变配电系统
变配电系统是建筑物最主要的能源供给系统。对由城市电网供给的电能进行变换处理、分配，并向建筑物内的各种用电设备提供电能。变配电设备是现代建筑物最基本的设备之一为了确保建筑内用电设备的正常运行，必须保证供电的可靠性。电力供应管理和设备节电运行也离不开供配电设备的监控与管理，因此，变配电系统是楼宇自动化系统最基本的监控对象之一。
楼宇自动化系统对变配电系统的监控管理功能包括以下几方面。
对配电系统运行参数，如电压、电流、功率、功率因数、频率、变压器温度等进行实时检测，为正常运行时计量管理和事故发生时的应急处理、故障原因分析等提供数据。>对配电系统与相关电气设备运行状态，如高低压进线断路器、母线联络断路器等各种类型开关当前的分合闸状态，是否正常运行等进行实时监视，并提供电气系统运行状态画面；如发现故障，自动报警，并显示故障位置及相关的电压、电流等参数。对建筑物内所有用电设备的用电量进行统计及电费计算与管理，如空调、电梯、给排水、消防喷淋等动力用电及照明用电和其他设备与系统的分区用电量的统计；进行用电量的时间与区域分析，为能源管理和经济运行提供支持；绘制用电负荷曲线如日负荷、年负荷曲线；进行自动抄表、输出用户电费单据等。
进行各种电气设备的检修、保养维护管理，通过建立设备档案，包括设备配置、参数档案，设备运行、事故、检修档案，生成定期维修操作单并存档，避免维修操作时引起误报警等。
另外，除了对变配电系统安全运行、正常供配电进行监控外，变配电监控管理系统还应具备以节约电能为目标，对系统中的电力设备进行控制与调度的功能，如变压器运行台数的控制、额定用电量经济值监控、功率因数补偿控制及停电、复电的节能控制等。
因为变配电系统直接与城市的供电网相连，作为城市的供电网的一个终端，变配电系统的安全运行也关系到城市的供电网安全。由于变配电系统的特殊性，楼宇自动化系统通常对这一部分以系统和设备的运行监测为主，并辅以相应的事故、故障报警和开/关控制。根据变配电系统的供电电压，通常把系统分成高压段和低压段两部分。以建筑（群）的变压器为划分界限，变压器的一次侧6~10kV高压线路（大型工程一次侧电压可能更高）为高压段，变压器的二次侧电压（380/20V）为低压段。选用检测仪器时应注意检测仪器参数与可靠性。
5.1.1变配电系统监控
变配电系统的监控可对以下参数和状态进行检测。
>高压进线柜真空断路器状态：用高压断路器辅助触点检测。
>高压进线柜真空断路器故障状态：用高压断路器辅助触点检测。
>高压进线电压：用电压变送器检测。》高压进线电流：用电流变送器检测。
>高压出线柜真空断路器状态：用高压断路器辅助触点检测。
>直流操作柜断路器状态：用断路器辅助触点检测。
>直流操作柜电压：用电压变送器检测。>直流操作柜电流：用电流变送器检测。
>高压联络柜母线联络断路器状态：用断路器辅助触点检测。>高压联络柜母线联络断路器故障：用断路器辅助触点检测。
>变压器温度：用温度传感器检测。
>低压进线柜断路器状态：用断路器辅助触点检测。
>低压进线电压：用电压变送器检测。>低压进线电流：用电流变送器检测。
>低压进线有功功率：用有功功率变送器检测。>低压进线无功功率：用无功功率变送器检测。>低压进线功率因数：用功率因数变送器检测。
>低压联络柜母线断路器状态：用断路器辅助触点检测。>低压联络柜母线断路器故障：用断路器辅助触点检测。
>低压配电柜断路器状态：用断路器辅助触点检测。>低压配电柜断路器故障：用断路器辅助触点检测。
>市电/发电转换柜断路器状态：用断路器辅助触点检测。>市电/发电转换柜断路器故障：用断路器辅助触点检测。
>低压进线电量：用电量变送器检测。
监控系统根据检测到的电压、电流、功率因数计算有功功率、无功功率、累计用电量。为绘制负荷曲线、无功补偿、电费结算及能源管理、用电设备的运行和调度提供依据。
变配电系统监控原理如图5.1所示。
图5.1变配电系统监控原理图
基于前面所列的监测内容以及图5.1变配电系统监控原理图对应的基本监测、控制点类型如表5.1所示。由于具体的变配电系统有所不同，对监控的要求也有差别，因此，在实际工程的设计与实施过程中，应依据具体工程的情况重新确认、统计监控点的数量以及最终DDC控制器的选配。
表5.1变配电系统监测、控制点配置表
5.1.2动力电源柜监控
低压动力电源柜的运行参数及状态的监测通常在自动化程度较高的或无人值守场所使用。低压动力电源柜监控系统既能作为楼宇设备运行状态的辅助监测手段，同时又能对终端设备的用电量进行单独计量。在需要对电能消耗进行单独核算计费并作为考核指标时，低压动力电源柜监控系统则更为必要。动力柜状态与参数的监测范围如下。
》动力柜进线电流：用电流变送器检测。》动力柜进线电压：用电压变送器检测。
>动力柜断路器故障：用断路器辅助触点检测。>动力柜断路器状态：用断路器辅助触点检测。>动力进线有功功率：用有功功率变送器检测。>动力进线无功功率：用无功功率变送器检测。>动力进线功率因数：用功率因数变送器检测。
>动力进线电量：用电量变送器检测。动力电源柜基本的监控点表见表5.2。
表5.2动力电源柜监测、控制点表
5.1.3应急发电机与蓄电池组监控
为保证消防泵、消防电梯、紧急疏散照明、防排烟设施、电动防火卷帘门等消防用电和重要部门、重要部位的安全防范设施用电，必须设置自备应急柴油发电机组，按一级负荷对消防设施和安防设施供电。柴油发电机应启动迅速并自启动控制方便，能在市网停电后10~15s内接待应急负荷，适合作为应急电源。对柴油发电机组的监控包括电压、电流等参数检测、机组运行状态监视、故障报警和日用油箱液位监测等。
智能建筑中的高压配电室对继电保护要求严格，一般的纯交流或整流操作难以满足要求，必须设置蓄电池组，以提供控制、保护、自动装置及应急照明等所需的直流电源。镉镍电池以其体积小、重量轻、不产生腐蚀性气体、无爆炸危险、对设备和人体健康无影响而获得广泛应用。对镉镍电池组的监控包括电压监视、过流过电压保护及报警等。应急发电机与蓄电池组监控原理简图如图5.2所示。由于应急发电机品牌、类型比较多，在图5.2中只表示了发电机运行状态、故障状态、油箱液位、电流与电压的监测原理和蓄电池组电压的监测原理，其他参数没有在图中标示出来。在具体工程中，应根据发电机和系统需求进行设计。
发电机组运行参数、状态和蓄电池组监控内容如下。
>发电机输出电压：用电压变送器检测。>发电机输出电流：用电流变送器检测。
>发电机输出有功功率：用有功功率变送器检测。>发电机输出无功功率：用无功功率变送器检测。>发电机输出功率因数：用功率因数变送器检测。
>发电机配电屏断路器状态：用断路器辅助触点检测。
图5.2应急柴油发电机与蓄电池组监控原理简图
>发电机配电屏断路器故障：用断路器辅助触点检测。
>发电机日用油箱高/低油位：用液位开关检测。
>发电机冷却水泵开/关控制：用DDC数字输出接口。
>发电机冷却水泵运行状态：用水流开关检测。
>发电机冷却水泵故障：用水泵主电路热继电器的辅助接口。
》发电机冷却风扇开关控制：用DDC数字输出接口。
》发电机冷却风扇运行状态：用风扇主电路接触器的辅助接口。》发电机冷却风扇故障：用风扇主电路热继电器的辅助接口。
应急发电机与蓄电池组基本监控点表见表5.3。
表5.3应急发电机与蓄电池组监测、控制点表
由于具体的应急发电机组型号、配置各不相同，对监控的要求也有差别，因此，在实际工程的设计与实施过程中，应依据具体工程的情况重新确认、统计监控点的数量以及最终DDC控制器的选配。
