建筑供配电自动化系统设计及其实现的研究

洪洋

【摘要】随着科学技术的发展，建筑供配电自动化系统的设计也越来越智能化，为了实现建筑使用的方便和快捷，智能化的配电系统设计十分具有必要性。本文在对某小区的建筑供配电系统进行设计的过程中，通过智能化和自动化理念的引入，使小区建筑实现了火灾联动、消防播报、综合防雷等智能化功能，实现了小区建筑供配电的运行安全，为小区居民生活提供了保障。

【关键词】智能化；小区建筑；供配电自动化系统；安全保障

建筑电气技术的智能化发展目的在于解决传统电气技术人工方式存在的复杂、高工时、易疏漏的弊端。在建筑电气技术的发展过程中，不断吸收了电子技术、通信技术和控制技术，使其在运行和监测的过程中更加自动和智能，安全性能也不断提升。对于小区类建筑来说，具有高度安全的供配电系统是其生活质量提升的重要前提。

1、自动化供配电系统的设计

1.1总体设计

对于小区建筑来说，小区的开关站一般会设置于小区的中央位置，从而实现对小区内全部建筑的辐射。本文在进行小区建筑的自动化供配电系统设计时，沿用了这一设计传统，通过对小区内分片区安装的多台箱式变电站组成了环网供电，并结合目前建筑电气技术领域所采用的三种结构实现了小区配电所的综合自动化建设。其中包括集中处理各分区变电数据的集中式结构，在结构当中，本文选用了运动PTU来进行数据的采集和通讯；同时包括在二次设备变电所所采用的分层分布式结构和分散式结构，这两种结构通过单元层的功能，实现变电所层的上位机和保护监控装置相连接的方式，实现局域网信息交换。同时本文选用了电气间隔离设置，形成了多设备的一体化保护控制，从而形成了以小区控制中心为信息集中的通信管理层总体设计。

1.2系统功能设计

为了保证能够利用通信管理层对各个片区的设备进行管理，在管理层当中，需要实现自动化系统的各项分管功能。首先，要具备数据的采集和监控功能。本文在进行功能设计时，选择了面向供配电系统中断路器、变压器等设备的智能终端设备，利用智能终端，对断路器、变压器等设备的运行状态进行监控，监控数据包括运行情况、负荷状态等数据，并通过PTU完成数据的传输；其次，要具备故障的隔离和恢复供电功能和自动无功补偿功能，以上功能同时由集控中心进行控制和管理。

1.3测控和通讯设计

其中，测控系统的设计本文分别用到了开闭所配电终端DTU、配电柜终端FTU和配电监测终端TTU三组功能设备。首先在开闭站方面，本文采用了微机综合保护装置，装置运用RS-485完成控制机和下属遥测、遥控、遥信的链接，从而完成对重合闸、零序过流等问题的保护；其次箱变测控系统本文采用了开关检测器与光纤调制解调器相连接的方式进行塑壳开关的信息采集，在系统信息采集当中，设备应当完成无功补偿记录、极值记录、数据读取和通讯等工作。通讯系统方面，本文采用了开闭站通讯和箱变通讯协同的方式，从而帮助测控系统完成采集数据的分析和传递。其中，开闭站系统是在微机综合保护装置之上加装了智能通信控制卡，该设备利用RS-484完成通讯，从而与通讯集中器进行交互；箱变通讯则是利用双绞线实现智能通信控制卡和光纤收发器的链接。在每一个箱变组当中设置专门的光纤收发器，从而形成与智能通信控制卡相连接的回路，完成向集控中心的信息传输。

2、自动化供配电系统的实现

2.1火灾监控实现

通过自动化的信息控制供配电系统的建设，可以利用信息手段在一定程度上完成對建筑火灾的监控，保证小区居民的用电安全。火灾监控系统由火灾报警控制器和消防联动控制器共同组成，并与集控中心进行联网，实现数据的互通和共享。在火灾控制器中，火灾的前端线路包括区域显示、水流指示等装置，一旦小区建筑发生供电设备故障存在引发火灾的可能，火灾控制系统就会将相关的信息进行搜集，并将火灾探测器所感应到的实施数据传送到集控中心的显示系统当中。与此同时，声光报警器也随之启动，一旦发生火灾，声光报警器即开始报警，火灾控制器当中的传输设备也将与城市的消防中心取得通信，城市消防中心能够利用远程监视系统来对火灾现场情况进行观察，并指挥救火行动。

2.2消防控制实现

消防通讯系统是与火灾监控系统联合运行的自动化系统，分为消防通信和应急广播两个部分。其中，消防通信主要是指在小区建筑当中用有的易燃场所如柴油发电机房、空调机房、开闭站以及灭火指挥场所安设消防专用通信电话；通信广播则是在小区建筑内每25m设置功率超过3w的扩音器设备，在火灾发生时，需要借助通信广播完成指挥、寻人等工作。此外，在消防控制方面，还拥有照明、电梯、非消防电源切断、应急照明等联动设置，利用信息系统完成对以上设备的应急操作。

2.3综合防雷实现

建筑供配电系统出了会遭遇到火灾危害，也会受到极端天气的威胁，在雷雨天气中，一旦建筑供配电设备不具备防雷能力，就容易引发雷击事件。轻则出现导线过电压闪络，重则造成导线起火，威胁生命财产安全。因此在自动化系统的设计当中，本文利用信息技术进行了电磁感应的设计，利用电磁感应来实现综合防雷。在建筑外部，本文分别设置了接闪器、引下线以及接地极，从而形成通路在内部建立了LPS雷电防护系统，对外部防雷设备和内部等电位连接、间隔距离进行监控。一旦发生雷电情况，LPS雷电防护系统则会启动，通过等电位连接实现屏蔽，完成避雷。

结论：

综上所述，在现代自动化系统建设当中，建筑的配供电作为人们日常生活的保障，同样需要进行自动化的设计。通过自动化和智能化的通信设计可以保证对具体的电气设备运行状态进行实时的监控，从而避免电气设备运行和外部环境影响下造成严重的危害。