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供配电系统设计的基本要求范文1
[关键词]数据中心；供配电系统；可靠性；UPS 容错；冗余
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0075-02
0 引言
随着云计算、大数据、物联网等产业的加速发展，社会各界对信息系统的应用越来越广泛，信息和数据量呈几何级增长，由此对数据中心的需求日益增加，对数据中心的要求也不断提高，而数据中心对供配电系统的可靠性要求越来越高。
1 设计标准及数据中心分级
设计一个数据中心首先需要根据数据中心的使用性质、管理要求、网络中断所导致的经济损失与社会影响程度等具体要求来确定机房的等级，再按照相应等级确定适合的供配电系统。数据中心设计主要标准和机房分级如下：
GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为三级：A级（容错）、B级（冗余）、C级（基本）。
GB50174-201X《数据中心基础设施设计规范》（2016年该规范已通过审查，即将）将数据中心划分为四级：A级（容错数据中心）、B1级（冗余和同时维护）、B2级（冗余配置）、C级（基本要求）。此规范划分的机房等级与美国标准TIA-942《数据中心通信设施标准》划分的TierⅣ、TierⅢ、TierⅡ、TierⅠ机房等级一致。
2 数据中心供配电要求
A级机房内的场地设施应按容错系统配置，系统运行期间，场地设施不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断，需要提供两套相互独立且互为备用的供电系统。
B级机房内的场地设施应按冗余要求配置，系统运行期间，场地设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断，保障一条供电回路故障或维护不会导致系统运行中断，需要提供一套备用供电回路。
C级机房内的场地设施应按基本需求配置，在场地设施正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断，仅要求满足正常工作需要的配电回路。各级机房供电要求如下：（见表1）
3 数据中心供配电系统设计
3.1 数据中心供配电系统拓扑
供配电系统拓扑图见图1。数据中心机房供配电系统根据设备所在的位置一般可分为三级配电：①第一级：由变配电房、柴油发电机房至UPS机房的配电；②第二级：由UPS机房内部至列头柜的配电；③第三级：由列头柜至机柜的配电。
下面以目前需求最多的A级数据中心机房为例，具体说明各个供配电系统的组成。
3.2 数据中心机房市电系统和发电系统
A级数据中心机房应从两个独立的区域变电站专用回路上分别引入一路10kV市电电源，以专线方式沿不同的敷设路由引接至数据中心。两路市电电源的供电容量应为全冗余，变配电房10kV主接线采用单母线分段方式，正常时两段母线应同时供电运行。每一路市电电源的供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求，包括UPS电源系统、机房空调、机房照明、蓄电池充电及消防负荷用电等。
供配电系统设计的基本要求范文2
关键词：供配电；无功补偿；功率因数；生产效益
Discussion on Reactive Power Compensation of Factory Supply and Distribution System
Wang lei
（ Xin Di Electric Power Co.， Ltd. Tangshan Hebei 064100 ）
Abstract： Industrial production has put forward higher requirements on the stability and quality of power distribution with increasing levels of modern industry. Reactive power compensation techniques and methods for factory supply and distribution system is discussed and analyzed based on the composition and design of the plant for the principle of powder distribution system analysis， and the power factor improvement of reactive power compensation methods is proposed. The results provide assistance on reduction and the improvement of production efficiency total energy consumption.
Keywords：power supply and distribution； reactive power compensation； power factor； production benefit
引 言
电能在我国国民经济建设和社会发展中起着不可代替的作用。尤其在工业方面，作为工业生产的主要能源和动力，电能的重要性在于促使工业生产实现电气化以此带来的生产效益，可以大大提高产品产量和质量、提高劳动生产率、降低劳动成本，极大推动和支撑了我国现代化工业发展。然而，在工业用电量大幅增加的用电负荷中，无功负荷电流和谐波电流不仅增大了供配电系统的损耗，还可能引起机械设备的系统故障，造成无功功率严重不足，电压水平降低，造成电能的无功损耗。随着国民经济的发展，供配电的稳定性和质量性成为工业用电标准性的基本要求，如何采取技术措施降低供配电无功损耗，提高用电质量，成为急需解决的问题。
1 工厂供配电系统
工厂的供配电系统是指所需的电力能源从进入工厂开始到所有用电设备终端的整个电路网，其包括总降压变电所、高压配电线路、分变电所、低压配电所及用电设备等。其是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺负荷量要求及负荷布局和国家供电要求，安全可靠的对全厂电能的应用进行经济型分配系统。供配电系统的设计主要包括：（1）工厂电能负计算；（2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择；（3）工厂总降压变电所主接线设计；（4）厂区高压配电所系统设计；（5）工厂供配电系统短路电流计算；（6）改善功率因数装置设计；（7）变电所高、低侧设备选择；（8）变电所的接地设备选择等。
工厂供配电系统的最终目的是为了满足工厂正常运营所需电能，为了达到电能的合理分配和稳定使用，供电系统必须满足几个基本要求：（1）在供配电过程中，不能发生人身事故和机械设备事故；（2）满足工业生产中对供配电的可靠性要求；（3）满足工业生产对电压质量和频率的要求；（4）供配电系统应当经济实用，节能环保。
2无功补偿技术
2.1 无功补偿的原理
工厂供配电系统是否能稳定高质量的为工业生产提供电能，在于无功潮流分布的合理性，是否能够满足电能消耗对无功电源容量的需求。工厂配电系统因需满足整个工厂电能需求，其电网的复杂性对无功功率提出了更高的要求。此外，功率因数和电压降低将降低电力的传输能力，降低机械设备的应用效率，引起损耗增加。
无功补偿是通过技术措施提高功率因数和电压，从而改善电能消耗环境，达到节能环保的目的。在供配电系统中，各级输配电设备和输电网络都有一定的电能损耗――有功功率，其中以低压配电设备无功功率最大。为了最大限度的减少电能损耗，提高功率因数，无功补偿系统应当满足如下原则：（1）全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡；（2）集中补偿和分散补偿结合，以分散补偿为主；（3）高压补偿和低压补偿结合，以低压补偿为主；（4）调压和降损结合，以降损为主。根据这些原则，建立无功补偿系统，降低电网传输损耗，提高功率因数，降低线路的有功损耗，增加设备的无功功率，提高机械设备的生产利用能力。
2.2 供配电系统的无功补偿方法
无功补偿的具体实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。一般供配电系统的无功补偿方式主要由变电站集中补偿方式、低压集中补偿方式、杆上无功补偿方式和设备终端分散补偿方式，其性能见表1。
表1 无功补偿性能对比
工厂供配电系统是一个复杂的电网，根据补偿对象的不同选择合理的无功补偿方式，改善电压质量，提高功率因数，保证供配电系统的安全性，降低供配电系统中的电能损耗。
3 工厂供配电系统的无功补偿
3.1 功率因数
功率因数cosφ反应了输出的视存功率被有效利用程度，是衡量电力设备效率高低的一个重要系数，功率因数越低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，供电损耗大，从而降低了电力设备的利用率。所以，在工厂供配电系统中，为了保证电压质量和节能环保，功率因数越大越好。功率因数理论上可以达到最值1，然而在电能的传输过程中，电能损耗是不可避免的，其值与电路的负荷有关，对于具有大量感应电动机、电焊机、气体放电灯等电感性负荷及感性变压器的工厂供配电系统来说，功率因素小于1，为了充分发挥设备潜能，改善设备运行性能、提高其自然功率的情况下，需要增设功率因数补偿设备。
（1）在一定的电压和电流控制下，功率因数的提高可以增加设备的有功功率P30，充分发挥设备潜力，提高设备的利用效率，降低设备损耗；
（2）功率因数的提高，补偿后的电压与补偿前的电压近视相同，保证了电压额度，降低了电压损耗，在此基础上，降低了有功功率P30损耗，当功率因数从0.78-0.85提高至0.95时，有功功率损耗可降低20%-45%；
（3）功率因数的提高，在有功功率P30不变的情况下，无功功率Q30减小，视在功率S30也降低，相应负荷电流也得以减小，这将使供配电系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既降低了电能损耗，又提高了电压质量，并且对供配电设备的选择提供了便利。
3.2 负荷计算及无功补偿
对供配电系统进行无功补偿，首先需要清楚供配电系统中设备和电路的电能负荷，根据负荷量和想达到的功率因数值来计算无功补偿值，进而进行供配电系统的无功补偿。供配电系统负荷计算包括计算负荷和平均负荷：计算负荷是一个假象的持续负荷，等同于同一时间实际变动负荷产生的热效应，作为电器和导体的选择依据；平均负荷是单位时间内实际消耗电能，其作为最大负荷和电能消耗量的计算依据。
负荷计算方法主要由需要系数法、二项式等，而工厂供配电系统设备较多，而设备容量差值较小，所以通常选用需要系数法来计算（见式1-4），针对计算的工厂供配电系统总负荷量来对无功补偿两进行计算，具体做法如下：
（1）针对工厂供配电系统提供的各设备用电功率和系数来计算工厂总负荷量包括有功功率P30、无功功率Q30、视在功率S30和计算电流I30；
（6）配置完成后，重新进行供配电设备负荷和功率因数计算，达到设计要求方可。
4 结 论
针对工厂供配电系统负荷对设备电能消耗进行计算，并根据预期达到的功率因数进行无功补偿，降低供配电系统的电能消耗和设备损耗，做到无功功率平衡，对工厂供配电系统的保障和生产电能的供应提供保障。目前工厂供配电系统中无功补偿主要是针对达到的预期功率因数来制定的，虽然在一定程度上达到了节能的效果，但如何真正达到经济型功率因数，做到无功补偿，还需要得到技术上和经济上的设计方案支持。
参考文献
[1]周志敏，周纪海，纪爱华. 供配电网节电使用技术问答[M]. 北京：电子工业出版社，2011
[2]王玉斌. 配电系统动态无功补偿技术的研究[D]. 山东大学，2007
[3]张明. 配电网混合式动态无功补偿技术的研究[D]. 大连理工大学，2007
[4]钱锐. 基于PLC的供配电继电保护优化及监控系统实现[D]. 东华大学，2014
供配电系统设计的基本要求范文3
关键词：民用建筑，供配电设计，可靠性，经济性。
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、民用建筑供配电设计应遵循的基本原则
在对民用建筑的供配电进行设计时，应当遵循以下几点原则：其一，可靠性原则。这是民用建筑供配电设计必须遵循的原则之一，按照实际用电负荷等级，要求在供配电系统应当在任何运行方式喜爱都能够提供连续的供电，以确保供电可靠性；其二，简洁性。供配电系统的主接线设计应当尽可能简单、明显，尽量不要存在多余的电气设备，并确保某些设备及线路的投切应当便于操作且分合闸要直观。这样的设计不但能够避免误操作，而且还能进一步提高供电系统的运行可靠性，同时还可以使各类故障的处理也更加简单迅速；其三，安全性。应当确保在实施所有操作切换时，作业人员及电气设备的安全，并保证能够在安全的条件下进行检修和维护工作，并且还要确保所有的电气设备都在额定电压和电流的情况下工作，一旦发生事故应当能够及时对故障部位进行切除；其四，选择性。在进行供配电系统设计时，应当从控制故障事故范围扩大的角度进行考虑，这就要求应当有选择地进行断路器配合，但是若是选择性大幅度提高有可能会影响经济性，因而，选择性的设计应当尽可能在较为重要的回路上考虑，这一原则在进行普通回路设计时一般可予以忽略。
二、民用建筑对供电系统的设计要求
目前的供电系统在安全性、经济性等方面都难以满足当下民用建筑的用电符合需求，因为对于民用建筑的供电系统也有了新的要求。未来的供电系统主要发展方向为小型化、节能化、安全化以及自动化。从目前的情况下来看，我国对于供电系统的供电可靠性仍然有不足的问题，对于一些重要供电设备的可靠性和安全性也有待提高，此外，还需要对低压配电部分的安全性重视起来。就目前的情况考虑，民用建筑的供电系统设计需要做到以下等几项基本要求:
1安全性。随着用电负荷的集中化，城市电力电网也逐渐山架空向电缆方向过渡，从配电方案到变压器等电力设备的要求都必须达到国家所规定的技术规范标准，还要保证人身和设备的安全。
2节能性。目前的电气设计人员在进行容量计算时，往往没有注意到公用变压器和专用变压器的负载不同二进行计算上的区别，欠缺在节能性上的考虑，造成变压器长期过于轻载地运行，从此大大降低了运行效率，给供电部门增加了不必要的经济消耗。
3经济性。在符合上述要求的情况下，尽量简化供电系统的设计方案，减少开发商的投资成本，降低设备和维修的费用。并且还可以减少用户的用电量耗费。
三、民用建筑对供配电系统可靠性与经济性的设计方法
1 电力负荷。电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。具体划分如下：一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。一级负荷中的特别重要负荷.需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置；二级负荷。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电；三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。
2 配变电所。1）所址选择。配变电所的组成一般包括：高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等，具体工程中可按箫要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时，只要具有不低于规范要求的防护外壳，允许将其设在同一房间内，配变电室的组成将更趋简化。2）对土建专业的要求。可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。长度大于7m的配电室应设两个出口，并尽量布置在配电室的两端。3）变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷白。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。
3 节能设计。节省能源是找国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率辛嗜装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
四、供配电系统设计的改进
1提高供电系统功率，减少线路上的损耗。通常电气设计人员在设计供电系统时，只是通过提高变压器前段的线路功率来做补偿，没有提高负载侧线路上的功率。这样一来，表而上供电部门承担的线路损耗好像减少了，实际上开发商和住宅用户所承担的损耗丝毫没有减少。
2选择功率损耗较小的断路器。目前市而上的断路器种类多样，从节能性方面考虑的话，减少断路器的功率损耗是非常重要的。除此之外，改变断路器的接线方式或者改善电箱的结构也可以减少断路器的功率损耗。
3减少变压器、断路器等设备的功率损耗。通过减低配电房内的温度，可以减少变压器和断路器等设备的功率损耗，因此在设计配电房时，应注意通风良好，降低供电设备的环境温度。如果配电房的面积允许，建议最好取消表压气的保护外壳，从而使变压器的散热能力上升。
4采用环网供电。由于单回路放射式的供电系统成本较高;可靠性差，采用环网供电系统，不但可以节省成本，也能提高供电的可靠性和安全性。采用环网供电系统，使东西两区各成一环，环网单元采用箱式变电站，单线单环。为了限制断路容量并简化继电保护，住宅小区的两个环网供电系统，应采用开环运行的方式。环网在运行过程中，通常会在某点用
负荷开关断开，形成两个独立的供电系统，此断开点成为开环点，分为正常开环和故障开环。之所以设置开换点为的是能够保证单电源网络的两端断路器不会同时断开，提供供电系统的可靠和安全。
五、结论
总而言之，民用建筑供配电所设计是一项较为复杂且系统的工作，供配电设计质量的优劣不但直接关系到居民用电，而且还会对电网供电带来一定影响。为此，在进行民用建筑供配电设计过程中，必须采取科学合理、切实可行的设计方案，并将所有可能影响供配电可靠性的因素都考虑在内，从最经济的角度进行设计。实际设计中，要求设计人员必须遵循安全性、可靠性和经济性的原则，只有这样，才能设计出最符合要求的民用建筑供配电系统。
参考文献
[1] 王金元.民用建筑供配电设计应注意的几个问题[C]//黑龙江省建筑电气情报网、黑龙江省建筑电气专家委员会2010 年年会论文集，2010（5）.
[2] 张诚.谈谈民用建筑配电系统的节能设计[C]福建省建筑电气2010年年会论文集，2010（9）
供配电系统设计的基本要求范文4
[关键词]电力监控系统 配电设计 应用
中图分类号：TM642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0026-01
电力监控系统是保证配电体系平稳顺利进行的重要组成部分，随着我国经济的快速发展，大多数企业都是依靠电力进行运转，如今电力运营成为大多数企业发展的重要能源。随着电力使用量的不断增大，电力成本也随之上升。同时，科学技术的迅速发展用科技代替人力的成为管理的一大趋势。电力监控系统对提高配电设计的管理效率、减少运营成本有着重大影响。下面则是本文对电力监控系统在配电设计中的应用所进行的分析。
1 电力监控系统的基本概述
作为电力运营不可或缺的电力监控系统在科技迅速发展的今天，其作用越来越明显。下面主要针对电力监控系统的概念、功能进行介绍。
1.1 电力监控系统基本概念
电力监控系统主要是以计算机技术、网络技术、控制技术、现代电子技术等先进技术为依托，以实现对配电系统的集中监控管理为目标，利用遥控、遥调、遥信、遥测等手段，通过采集数据、进行数据分析等对电力系统进行智能化管理。通过电力监控系统，能够实现电力系统的透明化，为电力系统的运行提供保障。
1.2 电力监控系统的基本功能
电力监控系统的基本功能主要有数据采集、事件顺序记录、故障记录、远程操作、安全监视、数据处理、电能质量监视七个方面。第一，数据采集又由模拟量的采集、开关量的采集和电能计量组成，通过模拟量采集实现对各段电压、电流、功率等数据的采集，通过开关量的采集实现对各个开关的检测，通过电能计量实现对有供电能和无供电能数据的采集；事件顺序记录主要是对各种状态的记录，以保证数据的安全性；故障记录主要是针对与故障有关的电流、电压及其相关故障的记录；远程操作是为了应对故障现象发生时的操作，从而保证在发生故障的情况下不至于自乱阵脚；安全监视主要是对第一步骤中所采集的模拟量进行监视，保证电力的安全运行；数据处理主要是指对数据的分析及记录存储，通过数据处理能够方便查阅，为用户提供便利；电能质量监视是指对导致电力故障的相关问题进行监查以确保电力系统的顺利运行。
2 电力监控系统的设计
电力监控系统的设计主要包括电力监控组态软件的设计、网络设计和现场智能监控设计三个部分，下面本文将针对这三个部分进行分析。
2.1 电力监控组态软件设计
电力监控组态软件主要是应用组态功能，对数据进行采集和监控，方便工作人员获得实时数据，从而实现监控。电力监控组态软件通过其绘画功能、编辑功能、身份校验功能、报警功能、OPC接口功能等实现对数据的监控，以及对相关故障的预防，保障电力监控的实施。
2.2 网络设计
电力监控系统以实现分散控制、集中管理为主要目标，采用现场总线技术传输现场采集的数据。通过网络设计能够快速准确的传达相关数据及操作指令。本文主要介绍三个网络设计方案，供大家参考。第一，适用于集中且较小型的系统，在这种情况下可以利用其优势，采用总线贯穿的方法，将智能设备贯穿连接在一条总线上，之后通过借口转换器实现与监控主机的数据传输交换；第二，适用于相对分散且庞大的系统，是指将各个设备就近与现场总线相连接然后再将各总线接入网关；第三，适用于多个子变电站的大系统，在这情况下，需要严格控制系统的稳定性，这就需要有一台设备作为电力监控中心的主机，主要负责现场内部的监控，同时还需一台主机控制其他系统的监控，下设多个子站监控主机分别进行监控管理，不仅能提高主机运转效率，还能有效保障系统的稳定。
2.3 现场智能监控设计
现场智能监控设计关系着整个电力系统功能的发挥，尤其是对现场智能监控设备的选择，必须在考察用户选择、分析电力网络结构及其电力负荷的基础上进行选购。现场智能监控设计主要是针对监控设备独立完成数据的采集与传输功能，主要解决了在网络故障情况下实现对现场电力系统的监控。
3 电力监控系统在配电设计中的应用
随着我国经济技术的不断发展，电力监控系统在配电设计中的作用越来越大，在配电设计中实现电力监控有助于提高电力系统的运转速率，实现安全便利的管理。现阶段，我国电力监控系统大多实现了智能化管理，本文将主要针对智能电力监控系统在配电设计中的应用进行分析。
3.1 智能化电力监控系统
智能监控就是通过有计算机技术、网络技术等高端技术的智能化改造，实现智能化操作。利用网络进行机器监控管理代替人员管理，确保配电管理的透明化，从而提高电力系统的稳定和安全性。智能电力监控系统可以实现与其他智能装置进行有效组合，实现多方面管理，同时智能化也具有网络的某些特征，例如信息共享、开放性能良好等，对提高工作效率与安全有着极大影响。采用智能化电力监控系统能够有效减少在配电设计中的人工失误，提高工作准确性，管理的安全性，减少故障维修，从而节省了电力运营成本。实现智能化电力监控，对于提高工作的智能性也有着较大的意义，对提高我国的技术水平推动电力产业的发展都有着深远意义。
3.2 电力监控系统的设计
对于电力监控系统的设计主要包含系统配置选择和考察监控系统基本要求两个方面。对于电力系统的配置要根据其现场情况而定，前文已有描述。监控系统的基本要求主要是采用遥测、遥信、遥控、可设定告警输出、就地显示等多个方面进行检测实现对主中压进线回路、低压进线回路的监控，从而实现对配电设计的监控。
4 总结
总之，现阶段我国经济技术发展迅速，传统的电力监控系统已经不再适用于当前的配电设计，电力监控系统在配电设计中的应用不仅提高了电力系统的运作效率，有效保证了系统安全，还能实现对配电现场的适时监控。既解决了电力系统在故障情况下的监控，也更进一步提高了系统的稳定性。我国必须重视电力监控系统在配电设计中的运用，提供高端服务，满足客户不断严格的要求，推动我国电力事业的发展。
参考文献
[1] 陈宇雷.电力监控系统在供配电设计中的应用[J].硅谷，2012，9（26）：12-14.
供配电系统设计的基本要求范文5
关键词：PLC；供配电；监控系统
中图分类号：X924文献标识码： A
一、供配电计算机监控系统方案设计
（一）监控系统的系统设计
监控系统采用分层分布式网络结构，分为站控层和间隔层，站控层与间隔层直接经过站控层网络连接。根据《国网公司220kV变电站典型设计》监控系统配置原则(监控层设备之间宜采用双以太网通信，间隔层设备通过网络接口与站控层通信)，计算机监控系统采用双以太网方案。
（二）控制范围及控制方式
1、控制范围：全站的断路器和电动隔离开关。
2、控制方式：采用三级控制方式，断路器分别在远方、操作员站和测控柜上控制，隔离开关分别在远方、操作员站和配电装置处控制。
（三）操作方式
1、设置操作权限；依据操作员权限的大小，规定操作员对系统及各种业务活动的使用范围。
2、操作的唯一性；在多种操作方式下，如确定一种操作方式，那就必须闭锁其它操作方式。
3、对运行人员的任何操作计算机都将做命令合法性检查和闭锁条件检查。
4、操作应按选点、校验、执行的步骤进行。
（四）供配电监控系统的参数采集
1、各主要设备的模拟量有：主变压器：各侧电流、有功功率、无功功率、线圈温度、油温；站用变压器：低压侧电流、低压侧电压；线路：电流、有功功率、无功功率：母线：电压、频率；分段/母联：电流；静态补偿装置：电流、无功功率；直流系统：蓄电池正反向电流、蓄电池电压、充电器进线电流和电压、直流母线电压、直流系统正对地电压、直流系统负对地电压。
2、各主要设备的开关量有：所有高压断路器位置(双位)；所有隔离开关(双位)、接地刀闸位置；380V断路器位置；重要的380V电动机断路器位置；直流主回路开关位置；保护动作总信号；重合闸动作信号；备自投动作信号；变电站事故总信号；就地/远方转换开关位置；断路器操动机构异常信号；控制回路断线信号；保护报警信号；保护装置故障信号；本体设备异常信号；自动装置异常信号；直流系统异常信号；火灾报警装置故障信号。
（五）系统接口设计
整个监控系统应具有如下通信接口：远动通信接口(预留接入局域网手段)；与保护装置的通信接口；与直流系统的通信接口；与电度计量装置的通信接口；与消防报警装置的通信接口；与GPS的对时接口；与视频监控系统的接口。
二、PLC的控制流程
本课题所设计的基于PLC的变电站主控楼供配电系统是通过PLC来实现对主控楼供配电系统的实时监控，主要是故障电源的自动切断、备用电源的自动投入以及故障恢复后电源的自动投入。
（一）控制要求
1、正常供电时所用电l、所用电2分别为母线I、母线H供电，中间连线断路器断开。
2、有一路母线失压，故障电源切除后中间连线断路器合闸，另一路电源为两路母线供电。若母线复压，复压母线进线断路器合闸，中间母线断开。
3、两路母线均失压，切断两路电源进线断路器后延时，自备发电机投入。有一路母线复压则复压母线进线断路器合闸，自备发电机切断。
4、备用电源自动投入的基本要求：
(1)常用电源失压或低压时，备用电源自动投入装置应先将该电路电源切除后，备用电源自动投入。
(2)常用电源切除或备用电源无电时，备用电源自动投入装置都不该动作。
(3)备用电源自动投入装置只允许动作一次。
(4)常用电源正常停电操作时，备用电源自动投入装置不应动作，以防备用电源投入。
（二）控制流程图
（三）PLC程序编制
1、首先，起动TwinCAT PLC并选择“File”“New”选项。
2、点击“Project”“Add Object”命令来建立一个POU。TwinCAT PLC自动地把这个POU定名为做IN，不能改变这个名称，也不能改变这个POU(PRG)的类型，因为每个项目需要一个名称为MAIN的程序。
3、在MAIN中，定义相关器件的地址、类型。
4、编写程序
编程组织单元(POUs)由函数，功能块和程序构成。每个POU由说明语句部分和语体组成。语体用IEC编程语言编写:指令表Instruction list(IL)，结构化文本Structured Text(ST)，功能块图Function Block Diagram(FBD)，梯形图Ladder Diagram(LD)或顺序功能流程图Sequential Function Chart(SFC)。
（1）控制程序梯形图:
在Tw1nCATPLC中我们选择用梯形图(LD一Ladder Diagram)来编制供配电系统的控制程序，它可以清晰、直观的显示被控对象的动作过程。梯形图是一种图形编程语言，类似于电路原理图。
（2）监测程序
由于供配电系统监测过程中，将会有大量电流、电压等值的数值进行计算和进制的转变，我们选择用适合应用于复杂算术计算的结构化文本(ST)来编制监测程序。
将程序写入Tw1nCATPLC中。选择“Project”子菜单中的“Build”对所编辑的程序进行编译，编译后在最下方的小画面中将会出现编译的结果:若有错误或警告会列出错误或警告的原因和地址，根据这些提示对变量的定义或梯形图进行修改，继续编译直至编译无错误。
（四）把程序下载到PLC中
l、启动系统管理器Tw1nCATSystemmanager，
2、添加I/0 Devices，选择Ethernet一Virtual Ethernet Interface(插入虚拟以太网)，如图1所示
图1插入设备
右击刚刚建立的I/O设备Device1，然后点击Scan Boxes(扫描总线端子控制器)，自动跳出连接在以太网上的总线控制器，只要选择自己需要的总线端子BC9000控制器点击确定KL1408、KL2408、KL3403、KL3403两个总线端子模块就自动出现了。
在上面的步骤中，点击Scan Boxes(扫描总线端子控制器)后，TCP/IP地址在IP地址的表页中自动生成了。
AMS(“AMS Net一ID”)地址由系统管理器自动生成。它由TCP/IP号和附加的两个字节“1”组成。该AMS地址在使用ADS协议时需要，BC9000可通过该地址存取数据。
主机名(Host name)由“BC9000”和TCP/IP的最后一个号生成。本设计的主机名是BCgO00一8。TCP/IP或UDP可以改变传送层的循环数据，即所有的数据都在系统管理器中通过ADS口300传送。为此，“IP地址”的表页被打开，然后选择TCP/IP或UDP。
3、映射变量，只要点击Actions菜单下的Generate mappings就可以，或者点击工具栏上的Generate mappings图标也可以。
4、检查组态，只要点击Actions菜单下的Cheek Configuration就可以，或者点击工具栏上的Cheek configuration图标也可以。
5、将组态写入注册表，只要点击Actions菜单下的Active configuration就可以，或者点击工具栏上的Active configuration图标也可以。右下角的组态状态(Configuration Mode)变为运行状态(Run Mode)。
图2TwinCAT系统管理器
6、点击“online”口号。选择的端口是在图4TwinCAT系统管理器菜单下的Choose Run一time System命令，选择需要的端BC9000虚拟以太网(172.16.17.8.1.1)下的Run一time(Port800)。
图4选择端口
8、把程序下载到PLC
点击“Online”菜单下的login命令或者菜单栏里的login命令图标。这个命令把系统与PLC连接起来，即可进行调试和控制。
结语
在控制系统中，PLC作为监控系统的一种现场设备，拥有出色的数据采集和可编程控制能力，以及性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。替代传统继电器的PLC控制是一种经济、可靠、实用的控制系统，不但运行简单，投资少，还可以在离线或在线的状态下随时修改程序，大幅度提高了供电可靠性。本文阐述的内容仅仅是变电所监控系统的一部分，对于实现变电所强电部分的供电监控还有较大差距，在今后的研究中，还需要不断努力，逐步改进。
参考文献：
[1]蔡小亮，罗益民，孙锋，等．基于PLC和WinCC的智能双腔监测换热器系统［J］．化工自动化及仪表，2010，37（2）：81－83．
供配电系统设计的基本要求范文6
关键词：建筑；电气设计；探讨
中图分类号：TS958文献标识码： A
之所以要努力做到建筑智能化,就是要给使用的人提供更加舒适、更加安全、更加高效的工作和生活环境。智能建筑继承了以往建筑中优秀的部分,又随着科技的发展,采用了很多新的技术。通过这些方面的结合,力求营造出更加人性化的空间，也只有作为主体的人的状态能保持最佳时，智能建筑的智能化才能得到真正的体现。智能建筑电气设计方案的质量的高低不仅直接影响到电气设备的成本，而且还影响到以后运行状态，所以在日常的实际工作中，在认真执行建筑电气设计规范的同时，还要仔细研究项目的实际情况，紧密联系实际。争取做到使设计既不影响将来的发展，又节约了资金；使每一个电气设计项目在保证可靠性的同时，又充分体现设计的经济性。
1、智能建筑强电系统的设计方法
强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统和导线电缆的敷设等，这一部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。高压配电系统是一项工程配电的源头，这一部分的经济合理性主要体现在不出故障，以避免整个工程断电,因而必须选用可靠的产品。根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行，使供配电系统在运行中的损耗减至最低，实现供配电系统的经济运行。
1.1 减少低压柜的出线回路
首先将负荷的种类和位置确定，将同一区域性质相同的负荷，由低压母钱馈出的一个回路供电，这样做可以减少低压柜的出线回路，减少低压柜的台数，降低设备成本，但是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性非常低。我们在实际生活中的住宅楼一年或者更长时间基本上不停电，而这种住宅楼的电源进线大部分都是大容量的单回路供电的，而且现在电气设备的性能越来越好，通常在不出现电气故障的情况下是不用检修的，因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的，也是降低电气设备成本的有效方法。
1.2 正确选择需要系数、同时系数以及功率因数
这几个系数直接影响到一栋建筑电气设备的投资，功率因数选用是否准确直接影响到计算电流，从而影响电缆 、保护开关的大小；需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流，从而影响电缆、保护开关的大小；同时系数取值还直接影响变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，会造成将来变压器运行时损耗的增大，同时也造成资金的浪费。因此在实际的设计中一定要根据建筑物在实际中设备的运行情况，合理选择计算系数，做设计时要考虑发展前景，留有余量，要根据实际情况，恰到好处。随着建筑智能化水平的提高，电量并没有大幅上升，因此我们在设计中尽量取较低一点的系数。
2、智能建筑设计中应注意的问题
2.1 综合布线系统
综合布线系统是智能建筑的神经系统，起着联系各种终端和数据传输的任务。在设计中如何安排好这些盘根错节的线路，使之经济高效，是每一个设计人员都应该好好研究的问题。线路的走向分水平和垂直两个方向。垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中，但智能建筑的设备小间由于要布置综合布线跳线架和相关网络设备,面积应比以往的弱电间面积大些，而且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间，以备未来不时之需。
2.2 电气工程的投入产出比
高档次生活品质总是意味着高的投入，因此找到一个合适的投入产出比是别墅电气设计中的关键环节。更为人性、更为周全的用电设备的配置，使得别墅单体内电气系统的复杂程度加剧，投入也相应提高与普通住宅的电气工程收取配套费不同，别墅一般都是按实结算的，其费用构成主要是由设备的电气级别和数量决定的。电气级别的设计主要和小区的总容量有着直接的关系，因此单位面积用电指标、总体用电同时使用系数是方案设计中的两个重要参数。
2.3 层高设计
智能建筑的层高，始终是一个比较棘手的问题,层高若过高，则会在经济上造成很大的浪费，因此在设计时我们都在满足使用功能前提下尽量降低层高。智能建筑布置的管线相比普通建筑要多了许多，除一般建筑都有的空间风管、自动喷洒消防管、强弱电电缆、消防联动管线、共用电视天线、保安监控线外，还增加了大量综合布线系统的桥架和数据线，这些设备也要占用一定的空间，所以智能建筑的层高也应当比一般建筑要高些。
2.4 地面天花板和墙面
智能建筑中的地面,除具备普通建筑地面平整、舒适、耐磨这些基本特征外,还担负着水平布线的重要任务。目前我国智能建筑地面设计常见的三种方式：架空地面、预埋线地面、特制地毯下配线地面，各有优点,具体设计中该采用哪种地面,主要应由建筑的类型及各种地面的特点决定。
天花板部分的设计也很重要,现在智能建筑的天花板可谓是已经到了不堪重负的程度了，除了布置照明灯具、空调送风回风管、温感报警区/喷洒头外.也要担负起一定的布线任务,设计人员一定要将这些功能安排的井然有序。
智能建筑墙体通常用来安设接线插座，目前常用的方式有两种，第一种是墙体内走线、表面安放插座的方式。该方式适合于墙置不会变更的智能住宅。而办公类智能建筑,因为内墙常常需要重新布置,这种方式并不适合。第二种墙体是配电系统墙，实际上就是为一些配电设备设定的局部的固定的墙体，主要是解决一些较大配电设备的安置问题。
3、如何提高智能建筑电气设计的合理性和经济性
供配电系统设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。可靠性：同一电压等级供电系统变配电级数不宜多于三级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求稳定、可靠供电。灵活性：主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样既可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速，且维修起来简单、方便。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。 安全性是指保证在进行一切操作切换时，工作人员和设备的安全以及运行安全可靠，并且能在安全条件下进行维护检修工作。
通常在设计中只要满足规范的要求就基本上能满足上述三点要求，但经济性同样是设计电气各系统的重要原则。考虑经济性时，必需从整个建筑的全局出发，根据建筑本身的特点，经济合理地设计电气的各系统。然而，可靠性与经济性二者之间既矛盾又统一，如果过分强调可靠性，以配电系统为例，大部分设备由变配电所低压母线放射式供电，势必造成设备增多，投资增大，导致不必要的浪费，使经济性下降；如果过分强调经济性，减少设备，简化结线，就必然会影响可靠性，当发生事故时会造成较大面积的停电，又会带来损失，可见这样的结果是不但降低了可靠性，同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时，应当先满足可靠性再提高经济性。
4、结束语
随着人民生活水平的不断提高和住宅产业的发展, 在我国经济发达地区出现了许多中高档别墅住宅小区, 在综合布线的基础上用计算机对这几个部分进行综合集成,统一管理,让各个部分之间创造出高效、舒适的生活工作环境时,那么该建筑是具有智能化的。这些智能别墅住宅小区面积多达数十万平方米, 其电气设计也向着高档次和智能化的方向发展。然而我国而现有的民用建筑电气设计规范主要针对普通住宅, 对于高级别墅区的电气设计还没有相应的明确规范, 只能采用经验和规范相结合的设计方法。
因此，只有我们不断的学习、不断的积累经验，才能使我们的智能化电气设计水平逐步提高，才能满足人民生活水平的提高和社会发展进步的需要。
参考文献：
