上海中心智能配电及控制系统设计-2014.9.18..ppt

1、以上海中心为例，同济大学建筑设施修订研究院(集团)有限公司副总工程师夏林、2014.9.18 .现代通信技术现代计算机网络技术现代控制技术、现代制造技术、=、智能配电与控制、配电系统得到提高， 超高层建筑配电系统的特点：配电系统复杂，配电重要节点多配电系统可靠性要求高，有大量重要保护性负载，供电连续性要求高的变电站分布广，上楼变电站一般无人的冷热电三联供电、风力发电等分布式电源系统。对超高层建筑配电智能控制的需求：通过关键配电设备或线路故障、智能监控实现快速事故响应，减少故障隔离和故障区域，并尽快恢复供电。 实现分布式二层变电站远程监控的线路停电故障时备用电源的快速响应分布式电源系统监控和调度

2、配电主要部件的电力运行监控，通过监控实现电能质量提高的系统运行数据，预先判断潜在的故障危害，防止故障发生率， 通过对减少的系统和关键部件的故障记录进行监测，为故障排除提供决策依据的设备和线路的能量检测和数据记录，降低节能分析手段的运行成本和劳务成本，提高设备的运行寿命，提高效益。 上海中心工程概况，金茂大厦，环球金融中心，上海中心三个符号建筑标志着中国改革开放的发展历程，分别为632m、492m、420.5m， 上海中心建筑总高度： 632m主楼屋顶标高： 580m楼层：地面127层地下5层总建筑面积： 568346m2地面面积： 410035m2垂直电梯： 106台自动扶梯： 37台避难楼层

3、： 8个2014年底举行竣工典礼9区： 121-127层：减震器设备房间118-120楼：旅游7-8区： 111-115楼：公寓酒店84-110楼：超五星酒店2-6区(8) 21、36、51、67、83、100、117设备层(M1):6、20、35、50、66 修正总负荷： 39.8MW供电电源和方式：双手110kV双电源两台40MVA主变1模式：双手电源同时供电，同时使用，相互备用，任何进线和主变电，确保大楼正常使用主变装负荷密度： 140.8VA/m2。 客户的功能定位高，包括高级酒店、高端商业办公室、会议、重要的IT室等，电力供应负荷水平高，确保电力供应的连续性。 超大型建筑体型，建筑总

4、面积达56.8万平方米，负荷容量大，总修订负荷39.8MW。 建筑结构复杂，设备层配电站柱网和空间受限。 为了满足现有能源可利用的设定修正要求，设置了2台1060kW冷热电三联供电机组和塔皇冠的小容量风力发电机组(设备总容量约300kWp )。根据建筑特点和配电要求，上海市供电部门最新要求供电电压为110kV，双电源专用路供电，主楼下层设110/10kV用户变电站，设110/10kV 40MVA六氟化硫绝缘主变压器2台，总容量为80MVA，并列运行为了确保大楼自身的防灾能力和规范要求，设置了用户紧急保障发电机组(2500kW台)。 为确保酒店和高级办公用户对重要设备供电连续性的要求，7台用户预

5、订发电机组位置。供电电压电平和供电容量的确定、供电方式容量和金茂、全球金融的比较、地下13层10/0.4kV变电站、110kV/10kV变电站35F 10/0.4kV变电站6台10KV变压器、50F 10/0.4kV变电站6台10KV变电站6台10KV变电站、82F 10/0.4kV变电站4台10KV变电站116F 10/0.4kV变电站4台10KV变压器、紧急/预备发电室4x2500KW 7x1600KW、配变电站分布示意图， 订正总负荷： 39.8 MW供电电源和方式：双手110kV 80MVA两台40MVA主变柴油发电机设置： B1层变电站设置：地上8个设备层变电站地下3个变电站、 B3

6、层4台10kV变压器B2层8台10kV变压器数量： 67台10kV变压器设置总容量： 96.15MVA变压器故障输送路径：3.5T利用货船地面设备层变压器均选择1250kVA，1 .主要配电设备和设备容量：1.配电系统二级变化(110/10kV 地下二层设110/10kV变电站和10kV总配电站，地下一层至三层，各区设备层设10/0.4kV分区配变电站。 3 .主要设备容量： 110/10KV变压器： 2台变压器的总设置容量80MVA 10/0.4KV变压器： 68台变压器总安装容量102.4MVA 10KV冷水机组： 10台总安装容量9390KW大厦紧急柴油发电机： 4台总安装容量10MW酒

7、店备用柴油发电机： 2台总安装容量3.2MW租户备用柴油发电机： 5台总安装容量8MW 安装机容量2.120MW风力发电系统： 1套(约300kWp) 4.负载统订：一次负载(包括一次负载中特别重要的负载)的安装容量为31.7MW中一次负载中特别重要的负载的安装容量为21.5MW。 二次负载安装容量为12.8MW。 三级负载安装容量为36.8MW。 配电系统的特点，1 .二线二变，任何110kV线路或变压器发生故障，均可保证全层正常供电，考虑线路和变压器的冗馀性。 2、应急电源系统独立，且线路独立铺设在竖井中，可靠性高，应急电源系统维护方便。 3 .为了应对发电机的运行故障，负荷分级控制尤为重

8、要。 4、配电系统实现有效监测，便于负荷安排和监管。 5.10kV配电线设定为全冗馀，无论哪条传输线路发生故障都能确保全负载供电。 6 .到地块的2条10kV线路分别用独立的竖井铺设，避免火灾和机械破坏。 7 .所有10kV生产线均采用最新耐火电缆。 8、建立全面的线路供电残奥仪表和开关故障监测，为分析故障机理提供理想的平台。 配电系统的特点，三.其他设定要点：设置全面和完善的配电电力监测系统，系统需要远程操作10kV配电开关，系统具备高可靠性、高稳定性，通信链路和关键设备冗馀，故障记录间隔满足毫秒级，具备完善的故障记录和分析诊断能力。 用户的应急和备用发电机组和商用电源的切换采用可靠的PC级

9、2电源自动切换开关ATS，使发电和商用电源在任何情况下都不能并行运行。 对电气设备的选择有谐波控制要求，在分区变电站设置调谐装置，在各分区的10/0.4kV变电站，动力控制中心设置有源滤波装置，在所有配电干线设置谐波监测装置。 配电系统的特征、110/10kV配电系统的主接线、系统联动关系：1.K1、K2、K3开关联动、K4、K5、K6联动、平常时K2、K5切断。 2.1#线路故障或B2变压器故障检查时，切断K1、K4，接通K2、K5，重新开始全层供电。3.2#线路故障或B2变压器故障检查时，切断K3、K6，接通K2、K5，重新开始全层供电。 4.K1和K7、K3和K8平时可并联运行，MD1(

10、MD4)10kV母线停电时，对应三联供电机组并联解列。 说明：1.任一电源失电或变压器检修时，可满足大楼全负荷供电。 2 .当双方电源全部失电时，接通紧急发电机组，确保特别重要的负载供电全部。 设置2台10kV/1.06MW燃气冷热电三联供内燃机机组，与大楼10kV内部联网，避免对市电网的逆供电(网络非逆送)。 白天发电，晚上停止。燃气发电机并机概略图、1#、2#市电和燃气发电机并机系统、智能配电和控制系统设定修订、电力综合管理系统框架、110/10kV、应急电源的系统控制、配电系统控制：1.变电站电力监视系统。 2 .应急发电机组监测系统。 3. ATS监视系统。 这三个监视系统构成完整的配

11、电监视系统。应急段、应急变、应急段、系统特点：1.2线改变，无论哪条路失电或变压器检修，都能确保大楼正常供电，考虑到线路和变压器的冗馀性。 2、应急电源系统独立，且线路独立竖井铺设，可靠性高，应急电源系统易于维护。 3、为了应对发电机的运行故障，负荷分级控制尤为重要。 4 .配电系统实现有效监测有助于负载的调度和监管。 5.10kV配电线为全冗馀设置，无论哪条线路发生故障都能确保全负荷供电。 6 .到地块的2条10kV线路分别用独立的竖井铺设，避免火灾和机械破环。 7 .所有10kV生产线均采用最新耐火电缆。 8、设置全面的线路供电残奥仪表和开关故障监测，为分析故障机理提供理想的平台。110/

12、10kV系统控制、1#、2#电源有功率、各开关状态、110/10kV系统控制、1#电源有功率、2#电源无功率、各开关状态、110/10kV系统控制、1#、2#线路有功率、各开关状态、1#线路有功率、 每个交换机状态，1#，2#线路无功率。电力管理系统主层服务器工作站构建独立的网络，采用千兆双网络冗馀核心交换机、双光纤备份链路技术，访问速度为1Gbps， 数据网络传输和主层汇集了12台工作服务器，分别为电力运行残奥表、控制和调度、电力质量分析、系统稳定性分析、故障预测、数据存储、各种系统接口(应急发电机系统、ATS、风力发电、冷热电三联供机组通信管理层采用高速以太网环形链路传输和双网双环双机热备

13、冗馀，将信息采集网和控制网传输分离，提高了故障容错能力的自恢复能力。 现场控制层配备了独立的系统软件、通信总线、控制设备，在结构上也可完全独立于总电力管理系统运行，安全运行模式可承担总站授权或故障情况下合理的负荷调节、当地多系统联动、远程一次设备等功能。 核心交换机、光纤网络交换机均达到高性能的赫斯曼工业级。上海中心电力管理系统的软件功能简单， 运行监控事故的警报事故记录和分析在线电能质量监测三相不平衡监测谐波分析继电保护电力系统分析和实时在线监测负载监测实地和远程控制负载/卸载和恢复管理功能发电机管理和测试功能系统在线模拟数据管理和备份功耗的统一修订GPS标准时间修订系统设备管理功能支持实时帮助报告管理系统集成网络管理。10kV输入输出线开关监视修正的要求、通常的测定功能：电压、电流、频率、有效功率、无功功率、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数、PF等。 测量精度：0.2%； 电能质量分析功能：监视电网异常状态的记录、内部和外部的电能质量事件(高次谐波、急剧的电压上升/急降、闪烁)，能够判别干扰方向，能够分析8倍的全尺度过渡状态和稳定的波形捕捉、255次高次谐波。 记录电压偏差、频率偏差、三相不平衡分析、电压变动分析、各电压的过冲/下冲、短时间中断发生的时刻和持续