2022年某奥体中心能源中心供配电设计方案与监控系统应用.docx

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1、精品学习资源某奥体中心能源中心供配电设计与监控系统应用淮亚利安科瑞电气股份有限公司上海 嘉定 2021011 引言体育馆是指具有肯定观众容量，场地符合举办各种体育竞赛要求的体育建筑；依据体育建筑设计规范 JGJ31-2003，其用电特点主要为1 ： 1）、重大竞赛或演出中断供电会造成较大的政治、经济影响；2） 、场内人员密集，安防、消防设备供电必需牢靠；3） 、使用时段性强，平常与竞赛时负荷相差很大；4） 、场地照明、摄像转播及体育工艺用电量大，设备分散，对电源质量要求高；依据 2021全国民用建筑工程电气设计技术措施/电气要求，体育场馆电气设计应安全牢靠、经济合理、技术先进、成天美观、爱护治

2、理便利；电气设计应对电池、声、光污染实行综合治理，达到环境爱护相关标准的要求，确保人居环境安全；电气装备水平应与工程的功能要求和使用性质相适应；电气设备应挑选符合国家技术标准的产品，并应采纳成熟、有效的节能措施，降低电能消耗；体育馆变电所位置和数量的确定除需要考虑尽量设在负荷中心外，仍要特殊留意验算末端用电设备电压偏移，实行减小电压偏移的措施，保证电压偏移不超过答应值；主接线设计时要留意安全性和牢靠性要求；安全性即在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必需装设高压隔离开关；在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必需装设低压刀开关；在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必需装设高

3、压隔离开；变配电所高压母线上及架空线路末端，必需装设避雷器；装于母线上的避雷器，宜与电压互感器共用一组隔离开关；接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关； 牢靠性即变配电所的主结线方案，必需与其负荷等级相适应；对一级负荷，应有两个电源供电；对二级负荷，应有两回路或者一回专用架空电缆）供电；采纳电缆供电时，应采纳两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承担100% 的二级负荷；变配电所的非专用电源进线侧，应装设带短路爱护的断路器或串熔断器的负荷开关；当双电源供多个变配电所时，宜采纳环网供电方式；变配电所低压侧的总开关，宜采纳低压断路器；当有继电爱护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开

4、关，均应采纳低压断路器；2 工程简介欢迎下载精品学习资源本工程奥体中心主要由体育场、体育馆、游泳馆、网球中心、中心商业区及地下车库组成，总建筑面积约 36万m2，建成后将成为标志性建筑及新城区内大规模商业消遣综合体；能源中心是奥体中心的配套设施，位于整个场地的东北角，是整个奥林匹克体育中心的主要 动力中心，主要由锅炉房、冷冻机房与水泵间、变配电室组成，室外另有蓄水罐、冷却塔； 建筑面积约 1200m2 ，为半地下建筑；与常规图 1 奥体中心全景能源中心变配电系统不同的是冷冻机组采纳的是10kV 高压供电方式 2 ；3 负荷等级由于奥体中心在全运会其间的重要性，其空调及热水等动力负荷按二级负荷考

5、虑，因此本能源中心电力负荷为二级，二级负荷容量3559.5kW, 其中 4台冷水机组容量为2476 kW；4 电压等级确定依据暖通专业方案论证结果，采纳水蓄冷能源方式，其中冷水机组4 台，单台容量平均在 600 kW左右，假如低压 380V 供电，就每台冷水机组的供电电流将达到1000A以上 , 对开关、电缆、启动爱护等设备的挑选将是具有挑战性的, 经过简洁经济技术比较，冷水机组打算采纳高压 10kV 供电；5 供配电系统设计本工程由位于体育馆内的东区总变配电站不同母线段引两路 10kV 电源，两路电源单母线分段接线，同时工作；正常运行时 , 两路电源分列运行，各承担 50%的负荷；当一路电源

6、发生故障时 , 线路爱护动作 , 无压掉闸 , 分段开关自动 / 手动投入运行，另一路电源可承担全部负荷；变配电室内设高压柜10 面，高压冷水机组掌握柜4面；5.1 高压供配电系统高压配电柜采纳SF6 绝缘紧凑型开关柜，考虑能源中心单独计量，设立了计量柜；进线及母联采纳真空开关，馈线为负荷开关熔断器组合电器；进线柜配两段定时限过流保护、两段零序定时限爱护、无压跳闸爱护，当一路电源发生故障时, 线路爱护动作 , 无压跳闸, 母联开关自动 / 手动投入；母联柜设电流速断、过电流爱护；电流速断爱护合闸后解除；馈线柜配熔断器爱护、变压器高温 报警 、变压器超温 掉闸 爱护；进线及母联开关实行防并联措施

7、，即三个开关最多只能有两个开关同时处于合闸位置；操作及信号电源为直流110V， 65Ah；高压冷水机组掌握柜为金属铠装移开式，内设温、湿度传感器，温度或湿度过高均会发出报警信号，并具除湿功能；其微机综合爱护模块具有过电流、过负荷、接地故障、短路、相不平稳、电压过高、电压过低、错相、反相等爱护，为使电气设备的绝缘免受过电压的损害，另选配三相组合式氧化锌避雷器；高压功率因数就地补偿，每台高压冷水机组掌握柜内装设并联补偿电容器，使补偿后的功率因数大于 0.92 ；配电图如图 2；欢迎下载精品学习资源2#变压器出线进线柜线路爱护测控装置AM5-FPT 柜PT 监测装置AM5-U冷水机掌握柜电动机爱护测

8、控装置AM5-M母联柜备自投爱护装置AM5-B开关柜ASD200开关柜综合测控装置ASD200图2 高压供配电系统依据爱护功能配置要求，进线柜选用安科瑞公司的AM5-F线路爱护测控装置，母联柜选用AM5-B母联爱护装置，变压器馈线柜选用AM5-T变压器爱护测控装置，高压冷水机掌握柜选用 AM5-M电动机爱护测控装置；各装置具体功能与报价见表1；表1 高压配电方案二次设备清单开关柜类型产品名称产品型号实现功能1#变压器出线变压器爱护测控装置AM5-T三段式过流爱护、高温报警、超温跳闸、 FC 闭锁功能两段定时限过流爱护、两段零序定时限爱护、无压跳闸爱护PT 断线监测、低电压告警、过电压告警、母线

9、绝缘监测过电流、过负荷、接地故障、短路、相不平稳、电压过高、电压过低、错相、反相等爱护备自投爱护、 电流速断、过电流爱护一次模拟图显示、高压带电指示、温湿度掌握、语音提示、RS485 通讯5.2 低压供配电系统低压配电系统为两级；单台大容量设备放射式供电，其他为树干分支式；单台装机容量为 75kW、90kW 的冷却水循环泵、冷冻水一次泵采纳软启动，单台装机容量为 160kW 的冷冻水二次泵采纳变频掌握，掌握柜置于变配电室低压侧；锅炉掌握设备设于值班室，其他小容量用电设备的配电及启动装置在设备接近处；变压器负载率为 60%65%，对于任一变压器组，其中的1 台变压器故障时，另一台变压器可在肯定时

10、间内工作在110%130%负载率，负担全部低压二级负荷；低压供配电系统见图 3；欢迎下载精品学习资源图 3 低压配电系统低压柜采纳抽屉式开关柜，主进线柜设三段爱护：长延时、短延时、瞬时过电流爱护；母联柜设瞬时过电流爱护；馈电柜设长延时、短延时、瞬时过电流爱护；低压配电线路上选用安科瑞公司的ALP 智能型低压线路爱护装置进行线路爱护，选用ACR系列监测外表进行出线柜电量监测；具体设备清单见表2；表2 低压配电线路设备清单产品名称产品型号实现功能嵌入式低压线路爱护器ALP200-5三相电流、频率监测，能对额定电流范畴内的线路进行过流、零序、断相、联动、不平稳等爱护，dbus-RTU 通讯， 5路D

11、I 、4路DO，大事记录Mo导轨式低压线路爱护器ALP320-5三相电流、电压、功率、功率因数、频率、电能监测，过流、欠压、过压、零序、断相、联动、不平衡等爱护， Modbus-RTU 通讯， 5路DI 、4路DO ，大事记录ACR 系列网络电力外表ACR220EL三相电流、电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、频率、功率因数、四象限电能、显示、 Modbus-RTU 通讯LCD5.3 谐波监测与治理由于非线性负载的使用会产生谐波，会导致微机爱护装置误动作，造成不必要的供电中断；谐波仍会使电气测量外表计量不精确，产生计量误差，因此须合理有效的抑制谐波干扰；低压配电谐波抑制方案如图4 所

12、示，本方案中在低压电容器柜中设置ARC系列无功补偿器，在配电前端设置安科瑞公司的ANAPF有源滤波器，采纳集中方式抑制谐波；在各出 现柜上设置 ACR330系列谐波监测外表，用于监测2-31 次谐波；ANAPF有源滤波器以并联方式接入电网，通过实时监测负载的谐波和无功重量，采纳欢迎下载精品学习资源PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波重量和无功重量对应的反响重量并实时注入电力系统，实现谐波治理和无功补偿；本谐波抑制方案具体设备清单如表3；图 4 低压配电系统谐波抑制方案表3 谐波抑制方案设备清单产品名称产品型号实现功能欢迎下载精品学习资源ARC 功率因数ARC-12/JR自动补偿掌握器测

13、量电流、电压、频率、功率因数、具备过电压爱护、欠流锁定、电网谐波过大爱护，可掌握12组电容器的投切，RS485通讯欢迎下载精品学习资源ACR 系列谐波表ACR330ELH四象限电能， 2-31次谐波重量，电压波峰系数、电话波形因子、电流 K 系数，电流、电压不平稳度等欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源立柜式有源滤波器ANAPF30-400/A谐波治理，谐波电流 30A ，输出电压 400V欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源APFMC 系列掌握器模块APFMC-C30谐波电流 30A欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源APFCOV 系列变流器模块APFCOV-CVT30谐波电流

14、30A欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源APF-APF-RE.SDG-30RE系列电抗器模块谐波电流 30A ，滤除 APF发出的电网不需要的谐波欢迎下载精品学习资源5.4 漏电火灾监测由于体育馆内人员密集，安防、消防设备供电必需牢靠，有 效 地 防 止 电 气 火 灾 的 发生，保证广大观众和运动员的安全；Acrel-6000电气火灾监控系统 由漏电 包括电流）探头、探测掌握器和监控设备三部分组成；探测掌握器与漏电电流）探头需配套使用；全部 需要监控的电路分支点均安装，探测掌握器均并联于二总线上，监控设备由一台工业掌握用 PC 机及外围设备组成；监控系统如图5，采纳 Acrel-600

15、0/Q琴台式监控设备，消防火灾监控系统中全部设备清单见表4；专用治理软件能实时动态地显示各个监控点的工作情形，值班人员在掌握中心通过观看运算机屏幕就可以明白全部监控点的工作情形；监控设备具有巨大的数据库，能够储备配电图 5漏电火灾监测系统系统产生的全部情形记录，便于有关人员查询和分析；表4消防火灾监控系统设备清单型号监控容量形状尺寸Acrel-6000/Q128点 1174H630W 530D欢迎下载精品学习资源监运算机控主设要工业PC，Core 2 2.66G/1G/320G+ 键鼠 , 17液晶显示器， Windows XP,Acrel-6000 电气火灾监控软件欢迎下载精品学习资源备组输

16、入输出模块内置远程智能 I/O 模块成部声光报警器内置音箱、 LED 指示灯、消声按钮、复位按钮件备用电源内置 1kVA 在线式长效型 UPS欢迎下载精品学习资源探ARCM100-Z测控ARCM200BL-J4制器ARCM300-J8在线 1路剩余电流、 1路温度监测，电参量测量在线 4路剩余电流、电参量测量在线 8路剩余电流、 4路温度监测，电参量测量欢迎下载精品学习资源探头AKH-0.66L70D数字式剩余电流互感器，参考额定电流 225A5.5电能计量本奥体中心内的一般照明，锅炉、水泵、通风等动力电能计量采纳安科瑞公司的终端电能计量计，该计量计采纳DIN35mm 导轨式安装，能计量电能及

17、其它电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换；电能集抄系统采纳国网集抄形式，即分为主站、集中器、采集器、终端外表4层；所用外表清单见表 5；产品名称表5 电能计量设备清单产品型号实现功能三相导轨式电能表DTSD1352三相电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、频率、功率因数、四象限电能单相导轨式电能表DDDF1352单相电流、电压、电能计量，7位宽温型 LCD 显示，脉冲输出， 4个模数5.6 变配电室布置及土建条件该工程能源中心建筑于岩石层上，层高不低于5.7m，考虑向下挖沟及做电缆夹层的工程量较大 需要炸石），

18、原设计高低压柜进出线均为上进上出方式，电缆桥架敷设；但因SF6绝缘紧凑型高压开关柜柜型限制，只能下进下出，因此在施工图设计中，我们将高压配电柜做局部基础抬高处理；由于高压设备的配电设计需由当地供电部门审核及深化，2021年5月供电部门提出原设计高压配电柜 SF6 绝缘紧凑型开关柜）柜前操作距离只能按平台宽度算，6 0 0 m m不够，此建议将高压室部分总113期2 济南奥体中心能源中心供配电设计. 孙宝莹 . 智能建筑电气设计.2021.6第3卷第 3期3 能效治理系统设计安装图册. 安科瑞电气股份有限公司.2021 年合订本42021 全国民用建筑工程设计技术措施/ 电气 . 中国建筑标准设计讨论院作者简介：淮亚利，女，硕士，安科瑞电气股份有限公司，主要讨论方向为智能配电系统设计，Email: 2880157850 手机： 13524826678QQ ： 2880157850欢迎下载