取相应的屏蔽措施。机房内的电线电缆除了应该具备相应的流量负载承担能力外，还必须考虑线缆阻燃要求。机房内所有电缆的镀锌金属走线槽或镀锌走线钢管都应该布设在地板下面或吊顶内。每路电缆两端都应该进行标记，并且绘制详细的布线图存档。 1、无穷大系统的调整以及电力网的组建1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接通8#母线，再合闸QF18，顺时针调整自耦调压器把手至400V。 联络变压器的分接头选择为UN。2）依次合闸QF1QF14QF10QF15QF7，观察1#、4#和5#母线电压为400V左右。2、各发电机组的启动和同期运行分别起动1#、4#、5#发电机组，控制方式：微机励磁，他励，恒压控制方式，组网运行，n=1500rpm,UG=400V。此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，1#发电机组并网后，手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。3、各发电机组的解列和停机手动调节1#发电厂发出的有功功率和无功功率为0，按下监控实验台的QFG1“分闸”按钮，完成1#发电厂与系统的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的解列和停机操作。四、实验报告1、记录发电机组同期并网过程中，操作步骤。 2、记录发电机组解列的顺序，操作步骤。五、注意事项1、电力网的组建时，必须确定各母线电压正常，否则要停电查看是否无穷大电源接线的可靠性。2、发电机组解列时，必须确保发电机P=0，Q=0。 第二章 机房动力环境监控系统 电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护原理是电气工程及其自动化、电力系统及其自动化等电力专业的基础专业课程，电力系统自动装置原理、电力系统自动化、电网监控及调度自动化、电力系统远动等是这些专业重要的专业课程。上述课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实践环节是这些课程的重要组成部分。通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高学生独立动手能力和分析、解决问题的能力。21 实验的特点“N+1”电力系统实验平台的实验内容较多、较新，实验系统也比较复杂，系统性很强，是上述课程理论教学的重要补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理论和实践相结合，使认识不断提高、深化。具体的说，学生在完成本实验平台的实验后，应具备以下能力：（1）掌握发电机组的控制原理和方法以及运行特点。（2）熟悉电力系统中各种电力网结构的特点。（3）掌握电力系统的有功功率频率特性，无功功率电压特性，熟悉电力系统调度运行中，有功、无功功率的合理分配的控制原理。（4）掌握电力系统调度管理的各种具体操作方法。（5）掌握电力网络中线路故障的原理和处理方法。22 实验的基本要求实验过程中，应培养学生根据实验目的，实验内容及实验设备拟订实验线路，选择所需设备，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列具体要求。一、实验前的准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都必须进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至会损坏实验设备。因此，实验前应做到：（1）复习教科书有关章节内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。（2）认真学习实验指导书，了解本次实验目的和内容，掌握实验工作原理和方法，仔细阅读实验安全操作规程，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。（3）实验前应写好预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。（4）认真做好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。二、实验的进行在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点：1预习报告完整，熟悉设备实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。指导老师要对实验装置作详细介绍，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。2建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由510人组成，实验进行中，机组的运行控制、电力系统的监控调度、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作的协调，使记录的数据准确可靠。3试运行在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通电力网络，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。4测取数据预习时对本次试验方法及所测数据的大小做到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。5认真负责，实验有始有终实验完毕后，应请指导老师检查实验数据、记录的波形。经指导老师认可后，关闭所有电源，并把实验中所用的物品整理好，放至原位。三、实验总结实验的最后阶段是实验总结，即对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象、撰写实验报告。每位实验参与者要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，不得用凑数据向理论靠拢，而是用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大误差的原因实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。实验报告包括以下内容：1实验名称、专业、班级、学号、姓名、同组者姓名、实验日期、室温等。2实验目的、实验线路、实验内容。3实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号。4实验数据的整理、列表、计算，并列出计算所用的计算公式。5画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。6用理论知识对实验结果进行分析总结，得出正确的结论。7对实验中出现得某些现象、遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。完善、灵活的配电系统 -服务器电源管理系统SPM由分配电、防雷、计算机级接地，隔离和电源监测等子系统组成，能为用户最关键的负载提供最先进可靠的配电。更可根据用户需要提供在线热插拨开关，实现最灵活的配电。安全管理功能全面的电源管理功能，将配电系统完全纳入机房监控系统：监测内容丰富，监控所有回路（包括每一个输出支路）断路器电流、开关状态、运行负载率等，使用户外机房配电系统运行状况一目了然，也便于用户及早发现安全隐患，有效规避风险。运营成本管理功能IT经理们越来越关注数据中心运行成本，服务器电源管理系统SPM革命性技术方案（专利技术），实时侦测每一服务器机架的运营成本，精确计算及测量每一服务器机柜、每一路开关的用电功率和用电量。第三章 电力系统功能的描述 3.1 机房常用的供电方式直接供电。将变电所送来的工频交流电直接送给计算机设备配电柜，然后再分配给计算机设备。直接供电方式具有设备少、投资运行费用低、供电简单、维修方便等优点。缺点是对电网质量要求高，容易受电网及负载变化的影响。一般来说，大中城市的供电系统可以满足主机及外围设备对电网质量的要求，但设计时要注意避免机房附近有较大负载的启动、电磁干扰等情况。隔离供电。在交流进线后面加一个隔离变压器，然后再送给计算机。隔离变压器的一次侧和二次侧之间均加屏蔽层，并各引出一个抽头与一次侧、二次侧的零线连接，再经耦全电容接地，对电网瞬变干扰有隔离和衰减的作用。交流稳压器供电。50Hz的工频电源经交流稳压器后，再供计算机使用，可以衰减许多暂态冲击、幅度波动和电压脉冲，但无法纠正电源频率波动。发电机组供电。某些电网电压不稳定时或在特定环境下，需要外电网交流输入，经整流后驱支直流电机，再带动发电机产生交流输出。若电网停电，可利用蓄电池提供直流驱动，满足一段时间内不停电的需求。通过测速电机和惯性飞轮等装置调整输入输出电流，使输出电压和频率不随电网的波动而变化。不间断电源（UPS）供电。由于采用了脉宽调频技术、高效功率器件的成熟、微处理器的发展等因素，不间断电源已经成为计算机机房供电的主要手段。不间断电源最大的特点在于不间断性，而且能最大限度地提供稳定电压，隔离外电网的干扰。外电网一旦停电，UPS能在设备所允许的极短时间内（微秒到毫秒级）自动从备用能源经逆变器变换成电压、频率和相位都与原供电电源相同的电能继续向计算机供电。或者平时由逆变器供电，只在逆变器发生故障时，由静态电子开关自动将复读机瞬时切换到外电网供电或切换到另一台与之并联的UPS上，实现不间断供电。UPS提供的电源具有较高的电压和频率稳定性，波形失真也较小，干扰更优于外电网，是计算机系统最理想的供电方式。几乎所有的重要计算机设备都采用UPS供电。机房在智能建筑中的重要性确定了安全、可靠是供配电系统设计的关键出发点。由于机房的供配电系统、照明、设备防雷、机房接地、UPS不间断电源等与一般的强电设计有所不同，又与弱电专业的十几个子系统密切相关。因此，它们处于强、弱电专业设计分工的接合部。有两种专业技术规范在这些界面上，有些规定也不十分明确，带来的问题是：机房各子系统的设计深度差距较大；几个主要弱电机房预留的位置不合适，面积过大或偏小；弱电竖井中遗漏接地干线和电源插座；UPS电源容量、支持时间长短不一；UPS电源供电方式是采用集中式还是分散式不能确定子系统的供电和接地方式不规范等。一部分设计文件中，还经常发现有文字说明描述不清楚、系统图和平面图五花八门、图形符号不按现行制图标准绘制等问题。工程建设，设计先行。要克服上述问题，除了遵守规范以外，熟悉机房供电设计的特点也十分必要。3.2 电源布置和系统设计1、雷害的成因及分类。雷电是一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层或者是带电云层与大地之间迅猛的放电，其瞬间功率可高达1001000瓦特。强大雷电流将产生极高的热的、机械的、电磁的作用，造成地面建筑及设备的严重破坏，时至今日，随着科学技术的发展，计算机网络及通信系统等电子设备广泛应用，雷电造成电子设备的损害事例成倍增长，并造成重大损失。2、雷电损害电子设备的途径。直击雷：闪电直接击中架空在野外或山上的电源线、电话线或天线上，雷电能量非常大，严重时会导致线缆融化，设备的元器件烧焦、炸裂，雷电高压沿线路直接入侵设备，造成设备损坏；感应雷：在雷电放电过程中，无论是云对云、云对地之间放电都将产生强大的静电感应和磁场感应。在临近的架空线路、接地线路和导体上产生感应过电流和过电压，当耦合到电子设备上时，可直接击毁设备。感应雷一般没有直击雷那么猛烈，但因其是通过静电感应和磁感应产生作用，故可在较大范围内多个局部同时发生雷灾。感应雷发生的概率大大多于直击雷，尤其是计算机网络、通讯系统等常因动力线，网络通讯线感应过压或过流而损坏，故对计算机类设备而言，感应雷的危害往往大于直击雷；雷电反击：当前建筑接闪器（避雷针、网，带）接闪雷电时，在强大雷电流通过引下线入地网泄放大地的瞬间，引起建筑物附近地电位急剧变化，通过各分立接地及接地线引入高电位，对设备造成反击而损坏。这种情况相对于前两种雷击发生较少，但对设备损坏最为严重。第六章 施工方案6.1 施工组织设计6.2.1、需求分析机房集中监控系统是一个综合系统工程，各子系统既是一体化的集成管理和统一应用系统，又具有分开独立管理和使用平台的特点。结合中心机房的使用功能和业务上的特点，总体设计要求该机房最终将实现各主要子系统集成一体，并实现集中监控与管理的功能。在深化设计前详细的了解和确认建设单位的真正需求是深化设计先决条件。6.2.2、深化设计深化设计是工程最重要的环节之一，设计质量直接关系到业主需求、施工质量、工程进度等工程要素。整个深化设计过程将由项目经理负责管理，技术质量总监督导。并有组织、有领导、有步骤地进行，并按照系统的性质、规模大小、重要程度、特殊要求等，进行设计，设计过程实行多级、多次的审核制度。对于涉及面广、设计人员一方不能定案的问题，应由业主监理、项目组和施工单位共同协商解决办法。图纸正式出图前将进行由业主、设计人员、施工人员参加的图纸会审，会审结果应形成纪要，由业主监理、设计、施工三方共同签字，作为施工图的补充技术文件。深化设计的最终成果直接体现在施工图纸上。6.2.3、图纸会审和技术交底图纸会审是技术准备工作的核心，任何技术差错和隐患都可能引起人身安全和质量事故，造成生命财产和经济的巨大损失，因此作好图纸的会审工作对减少设计失误，保证设计质量具有重要作用。技术交底包括设计单位与业主、施工单位之间；施工单位内部设计工程师与现场工程师施工班组长之间；班组长与工人之间等不同层次。技术交底工作应分级进行，分级管理。施工前的技术交底，主要指施工单位内部设计工程师与现场工程师；现场工程师与施工班组长之间的技术交底。技术交底工作的目的有两方面：一是为了明确所承担施工任务的特点，技术质量要求、系统的划分、施工工艺、施工要点和注意事项等，做到心中有数， 以利于有计划、有组织地多快好省地完成任务，工长可以进一步帮助工人理解消化图纸。二是对工程技术的具体要求、安全措施、施工程序、配制的工具等作详细的说明，使责任明确，各负其责。技术交底的主要内容包括：施工中采用的新技术、新工艺、新设备、新材料的性能和操作使用方法，预埋部件注意事项；技术交底应做好记录。 6.3施工技术措施 6.3.1防火措施机房防火措施包括建筑上的防火措施（如选用难燃或阻燃材料等）、空调风管穿墙处设防火阀、隔墙处出入口设防火门、设置报警和灭火系统、加强防火管理等几个方面。选用的建筑材料及各种电气、空调设备均达到或超过国家防火安全标准。应合理地选择各种电气设备导线、电缆型号、规格、容量，特别在容量的选择上应留有一定的安全系数，确保在使用中不出现过载现象。在施工中应严格按照设计要求和有关电气施工规范的要求去认真执行，在使用中应加强日常维护和管理工作。对所有的电气设备和线路应定期进行检修和维护，每三个月检修一次，以确保设备始终保持在完好状态。加强机房全体人员的有关防火知识和技能的教育和训练，并配备闭路监控系统，随时监视机房防止火灾情况的发生。 6.3.2 线管施工措施l 钢管使用热镀锌钢管，必须符合国家标准，钢管壁厚不少于1.7MM，埋地钢管除应使用热镀锌焊接钢管外并须刷二道沥青漆防腐。l 管与管之间的连接应使用管接头或接线盒，不得使用蛇皮管代替。线路末端连接用的蛇皮管，应使用蛇皮管专业接头使其紧固在钢管及设备上，禁止随意将蛇皮管直接塞入钢管或设备内。l 管煨弯可采用冷煨和热煨法，管径20mm及其以下可采用手扳煨管器，管径25mm及其以上使用液压煨管器；l 过路盒安装应牢固平整，开孔整齐并与管径相吻合，要求一管一孔不得开长孔，铁制盒、箱严禁用电气焊开孔；l 管路敷设前应检查管路是否畅通，内侧有无毛刺；l 管路连接应采用丝扣连接或扣压式管连接；管路敷设应牢固通畅，不做拦腰管或拌脚管；l 管子进入箱盒处顺直，在箱盒内露出的长度小于5mm；l 管路应做整体接地连接，采用跨接方法连接。6.3.3 线槽安装措施 1、弹线定位：根据设计图确定出安装位置，从始端到终端（先干线后支线）找好水平或垂直线，用粉线袋沿墙壁等处，在线路中心进行弹线。2、支、吊架安装：要求所用钢材应平直，无显著扭曲。下料后长短偏差应在5mm内，切口处应无卷边、毛刺；支、吊架应安装牢固，保证横平竖直；固定支点间距一般不应大于1.5-2.0mm，在进出接线箱、盒、柜、转弯、转角及丁字接头的三端500以内应设固定支持点支、吊架的规格一般不应小于扁铁30mm*3mm，扁钢25mm*25mm*3mm。3、线槽安装要求：线槽应平整，无扭曲变形，内壁无毛刺，各种附件齐全；线槽接口应平整，接缝处紧密平直，槽盖装上后应平整、无翘脚，出线口的位置准确；线槽的所有非导电部份的铁件均应相互连接和跨接，使之成为一连续导体，并做好整体接地；线槽安装应符合高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95）的有关部门规定；4、线槽内配线要求：线槽配线前应消除槽内的污物和积水；缆线布放前应核对型号规格、程式、路由及位置与设计规定相符。在同一线槽内包括绝缘在内的导线截面积总和应该不超过内部截面积的40%；缆线的布放应平直、不得产生扭绞，打圈等现象，不应受到外力的挤压和损伤；缆线在布放前两端应贴有标签，以表明起始和终端位置，标签书写应清晰，端正和正确；电源线、信号电缆、对绞电缆、光缆及建筑物内其他弱电系统的缆线应分离布放。各缆线间的最小净距应符合设计要求；缆线布放时应有冗余。在交接间，设备间对绞电缆预留和度，一般为3至6米；工作区为0.3至0.6米；光缆在设备端预留长度一般为5至10米；有特殊要求的应按设计要求预留长度；缆线布放，在牵引过程中，吊挂缆线的支点相隔间距不应大于1.5m；布放缆线的牵引力，应小于缆线允许张力的80%，对光缆瞬间最大牵引力不应超过光缆允许的张力。在以牵引方式敷设光缆时，主要牵引力应加在光缆的加强芯上；电缆桥架内缆线垂直敷设时，在缆线的上端和每间隔1.5m处，应固定在桥架的支架上，水平敷设时,直接部份间隔距施35m处设固定点。在缆线的距离首端、尾端、转弯中心点处300500mm处设置固定点；槽内缆线应顺直,尽量不交叉、缆线不应溢出线槽、在缆线进出线槽部位，转弯处应绑扎固定。垂直线槽布放缆线应每间隔1.5m处固定在缆线支架上，以防线缆下坠；在水平、垂直桥架