环智国际大厦电力监控系统的设计Word文件下载.docx
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配备A3激光打印机。
3设计方案
3.1主要设计参考标准
●DL/T814-2002《配电自动化系统功能规范》
●ISO/IEC11801《国际综合布线标准》
●GBJ232-2005《电测量仪表装置设计技术规程》
●DL5002-2003地区电网电力调度自动化设计技术规范
●IEC60870-5-101 远动设备及系统传输规约
●IEC60870-5-104 远动网络传输规约
●IEC60870-6-TASE2 远动设备及系统计算机数据通信规约
●GB50171-2004《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》
●DL/T721-2006《配电网自动化系统远方终端》
●GB/50198-2003《监控系统工程技术规范》
●GB50254～59-2002《电气装置安装工程施工及验收规范》
●GB/J63-2007《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
●ISARP55.1《数字处理计算机硬件测试》
●DL/T630《交流采样远动终端通用技术条件》
3.2各回路通讯端口分配与监控回路确定
根据环智国际大厦高低压配电系统一次图确定需要进行监控的回路，并根据现场配电柜安装的实际位置合理确定通讯线缆的走向及通讯端口的分配，如下表所示（部分）：
序号
楼层
端口号
柜体编号
回路编号
回路名称
1
28F
COM1
COM1-1
28PM2
电表配电柜
2
28PM2-1
办公楼
3
28PM2-2
4
28PM2-3
5
28PM2-4
6
28PME1
照明配电柜双电源
7
28PK1
变频控制柜
8
28PM1
照明配电柜
9
29F
COM1-2
29PM2
10
29PM2-1
11
29PM2-2
12
29PM2-3
13
29PM2-4
14
29PME1
15
29PK1
16
29PM1
17
30F
COM1-3
30PM1
30PM2
照明箱
18
30PME1
照明配电箱
19
30PKE1-1
稳压泵控制箱
20
30PLE3/A
21
30PK1
30PM2-4
空调控制箱
22
30PKE1/A
风机控制箱
23
电梯房
24
25F
COM2
COM2-1
25PM2
25
25PM2-1
26
25PM2-2
27
25PM2-3
28
25PM2-4
29
25PM2-5
30
25PME1
31
25PK1
32
25PM1
33
34
26F
COM2-2
26PM2
35
26PM2-1
36
26PM2-2
37
26PM2-3
38
26PM2-4
39
26PME1
40
26PK1
41
26PM1
42
27F
COM2-3
27PM2
43
27PM2-1
44
27PM2-2
45
27PM2-3
46
27PM2-4
47
27PME1
48
27PK1
49
27PM1
50
23F
COM3
COM3-1
23PM2
51
23PM2-1
52
23PM2-2
53
23PM2-3
54
23PM2-4
55
23PM2-5
56
23PME1
57
23PK1
58
23PK2
59
23PM1
60
24F
COM3-2
24PM2
61
24PM2-1
62
24PM2-2
63
24PM2-3
64
24PM2-4
65
24PM2-5
66
24PME1
67
24PK1
68
24PK2
69
24PM1
70
21F
COM4
COM4-1
21PM2
71
21PM2-1
72
21PM2-2
73
21PM2-3
74
21PM2-4
75
21PM2-5
76
21PM2-6
77
21PME1
78
21PK1
79
21PK2
80
21PM1
81
22F
COM4-2
22PM2
82
22PM2-1
83
22PM2-2
84
22PM2-3
85
22PM2-4
86
22PM2-5
87
22PME1
88
22PK1
89
22PK2
90
22PM1
3.3通讯线缆综合布线过程
环智国际大厦布线平面图
施工前的检查：
1．在工程开始之前，必须对设备间的建筑和环境条件进行检查，具备下列条件方可开工：
（1）设备间的土建工程已全部竣工，室内墙壁已充分干燥。
设备间门的高度和宽度应不妨碍设备的搬运，房门锁和钥匙齐全；
（2）设备间地面应平整光洁，预留暗管、地槽和孔洞的数量、位置、尺寸均应符合工艺设计要求；
（3）电源已经接入设备间，应满足施工需要；
（4）设备间的通风管道应清扫干净，空气调节设备应安装完毕，性能良好；
（5）在铺设活动地板的设备间内，应对活动地板进行专门检查，地板板块铺设严密坚固，符合安装要求，每平米水平误差应不大于2mm，地板应接地良好，接地电阻和防静电措施应符合要求。
屏蔽双绞线传输通道施工：
1.金属管的敷设
（1）金属管的要求
金属管应符合设计文件的规定，表面不应有穿孔、裂缝和明显的凹凸不平，内壁应光滑，不允许有锈蚀。
在易受机械损伤的地方和在受力较大处直埋时，应采用足够强度的管材。
（2）金属管的切割套丝
在配管时，根据实际需要长度，对管子进行切割。
管子的切割可使用钢锯、管子切割刀或电动切管机，严禁用气割。
管子和管子连接，管子和接线盒、配线箱的连接，都需要在管子端部进行套丝。
套丝时，先将管子在管钳上固定压紧，然后在套丝，套完后应立即清扫管口，将管口端面和内壁的毛刺锉光，使管口保持光滑。
（3）金属管的敷设
金属管的暗设应符合下列要求：
预埋在墙体中间的金属管内径不宜超过50mm，楼板中的管径宜为15-25mm，直线布管30mm处设置暗线盒。
金属管连接时，管孔应对准，接缝应严密，不得有水泥、沙浆渗入。
管孔对准、无错位，以免影响管、线、槽的有效管理，保证敷设线缆时穿设顺利。
双绞线线缆布线：
1.线缆布放的一般要求
（1）线缆布放前应核对规格及位置是否与设计规定相符合；
（2）布放的线缆应平直，不得产生扭绞、打圈等现象，不应受到外力挤压和损伤；
（3）在布放前，线缆两端应贴有标签，标明起始和终端位置以及信息点的标号，标签书写应清晰、端正和正确；
（4）信号电缆、电源线、双绞线缆、光缆及建筑物内其它弱电线缆应分离布放。
（5）布放线缆应有冗余。
在二级交接间、设备间双绞电缆预留长度一般为3-6m，工作区为0.3-0.6m。
特殊要求的应按设计要求预留。
2.线缆牵引
用一条拉线将线缆牵引穿入墙壁管道、吊顶和地板管道称为线缆牵引。
在施工中，应使拉线和线缆的连接点尽量平滑，所以要采用电工胶带在连接点外面紧紧的缠绕，以保证平滑和牢靠。
3.双绞线连接和通讯服务器的端接
双绞线端接的一般要求：
线缆在端接前，必需检察标签颜色和数字的含义，并按顺序端接；
线缆中间不得产生接头现象；
线缆端接处必需卡接牢靠，接触良好；
线缆端接处应符合设计和厂家安装手册要求；
双绞电缆与仪表和通讯服务器连接时，应按照红色线接485+黑色线接485-的原则，不得颠倒和错接。
3.4高压10KV配电部分设计
10KV配电一次图
10KV配电间主要包括2路10KV进线柜、2个量电柜、2个避雷器柜、4个10/0.4KV变压器馈线柜。
10KV配电间总共使用了8台M5-F微机保护装置。
M5为通用型保护测控装置，采用大容量、资源冗余设计，适用于110KV及以下电压等级电网的保护、控制、测量和监视，可配置为线路、电容器组、电动机保护，变压器保护，备用电源自投等功能的数字微机继电保护控制装置。
它们可用于不同的主接线方式，如单母线、双母线及多母线接线。
保护功能也支持不同类型的电网，如中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统和小电阻接地系统。
M5还能应用于中型的三相异步电动机保护，以及用于无功补偿的并联电容器组的保护和控制。
除了具有保护，测量，控制和状态监视功能之外，M5还提供支持IEC-61131-3图形可编程标准的PLC逻辑可编程功能。
另外，M5可存储4组保护定值，组别切换功能使其快速方便地适应多种运行方式。
M5支持RS485总线、PROFIBUS总线、光纤、以太网通信网络形态，以满足不同用户、不同工业现场、不同网络环境、不同规模的系统对通信和网络结构的要求。
支持双网模式，并行或以热备用方式工作。
从而进一步提高了通信的可靠性。
可以使用IEC60870-5-103规约和ModbusRTU规约实现与上层设备的通信。
3.50.4KV低压配电部分设计（部分）
0.4KVT1变压器配电间一次图
0.4KV总进线部分选用ACR330ELH网络电力仪表。
该仪表主要能够完成如下电参量的采集：
三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率；
四象限电能、复费率电能；
THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；
电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度；
电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）。
该仪表还具有4DI+3DO，可以接入断路器分合闸信号；
仪表的通讯接口为RS485，支持Modbus协议或DL/T645规约。
对于0.4KV的馈线回路选用了ACR220ELF网络电力仪表。
该仪表主要具备如下功能：
LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；
四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；
4DI+2DO；
RS485通讯接口、支持Modbus通讯协议。
3.6系统结构设计
对于环智大厦电力监控系统由于楼层配电箱中电力仪表安装比较分散，表与表之间的
距离通常在几十米到一百米之间。
因此该项目设计在现场设备层，各柜体及楼层配电箱中安装的电力仪表之间的通讯连线采用485总线结构。
RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。
应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
配电间485总线结构网络拓扑图
3.7与楼宇设备自控系统之间数据交互设计
BA系统和本电力监控系统之间数据交互协议采用ModbusTCP协议，该协议的数据传输
是通过以太网，因此BA系统和电力监控系统之间只需要通过一根网线连接即可。
环智国际大厦电力监控系统基于Acrel-2000电力监控组态软件平台进行开发设计。
Acrel-2000电力监控组态软件具有数据转发组件，可以方便的将电力监控系统中实时数据库中的数据以ModbusTCP协议进行发送，楼宇设备自控系统可以通过该数据接口接收电力监控系统发送来的数据。
在电力监控系统的转发设备配置界面，通讯方式要选择TCP/IP网络服务器模式，设置好本地IP地址和发送数据使用的端口号。
数据交换通讯协议格式
数据交互点表，数据类型和通道编号如下表所示：
变压器
电表
编号
功能说明
变量
类型
通道名称
寄存器名称
数据
寄存器地址
T1
1P1
T1总开关
SINGLE
读写4DUB0002
[4区]输出寄存器
32位无符号二进制
1P4
1~3F商业租户照明小动力
读写4DUB0004
1P5
应急负荷（常）
读写4DUB0006
1P6-1
厨房冷库预留（备）
读写4DUB0008
1P6-2
10KV配电所用电（常）
读写4DUB0010
1P6-3
1#变电所用电（常）
读写4DUB0012
1P6-4
4#变电所用电（常）
读写4DUB0014
1P7
T1和T2母联柜
读写4DUB0016
T2
2P1
T2总开关
读写4DUB0018
2P4-1
1~4F商业租户照明小动力
读写4DUB0020
2P4-2
3F商业租户照明小动力
读写4DUB0022
2P5
1#低压变配电站应急负荷（备）
读写4DUB0024
2P6-1
B1~3F厨房冷库预留（常）
读写4DUB0026
T3
3P1
T3总开关
读写4DUB0028
3P4
3~14F办公租户照明及小动力（奇数层）
读写4DUB0030
3P5
16~29F办公租户照明及小动力（偶数层）
读写4DUB0032
3P6-1
1#变电所空调（常）
读写4DUB0034
T4
4P1
T4总开关
读写4DUB0036
4P4
3~14F办公租户照明及小动力（偶数层）
读写4DUB0038
4P5
16~29F办公租户照明及小动力（奇数层）
读写4DUB0040
4P6-1
1#变电所空调（备）
读写4DUB0042
4P7
T3和T4母联柜
读写4DUB0044
参考文献
任致程、周中编著电力电测数字仪表原理与应用指南中国电力出版社2007.4
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