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附录A智能楼宇的电气保护与接地本文通过对几种保护接地系统的概括介绍,提出适合作为智能楼宇的保护接地系统方法,并对其所应采取的各类接地措施作了较为详尽的说明与分析。1、最小的电力系统能源可以是煤、油或天然气,他们在锅炉炉膛内燃烧,将水加热成蒸汽;也可以是核反应堆中可裂变的核燃料;也可以是高于发电厂的池塘中的水,或是在内燃机中燃烧的油或天然气。原动机可以是汽轮机、水轮机、水车或内燃机。无论是哪一种原动机,都是将蒸汽的热能、落水的势能或燃料燃烧发出的能量转变成了传动轴的传动,从而驱动发电机。电力负载则可能是单一的灯、电机、加热器以及其它用电器或是它们的组合。当然随着需求的变化,负载会不时地变化。控制系统的作用是,在负载有可能变化的情况下仍能保持机器的稳定,并将电压控制在规定的范围内。为了适应符合的变化,有必要改变燃料的投入量和原动机的输入以及从原动机到发电机的传动轴的力矩,以便使发电机保持匀速运转。此外,须调节发电机的磁场电流,以使输出的电压恒定。控制系统可能会包括一位派守在电厂的值班员,该值班员观察发电机输出终端的一套仪表,并做出一些必要的手动调整。在一个现代化的发电厂,控制系统实际上是一个能表明输出的情况,自动对能量输入及磁场电流进行必要调节,以便使电力输出满足技术指标的伺服机构。2、较复杂的电力系统在大多数情况下,负载并不是直接接在发电机终端的,而可能是在远离发电机的地方,这就需要有输电线路与之相连。理想情况下,应该使负载供电满足规定要求。然而控制则往往在发电机附近进行,可能在几英里以外的另一座楼里。倘若发电机距离负载有相当长的距离,最理想的方法是在发电机和负载端安装变压器,并采用高压线路输电。电压越高则电流越小,对相同线径的导线来说损耗越小,电压则越稳定。有些情况下不宜采用架空线,此外采用埋地电缆则更为有利。采用上述电力系统时,当系统中任何部件因检修或其它原因必须从系统中切除的话,就得对其用户断电。当此发电机无法满足系统新增加负荷时,可增加一台变压器及相应的变压器和高压线路。3、供电系统的主结线电力的输送与分配,必须由母线、开关、配电线路、变压器等组成一定的供电电路,这个电路就是供电系统的一次结线,即主结线。智能化建筑由于功能上的需要,一般都采用双电源进线,即要求有两个独立电源,常用的供电方案如图11所示。AB图11常用的高压供电方案A一备一用B同时供电图11A为两路高压电源,正常时一用一备,即当正常工作电源事故停电时,另一路备用电源自动投入。此方案可以减少中间母线联络柜和一个电压互感器柜,对节省投资和减小高压配电室建筑面积均有利。这种结线要求两路都能保证100的负荷用电。当清扫母线或母线故障时,将会造成全部停电。因此,这种接线方式常用在大楼负荷较小,供电可靠性要求相对较低的建筑中。图11B为两路电源同时工作,当其中一路故障时,由母线联络柜开关对故障回路供电。该方案由于增加了母线联络柜和电压互感器柜,变电所的面积也就要增大。这种接线方式是商用性楼宇、高级宾馆、大型办公楼宇常用的供电方案。当大楼的安装容量大,变压器台数多时,尤其适宜采用这种方案,因为它能保证较高的供电可靠性。4、低压配电方式低压配电方式是指低压干线的配线方式。低压配出干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。用电负荷分组配电系统是指负荷的分组组合系统。智能化建筑由于负荷的种类较多,低压配电系统的组织是否得当,将直接影响大楼用电的安全运行和经济管理。低压配电的结线方式可分为放射式和树干式两大类。放射式配电是一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电,它一般用在下列低压配电场所1供电可靠性高的场所2单台设备容量较大的场所3容量比较集中的地方对于大型消防泵、生活水泵和中央空调的冷冻机组,一是供电可靠性要求高,二是单台机组容量较大,因此考虑以放射式专线供电。对于楼宇用电量较大的大厦,有的也采用一回路供一层楼的放射式供电方案。树干式配电是一独立负荷或一集中负荷按它所处的位置依次连接到某一条配电干线上。树干式配电所需配电设备及有色金属消耗量较少,系统灵活性好,但干线故障时影响范围大,一般适用于用电设备比较均匀,容量不大,又无特殊要求的场合。在高层住宅中,住户配电箱多采用单极塑料小型开关一种自动开关组装的组合配电箱。对一般照明及小容量插座采用树干式接线,即住户配电箱中每一分路开关带几盏灯或几个小容量插座;而对电热水器、窗式空调器等大宗用电量的家电设备,则采用放射式供电。5、供配电系统监测供配电系统是智能大楼的命脉,因此电力设备的监控和管理是至关重要的。由监控系统对供配电设备的运行状况进行监测,并对各参量进行测量,如电流、电压、频率,有功功率、功率因数、用电量、开关动作状态、变压器的油温等等。管理中心根据测量所得的数据进行统计、分析,以查找供电异常状况、预告维护保养,并进行用电负荷控制及自动计费管理。电网的供电状况随时受到监视,一旦发现电网全部断电的情况,控制系统作出相应的停电控制措施,应急发电机将自动投入,确保消防、安保、电梯及各通道应急照明的用电,而类似空调、洗衣房等非必要用电负荷可暂时不与供电。同样,复电时控制系统也将有相应的复电控制措施。供配电系统监测有如下内容①各自动开关、断路器状态监测;②三相电压电流检测;③有功、无功功率及功率因数检测;④电网频率、谐波检测;⑤变压器温度检测及故障状态报警;
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