第2章　樓宇基礎(chǔ)設(shè)備及其監(jiān)控系統(tǒng)

2.1　樓宇供配電系統(tǒng)

樓宇是由電力系統(tǒng)供電的，由于發(fā)電廠(chǎng)距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，需要通過(guò)輸電線(xiàn)路和變電所等中間環(huán)節(jié)，才能把電力輸送給用戶(hù)。同時(shí)，為了提高供電的可靠性和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，常將許多的發(fā)電廠(chǎng)和電力網(wǎng)連接在一起并聯(lián)運(yùn)行。由發(fā)電廠(chǎng)、電力網(wǎng)（輸電、變電、配電）和用戶(hù)組成的統(tǒng)一體，稱(chēng)為電力系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)或供電系統(tǒng)。

2.1.1　電力網(wǎng)、電壓等級(jí)和負(fù)荷分類(lèi)

（1）電力網(wǎng)

輸、配電線(xiàn)路和變電所等連接發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)是電力系統(tǒng)的一部分，稱(chēng)為電力網(wǎng)。電力網(wǎng)常分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩大部分。由35kV及以上的輸電線(xiàn)路和與其相連接的變電所組成的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為輸電網(wǎng)。輸電網(wǎng)的作用是將電力輸送到各個(gè)地區(qū)或直接送給大型用戶(hù)。35kV以下的直接供電給用戶(hù)的線(xiàn)路稱(chēng)為配電網(wǎng)或配電線(xiàn)路。用戶(hù)電壓等級(jí)如果是380V/220V，則稱(chēng)為低壓配電線(xiàn)路。把電壓降為380V/220V的用戶(hù)變壓器稱(chēng)為用戶(hù)配電變壓器。如果用戶(hù)是高壓電氣設(shè)備，這時(shí)的供電線(xiàn)路稱(chēng)為高壓配電線(xiàn)路。連接用戶(hù)配電變壓器及其前級(jí)變電所的線(xiàn)路也稱(chēng)為高壓配電線(xiàn)路。

以上所指的低壓，是指1kV以下的電壓。1kV及以上的電壓稱(chēng)為高壓。一般還把3kV、6kV、10kV等級(jí)的電壓稱(chēng)為配電電壓，把高壓降為這些等級(jí)電壓的降壓變壓器稱(chēng)為配電變壓器；接在35kV及以上電壓等級(jí)的電力網(wǎng)上的變壓器稱(chēng)為主變壓器。因此，配電網(wǎng)是由10kV及以下的配電線(xiàn)路和配電變壓器所組成的，其作用是將電力分配到各類(lèi)用戶(hù)。

（2）電壓等級(jí)

電力網(wǎng)的電壓等級(jí)較多，不同電壓等級(jí)有不同的作用。從輸電的角度看，電壓越高則輸送的距離就越遠(yuǎn)，傳輸?shù)娜萘吭酱螅娔艿膿p耗就越小，但要求絕緣水平也越高，因而造價(jià)也越高。目前，我國(guó)電力網(wǎng)的電壓等級(jí)主要有0.22kV、0.38kV、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV共8級(jí)。

（3）負(fù)荷等級(jí)

在電力網(wǎng)上，用電設(shè)備所消耗的功率稱(chēng)為用戶(hù)的用電負(fù)荷或電力負(fù)荷。用戶(hù)供電的可靠性程度用負(fù)荷等級(jí)來(lái)區(qū)分，它是由用電負(fù)荷的性質(zhì)來(lái)決定的。用電負(fù)荷等級(jí)劃分為3類(lèi)：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷（見(jiàn)表2-1）。

在樓宇用電設(shè)備中，屬于一級(jí)負(fù)荷的設(shè)備有：消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火裝置、火災(zāi)事故照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)防火門(mén)窗、卷簾、閥門(mén)等消防用電設(shè)備、保安設(shè)備、主要業(yè)務(wù)用的計(jì)算機(jī)及外設(shè)、管理用的計(jì)算機(jī)及外設(shè)、通信設(shè)備、重要場(chǎng)所的應(yīng)急照明。屬于二級(jí)負(fù)荷的設(shè)備有：客梯、生活供水泵房等。空調(diào)、照明等屬于三級(jí)負(fù)荷。

2.1.2　典型樓宇供配電系統(tǒng)

中大型樓宇的供電電壓一般采用10kV，有時(shí)也可采用35kV，變壓器裝機(jī)容量大于5000kV·A。為了保證供電可靠性，應(yīng)至少有兩個(gè)獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。此外，必要時(shí)還需裝設(shè)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。

（1）負(fù)荷分布及變壓器的配置

高層建筑的用電負(fù)荷一般可分為空調(diào)、動(dòng)力、電熱、照明等。全空調(diào)的各種商業(yè)性樓宇的空調(diào)負(fù)荷屬于大宗用電，約占40％～50％。冷熱源設(shè)備一般放在大樓的地下室、首層或下部。動(dòng)力負(fù)荷主要指電梯、水泵、排煙風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)等設(shè)備。普通建筑的動(dòng)力負(fù)荷都比較小，隨著建筑高度的增加，在超高層建筑中，由于電梯負(fù)荷和水泵容量的增大，動(dòng)力負(fù)荷的比重將會(huì)明顯增加。動(dòng)力負(fù)荷中的水泵、洗衣機(jī)等亦大部分放在下部，就負(fù)荷的豎向分布來(lái)說(shuō)，負(fù)荷大部分集中在下部，因此將變壓器設(shè)置在建筑物的底部是有利的。40層以上的高層建筑電梯設(shè)備較多，此類(lèi)負(fù)荷大部分集中于大樓的頂部，豎向中段層數(shù)較多，通常設(shè)有分區(qū)電梯和中間泵站。在這種情況下，宜將變壓器按上、下層配置，或者按上、中、下層分別配置，供電變壓器的供電范圍大約為15～20層。如日本的新信心大廈共60層，變壓器配置在地下4層和地面40層；紐約的帝國(guó)大廈共102層，變壓器配置在地下2層、地面41層及別層。為了減少變壓器臺(tái)數(shù)，單臺(tái)變壓器的容量一般都大于1000kV·A。由于變壓器深入負(fù)荷中心而進(jìn)入樓內(nèi)，從防火要求考慮，不應(yīng)采用一般的油浸式變壓器和油斷路器等在事故情況下能引起火災(zāi)的電氣設(shè)備，而應(yīng)采用干式變壓器和真空斷路器。負(fù)荷中心是供配電設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要概念，它實(shí)際上是一種最佳配電點(diǎn)，需要按所要達(dá)到的優(yōu)化目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，以及不同的計(jì)算條件來(lái)確定。變電所應(yīng)盡量設(shè)在負(fù)荷中心，以便于配電，節(jié)省導(dǎo)線(xiàn)，也有利于施工。事實(shí)上，負(fù)荷的大小不是恒定不變的，因此負(fù)荷中心常會(huì)變動(dòng)。在設(shè)計(jì)時(shí)也往往由于各種實(shí)際因素而不能將配電點(diǎn)布置在通過(guò)計(jì)算而得到的負(fù)荷中心上。只有在負(fù)荷比較平穩(wěn)的部門(mén)，才可將變電所設(shè)在負(fù)荷中心或大負(fù)荷的近旁。

（2）供電系統(tǒng)的主接線(xiàn)

電力的輸送與分配，必須由母線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、配電線(xiàn)路、變壓器等組成一定的供電電路，這個(gè)電路就是供電系統(tǒng)的一次接線(xiàn)，即主接線(xiàn)。現(xiàn)代智能樓宇由于功能上的需要，一般都采用雙電源進(jìn)線(xiàn)，即要求有兩個(gè)獨(dú)立電源，常用的供電方案如圖2-1所示。圖2-1（a）所示為兩路高壓電源，正常時(shí)一用一備，即當(dāng)正常工作電源事故停電時(shí)，另一路備用電源自動(dòng)投入。此方案可以減少中間母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)柜和一個(gè)電壓互感器柜，對(duì)節(jié)省投資和減小高壓配電室建筑面積均有利。這種接線(xiàn)要求兩路都能保證100％的負(fù)荷用電。當(dāng)清掃母線(xiàn)或母線(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)造成全部停電。因此，這種接線(xiàn)方式常用在大樓負(fù)荷較小，供電可靠性要求相對(duì)較低的建筑中。圖2-1（b）所示為兩路電源同時(shí)工作，當(dāng)其中一路出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì)故障回路供電。該方案由于增加了母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)柜和電壓互感器柜，變電所的面積也相應(yīng)增大。這種接線(xiàn)方式是商用性樓宇、高級(jí)賓館、大型辦公樓宇常用的供電方案。當(dāng)大樓的安裝容量大，變壓器臺(tái)數(shù)多時(shí)，尤其適宜采用這種方案，因?yàn)樗鼙ＷC較高的供電可靠性。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較少時(shí)，還可從鄰近樓宇高壓配電室以放射式向該樓宇變壓器供電。目前最常用的雙電源主接線(xiàn)方案如圖2-2所示，采用兩路10kV獨(dú)立電源，變壓器低壓側(cè)采取單母線(xiàn)分段的方案。對(duì)于規(guī)模較小的建筑，由于用電量不大，當(dāng)?shù)孬@得兩個(gè)電源又較困難，附近又有400V的備用電源時(shí)，可采用一路10kV電源作為主電源，400V電源作為備用電源的高供低備主接線(xiàn)方案，如圖2-3所示。智能樓宇供電以低壓為主。

（3）低壓配電方式

低壓配電方式是指低壓干線(xiàn)的配線(xiàn)方式。低壓配電干線(xiàn)一般是指從變電所低壓配電屏分路開(kāi)關(guān)至各大型用電設(shè)備或樓層配電盤(pán)的線(xiàn)路。用電負(fù)荷分組配電系統(tǒng)是指負(fù)荷的分組組合系統(tǒng)。智能樓宇由于負(fù)荷的種類(lèi)較多，低壓配電系統(tǒng)的組織是否得當(dāng)，將直接影響大樓用電的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)管理。低壓配電的接線(xiàn)方式可分為放射式和樹(shù)干式兩大類(lèi)。放射式配電是一獨(dú)立負(fù)荷，或一集中負(fù)荷均由一單獨(dú)的配電線(xiàn)路供電，它一般用在供電可靠性高、單臺(tái)設(shè)備容量較大和容量比較集中的低壓配電場(chǎng)所。大型消防系統(tǒng)、生活水泵和中央空調(diào)的冷凍機(jī)組對(duì)供電可靠性要求高，而且單臺(tái)機(jī)組容量較大，因此考慮放射式專(zhuān)線(xiàn)供電。對(duì)于樓層用電量較大的大廈，可采用一回路供一層樓的放射式供電方案。樹(shù)干式配電是一獨(dú)立負(fù)荷或一集中負(fù)荷按它所處的位置依次連接到某一條配電干線(xiàn)上。樹(shù)干式配電所需配電設(shè)備及有色金屬消耗量較少，系統(tǒng)靈活性好，但干線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)影響范圍大，一般適用于用電設(shè)備比較均勻，容量不大，又無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。圖2-4（a）和（b）所示分別為放射式和樹(shù)干式接線(xiàn)圖。國(guó)內(nèi)外智能樓宇低壓配電方案基本上都采用放射式，樓層配電則為混合式。混合式即放射-樹(shù)干的組合方式，如圖2-4（c）所示。有時(shí)也稱(chēng)混合式為分區(qū)樹(shù)干式。在高層住宅中，住戶(hù)配電箱多采用單極塑料小型開(kāi)關(guān)，一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)組裝的組合配電箱。對(duì)一般照明及小容量插座采用樹(shù)干式接線(xiàn)，即住戶(hù)配電箱中每一分路開(kāi)關(guān)帶幾盞燈或幾個(gè)小容量插座；而對(duì)電熱水器、空調(diào)器等大宗用電量的家電設(shè)備，則采用放射式供電。

（4）后備供電與應(yīng)急供電

智能樓宇中的用電負(fù)荷種類(lèi)繁多，但并非所有的用電負(fù)荷都必須在任何情況下保證供電，因此可以將用電負(fù)荷分成保證負(fù)荷和非保證負(fù)荷。保證負(fù)荷包括一級(jí)負(fù)荷和在非消防停電時(shí)仍要求保證的負(fù)荷，其余則為非保證負(fù)荷或一般負(fù)荷。目前智能樓宇大部分為高層建筑，對(duì)于高層建筑中的消防設(shè)備，如消防水泵、消防電梯、應(yīng)急照明等，國(guó)家高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中規(guī)定，一類(lèi)建筑為一級(jí)負(fù)荷，二類(lèi)建筑為二級(jí)負(fù)荷。高層建筑中許多部位的負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，如銀行證券大樓業(yè)務(wù)用的大型計(jì)算機(jī)、主機(jī)及大量工作站、微機(jī)、保安用的一些監(jiān)控設(shè)備、大樓設(shè)備管理用的一些智能型設(shè)備及一些重要部位的照明設(shè)備等均為一級(jí)負(fù)荷。根據(jù)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)負(fù)荷要求有兩路電源供電，二級(jí)負(fù)荷當(dāng)條件許可時(shí)也可由兩路電源供電，特別是屬于消防用的二級(jí)負(fù)荷，按規(guī)定也應(yīng)兩路電源供電。因此，智能樓宇對(duì)供電的可靠性要求較高，一般都要求兩路電源供電。

（5）自備發(fā)電機(jī)的容量和機(jī)組特點(diǎn)

①自備發(fā)電機(jī)的容量　實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)一路電源故障時(shí)往往另一路也會(huì)出現(xiàn)故障，因?yàn)樵偕弦患?jí)電源往往是同一電源。因此，為了確保智能化大樓供電的可靠、安全，設(shè)置自備發(fā)電機(jī)是十分必要的。國(guó)外的有些大樓由城市電網(wǎng)供應(yīng)了三路、四路電源，但仍然設(shè)置自備發(fā)電機(jī)組。自備發(fā)電機(jī)組容量的選擇目前尚無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算公式，因此在實(shí)際工作中所采用的方法也各不相同。有的簡(jiǎn)單地按照變壓器容量的百分比確定，例如用變壓器容量的10％～20％確定，有的根據(jù)消防容量相加，也有的根據(jù)業(yè)主的意愿確定。自備發(fā)電機(jī)的容量選得太大，會(huì)造成一次投資的消費(fèi)過(guò)高，選得太小，事故時(shí)一則滿(mǎn)足不了使用的要求，二則使大功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。因此，應(yīng)按自備發(fā)電機(jī)的計(jì)算負(fù)荷選擇，并按大功率電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)來(lái)檢驗(yàn)。在計(jì)算自備發(fā)電機(jī)容量時(shí)，可將智能建筑用電負(fù)荷分為以下三類(lèi)。

a.第一類(lèi)負(fù)荷　即保安型負(fù)荷，保證大樓內(nèi)人員的人身安全及智能化設(shè)備安全、可靠運(yùn)行的負(fù)荷，有消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明及大樓設(shè)備的管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、通信系統(tǒng)設(shè)備、從事業(yè)務(wù)用的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等。

b.第二類(lèi)負(fù)荷　即保障型負(fù)荷，保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷，也是大樓運(yùn)行的基本條件，主要有工作區(qū)域的照明、部分電梯、通道照明等。

c.一般負(fù)荷　除上述負(fù)荷外的負(fù)荷，例如舒適用的空調(diào)、水泵及其他一般照明、電力設(shè)備等。

計(jì)算自備發(fā)電機(jī)容量時(shí)，第一類(lèi)負(fù)荷必須考慮在內(nèi)，第二類(lèi)負(fù)荷是否考慮，應(yīng)視城市電網(wǎng)情況及大樓的功能而定，若城市電網(wǎng)很穩(wěn)定，能保證兩路獨(dú)立的電源供電，且大樓的功能要求不太高，則第二類(lèi)負(fù)荷可以不計(jì)算在內(nèi)。雖然城市電網(wǎng)穩(wěn)定，能保證兩路獨(dú)立的電源供電，但大樓的功能要求很高或級(jí)別相當(dāng)高，那么應(yīng)將第二類(lèi)負(fù)荷計(jì)算在內(nèi)，或部分計(jì)算在內(nèi)。例如銀行、證券大樓的營(yíng)業(yè)大廳的照明，主要職能部門(mén)房間的照明等。若將保安型負(fù)荷和部分保障型負(fù)荷相疊加，并依此來(lái)選擇發(fā)電機(jī)容量，則其數(shù)據(jù)往往偏大。因?yàn)樵诔鞘须娋W(wǎng)停電，大樓并未發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防負(fù)荷設(shè)備不啟動(dòng)，自備發(fā)電機(jī)啟動(dòng)只需提供給保障型負(fù)荷供電即可。而發(fā)生火災(zāi)時(shí)，保障型負(fù)荷中只有計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備仍供電，工作區(qū)域照明不需供電，而只需保證消防設(shè)備的用電。因此要考慮兩者不同時(shí)使用，擇其大者作為發(fā)電機(jī)組的設(shè)備容量。在初步設(shè)計(jì)時(shí)自備發(fā)電機(jī)容量可以取變壓器總裝機(jī)容量的10％～20％。

②自備發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)　自備發(fā)電機(jī)組的工作形式有以下特點(diǎn)。

a.啟動(dòng)裝置　由于自備發(fā)電機(jī)組為應(yīng)急所用，因此首先要選有自啟動(dòng)裝置的機(jī)組，一旦城市電網(wǎng)中斷，應(yīng)在15s內(nèi)啟動(dòng)且供電。機(jī)組在市電停供后延時(shí)3s開(kāi)始啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)間約10s（總計(jì)不大于15s，若第一次啟動(dòng)失敗，第二次再啟動(dòng)，有三次自啟動(dòng)功能，總計(jì)不大于30s），發(fā)電機(jī)輸出，主開(kāi)關(guān)合閘供電。當(dāng)市電恢復(fù)后，機(jī)組延時(shí)2～15min（可調(diào)）不卸載運(yùn)行，5min后，主開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘，機(jī)組再空載冷卻運(yùn)行約10min后自動(dòng)停車(chē)。圖2-5所示為機(jī)組運(yùn)行流程圖。

b.外形尺寸　機(jī)組的外形尺寸要小，結(jié)構(gòu)要緊湊，重量要輕，輔助設(shè)備也要盡量減小，以縮小機(jī)房的面積和層高。

c.自啟動(dòng)方式　自啟動(dòng)方式盡量采用電啟動(dòng)，啟動(dòng)電壓為直流24V，若用壓縮空氣啟動(dòng)時(shí)，則需要配備一套壓縮空氣裝置，應(yīng)盡量避免采用。

d.冷卻方式　在有足夠的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)通道情況下，盡量采用閉式水循環(huán)及風(fēng)冷的整體機(jī)組，耗水量少，每年只需更換幾次水并加少量防銹劑。在沒(méi)有足夠進(jìn)、排風(fēng)通道的情況下，可將排風(fēng)機(jī)、散熱管與柴油機(jī)主體分開(kāi)，單獨(dú)放在室外，用水管將室外的散熱管與室內(nèi)地下層的柴油主機(jī)相連接。

e.發(fā)電機(jī)類(lèi)型　發(fā)電機(jī)宜選用無(wú)刷型自動(dòng)勵(lì)磁的方式。

③供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用電負(fù)荷分組配電的常見(jiàn)方案是，在市電停供時(shí)，供一般負(fù)荷的各分路開(kāi)關(guān)均因失壓而脫扣，這時(shí)備用電源或發(fā)電機(jī)組應(yīng)投入或啟動(dòng)，但一般負(fù)荷應(yīng)甩掉（或部分甩掉），以保證余下負(fù)荷的供電。為了避免火災(zāi)發(fā)生時(shí)切除一般負(fù)荷出現(xiàn)誤操作，一級(jí)負(fù)荷可集中一段母線(xiàn)供電，以提高供電可靠性。如果一級(jí)負(fù)荷母線(xiàn)與一般負(fù)荷母線(xiàn)之間加設(shè)了防火間隔，還可減小相互影響。發(fā)電機(jī)機(jī)組作為大樓的自備應(yīng)急電源，其配電系統(tǒng)應(yīng)在正常電源故障停電后，能快速可靠地對(duì)重要負(fù)荷恢復(fù)供電，減小電源故障造成的損失。在低壓配電系統(tǒng)中，不需要由發(fā)電機(jī)組供電的一般負(fù)荷不能接在應(yīng)急母線(xiàn)上，對(duì)允許短時(shí)間停電但也重要的負(fù)荷（例如營(yíng)業(yè)大廳的照明）可以手動(dòng)合閘。以下是幾種常用的配電方案。

圖2-6所示為一路備用市電與一路自備電源負(fù)荷不分組方案，這種方案是負(fù)荷不按種類(lèi)分組，備用電源接至同一母線(xiàn)上，非保證負(fù)荷采用失壓脫扣方式甩掉。其特點(diǎn)是結(jié)線(xiàn)簡(jiǎn)單、供電可靠，用電設(shè)備末端市電和應(yīng)急電源回路兩路自切，正常情況下，兩路電源只有市電回路帶電，應(yīng)急電源回路為備用，常用于一些重要負(fù)荷較少的建筑。圖2-7所示為兩路市電與自備電源一級(jí)負(fù)荷單獨(dú)分組方案，這種方案是將消防用電等一級(jí)負(fù)荷單獨(dú)分出，并集中一段母線(xiàn)供電，備用發(fā)電機(jī)組僅對(duì)此段母線(xiàn)提供備用電源。方案的特點(diǎn)為，兩個(gè)電源的雙重切換，正常情況下，消防設(shè)備等用電設(shè)備為兩路市電同時(shí)供電，末端自切，應(yīng)急母線(xiàn)的電源由其中一路市電供給，當(dāng)兩路市電中失去一路時(shí)，可以通過(guò)兩路市電中間的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘，恢復(fù)大部分設(shè)備的供電，當(dāng)兩路市電全部失去時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組，應(yīng)急母線(xiàn)由機(jī)組供電，保證消防設(shè)備等重要負(fù)荷的供電。此時(shí)，對(duì)大廳照明等稍重要的負(fù)荷，由于配電開(kāi)關(guān)上裝有失壓脫扣器，在市電故障時(shí)已全部分閘，然后可以根據(jù)機(jī)組負(fù)荷情況手動(dòng)合閘。假如此時(shí)無(wú)火災(zāi)，那么這些負(fù)荷可以全部合閘，若一旦發(fā)生火災(zāi)，這些回路開(kāi)關(guān)應(yīng)能根據(jù)消防發(fā)出的指令自動(dòng)跳閘。這種方案適用于城市電網(wǎng)較穩(wěn)定、大樓重要負(fù)荷較多的工程。

2.1.3　供配電系統(tǒng)監(jiān)控

供配電系統(tǒng)是樓宇的動(dòng)力系統(tǒng)，除確保樓宇動(dòng)力系統(tǒng)的正常運(yùn)行外，還可大大提高其工作效率，節(jié)省能源消耗。

（1）樓宇供配電系統(tǒng)的設(shè)備配置

大廈供配電系統(tǒng)主要由高壓配電柜、低壓配電柜、電力變壓器、空調(diào)動(dòng)力配電柜、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組和直流操作柜等設(shè)備組成。通常大廈為一類(lèi)用電負(fù)荷，采用兩路高壓供電，兩路電源互為備用，當(dāng)工作電源失電后，備用電源自動(dòng)投入運(yùn)行，確保整座大廈的供電。當(dāng)兩路電源均失電的情況下，自備發(fā)電機(jī)組自動(dòng)投入，向大廈負(fù)載供電。

（2）供配電監(jiān)控系統(tǒng)的功能

在電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)于采用雙回路供電電源和自備發(fā)電機(jī)組的供配電系統(tǒng)，均應(yīng)設(shè)置一整套完整的電氣聯(lián)鎖啟停和保護(hù)裝置。當(dāng)工作電源失電后，備用電源通過(guò)聯(lián)鎖裝置的切換投入運(yùn)行，擔(dān)負(fù)起全部負(fù)載的供電，當(dāng)兩路供電電源都失電時(shí)，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組將在最短的時(shí)間內(nèi)（約10s）自動(dòng)啟動(dòng)投入運(yùn)行，擔(dān)負(fù)起確保負(fù)載供電的任務(wù)。當(dāng)外部供電電源恢復(fù)供電后，電氣聯(lián)鎖裝置將使柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)停機(jī)。因此，大廈供配電監(jiān)控系統(tǒng)，主要是監(jiān)測(cè)大廈供配電設(shè)備和柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。供配電監(jiān)控系統(tǒng)具體的監(jiān)控功能如下。

①高壓進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)和中間聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警，高壓進(jìn)線(xiàn)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等參數(shù)的檢測(cè)。

②變壓器斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警，變壓器溫度檢測(cè)和高溫報(bào)警。

③低壓進(jìn)線(xiàn)，中間聯(lián)絡(luò)和重要出線(xiàn)回路斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警，低壓進(jìn)線(xiàn)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)和電量統(tǒng)計(jì)等參數(shù)的檢測(cè)。

④直流操作柜斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，直流輸出電壓和電流等參數(shù)的檢測(cè)。

⑤發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、控制柜斷路器狀態(tài)與故障報(bào)警、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、油箱油位、進(jìn)口油壓、冷卻出水水溫和水箱水位等監(jiān)測(cè)和故障/超限報(bào)警。

⑥火災(zāi)時(shí)，切斷相關(guān)區(qū)域的非消防電源。

圖2-8所示為供配電低壓監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即傳感器、執(zhí)行器以及直接數(shù)字控制器組成。對(duì)6～10kV高壓線(xiàn)路的電壓電流測(cè)量方法如圖2-9所示。

低壓端（380V/220V）的電壓及電流測(cè)量方法與高壓側(cè)基本相同，只不過(guò)是電壓互感器和電流互感器的電壓等級(jí)不同。

（3）功率、功率因數(shù)的檢測(cè)

通過(guò)測(cè)量電壓與電流的相位差可測(cè)得功率因數(shù)，有了功率因數(shù)、電壓、電流數(shù)值即可求得有功功率和無(wú)功功率。因此，可以先測(cè)量功率因數(shù)，然后間接得出功率數(shù)據(jù)，這是一種間接的測(cè)量功率的方法。

比較精確的測(cè)量功率方法是采用模擬乘法器構(gòu)成的功率變送器，或者用數(shù)字化測(cè)量的方法（高速采樣電壓、電流數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理），直接測(cè)量功率數(shù)據(jù)。

（4）供電品質(zhì)的監(jiān)測(cè)

供電品質(zhì)的指標(biāo)通常是電壓、頻率和波形，其中尤以電壓和頻率最為重要。電壓質(zhì)量包括電壓的偏移、電壓的波動(dòng)、電壓的三相不平衡度等。

①頻率　在電氣設(shè)備的銘牌上都標(biāo)有額定頻率，我國(guó)電力工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。由于頻率直接影響電子設(shè)備的正常工作，因此對(duì)于頻率的偏差要求很?chē)?yán)格，規(guī)定電力系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)的供電頻率偏差范圍為±0.5％。在電網(wǎng)頻率偏差超過(guò)允許值時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)報(bào)警，必要時(shí)應(yīng)切斷市電供電，改用備用電源或應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電。

②電壓偏移　在實(shí)際運(yùn)行中由于電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化或用戶(hù)本身負(fù)荷的變化等原因，使用電設(shè)備端電壓偏離額定值，當(dāng)電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)報(bào)警，同時(shí)需采取系統(tǒng)或局部的調(diào)壓及保護(hù)措施。

③電壓波動(dòng)及諧波　電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，電梯、電焊類(lèi)沖擊負(fù)荷的工作，將使得供配電系統(tǒng)中的電壓時(shí)高時(shí)低，這種短時(shí)間的電壓變化稱(chēng)為電壓波動(dòng)。電力系統(tǒng)中交流電的波形從理論上講應(yīng)該是正弦波，但實(shí)際上由于三相電氣設(shè)備的三相繞組不完全對(duì)稱(chēng)，帶有鐵心線(xiàn)圈的勵(lì)磁裝置，特別是大型晶閘管裝置、電力電子設(shè)備的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了與50Hz基波成整數(shù)倍的高次諧波，于是電壓的波形畸變成非正弦波，諧波對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等有較大影響。

④電壓的不平衡度　在低壓系統(tǒng)采用三相四線(xiàn)制，單相負(fù)荷接于相電壓上。由于單相負(fù)荷在三相系統(tǒng)中不可能完全平衡，因而三個(gè)相電壓不可能完全平衡。電壓的不平衡度可以通過(guò)測(cè)量三個(gè)相電壓及三個(gè)相電流的數(shù)據(jù)，再經(jīng)相互比較其差值來(lái)檢測(cè)。差值越大則不平衡度越大。當(dāng)這個(gè)不平衡電壓加于三相電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于相電壓的不平衡將使電動(dòng)機(jī)中的負(fù)序電流增加，因而增加了轉(zhuǎn)子內(nèi)的熱損失。應(yīng)盡量使單相負(fù)荷平衡地分配在三相中，對(duì)相電壓不平衡敏感的負(fù)荷（如電子計(jì)算機(jī)類(lèi)設(shè)備）應(yīng)采用分開(kāi)回路的措施，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)予報(bào)警。