楼宇自动化 第2章1 楼宇供配电系统(英文)

1、Chapter 2Chapter 2 Power supply and distribution system Power supply and distribution system2.1 Introduction2.1 Introduction2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building2.3 system diagram reading2.3 system diagram reading2.4 monitoring system2.4 monitoring system2.5 Ex

2、amples2.5 ExamplesHydropower plant Thermal power plant Nuclear powerplant Larger userLarger userSubstation Power lineTransmission and distribution User User分配分配distributing distributing 产生产生Generating Generating 传输传输transmittingtransmitting2.1 Introduction2.1 IntroductionOthersPower supply system 11

3、0kV220kV500kV2.1 Introduction2.1 Introduction2.1 Introduction2.1 Introduction110kV 50-150km110kV 50-150km220kV 200-400km220kV 200-400km500kV 500km500kV 500km35kV10kV380V500kV2.1 Introduction2.1 Introduction2.1 Introduction2.1 IntroductionAutomation in Power DistributionAutomation in Power Distributi

4、on How does Power reach us? How does Power reach us? Bottlenecks in Power Reliability Bottlenecks in Power Reliability The Technology Development Mission The Technology Development Mission Communication and NetworkingCommunication and Networking Remote Terminal Unit Remote Terminal Unit Remotely Ope

5、rable Switch Remotely Operable Switch (ASIC) (ASIC) Application Specific Integrated Circuit Application Specific Integrated Circuit DA software DA software Distribution Network Distribution Network SimulatorSimulator 10kV0.4kV110kV 10kV 10kV 110kV Power stationTransformerDistribution substations Use

6、r 2.1 Introduction2.1 Introduction2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building(a) One main + one spare single busMain Electrical Connection10kV Bus10kV BusS1S2Main Main Spare Spare 主供主供备用备用（a) Two inputs Single bus bar Save (area and finance ) Service interruption or

7、blackout ( bus failure ) Building with low reliability requirement or low loadMain Electrical Connection（b) b) Two inputs Sectionalizing bus with tie switch Additional bus tie cabinet and voltage transformer cabinet High reliability Building with high reliability requirement or high load(b) Two inpu

8、ts single bus with tie switch 10kV Bus10kV BusS1S2Main Main Spare Spare 主主 备备 10kV Bus10kV BusS1S2Power1 Power1 Power2 Power2 Tie switchTie switch2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building(a) One main + one spareTwo 10kV independent power inputsTwo 10kV independent

9、power inputs、self-supplied generator, self-supplied generator, Sectionalizing Single bus bar on low sideSingle bus bar on low side。10kV bus10kV busS1S1S2S2Power1 Power1 Power2 Power2 400V bus 400V bus 10kV/400V10kV/400VtransformertransformerSelf-providedSelf-providedgeneratorgeneratoremergency emerg

10、ency Bus Bus10kV bus10kV bus(c) Two inputs with generator (c) Two inputs with generator 2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the buildingGenerator operation diagram3S3S 10S10S5min5min10min10minMains市电市电generatorgeneratorMain Main switchdisappearrestore Self-startstopMain s

11、witch shut down 自备发电机组要选择有自启动装置的机组，市电停电后延时自备发电机组要选择有自启动装置的机组，市电停电后延时3s后开始后开始启动，启动时间约启动，启动时间约10s，发电机主开关合闸供电，当市电恢复后，机组延，发电机主开关合闸供电，当市电恢复后，机组延时约时约5分钟（带载运行），再空载冷却运行约分钟（带载运行），再空载冷却运行约10分钟后自动停车。分钟后自动停车。2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building两路市电与自备电源两路市电与自备电源 Fire lift

12、Fire protectionEmergency lightingHall lightinggeneratorMain I Main II EmergencybusUPS computerImportant loadinterlockG 一级负荷单独分组方案，一级负荷单独分组方案， 将消防用电等一级负荷单独分出，并集中一将消防用电等一级负荷单独分出，并集中一段母线供电，备用发电机组仅对此段母线提供备用电源。段母线供电，备用发电机组仅对此段母线提供备用电源。2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the bu

13、ilding 正常情况，消防设备等用电设备为两路市电同时供电，应急母线电源正常情况，消防设备等用电设备为两路市电同时供电，应急母线电源由其中一路市电供给。当两路市电失去一路，可以通过两路市电中间的由其中一路市电供给。当两路市电失去一路，可以通过两路市电中间的联络开关合闸恢复大部分供电，当两路市电全部失去时，自动启动机组联络开关合闸恢复大部分供电，当两路市电全部失去时，自动启动机组ATS开关转换，应急母线由机组供电，保证消防设备等重要负荷的供电。开关转换，应急母线由机组供电，保证消防设备等重要负荷的供电。Fire liftFire protectionEmergency lightingHall

14、 lightinggeneratorMain I Main II EmergencybusUPS computerImportant loadInter G2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building 对大厅照明等稍为重要的负荷，由于配电开关上装有失压脱扣器，在对大厅照明等稍为重要的负荷，由于配电开关上装有失压脱扣器，在市电故障时已全部分闸，然后可根据机组负荷情况手动合闸。例如此时市电故障时已全部分闸，然后可根据机组负荷情况手动合闸。例如此时无火灾可全部合闸，如一旦发生火灾，则根据消防发

15、出的指令自动跳闸。无火灾可全部合闸，如一旦发生火灾，则根据消防发出的指令自动跳闸。方案适用于电网稳定、大楼重要负荷较多的工程。方案适用于电网稳定、大楼重要负荷较多的工程。Fire liftFire protectionEmergency lightingHall lightinggeneratorMain I Main II EmergencybusUPS computerImportant loadinterlockG2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building ATS (Automa

16、tic transfer switching equipment)ATS (Automatic transfer switching equipment) 自动转换开关电器自动转换开关电器 ATS: ATS: safely switching from utility power to emergency safely switching from utility power to emergency generator power generator power主要用在紧急供电系统主要用在紧急供电系统 ATS: ATS: switching from a primary source to

17、a secondary switching from a primary source to a secondary 将负载从一个电源自动换接至另一个（备用）电源将负载从一个电源自动换接至另一个（备用）电源 ATS: ATS: 常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building main supply main supply380V/220V bus bar 380V/220V bus bar Tran

18、sformerTransformer10kV/400V10kV/400V380V/220V spare 380V/220V spare difficult to get two inputs， 400V power supply nearby main input 10kV， 400V spare small building ,low power consumption.(d) Two inputs ( main and spare )(d) Two inputs ( main and spare )2.2 Typical system inside the building2.2 Typi

19、cal system inside the building进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcap

20、acitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet 进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinett

21、ransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet 1 两路两路10KV 进线进线 一路由市网供给，电缆引入，（装有专用计量柜和进线开关）一路由市网供给，电缆引入，（装有专用计量柜和进线开关）2 另一电源为备用电源，架空引入，由本企业引入。无计量柜另一电源为备用电源，架空引入，由本企业引入。无计量柜,有进线保护柜。有进线保护柜。进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器

22、柜变压器柜其他变电其他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incomin

23、g cabinet 3 Incoming line protection cabinet: 进线保护柜，当变配电系统或母线出现短进线保护柜，当变配电系统或母线出现短路和过载时断路器自动跳闸。路和过载时断路器自动跳闸。circuit breaker operate automatically进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtect

24、ioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet 4 Voltage transformer cabinet: metering and protection进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其他变电所所电容

25、器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet 5 Power

26、 transformer: 两台两台10/0.4KV电力变压器电力变压器Y/Y0，由高压断路器进行高压，由高压断路器进行高压侧短路保护和过载保护。侧短路保护和过载保护。进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetc

27、abinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet 6 High voltage output to other power station. 高压引出线：去往其他变电所高压引出线：去往其他变电所或杆上变压器，也是由高压断路器进行短路和过载保护。或杆上变压器，也是由高压断路器进行短路和过载保护。进进线线柜柜计计量量柜柜保护柜保护柜互感器柜互感器柜变压器柜变压器柜变压器柜变压器柜其他变电其

28、他变电所所电容器柜电容器柜保护柜保护柜进进线线柜柜metering cabinet power incoming cabinet otherotherstationsstationsProtectionProtectioncabinetcabinetVoltageVoltagetransformertransformercabinetcabinettransformertransformercabinetcabinetcapacitorcapacitorcabinetcabinetProtectionProtectioncabinetcabinetpower incoming cabinet

29、7 Capacitor cabinet: reactive power compensation. 电容器柜：在高压侧进电容器柜：在高压侧进行无功功率补偿，将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在行无功功率补偿，将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在0.95左右。左右。power supply bureauB1B22 Two inputs Sectionalizing with tie switch1 low voltage bus4 Power feeder panel 3 Capacitor compensation cabinet 5 Lighting feed

30、er panel 2.2 Typical system inside the building2.2 Typical system inside the building2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () )1 Diagram type 系统图？什么系统图？系统图？什么系统图？ 当拿到一张图纸时当拿到一张图纸时,若看到有若看到有母线母线,就是变配电所的主电路图。就是变配电所的主电路图。然后看是否有电力变压器，如然后看是否有电力变压器，如果有电力变压器就是变电所主果有电力变压器就是变电所主电路图，如果没有则是配电所电路图，如果没有则是配电所的

31、主电路图。的主电路图。2 single wire diagram元件技术数据采用两种形式表元件技术数据采用两种形式表示：示：Datasheet（1）标注在图形符号的旁边）标注在图形符号的旁边 （如变压器、发电机等）（如变压器、发电机等）（2）以表格形式给出）以表格形式给出（如开关设备等）（如开关设备等）Transformation station 变电所变电所Distribution Station 配电所配电所4 Analysis methods 图的分析方法图的分析方法从电源进线开始，按照电能从电源进线开始，按照电能流动的方向进行。流动的方向进行。Bus 母线母线 Main wiring

32、diagram主接线图主接线图Cabinet Type 配电屏型号配电屏型号Serial number编号编号3 Construction 图的构成图的构成2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () )5 Incoming lines电源进线电源进线 两路进线两路进线（1）采用）采用LJ-325mm23根根25mm2的铝绞线，架空引入，经的铝绞线，架空引入，经过负荷开关过负荷开关QL（FN3-10/30-50R）、熔断器）、熔断器FU（RW4-10-50/30A）送入主变压器（）送入主变压器（SL7-315kVA，10/0.4kV），将），将10k

33、V的电压变换为的电压变换为0.4kV的电压送入的电压送入3号配电屏，然后进到母线上。号配电屏，然后进到母线上。（2）备用发电机经）备用发电机经QF（低压断（低压断路器）和路器）和QS（刀开关）进入（刀开关）进入2号号配电屏，之后到母线配电屏，之后到母线2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () )Circuit breaker:Circuit breaker: 低压断路器对发动低压断路器对发动机进行过流保护机进行过流保护.Knife switch:Knife switch: 刀开关起隔离带电母刀开关起隔离带电母线作用，便于检修发动机出线的自动空线作

34、用，便于检修发动机出线的自动空气断路器。气断路器。5 Incoming lines电源进线电源进线 两路进线两路进线（1）采用）采用LJ-325mm23根根25mm2的铝绞线，架空引入，经的铝绞线，架空引入，经过负荷开关过负荷开关QL（FN3-10/30-50R）、熔断器）、熔断器FU（RW4-10-50/30A）送入主变压器（）送入主变压器（SL7-315kVA，10/0.4kV），将），将10kV的电压变换为的电压变换为0.4kV的电压送入的电压送入3号配电屏，然后进到母线上。号配电屏，然后进到母线上。（2）备用发电机经）备用发电机经QF（低压断（低压断路器）和路器）和QS（刀开关）进入（

35、刀开关）进入2号号配电屏，之后到母线配电屏，之后到母线2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () ) Distribution cabinet 第第3 3号配电屏号配电屏 Type ：BSL-11-01 低压配电屏用于电源进线。低压配电屏用于电源进线。 有两个刀开关（都起隔有两个刀开关（都起隔离作用，一个隔离变压器离作用，一个隔离变压器供电，一个隔离母线，防供电，一个隔离母线，防止备用发动机供电，便于止备用发动机供电，便于检修低压断路器）检修低压断路器） 有有一个万能型低压断路器一个万能型低压断路器 （型号为（型号为DW10，额定电流，额定电流为为

36、600A，电磁脱扣器的动，电磁脱扣器的动作整定电流为作整定电流为800A，能对，能对变压器进行过电流保护）变压器进行过电流保护）Operation sequence: 配电屏操作顺序：配电屏操作顺序：断电时：先断开断路器，后断开隔离刀开关断电时：先断开断路器，后断开隔离刀开关送电时：先合刀开关，后合断路器送电时：先合刀开关，后合断路器2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () ) Transformer protection 变压器保护变压器保护 lightning rod 避雷器避雷器 型号：型号：FS-10型型 保护变压器，防止雷电袭击。保护变压器，防止雷电袭击。 在变压器高压侧进线端安装了在变压器高压侧进线端安装了一组（共一组（共3个）个）2.3 Diagram reading 2.3 Diagram reading ( () )8 Main electrical connection 主结线主结线 分段分段 单母线单母线 隔离刀开关联络隔离刀开关联络 Radial配电方式为放射式。配电方式为放射式。 Operation principle 工作原理工作原理当电源进线正常供电而备用发当电源