低壓電氣實訓總結報告大綱

隨着高層、超高層建築的大量出現，如何降低大廈的運行成本，提高經濟效益，實現開源節流已成爲物業管理公司必須面對的課題。大家都知道，在建築的運行成本中，大廈設備用電的電費支出佔相當大的比例。而電費單價的高低與大廈的相關設計和運行管理水平是密不可分的。

我國目前的電價結構仍是由基本電費和計量電費組成。通常，辦公商用大廈的電費支出是供電部門按每臺變壓器的需量電費（按變壓器的總容量計）加計量電度電費來計算的。而物業管理公司則通常以辦公面積計算公共水電費的方式分攤中央空調、電梯、照明等設備用電的電費。變壓器的投入量不同及其利用率的高低，將直接影響電費的單價水平，造成電費的收支不平衡。因此，通過提高變壓器的利用率，在相同的用電負荷情況下，減少變壓器的投入量，將可以降低變壓器的基本電費和變損。而大廈的設計者們容易忽視設備運行的經濟性，不能充分考慮設備運行的季節性和大廈使用率的高低對用電需求的影響。所以，很多大廈的供配電設備常常在設計上存在大馬拉小車的現象，造成運行成本的上升。

時代廣場是深圳市首座全面投入使用的智能大廈。地面３８層，地下３層，建築面積８７０００ｍ２。電力負荷總容量爲７５００ｋｖａ，由六臺１２５０ｋｗａ的變壓器組成。大廈投入使用後，由於受出租使用率和氣候溫度變化的影響，用電量波幅很大，通常需要投入１～４臺變壓器數量不等。但由於電力系統結構設計上的原因，系統必須同時啓動三臺變壓器，才能保證正常運行，每臺變壓器的平均利用率常常不足３０％，造成空耗１～２臺變壓器的基本電費和變損，按該地區的電價收費標準，僅此一項每年就浪費高達百萬元。

１ 大廈供配電系統的設計概況及其存在的問題

基於高層建築供電安全性、可靠性的更高要求，通常均按一級負荷標準進行設計：即高壓１０ｋｖ雙電源分段供電，互爲備用，如圖１（實線部分）所示。六臺低壓變壓器分三段運行，每二臺變壓器爲一組，分別由不同的高壓１０ｋｖ電源供電。通過聯絡開關互爲備用；通過三臺開關櫃間的聯鎖，防止變壓器間的並聯運行，避免造成１０ｋｖ高壓系統短路或向１０ｋｖ高壓系統電網反供電的安全事故發生。系統負荷分佈概況：１＃、２＃變壓器供大廈辦公和照明用電；３＃、４＃變壓器供四臺冷凍機組和其它動力用電；５＃、６＃變壓器供電梯、給排水等其它動力用電。由於雙電源供電，互爲備用，從一定程度上提高了供電的可靠性。但由於六臺變壓器分三段運行，至少需要同時投入三臺變壓器運行才能滿足整個系統負荷用電，難以滿足大廈在不同的季節，溫度不同的出租使用面積等各種工況下合理調整復壓器運行臺數的需求。

２ 大廈供配電系統的技術改造要點

從大廈一次線路系統圖（如圖１所示）不難看出，只要在系統的分段點增加二臺聯絡櫃，便能解決上述問題。六臺變壓器通過五臺聯絡櫃的分合，按實際用電量合理投切變壓器，隨變壓器的投入量分段運行，向整個低壓系統負荷供電。這一方案的技術難點在於，如何解決多個開關的相互聯鎖，防止變壓器間的並聯運行造成上述高壓系統短路或反供電安全事故的發生。

由三臺開關的相互聯鎖延伸到五臺開關的相互聯鎖，實現多臺變壓器的多種組合運行。由圖１得出結論：無論系統由多少臺變壓器組成，只要任意一臺開關櫃與相鄰的開關能實現互鎖，便滿足了整個系統的聯鎖要求。

（１）如圖２所示：變壓器主開關的二次迴路中，任何一臺變壓器的主開關（如ａ３），只要與相鄰的兩聯絡開關ｑ２、ｑ３互鎖，實現三臺開關的互鎖。即ａ３合閘的前提條件是：ｑ２、ｑ３的互鎖常閉觸點處於閉合狀態，即兩開關在分閘的位置時，ａ３的合閘線圈ｙｃ得電，合閘機構動作。ａ３合閘後，ｑ２、ｑ３的操作程序按下述聯絡開關控制原理執行，其它開關均可處於任意狀態；

（２）如圖３所示：聯絡櫃開關的二次迴路中，任何一臺聯絡開關（如ｑ２）只要與相鄰的兩聯絡開關ｑ１、ｑ３和相鄰的兩變壓器主開關ａ２、ａ３聯鎖，實現五臺開關間的聯鎖。也就是說，ｑ２合閘的前提條件是：ｑ１和ａ２或ｑ３和ａ３的常閉觸點處於閉合狀態，即ｑ１和ａ２或ｑ３和ａ３在分閘位置時，ｑ２的合閘線圈ｙｃ得電，合閘機構動作。ｑ２合閘後，ｑ１、ａ２、ｑ３、ａ３的操作按相應的開關控制原理執行，其它開關處任意狀態。這樣便確保了十一臺開關甚至無限多的開關的聯鎖，即可根據實際用電量投入變壓器運行：投入一臺變壓器時，全段供電運行，其它變壓器主開關因聯鎖處於分閘位置；投入二臺變壓器時，分兩段運行，其它變壓器的主開關及分段的聯鎖開關因聯鎖處於分閘狀態。依此類推，投入任意數量變壓器運行均能滿足系統的聯鎖要求。確保了系統運行的經濟性。同時，由於變壓器組合運行方式的重要，又大大提高了供電的可靠性。

３ 元件選型及其工作原理分析說明

該系統使用的是世界著名品牌ａｂｂ系列開關，保護功能齊全，自動化程度高，性能可靠。

（１）上述所有開關聯鎖觸點均爲開關本體觸點聯動，不會發生誤動作；

（２）所有開關正常狀態均爲電動驅動。從圖２、圖３中不難看出，變壓器主開關操作電源取自開關進線端，聯絡開關操作電源取自開關的任意端，並均設有失壓脫扣裝置，進一步確保所有開關在斷電時處於分閘狀態，避免了開關的誤動作；

（３）開關所有操作的驅動機構（如ｙｃ－合閘、ｙｏ—分勵、ｙｕ—失壓）均爲瞬間電源驅動，故障率低。更詳細的開關動作機構原理請參閱相關產品說明書。