馮世震, 袁松林, 鄭 凱, 鄭文君

(浙江大學建筑設計研究院有限公司, 浙江 杭州 310000)

0 引 言

宿舍的普通插座及屋內(nèi)的照明往往需要根據(jù)學校要求,定時通斷電,但衛(wèi)生間與陽臺的照明、室內(nèi)空調,不要求斷電。傳統(tǒng)的方案在總箱處設置接觸器,值班室控制人員操作按鈕箱定時通斷電,即傳統(tǒng)接觸器方案,但是機械式電能表無法限制惡性負載,無法實現(xiàn)智能用電管控、智能收費管理。隨著技術進步,市場上出現(xiàn)了計量型多功能智能電能表,該電表具備遠程通信、超功率限額、惡性負載識別等功能,可定時通斷電,充值不足時自動停電[1-5],支持遠程充值,工程上也越來越多地傾向于使用多功能智能電能表,即多功能電表方案。但是對比前者,同樣數(shù)量的用戶配電,該方案需要兩倍的表計,使得施工成本變高,為了降低施工成本,本文提出了單電纜進線方案,減少敷設的電纜管線成本,亦有采用戶內(nèi)箱增加時間繼電器、接觸器的方案,減少總箱表計,進而減少成本。如今,廠商推出了自身可以定時控制的開關,包括機械定時開關、微電腦時控開關,簡化了配電拓撲,進一步縮小戶內(nèi)箱的體積,減少總箱表計和敷設管線。

1 傳統(tǒng)接觸器方案

樓層總箱設置機械式電能表,1塊機械式電能表配出2路出線[6],分別接1只接觸器,2回路采用三芯電纜敷設至戶內(nèi)箱,接觸器的控制線引至值班室按鈕箱,值班人員根據(jù)學校規(guī)定作息時間手動控制宿舍通斷電,傳統(tǒng)接觸器方案如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)接觸器方案

2 多功能電表方案

樓層總箱設置多功能智能電能表[7],出1路斷電回路與1路不斷電回路,2條回路采用三芯電纜敷設至戶內(nèi)箱,戶內(nèi)箱進線開關選用2個單相開關,多功能電表方案如圖2所示。

圖2 多功能電表方案

3 單電纜進線方案

樓層總箱設置多功能智能電能表,出1路斷電回路與1路不斷電回路,2條回路出線合并為單回路五芯線(斷電回路相線與N線,不斷電回路相線與N線,PE線)敷設至戶內(nèi)箱,戶內(nèi)箱進線開關選用4P開關,該開關可同時斷開2路進線的相線與零線,五芯線在戶內(nèi)箱中再分開為2路至末端配電回路,單電纜進線方案如圖3所示。

圖3 單電纜進線方案

4 時間繼電器方案

樓層總箱設置多功能智能電能表,但多功能智能電能表不設置定時通斷電功能,只出1條回路三芯線至戶內(nèi)箱,末端需要斷電的配電回路增加時間繼電器,控制需要斷電的回路定時斷電,時間繼電器方案如圖4所示。

圖4 時間繼電器方案

5 末端接觸器方案

樓層總箱設置多功能智能電能表,但多功能智能電能表不設置定時通斷電功能,只出1條回路三芯線至戶內(nèi)箱,末端需要斷電的配電回路增加接觸器,接觸器控制線接至走廊控制干線,控制干線接至值班室,由值班室人員控制定時通斷電,末端接觸器方案如圖5所示。考慮吸合功率70 VA,保持功率2 VA,控制干線截面取4 mm2,末端控制線截面取2.5 mm2,在控制線路距離不大于150 m的前提下,1路干線約可以控制20戶。

圖5 末端接觸器方案

6 定時開關方案

樓層總箱設置多功能智能電能表,但多功能智能電能表不設置定時通斷電功能,只出1條回路三芯線至戶內(nèi)箱,末端需要斷電的配電回路采用機械定時開關或微電腦時控開關,定時開關方案如圖6所示。

圖6 定時開關方案

7 經(jīng)濟性對比分析與工程實例

綜合比較6種方案的經(jīng)濟性,成本主要受開關數(shù)量、敷設管線距離及戶內(nèi)箱附件個數(shù)影響。設總箱至戶內(nèi)箱的配電距離為L,槽盒至戶內(nèi)箱管路長2 m,以1戶的配電成本為例,投資統(tǒng)計如表1所示。

表1 投資統(tǒng)計

某中學宿舍一層布置平面圖如圖7所示,樓層總箱至1間宿舍戶內(nèi)箱的供電距離為20 m,分別計算6種方案的造價,依次為1 465,1 420,1 136,1 001,1 136,1 079元,可以看出,多功能電表方案與傳統(tǒng)接觸器方案成本相近,而4種新方案的投資成本有明顯降低。

圖7 宿舍一層配電干線布置平面圖

由表1可以看出,傳統(tǒng)繼電器方案與多功能電表方案投資成本較高,由于通斷電的控制在樓層總箱處實現(xiàn),所以前兩種方案的運維成本較低,且拓撲簡單,施工方便。

單電纜進線方案投資成本次之,通斷電的控制在樓層總箱處實現(xiàn),運維成本低,但是需要在總箱處將2條回路線合并成單芯電纜,在戶內(nèi)箱將單芯電纜重新分成2條回路線,增加了施工難度。

后面3種方案的投資成本相近,但通斷電控制在戶內(nèi)箱實現(xiàn),增加了后期的運維成本,由于減少了開關、管線,其拓撲簡單,施工方便,也節(jié)約了資源,其中定時開關方案可以通過網(wǎng)絡通信,可實現(xiàn)異地控制,便于管理,以便適應學校作息時間調整,較為靈活,值得推廣,且其無須增加其他附件(如時間繼電器、接觸器),可降低運維成本與施工難度。

8 結 語

隨著新產(chǎn)品與網(wǎng)絡通信技術的更新迭代,宿舍配電方案也隨之優(yōu)化,變得多樣化,未來的供配電技術也會更依托于網(wǎng)絡技術,逐步實現(xiàn)全面智能化。