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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801
1 項目簡介
本項目為大型商業綜合體，包括1棟260m超高層辦公樓、1棟100m辦公樓、1棟100m酒店及辦公樓，以及商業裙樓、地下車庫等。項目總建築麵積約34.4萬m2 ，各部分的建築麵積、建築高度等見表1。
表1 項目概況表
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項目區域
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I區塔樓
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II區塔樓
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III區塔樓
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IV區裙樓
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V區地下
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使用性質
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辦公
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酒店、辦公
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辦公
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商業、餐飲
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站房、車庫
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層數
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56層
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26層
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26層
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8層
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地下3層
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建築高度
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260m
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100m
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100m
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34m
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-12.9m
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建築麵積
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12萬m2
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5萬m2
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3.5萬m2
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8.8萬m2
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5.1萬m2
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2 供電容量確定
2.1變壓器安裝容量計算的幾點考慮
中壓供電係統的設計應根據項目特點，依據國家設計規範及當地供電設計規定，確定可靠、安全、經濟、合理的方案。大型綜合體項目負荷等級一般為一級，當采用10kV電壓等級供電時，多數采用兩路10kV電源（雙重電源）進線，單母線分段運行，設聯絡開關。平時兩路電源同時分列運行，互為熱備用；當一路電源故障時，通過手/自動操作聯絡開關，由另一路電源負擔全部負荷（或一、二級負荷）。當兩路電源供電容量不能滿足要求時，可以采用多組電源進線（每組均為雙路）。因此電氣負荷計算是配電設計的最基礎性工作，是供電總體方案確定、變電所規劃、配電係統設計及配電平麵設計的依據。一般步驟為在項目設計的前期階段利用變壓器單位麵積安裝指標進行估算；在初步設計階段利用負荷密度指標進行初算，對估算值進行修正；施工圖階段利用需要係數法進行詳細計算，對初算值進行修正。影響負荷計算的因素：空調方案、建築平麵布局及功能、可靠性因素及經濟因素等。
本項目在變壓器安裝容量計算時，遵循下列原則：
2.2變壓器安裝容量
本項目辦公類建築麵積比較高，占到50%zuoyou，yinghelidequedingbangongjianzhudebianyaqirongliang，jinliangbimianjiafangtidaodeyijianxiangmuchuxiandeqingkuang。yincizaibangongjianzhufuhejisuanshicaiyongzhongjianpianxiashuzhi。
本項目實際變壓器安裝容量29100kVA，共設置變壓器20台。變壓器平均單位麵積安裝容量為84VA/m2，各分區變壓器單位麵積安裝容量見表2。
表2 各分區單位麵積變壓器安裝容量
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用電範圍
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建築麵積
（m2）
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安裝容量
（kVA）
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單位麵積安裝容量（kVA/m2）
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酒店（包括冷機）
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33019
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4000
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121
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商業（不包括冷機）
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88533
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8900+2080
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124
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辦公（不包括冷機）
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174370
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9800
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56
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車庫、站房
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50919
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1120
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22
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冷凍機房（非酒店部分）
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262903
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3200
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12
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3 供電方案設計
本項目變壓器安裝容量為29100kVA，已經超出了10kV電壓等級的供電能力。對於10kV電源的供電容量各地供電部門有不同規定，一般為8000-16000kVA。在項目前期階段確定采用2組10kV電源進線的方案，電源分組方案見表3。
表3 10kV電源分組方案
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方案
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第一組中壓
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第二組中壓
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分組特點
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方案1
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I區辦公，III區辦公，
IV區商業（局部），冷凍機房
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II區酒店、辦公，IV區商業（局部）、餐飲，
地下車庫、站房
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就近區域供電，避免10kV線路交叉
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方案2
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I區辦公，II區酒店，
II區辦公，III區辦公
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冷凍機房，
IV區商業、餐飲，
V區地下車庫、站房
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便於商業獨立經營，存在10kV線路交叉
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方案3
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I區辦公，II區辦公，
III區辦公，冷凍機房
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II區酒店，
IV區商業、餐飲，
V區地下車庫、站房
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兼顧就近區域供電及運營管理方便
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2組10kV電源的分組主要考慮3個原則：供電距離相近、同類功能、2組電源容量盡量平衡。最終確定電源分組方案為方案3，設置2處中壓總配，A-1#總配變壓器安裝容量為13000kVA，B-1#總配變壓器安裝容量為16100kVA。供電方案是采用2組電源進線，每組為2路10kV電源，2路電源同時工作，當1路電源失電時，由另一路電源帶全部負荷（或一、二級重要負荷），供電係統如圖1。
圖1所suo示shi供gong電dian係xi統tong為wei一yi級ji負fu荷he典dian型xing的de接jie線xian圖tu，此ci方fang案an為wei大da型xing公gong建jian項xiang目mu常chang用yong方fang案an，滿man足zu設she計ji規gui範fan，可ke靠kao性xing較jiao高gao。但dan是shi，當dang地di供gong電dian部bu門men不bu允yun許xu此ci種zhong接jie線xian方fang式shi，當dang地di供gong電dian部bu門men要yao求qiu：中壓母線不允許做母聯開關，中壓運行方式為一用一備，手動切換。於是按照供電部門要求進行調整，供電係統設計如圖2所示。但是該地區供電高可靠性貼費為330元/kVA，圖2所示係統備用容量為29100kVA，按規定需繳納供電高可靠性貼費為960萬元。甲方不接受繳納如此多貼費，希望調整方案。
最終經甲方，供電部門及設計院三方協商，確定供電方案如圖3，采用二用一備中壓供電方案。2路主用電源引自1個區域變電站，1路備用電源引自另1區域變電站。且備用容量為變壓器總安裝容量的50%，即14550kVA，這樣既不會因為備用容量太多而多繳納供電高可靠性貼費，也不會因為2路主供電源同時失電時，備用容量仍可以保證該項目一般數量的變壓器滿負荷運行。
4 智能配電係統
4.1配電一次係統設計
根據圖3確定的供電方案，本項目在備用電源投入時，將50%總配出現開關閉鎖，隻允許50%出現開關處於閉合狀態，以保證50%變壓器能夠滿負荷運行。B-1#總配的10kV配電一次係統設計如圖4所示。
圖4 B-1#總配的10kV配電一次係統圖
4.2 智能配電保護裝置選擇
為wei了le能neng準zhun確que采cai集ji供gong電dian係xi統tong的de電dian參can量liang信xin號hao與yu非fei電dian量liang信xin號hao，實shi現xian供gong電dian係xi統tong的de全quan麵mian保bao護hu和he測ce控kong，在zai一yi次ci係xi統tong裏li合he理li配pei置zhi了le安an科ke瑞rui電dian氣qi股gu份fen有you限xian公gong司si的deAM5係列保護裝置和ASD係列開關櫃綜合測控裝置，以確保供電係統穩定可靠運行，具體包括：2個主供電源進線側開關櫃上選配AM5-F進線保護裝置；冷凍機房側開關櫃上選配AM5-M電動機保護裝置；變壓器出線櫃上選配AM5-T變壓器保護裝置；一般出線櫃上選配AM5-F進線/饋線保護裝置；PT櫃上選配AM5-U PT監測裝置等。各裝置外形與功能說明見表4，其中AM5係列保護裝置詳細功能可參見表5。
表4 各保護測控裝置功能列表
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應用場合
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型號
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主要功能
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變配電係統變電站開關櫃
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.jpg) 
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AM5係列
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為變配電係統提供全麵的保護和測控功能，可適用於線路、母聯、配電變壓器、高壓電動機、高壓電容器等設備的保護和自動控製功能。
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ASD係列開關櫃綜合測控裝置
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ASD300
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具有一次係統動態模擬顯示、開關狀態指示、高壓帶電顯示、自動溫濕度控製、人體感應自動照明、語音提示、電參量測量、RS485通訊
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.jpg) 
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ASD200
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具有一次係統動態模擬顯示、開關狀態指示、高壓帶電顯示、自動溫濕度控製、語音提示、、RS485通訊
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ASD100
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具有一次係統動態模擬顯示、開關狀態指示、高壓帶電顯示、自動溫濕度控製
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在設計時，主用電源開關與備用電源開關設電氣連鎖，2個開關隻能有1個閉合。備用電源進線開關與WH6-WH10開關設電氣連鎖，WH6-WH10開關處於分斷狀態是備用電源開關閉合的必要條件。
表5 配電係統保護裝置詳細功能
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用途
型號
功能
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線路
保護
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電容器保護
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電動機保護
<2000kW
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廠用變保護
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母聯保護及備自投
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PT監測
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AM5-F
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AM5-C
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AM5-M
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AM5-T
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AM5-B
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AM5-U
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電流采集
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8
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8
|
8
|
8
|
8
|
0
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電壓采集
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4
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4
|
4
|
4
|
4
|
4
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開關量采集
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16
|
16
|
16
|
16
|
16
|
16
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繼電器輸出
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10
|
10
|
10
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10
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10
|
10
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保護功能
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三段過流保護
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√
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|
|
√
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|
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兩段過流保護
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√
|
√
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|
√
|
|
|
兩段I01過流
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√
|
√
|
√
|
√
|
|
|
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兩段I02過流
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√
|
|
|
√
|
|
|
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反時限過流保護
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√
|
√
|
√
|
√
|
√
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|
|
I01反時限過流保護
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|
|
|
√
|
|
|
|
I02反時限過流保護
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|
|
|
√
|
|
|
|
過負荷告警
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√
|
|
√
|
√
|
|
|
|
過負荷跳閘
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√
|
|
√
|
√
|
|
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控製回路斷線告警
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√
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√
|
√
|
√
|
√
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|
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低電壓保護
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√
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√告警
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|
PT斷線告警
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√
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√
|
√
|
√
|
√
|
√
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|
三相一次重合閘
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√
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|
|
|
|
|
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低頻減載
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√
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|
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後加速過流
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√
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|
√
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過電壓告警
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|
|
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|
√
|
|
過電壓跳閘
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|
√
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|
|
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|
|
堵轉保護
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|
|
√
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|
|
|
|
欠電壓保護
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√
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|
不平衡電壓保護
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√
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|
|
|
不平衡電流保護
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√
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|
零序過壓保護
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|
√
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零序過壓告警
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|
√
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|
|
√
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非電量保護
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|
√
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√
|
√
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啟動時間過長
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√
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熱過載保護
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√
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負序過流（兩段/反時限）
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√
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進線備投/母聯備投
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√
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FC閉鎖
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√
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√
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√
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4.3 Acrel-2000用戶端智能配電係統
在配電係統裏合理配置了保護、測控等設備後，根據該綜合體用電規模、用電設備分布和占地麵積等多方麵信息，采用分層分布式設計了智能配電係統。該係統可以飛為三層：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
站控管理層設於中心變電站值班室，包括監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS、對時裝置、遠動裝置以及Acrel-2000監控軟件。站控管理層計算機可以放置於值班室的操作台麵上，也可以安裝於網絡機櫃組成監控屏。網絡通訊層包含通訊采集器、guangduanjiyijiyongyuhezhankongcenglianjiedeqitawangluoshebei，anzhuangyutongxuncaijixiang，tongxuncaijixianghexianchangshebeicengzhuangzhijiujinanzhuang，guaqiangmingzhuang。tongxuncengshiyigechengshangqixiadewuliceng，fuzebashebeicengzhuangzhidexinxichuansonggeizhankongceng，bingqiebazhankongcengdeminglingxiadageishebeicengzhuangzhi。xianchangshebeicengbaohanzhongdiyaguishangdeAM5係列保護裝置、ASD係列開關櫃測控裝置、多功能電力儀表、溫控儀、直流屏等。Acrel-2000監控軟件是基於Windows平台的應用軟件，能夠模擬用戶的供配電網絡，提供監測、遙信、遙控、遙調、告警、報表、事故記錄分析等功能。Acrel-2000配電係統圖如圖5所示。
5 供電配電方案分析
大型綜合體項目在實施過程中遇到2個問題，使得最初的10kV供電設計方案不斷調整：一是當地供電部門不允許主、備用電源同時運行，而且對備用電源收取高可靠性貼費；二是甲方希望盡量減少供電係統造價，尤其不希望支付電源高可靠性貼費。為同時滿足甲方、供電部門、設計院三方的要求，設計在不違反規範的前提下去誒的那個了各方都可以接收的供電方案，最終采用圖3所示的10kV二用一備的供電方案。
在圖3的供電方案下，選用安科瑞電氣股份有限公司的Acrel-2000配電監控係統，並配備安科瑞公司的微機保護裝置、開關櫃綜合測控裝置、多功能電力儀表等設備，實現智能的終端用戶變電站配電自動化係統。其中配備的AM5係列保護測控裝置集保護、測量、控製於一體，針對不同一次設備可以靈活配置不同的保護功能，可以實現35kV及以下電壓等級變配電站全麵保護測控功能，適用於線路、母聯、配電變壓器、高壓電動機、高gao壓ya電dian容rong器qi等deng設she備bei的de保bao護hu和he自zi動dong控kong製zhi功gong能neng。裝zhuang置zhi采cai用yong先xian進jin成cheng熟shu可ke靠kao的de保bao護hu原yuan理li和he算suan法fa，抗kang幹gan擾rao性xing能neng強qiang，可ke靠kao性xing高gao，保bao護hu實shi現xian方fang式shi靈ling活huo，通tong訊xun采cai用yong冗rong餘yu設she計ji。裝zhuang置zhi采cai用yong全quan圖tu形xing化hua編bian程cheng技ji術shu，可ke以yi根gen據ju需xu要yao對dui裝zhuang置zhi進jin行xing邏luo輯ji編bian程cheng，滿man足zu多duo數shu用yong戶hu的de要yao求qiu。如ru果guo保bao護hu測ce控kong裝zhuang置zhi在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong需xu要yao更geng換huan保bao護hu功gong能neng，隻zhi需xu通tong過guo裝zhuang置zhi的de維wei護hu端duan口kou更geng新xin內nei置zhi邏luo輯ji圖tu即ji可ke，實shi現xian方fang式shi簡jian單dan靈ling活huo。
參考文獻：
[1]某大型綜合體項目10kV供電方案分析.供電與配電.2013.11
[2]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.1版.
[3]安科瑞電氣股份有限公司能效管理係統設計安裝圖冊2013.11版.
作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能配電係統設計，Email: 手機：QQ：7377987
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