供配電系統設計論文范文

時間:2023-04-12 08:57:23

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供配電系統設計論文

篇1

關鍵詞:工程設計;安全供電;節能降耗

中圖分類號:S611 文獻標識碼: A

引言:能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中,電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時,也開始注重電氣自動化工程的節能設計,既要做到合理、達到用戶使用需求,又要兼顧到節能設計。

一、電氣工程設計原則

1、優化供配電設計。促進電能合理利用

在做水庫工程電氣設計時首先考慮的是適用性,就是要能為水工設備的運行提供必要的動力:為在水庫建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源;應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求;應能保證電氣設備對于控制方式的要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度;確保供電、配電與用電設各的安全運行:有可靠的防雷裝置:防雷擊技術措施;在水庫特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施;按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足水庫電氣工程的實用性和安全性的基礎上,利用先進的技術,優化供配電設計。促進電能合理利用。

2、提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗

在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用,提高電源的綜合利用率,提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。

3、合理調整負荷,選取合理的設計系數,提高負荷率和設備利用率在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施,提高負荷率和設備利用率節約電能。

二、供電節能技術

1、減少電能傳輸的損耗

電路線路上必然會存在電阻,因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗,對于這樣一種形式的能量損失,我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理,考慮到線路上的電流是不允許改變的,因此就只能夠在線路的電阻上做文章,也就是說,只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻,就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討,與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度,相應的節能方式也就可以分為三個大類:一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線;二是盡可能的減少線路的長度,這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現;三是適當的增大導線截面的面積。

2、變壓器的節能設計

變壓器是電力自動化工程中的重要設備,承擔著轉換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶,當變壓器處于空載運行狀態時,低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此,變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。通常,變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮:

(1)減少變壓器的型材損耗。例如,變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構成所必備的材料,這些材料的設計選擇如果不合理,要消耗供電系統的大量電能,若是本著厲行節約的理念,在滿足變壓器工作要求的前提下,周密合理地選擇材料和運行介質,可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。

(2)為降低變壓器的電能損耗,配電線路和配電柜,應盡量選擇銅材并且采用換位導線措施,基于降低變壓器的空載損耗考慮,應降低磁密并應盡量的選取冷軋用的高質硅鋼片,在滿足設備運行要求的條件下,盡量采用較薄的硅鋼片,達到節能的目的。

(3)選用節能方式的變壓器。目前,S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點,還具有高效的節能特性,從生產長期運行來看,節能效果比較顯著,可作為節能設計的首選變壓器。同時,設計時,要注意選擇合理的變壓器接線方式,合理的接線方式對節能的影響也十分重要,同時,在變壓器的生產運行期間,不應讓變壓器長期過載運行,使得變壓器處于超溫運行狀態,這樣不僅加速變壓器的老化,同時也增加了變壓器的電能損耗。

(4)在工廠車間或大型智能樓宇,由于生產負荷率很大,變壓器按設計規范要求通常都放置在電力負荷的中心位置,盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起,這樣便于生產管理,更重要的是可以減少現場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率,降低線路的電壓降和電能的損失,同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑,為了經濟考慮,應盡量放地下層,因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。

3、供配電系統的設計

通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一,具體來說可以從以下三個方面來著手進行:一是盡可能的減少配電的級別,這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性;二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定,盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置,這樣就能夠最大程度的降低供電半徑,從而實現電力節能,并且,這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。

4、照明節能

在電氣自動化的節能設計中,還可以通過照明節能來實現,具體來說同樣是有兩種方式,一種就是直接利用高效光源,傳統的白熾燈雖然簡單便宜,但是其發光的效率比較低;另一種就是充分的利用自然光,這就需要對構筑物的門窗進行擴大,或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。

結束語:

電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步,而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段。現在的節能技術能夠達到節能的效果,而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好,并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。

參考文獻:

[1]劉江,淺析220 kV變電電氣自動化[期刊論文]-中國科技博覽2010(26)

[2]劉沫然,發電廠電氣自動化技術分析[期刊論文]-科學時代(上半月)2010(4)

篇2

【關鍵字】隧道,供配電,照明系統,節能技術,綜合應用

中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:

一.前言

對不同省份的隧道管理部門的隨機調查中我們發現,隧道供配電及照明系統所花費的電費已經是公路隧道建設運營管理中最主要的開支。隧道的照明安全是不能忽視的,但是如何在保證隧道供配電及照明系統正常、安全運行的情況下減少電費的花費、降低隧道管理部門的成本投入,同時降低我國的電能消耗,已經成為各個省市隧道管理部門共同面臨的難題,也是迫不及待要解決的問題。縱觀我國目前的隧道供配電及照明系統技術,多數采用的是高功率因數的供配電和照明工具、合理安排配電房的位置、縮短供電電纜的長度、在隧道的兩側鋪設反射率較高的裝修材料等等。從這些所有使用的方法來看,雖然有些方法能起到較好的節能效果,但是從整體來看,仍然存在較高的電能浪費的情況。

目前國內隧道供配電及照明技術的發展

我國隧道照明節能技術與國外先進水平相比,存在一定差距,主要表現在以下方面:

1、控制方式智能化水平低,未從不同的工況考慮不同的照明方案;

2、未考慮隧道照明顯色性與照度、亮度之間的關系 及光源的等效亮度、中間視覺、司辰視覺等新興視覺理論應用于照明參數的研究;

3、未考慮照明系統的分期實施;

4、規范存在一定缺陷.現行規范忽略了對中、短隧道照明的論述;

5、隨著新型照明技術的迅速發展, 有必要研究其在隧道內的應用性,如LED燈、電磁感應燈;

6、未系統性地考慮照明節能

三.我國隧道供配電及照明系統中節能技術的應用現狀

1、隧道供電針對長大隧道供配電技術的專項研究較少,比如公路隧道供配電節能與管線優化配置、中壓供電技術在長大和連續公路隧道中的應用、通風與照明供配電綜合布線系統、連續隧道變電站的合理布局、適應交通量增長的供配電系統分步實施方法、節能型供電線纜和設備對比。

2、變壓器大馬拉小車現象突出,大多數投入運營的隧道變壓器負載率都在10%—30%左右,造成極大的資源浪費,也造成隧道運營期間費用偏高。

3、低壓配電電纜初期投資和運營費用高

隧道內低壓配電電纜為長距離供電,設計者一般都按電壓降進行電纜截面的選擇,由此確定的電纜截面遠遠超過按經濟電流選擇的電纜截面。目前,供配電設計人員受隧道內環境污染嚴重思想的影響, 通常將隧道變電所設置在隧道洞口外,因此造成隧道內低壓配電電纜更加長距離供電。隨著電纜主要源材料鋼材價格不斷上漲,電纜價格高居不下,沒有從設計上考慮低壓電纜工程造價 同時,設計者往往忽略了長距離供電的低壓配電電纜有功和無功損耗都是比較大的,造成長期運營的浪費。

4、系統方案差異大

由于設計者對隧道用電負荷的重要程度理解不同, 國內沒有相關設計手冊, 因此不同設計者的隧道供電系統方案差異很大,不便于隧道運營管理和維護。

四.我國隧道供配電及照明系統中存在的問題

1、現有隧道照明控制營運中節能與安全的矛盾突出

一些地方的營運者為了節省隧道供配電及照明系統所產生的電費,往往在設計的時候都主動的避免采用自動控制,而是較多的采用手動控制的方式進行工作,制定了專門的開關隧道燈的時間,再由人工在規定的時間里進行控制。但是

由于隧道一天里弄內外的亮度變化很大,人工根本無法進行精確的掌控。司機也

很有可能在規定熄燈的時間里通過隧道,所以很有可能造成事故。有過隧道駕駛經驗的人都知道,在車子通過隧道的全程中,由于洞內洞外亮度的不一致,在剛進入隧道和要出隧道口的時候,人的視覺會出現短暫的“黑洞效應”,短時間內無法看清楚前方的路況,這時候如果前后方有車輛或者駕駛不當的時候,就非常可能出現事故。這對隧道的照明就提出了非常高的要求。但是如何在提供較好的照明前提下又適當的節省電能,這已經成為一個非常尖銳的矛盾。

2、現有隧道照明控制模式設計,在實際運行中存在很大的電能浪費

目前,隧道照明設計者依據規范通常把隧道分為入口段、過渡段、中間段和出口段等四個段來設計照明,其中過渡段有兩個,分別設計在中間段前后。各段的長度和照度是從全年行車安全要求出發,對洞內最大照度的設計是以全年洞外最大亮度和最高行車時速來確定隧道內各段的燈具功率和燈具分布密度。能夠實現照明自動控制的非常有限,通常因線路布線回路的限制,只能做到2、3級人工或自動控制,對于如天氣、車速、車流量等參數只是在設計階段給予以最大值考慮,最終各段照明的長度和照度也始終是處于最大值狀態。對于天氣、車速、車流量等時變參數無法從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應方式調制。因此,目前這種傳統設計與使用的隧道照明系統存在著大量電能浪費問題。

3、隧道供配電系統設計中存在著諸多不合理因素

目前國內隧道普遍采用的供電系統模式為:在隧道洞口設置10/0.4KV變電所,采用0.4KV低壓線路向隧道內的用電設施供電。采用這種方式供電的隧道,供電距離有時會達到1000米甚至更遠。設計中變壓器容量的選擇一般參考的是隧道內和隧道洞口所有負荷的容量總和,并考慮一定的預留。隧道尤其是長隧道中具有相當數量的射流風機,但大多數時間這些大功率設備未處于運轉狀態,隧道的照明燈具出于節電考慮在實際運營中也通常沒有全部打開,隧道的用電負荷還包括洞口消防水池的水泵等不常使用的大功率設備。上述變壓器的選型原則和實際運營情況的矛盾就造成變壓器長期處于低負荷的不經濟運行狀態之下,造成了大量的變壓器鐵磁損耗。更有甚者在個別項目中由于變壓器容量選取的過大,其損耗的百分比已經接近實際用電的負荷。

4、大量高能耗燈具的使用

目前,我國國內的隧道供配電及照明系統中主要以高壓鈉燈作為光源,它的特點是配置了電感型鎮流器,它對電壓的要求比較高,使用壽命短,功耗高,并且色性較差,燈具本身無法對光強進行控制。所以,為了保證隧道的照明,一般要配置多條照明回路,導致了電纜數量的增加,提高了故障率,增加了施工過程的難度和施工時間。

解決高能耗問題的幾種方法

1、優化變壓器的配置方案。

變壓器運行損耗的大小很大程度上取決于容量及同樣負荷容量下變壓器個數的選擇。在供配電的設計中應當將各種負荷按照其運行的時間規律來進行分類,并為不同的負荷單獨配備壓器

2、采用新型的節能型燈具。

研發能替代高壓鈉燈的綠色節能型燈具是目前隧道節能的一個突破口。

電磁感應燈:

白光LED燈:L印光源具有節約能源、污染少、光指向性好、壽命長(約為8萬小時)、低電壓、反應快的特點,在隧道誘導系統方面的應用有很大研討空間。

電磁感應燈:它是一種全新的照明光源,具有高光效、高顯色、環保、長壽命、節能、安全、性能穩定的特點和優勢,一般用在景觀照明燈、室內照明,尤其當被照物有較高的顯色要求時,能充分發揮它的優勢。同時,它的光不刺眼、無污染、無眩光,這對隧道供配電及照明系統有著重要的意義。

3、優化燈具布設的設計

在隧道供配電及照明系統的設計中,我們一般設計的時候,會在隧道的兩頭安裝較多的燈具,中間段的燈具安裝的較為少一些,但是由于不同隧道的長度和情況對照明的要求是不一樣的,我們在設計的時候就不能片面的按照我們的常規設計來,要具體的情況具體對待,充分考慮到車速、車流量、隧道長度、隧道亮度、洞外亮度等情況,優化燈具布設的設計。

4、改進供配電系統的設計,更合理的進行設備選型。

中壓供電模式在長隧道和隧道群中應用的推廣。改變以往在長隧道兩端洞口設置10/0.4KV變電所的設計模式,而采用10KV中壓進洞的供電方式。中壓供電是國外已廣泛應用于道路機場、隧道等長距離照明供電的一項技術成熟、設備先進、系統配套的專用型供電設施。

結束語

對于隧道運營節能, 國內業界還任重而道遠,無論是相關政府機構、高速公路建設業主、管理部門,還是相關科研設計從業結構與從業人員,都需要從人力、物力、財力各方面加大投入,在保證交通安全的前提下,為建設節約型社會作出應有的貢獻。

參考文獻:

[1]高遠望 隧道供配電及照明系統中節能技術綜合應用的探索 [會議論文]2006 - 第八屆中國高速公路信息化管理及技術研討會

[2]朱斌 中壓電能傳輸技術在公路隧道中的應用 [學位論文] 2007 - 長安大學:交通信息工程及控制

篇3

1、產生與技術標準分支電纜是在普通塑力纜基礎上發展而來。

由于現代文明的發展,都市的高層建筑越來越普及,在高層建筑配電系統電氣設計中,供電可*性、工程經濟性和施工便利性越來越重要,采用普通電力電纜供電,三者的矛盾總難完全統一,只能根據不同工程而有所側重。按傳統方法,在樓層配電設計中,通常采用的辦法有三種:

(1)放射式,由地下配電間分別對各個樓層引電纜直接供電,卻需要大量的電纜、橋架和較大的電纜井,造價高,經濟性最差。

(2)鏈接法,由配電間引出電纜至底層配電箱,再由底層逐層向上鏈接供電,此法經濟性最佳,但由于層數越多,安全系數越低(安全系數是逐級相乘)。

(3)分區樹干式,把一座高層建筑劃分成n個單元區,每個單元采用電纜接從配電室供電,然后再分配至單元區內各個樓層。經濟性都比較好,經常被采用。

(4)干線電纜分支法,從配電室引出一根(或數根)主干電纜,每個樓層在干線電纜上供頭分支,此法經濟性最好,但施工卻是最麻煩的,更麻煩的是在主電纜上做樓層分支頭時,受電纜的結構和現場施工條件以及人員素質的影響,接頭質量參差不齊,但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜一同制造,由此誕生了新一代的建筑配電電纜——分支電纜。

分支電纜是把經過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜,根據各具體建筑的結構特點和尺寸量體裁衣,預先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設計制造。是把上面第(4)種方法中現場施工和管理的工作由專業制造廠完成,而且工藝一致性也帶來了質量一致。

分支電纜較早出現于英國和日本,在技術標準方面,1980年,日本電線工業協會頒布了第一部行業性標準JCS376(1980),隨著技術的發展與進步,在1992年對該標準進行了修訂,放寬了對產品結構材料方面的要求,提高了成品技術指標,目前,國內正規的分支電纜生產廠的產品標準主要是以該標準為基礎。

2、結構分支電纜在結構上,分為單芯型和多芯絞合型兩種,每根單芯分支電纜又可分為三部分:

(1)主干電纜;(2)支線電纜;(3)分支連接體。

目前,因單芯型分支電纜結構簡單,本論文由

型分支電纜實質上是多個單芯電纜的絞合體,而不是傳統概念多芯電纜的結構,多芯型分支電纜的每項導體外面都有單獨的絕緣和護套,每根線芯有獨立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運行性能,國內只有為數極少的大型綜合性電纜廠才具備生產能力,目前也已在推廣應用中。

3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜,其關鍵性能有兩項:首先,一根具備良好品質的分支電纜,必須是性能優良的電力電纜,對于國內產品,其導體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產品的基礎指標。

第二,分支連接體的性能至關重要,這是分支電纜的關鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導體連為一體,并作絕緣防潮處理。從外觀上看,無法知道內部接頭質量,有兩項重要的試驗能夠檢測接頭性能,即機械拉力試驗和電熱循環試驗。對機械拉力試驗而言,分支連接體(含干線與支線導體)的拉斷力應保持在連接前的80%以上,對電熱循環試驗而言,在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環后,分支連接體的溫度不得大于電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機械與電氣性能的關鍵在于分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言,應充分關心分支電纜的電纜質量、接頭的材料選擇和生產工藝工裝。

我們講,分支電纜更適合于現代建筑的配電系統,為什么?要分析這個問題,我們必須首先弄清楚相關電氣設計規范中對配電線路的要求。

二、相關規范對建筑電氣系統中配電線路的設計要求

1、建筑電氣相關的設計規范目前與建筑電氣低壓配電系統設計有關的規范主要有:

(1)GB50052-1995供配電系統設計規范

(2)GB50054-1995低壓配電設計規范

(3)JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規范

(4)GBJ16-87建筑設計防火規范(1997年版本)

(5)GB50045-1995高層民用建筑設計防火規范其中:《供配電系統設計規范》和《低壓配電設計規范》是兩項基礎規范,主要內容參照采用了IEC標準。本論文由

致,但由于這是一個建筑行業的專業標準,建筑相關的部分規定更具體,如供電系統的負荷簡等級,除規定分級原則外,更規定了各類具體建筑名稱的負荷級別。

由于上述規范在頒布實施時,分支電纜產品在國內還沒有應用先例,因此在規范中并未提及分支電纜,但在眾多條款中體現了設計指導方向,總的說來,有三種觀點:

1、關于配電級數——越少越好;

2、關于配電方式,從高到低依次為放射式>樹干式>分區樹干式>鏈接式;

3、關于安裝敷設方式,應與環境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。

(一

)、關于配電級數:對配電級數而言,GB50052-95第3.07條規定:供電系統應簡單可*,同一電壓供電系統的變配電級數不宜多于兩級,JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中8.14條規定:“自變壓器一次側至用設備之間的低壓配電級數不宜超過三級,但對非重要負荷供電時,可超過三級。”上述規范體現了一個要領,那就是配電級數越少越好,越少可*性越高,技術越先進。

(二)、關于配電方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出:“在正常環境的車間或建筑物內,當大部分用電設備為中小容量,但無特殊要求時,宜采用樹干式配電”,“當用電設備為大容量,或負荷性質重要,或在有特殊要求的車間、建筑物內,宜采用放射式配電”,“當部分用電設備離供電點較遠,而彼此相距很近、容量很少的用電設備,可采用鏈式配電,但每一回路環鏈設備不超過5臺,其總容量不宜超過10kW”:“在高層建筑物內,當向樓層各配電點供電時,宜采用分區樹干式配電,但部分較大容量的集中負荷或重要負荷,應從低壓配電室以放射式配電”。

(三)、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中對配電方式有更為詳細的規定,如:“8.2.15居住小區的高層建筑,宜采用放射式配電”“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑,對于較大的集中負荷或較重要的負荷應從配電室以放射式配電;對于向多層配電間或配電箱配電,宜采用樹干式和分區樹干式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電,宜采用放射式與樹干式結合的方式”,“8.2.3.2對于容量較大的集中負荷或重要負荷,宜從配電室以放射式配電對各層配電間的配電宜采用下列方式之一:

(1)工作電源采用分區樹干式,本論文由

(2)工作電源和多用電源都采用由首層到頂層垂直干線方式。

(3)工作電源采用分區樹干式,多用電源取自應急照明等電源干線。

上述規定,是限于制定規范時,分支電纜尚未在國內推廣應用,供電線路主要依賴普通電力電纜和母線。筆者認為,在應用分支電纜配電后,上述規定應該可以簡化。放射式高于樹干式,又高于鏈接式的觀點。

(四)、關于電纜和母線安裝敷設方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內場所。”

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規定“豎井垂直布線時應考慮下列因素:……。垂直干線與分支線的連接方法。”

GB50054-94中5.7.3豎井內垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時,應滿足下列條件:

1、載流量要留有一定的裕度;本論文由

GBJ16-87《建筑設計防火規范》中10.1.4規定:“消防用電設備的配電線路應穿管保護。當暗敷時應敷時應敷設在非燃燒體結構內,其保護層厚度不應小于3cm,明敷時必須穿金屬管,并采取防火措施。采用絕緣和護套為非延續燃性材料的電纜時,可不采取穿金屬管保護,但應敷設在電纜井溝內。

GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》中對消防電源及其配電,9.1.4條也規定了相同內容。

上述規范說明:電纜配電比母線具有更好的環境適應性,安裝敷設更便利。

在熟悉電氣規范的相關規定后,讓我們來分析分支電纜配電方法與規范的符合性與技術先進性.

三、分支電纜配電的技術先進性

1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統一般如圖所示,在一個n層的大樓中,垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預制的分支電纜完成,PG是總配電柜,PX是樓層配電箱,ZJX是轉接箱,當PG與ZJX之間距離不遠時,(滿足載流量與起動運行壓降要求)一般不予選用,這樣可減少一個連接點,節約投資。

2、分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統的分析中,可以知道分支電纜可以使樓層配電簡化成二級配電,每個樓層都可以達到最簡單的二級配電,符合規范中配電級數越少越好的原則,這是先進性之一。

分支電纜配電系統的實質是一種放射式配電系統,適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電,這是先進性之二。

分支電纜是一種經過預制的電力電纜,本論文由

在出廠時經受過水中耐壓和絕緣電阻試驗,因此對環境要求低,能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環境,而母線在規范中明確不能應用于這些環境,比母線適用范圍廣。而且,其安裝方式簡便,施工工期短,工費低,符合規范中設計應注重經濟性的觀點,這是其技術先進性之三。

四、分支電纜配電設計的注意點

我們已分析:分支電纜配電系統的技術先進性,可以說分支電纜就是一種為現代建筑度身定做,量體裁衣的專業產品,具有最佳的適用性和技術經濟性,但在工程設計中,需注意一點——那就是分支線的保護問題。對由于支線截面一般都有比干線小,因此,當支線發生過載或短路時,干線保護系統一般不會對其發生作用,必須在支線配電箱中設置保護器,保護器與分支接頭問題不超過3m,如超過,分支線必須受敷設在不燃的管或槽中,且當該段發生單相或兩相短路時,干線保護應能夠斷開。對此,應予以注意。

分支電纜作為一種從國外傳入的新型建筑配電電纜,

員認同并使用。本文旨在說明分支電纜配電與現有建筑電氣相關規范的一致性,并能更好地體現規范的指導思想。是一種能滿足現有規范的一種最先進、經濟的配電方式。因水平所限,文中如有謬誤,敬請讀者指正。

篇4

論文摘要:高校網絡中心機房是校園網絡的核心樞紐,該文結合廣東理工職業學院中心機房工程建設實踐,簡單介紹了校園網中心機房設計原則及機房建設的整體規劃,對詳細設計部分內容做了重點論述。 

中心機房是校園網絡的核心與樞紐, 是數據交換的中心和數據存儲中心, 如何嚴格按照國家標準,參照國際先進規范,建設一個現代化、規范化的機房,為計算機的可靠運行提供一個穩定的環境,成為人們日益關心的課題。 

校園網絡中心機房環境,包括硬件與軟件環境,是一門多學科綜合技術,為了保證各種智能設備與計算機系統穩定可靠運轉,計算機機房環境必須滿足計算機等微電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁強度、屏蔽、防漏、電源質量、振動、防雷、接地和安全保衛等要求。中心機房建設工程是一種涉及到空調技術、供配電技術、抗干擾技術、防雷防過壓技術、凈化技術、消防技術、安防技術、建筑和裝飾技術等多種專業的綜合性的產業。 

1 項目介紹 

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房,面積共約150平方米。層高4.5米,裝修完成后要求凈高達2.8米,包括各類功能房間,整個中心機房基本工程包括有機房裝修系統、配電系統、防雷接地系統、空調及新風系統、消防系統、綜合布線系統、門禁系統、閉路監視系統、kvm系統等。機房區域規劃基本可分為四大部份,主機房、配線間、氣瓶間、配電間。 

1) 主機房:用于放置ups電源主機及各種服務器設備等各弱電系統設備安裝區域。面積為105.3平方米。 

2) 配線區:用于放置網絡機柜、網絡設備、光配線架、網絡配線架等設備安裝區域。面積為12.3平方米。 

3) 配電間:用于放置電池、市電配電柜、ups配電柜等配電設備。面積為18.6平方米。 

4) 氣瓶間:用于放置氣瓶等消防設備。面積為14.4平方米。 

2 設計原則 

機房建設工程,要以兼顧人機并重之原則,設計應以運行條件、安全可靠作為首要的考慮因素,在保證系統運行的可靠性、系統的設計壽命、信息安全的要求的基礎上保證操作人員的工作環境。 

先進性:立足于高起點,采用先進、成熟、實用的技術。機房系統中各個子系統軟、硬件配置采用模塊化、開放式結構并通過集成,實現信息資源共享,提高設備利用率,降低能耗,實現科學的機房管理。 

高安全可靠性:為保證機房能為用戶提供連續不間斷的服務,機房須具有高可靠性。系統設計時應盡量減少單點故障的存在。 

機房內部計算機系統涉及到機密信息,需要保證機房的安全性,必須具有視頻監控系統、門禁系統等安保系統以保證用戶的設備和數據不受侵害。 

可擴展性:由于信息網絡系統需求的不斷變化,技術的不斷提高,在施工建設時應考慮對資源需求的改變,以使整個系統具有靈活的可擴展性。 

易管理維護:通過使用先進和可靠的管理工具來實現系統的高質量管理,以節約人力資源,實時監控、監測整個中心機房的運行狀況、語音報警,實時事件記錄,迅速確定故障,提高可靠性,簡化機房管理人員的維護工作。 

高性能價格比:保證在保證機房的高可靠性的基礎上,機房的材料產品、設備的選型應合理選擇材料與設備;以較高的性能價格比設計機房,提供高效能與高效益。 

舒適性:機房設計中對空調、照明、聲響及環境進行優化調整,為管理人員提供舒適的工作環境。 

3 總體規劃 

機房總體規劃就是按照標準化的流程、規模化的運作,優質、快速規劃機房工程建設方案。機房總體建設方案由機房裝修系統、供配電系統、空調系統、消防系統、防雷接地系統、通訊系統、機房監控系統和kvm系統等部分組成,包含了機房工程的全部過程:從前期的規劃選址,到后期內部系統的設計施工;從前期整個項目的總體管理,到后期的調試、開通;從前期對用戶的使用培訓,到后期的維護保養等方面。 

4 詳細設計 

4.1 機房裝修系統 

機房裝修系統,是整個機房的基礎。它主要起著功能區劃分及保證機房環境的作用。可分為電磁屏蔽系統、抗靜電地板系統、防塵天花系統及其他裝飾等四個子系統。 

本方案裝飾選用的材料必須全部采用符合國際標準[1-2]或國內優質標準。所有材料應具備環保、阻燃、無毒、防火性能好;安全耐用,不易變形,美觀不變色;不起塵,易清潔,吸音效果好;防靜電、抗電磁干擾等性能。 

4.2 空調系統 

空調系統,是機房運行環境的保障。計算機主機及通訊設備是高精密的電子設備,對機房環境有嚴格的要求,其中最重要的是溫度、濕度和潔凈度。即是所謂的“三度”要求。 

根據我院工程現場勘測的實際情況,主機房設計為風冷式下送風精密空調。采用1臺35kw的國際名牌精密空調和2臺5匹工業級普通柜式空調負責主機房和網絡配線間的溫濕度調節,精密空調采用下送風,頂回風方式。以保證機房空調系統的穩定性、可靠性,2臺5匹普通柜式空調作為備份使用,確保了區域內設備的安全運行。

4.3 供配電系統 

配電系統,是整體機房高可用性的后盾。計算機及網絡通訊設備投入服務后如無一個長期穩定的供電系統來保證計算機及網絡通訊設備和有關外圍設備正常運行,勢必造成嚴重的后果。 

計算機機房的供配電系統是一個綜合性供配電系統,在這個系統中不僅要解決計算機等微電子設備的用電問題,還要解決其他設備的用電問題。 

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房配電系統設計具體如下: 

1) 機房內插座分二種:不間斷電源(ups)供電的計算機主機和重要通信設備專用插座;市電直接供電的輔助設備用標準插座。 

2) 在市電配電箱,主要包括空調機、照明及機房內維修插座的配電,應分開回路設計,每一回路設置單獨電源開關控制。 

3) 在機房設專用ups配電柜,主要負責計算機用電設備、應急照明、安全出口等供電,配電方式采用放射式。 

4) 主機房內每個機柜位置提供2個ups供電專用插座,由ups通過配電箱為每個機柜組提供一個ups回路。回路采用zr-bv-3×4mm2阻燃電線,使用25a空開控制。所有這些插座安裝于地板下并做墊高處理,相應的防靜電地板處需有出線口。

4.4 消防系統 

消防系統,是整體機房安全運行的盾牌。火災報警采用煙感探測器和溫感探測器,探測器安裝在吊頂上和活動地板下,兩者聯合使用提高報警的可靠性,火災自動探測器即能發出警報信號,控制器顯示報警的探測器所在位置。滅火系統采用七氟丙烷(fm200)自動氣體滅火系統。 

該工程共分2個防護區(即:配電間、主機房和配線間),而且設有氣瓶貯存間,七氟丙烷可以集中放置在氣瓶間,實現三層布控(即天花頂、地板下及使用空間),立體式滅火系統。 

4.5 防雷接地系統 

防雷接地系統,是整體機房安全運行的保證。機房設施的雷擊過壓及電磁干擾防護,是保護通信線路、設備及人身安全的重要技術手段,是確保通信線路暢通、設備安全運行不可缺少的技術環節。 

一個完整的防雷系統包括三個方面:直接雷擊的防護、感應雷擊的防護和接地系統。 

4.6 通訊系統 

通訊系統,是整體機房的神經中樞。計算機及其他微電子設備之間的信號傳輸以及機房與外界的“聯系”都要靠穩定的通訊系統來實現。主要包括結構化布線系統[3]。網絡中心機房及運維、監控辦公室采用六類非屏蔽雙絞線,按其功能區域設計信息點,并考慮預留余量,中心機房布線集中在配線間,配線間和主機房通過地板下預留線槽走線連接。機房靜地板下敷設鍍鋅鐵槽、鍍鋅鋼管、鐵皮分線盒等,采取下走線方式。所有管槽均做墊高處理,要求接地良好。 

4.7 機房監控系統[4] 

機房監控系統是機房運行的“守護神”。確保做到“三防犯”及“雙保險”。 

本機房采用數字硬盤錄像系統,對中心機房實現24小時安全監控。結構上采用b/s架構,采用分散監控,集中管理。由中心控制軟件平臺統一控制各軟件系統。各個軟件系統間相互獨立,在其中某個軟件系統出現故障的情況下,其余的各個系統仍能夠繼續正常工作。 

4.8 kvm系統 

kvm系統使中心機房的各種服務器、網絡設備實現“一站式”管理。本方案采用2臺數字交換機對32臺服務器進行管理,實現1個本地用戶、2個遠程用戶對服務器的集中控制。機房內的所有64臺服務器都與專用服務器接口電纜進行連接,專用服務器接口電纜通過六類線連接到數字式kvm交換機上,數字式kvm交換機的網絡端口通過普通六類線纜連接至以太網上,控制終端通過tcp/ip對所有服務器進行統一管理。 

5 結束語 

在進行網絡中心機房建設過程中,作為網絡中心機房設計者和建設者應具有超前意識,優化機房的硬件及軟件環境,并采用高新技術管理模式—智能化機房管理,確保機房正常工作。 

參考文獻: 

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[2] gb 50174-2008.電子計算機機房設計規范[s]. 

篇5

伴隨社會經濟的全面進程,新建成的樓宇設施也大量融合的科技元素,近年來集成化的樓宇設施監控系統也被逐漸重視。例如電梯系統、配電系統與照明、供暖、制冷系統,上述集成化設備監控系統在樓宇中具有非常重要的作用,經對樓宇內電氣設施的全面管理,能夠從根本深化電氣設備監控系統的有效性,同時為節約型社會的發展奠定良好的基礎。

關鍵詞:

集成化;樓宇電氣設備;監控系統

1集成化的樓宇電氣設備監控系統的現狀

自上世紀八十年代,樓宇電氣設備監控系統在國內得到廣泛應用。此系統的構建機制是依附于差異化功能系統予以區分,也就是電氣設備的構建及管理分為兩個體系,同時設計以及施工直到完成所有過程,即經差異化的施工單位所完成。這就導致了下述問題:(1)因為生產商存在差異,造成設備間出現不兼容現象,因此造成系統交互過程出現問題;(2)因為子系統的功能存在差異,同時系統之間存在獨立特性,造成資源在予以互換時出現問題。此類構建舉措致使樓宇的電氣設備在使用環節存在隱患。所以集成化的樓宇電氣設備需要每一個子系統結構互同,協議與接口也要有統一的指標,因此規避子系統互聯與硬件設施互操作所存在的弊病,達到資源與信息共享的目的。

2集成化的樓宇電氣設備監控系統結構

集成化的樓宇電氣設備監控系統的功能室能夠控制管理樓宇中的給排水、空調以及照明等電氣設施。為確保樓宇的電氣設備可靠運行,我們要深化軟硬件的穩定性。舉例說明,為樓宇實施最簡單的供電及配電過程中,我們要保障電路與電流的穩定。同時對升降壓設施溫度指標,電流的穩定性等因素都要予以實時的管理及檢測。為匹配于可持續發展的相關需要,樓宇要側重于節能減排,樓宇能耗主要來源于空調、照明以及供暖等電氣設施,為控制資源浪費,對集成化的樓宇電氣系統控制的研究勢在必行。舉例說明在樓宇內,我們要對衛生間、走廊以及停車場等地予以電路設計,可以擇取聲控傳感設備;同時擬定相匹配的電路監測,予以各水位及壓力的控制,達到節能控制的基本要求;針對空調系統,設計完善的啟動與停止控制系統,不但可以減少樓宇的負荷,同時可以達到節能減排的要求。

3集成化的樓宇電氣設備監控系統設計

集成化樓宇電氣設備監控系統,是把電氣監控系統與智能化控制進行有機的結合,自動檢測樓宇的基礎電氣設施,同時予以控制及保護,舉例說明,供配電系統的監測,檢測過程可以利用通信系統的綜合性以及自動性,為信息與資源的共享奠定良好的基礎;而且,通過互聯網,對網絡內外的資源與予以全面利用,因此達到自動化與集成化的要求,可以很好的為信息集成提供依據;經上述舉措,能夠實現電氣設施的集成化管理,而且最大化的節能。在監督合控制功能的基礎上,達到全面監視樓宇內電氣設備的工作情況,我們要予以參數采集。因為在實施參數收集與監控要經通信對參數予以傳輸,此措施不但有遠程通信的優勢,同時還具有一定的廣度。在此環節,要予以大量的參數處理。因為具有一定的監控廣度,參數存在繁瑣的特性,所以不能只追求響應速度,在求得響應速度的基礎上要確保全硬件的監控有效性,而且,要保障系統的穩定性。

4集成化的樓宇電氣設備監控系統設計的一些建議

站在行業角度來分析,全面利用現前沿的技術,對常規技術實施改造。舉例說明,把信息技術與集成化技術進行有機結合,對常規的電氣產業予以智能化的改造。空調與配電設施經改進后會有自動監測及控制功能;綜合建筑內,把一些設備予以聯網改造,能夠達到集成化管理的要求。為匹配于科技的發展,一些生產廠房在予以樓宇電氣設備的生產過程中,進行了一系列功能完善,其中包括空調的生產。在配電設施的智能化功能方面,能夠在常規的基礎上,深化智能化的檢測控制系統,這樣不但能夠具備基礎功能,還可以傳輸相關電量參數,同時予以遠程控制設備。常規的空調設施以及配電設施等加裝智能化系統,所生產的產品本身具備智能化的監控功能,在樓宇應用過程,無需設置BA系統,僅將設備予以聯網,就能夠實現集中管理的電氣設備自控系統。現階段一些大型的樓宇電氣設備生產企業已經以此為側重點予以研究,比如空調冷機廠商,目前的產品大部分均為具有智能化控制系統的設施,其控制設施能夠對所有設備予以整體的監控,所控制的設備其中涵蓋冷水出口溫度、壓縮機、冷卻水出口溫度、冷水入口溫度、閥門開度、冷卻水入口溫度與冷凍泵等設施,經整體開、停控制,達到啟動速度快與停機時間縮減的目的,可以解決耗能,深化了中央空調系統的穩定性。而且實施各機組間設備的啟、停具有連鎖及時間順序控制、相關機組運行時間自動調節,同時可以確保機組的穩定運行,對相關數據予以了保護。對相關參數予以長久的在線儲存,構建歷史報表以及歷史趨勢指標。重要的參數能夠經網絡傳輸至控制中心,在控制中心予以遙控等操作,具有智能化特點,具備BA系統所有的監控及管理功能,同時較之常規的樓控系統對設備的管理更為全面。舉例說明,智能化的開關配電設施,是在常規的開關柜上,予以智能化系統的完善,在常規配電柜的先決條件上架設了智能化的監控模式,不僅能夠實現常規BA系統的電量參數傳輸以及交流接觸設備遠程控制等功能,同時還具備常規BA系統所沒有的管理功能,其中包括故障錄波等,使設施趨于全智能化,同時使配電柜本身具備遠程監控能力,這樣就能夠在中心控制室內對配電設施予以整體性管理。在柜電柜、冷凍機以及電梯等設備上,現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制,不過在相關動力以及組合式空調機控制等,自身具備智能化系統的設施現階段還較少,如一臺組合式的中央空調機組,其予以室內溫度以及濕度收集,同時和設定的溫度與濕度進行對比,依附于公式,對相關加熱器、調節閥以及加濕器等設施予以控制,調節溫度、濕度,以達到相關需要,上述功能已然要利用加裝的BA系統完成。而很多空調及電氣設施在一幢大廈內,具有分布零散的特性,所以,需要加裝安裝的BA系統對其予以整體的管理。空調以及電氣設施制造企業在此類產品中,已然有一定的開發空間,所以要深化智能化系統在上述設備中的應用價值。目前各廠商所開發具有智能化控制系統的樓宇電氣設備,在應用環節,怎樣將相關電氣系統集中至一個建筑設施監控體系的平臺中,是亟待解決的一個內容。要達到相關電氣設備的集成,那么就要在研發智能樓宇電氣設備過程中,全面顧及到設備要具備一個指標化的終端接口。例如產品接口支持微軟OPC功能,這是一類相對理想的解決措施。OPC功能能夠經軟件在中央控制系統上對下屬系統OPC接口予以參數交互,僅需向集成用戶出示接口技術的相關規格以及說明即可,在此基礎上用戶經接口軟件通過監控系統對系統予以網絡監控。只要在產品研發過程中顧及到此類接口功能,那各廠家的設施就可以十分方便的集成到一起,進而達到建筑設備監控系統的相關需要。擇取指標化的現場總線技術實施樓宇電氣設備及集成,這也是未來發展的大趨勢。在研發樓宇電氣設備過程中,各電氣系統全部依附于指標的現場總線技術予以設計,這樣能夠便捷各廠商的設備的集成。如通過LONWORKS技術的智能樓宇電氣設備,只要匹配于LONMARK認證指標,則相關系統就能夠很便捷的集成至一個平臺,進而達到建筑設備監控系統的相關需要。近年來有一些產品匹配于LONMAR論證,空調設備與配電系統等廠商在研發產品的過程,要盡可以應用此技術。

5總結

綜上所述,為確保樓宇的電氣設備可靠運行,我們要深化軟硬件的穩定性。舉例說明,為樓宇實施最簡單的供電及配電過程中,我們要保障電路與電流的穩定。同時對升降壓設施溫度指標,電流的穩定性等因素都要予以實時的管理及檢測。為達到可持續發展的相關需要,樓宇要側重于節能減排,樓宇能耗主要來源于空調、照明以及供暖等電氣設施,為控制資源浪費,對集成化的樓宇電氣系統控制的研究勢在必行。把電氣監控系統與智能化控制進行有機的結合,自動檢測樓宇的基礎電氣設施,同時予以控制及保護,舉例說明,供配電系統的監測,檢測過程可以利用通信系統的綜合性以及自動性,為信息與資源的共享奠定良好的基礎;而且,通過互聯網,對網絡內外的資源與予以全面利用,因此達到自動化與集成化的要求,可以很好的為信息集成提供依據;經上述舉措,能夠實現電氣設施的集成化管理。因為在實施參數收集與監控要經通信對參數予以傳輸,此措施不但有遠程通信的優勢,同時還具有一定的廣度。在此環節,要予以大量的參數處理。因為具有一定的監控廣度,參數存在繁瑣的特性,所以不能只追求響應速度,在求得響應速度的基礎上要確保全硬件的監控有效性。現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制,不過在相關動力以及組合式空調機控制等,自身具備智能化系統的設施現階段還較少,如一臺組合式的中央空調機組,其予以室內溫度以及濕度收集,同時和設定的溫度與濕度進行對比,依附于公式,對相關加熱器、調節閥以及加濕器等設施予以控制,調節溫度、濕度,以達到相關需要,上述功能已然要利用加裝的BA系統完成。空調與配電設施經改進后會有自動監測及控制功能;綜合建筑內,把一些設備予以聯網改造,能夠達到集成化管理的要求。為匹配于科技的發展,一些生產廠房在予以樓宇電氣設備的生產過程中,進行了一系列功能完善,其中包括空調的生產。而很多空調及電氣設施在一幢大廈內,具有分布零散的特性,所以,需要加裝安裝的BA系統對其予以整體的管理。在柜電柜、冷凍機以及電梯等設備上,現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制,不過在相關動力以及組合式空調機控制等,自身具備智能化系統的設施現階段還較少。要達到相關電氣設備的集成,那么就要在研發智能樓宇電氣設備過程中,全面顧及到設備要具備一個指標化的終端接口。

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【關鍵詞】地鐵能源管理,系統設計

中圖分類號: N945.23文獻標識碼: A 文章編號:

一.前言

地鐵是高技術、高造價、高運營成本的地下交通。目前在世界范圍內,除香港地鐵之外,地鐵都是一個高虧損、高補貼的行業。以某地鐵1號線為例,該地鐵線路自投入運行以來,僅電費一項就占運營直接成本的20%。為了降低運營成本,某地鐵運營公司從各個方面和環節采取節能措施,但由于沒有能耗數據的支撐和全面系統化的能源管理手段,深入節能挖潛工作遇到了瓶頸。為此,建立地鐵能源管理系統已經是刻不容緩、勢在必行的迫切需要。

二.地鐵能源管理系統構成

1.系統總體構成

地鐵能源管理系統一般由能源管理中心、遠程傳輸網絡、現場子系統組成。

2.現場子系統

地鐵車站的現場子系統一般采用Lonworks雙絞線傳輸方式;沿線附屬建筑的現場子系統可采用Lonworks雙絞線傳輸與電力線載波傳輸相結合的方式,現場子網由網絡控制器、多功能電力監控終端、三相/單相電能表、采集終端、智能水表、智能氣表、可編程智能網關、通用監控終端等組成。

三.系統功能

(一)自動化監控

1.變電所

(1) 0.4 kV進出線監控:通過電力監控終端監控低壓總進線、母聯及低壓出線回路的三相電流、三相電壓、功率因數、有功功率、無功功率、頻率等參數,監測各開關狀態和故障,控制斷路器或交流接觸器分合閘。

(2)變壓器監控:通過變壓器溫控儀智能接口采集數據,監測變壓器的溫度和散熱風機狀態,必要時能對變壓器散熱風機實施遠程遙控,監視變壓器高溫報警。

(3)電容補償器監控:通過電容補償控制器智能接口采集數據,監控電容柜中電容器組的投入、切除。

(4)蓄電池監測:監測蓄電池電壓、電流、電池余量等參數,監視蓄電池工作狀態和故障報警。

(5)變電所環境監測:通過煙感、溫感和紅外探測器等對變電所的環境進行監測;通過通用監控終端對變電所內至少一路照明回路實施監控;通過監控終端對變電所內通風風機實施監控;在監控中心通過控制安裝在變電所內的攝像機,對變電所內的現場狀況、開關位置、面板表讀數進行監視。當有異常情況時和相應攝像點聯動,進行錄像。

2.用電設備

(1)電力參數監測:實時監測設備的電流、電壓、功率因數、有功功率、無功功率、頻率等電力參數,發現異常則予以報警,提示管理人員及時處理。

(2)運行狀態監測:實時監測設備的工作狀態(啟動,停機,工頻/變頻),便于管理人員了解設備的實時運行狀態。

(3)定時控制:根據地鐵的運行管理模式,對設備分合閘定時控制,避免在非工作時間設備仍在開啟狀態,造成能源的浪費。

(4)遠程分合閘控制:允許管理人員對設備分合閘遠程控制,同時系統自動記錄操作人和操作行為。

(二)用能計量

地鐵車站涉及的能源種類主要是電能和水能。各個車站變電所低壓總進線的電量之和即為車站總用電(扣除變壓器損耗);各個變壓器的低壓出線按照明插座、空調、動力和特殊用電負荷進行分項計量。車站各路進水管之和即為車站的總用水量。

地鐵沿線附屬建筑涉及的能源種類是電、水、燃氣等。通過相應的計量裝置實現分類、分項、分戶計量。

(三)用能診斷

以實時監測的有功功率、電量、功率因數等數據為依據,進行用能質量診斷,并且有針對性地優化配電系統。此外,在各個用能點和分支管路上安裝計量表,并與總用能值比對,建立用能平衡監測系統,從而盡早發現跑、冒、滴、漏等異常狀況,還可以了解電能的線損,及時發現偷電行為或漏水、漏油、漏氣現象,避免能源的損失和無謂的浪費。

(四)能源質量監測

以電能質量監測為例,通過實時監測每個回路的電壓、功率因數、頻率、諧波等電力參數,發現能源質量異常,則予以報警,提示管理人員及時處理,從而確保提供給設備高質量的能源,提高設備使用壽命,降低設備成本。

(五)節能控制

1.空調與通風系統

以空調系統的夏季工況為例,由于地鐵車站人流量在每天不同時段有很大的變化,所以,空調和通風系統應該跟據實時客流量、車站環境、室內外溫度等參數,調節空調系統設備的運行狀態(啟/停、工頻/變頻運行),避免“大流量小溫差”或“定流量”的浪費能源現象,而且系統設備不是一直以全功率、滿負荷的方式運行,也從一定程度上提高了設備的使用壽命。相應的節能控制環節是:①制冷機節能控制;②冷凍泵/冷卻泵節能控制;③冷卻塔節能控制;④空調機/新風機節能控制;⑤空調未端節能控制;⑥TVF風機節能控制;⑦根據溫度、濕度和CO2檢測器提供的參數,自動開啟/關閉通風系統,從而在保證地鐵站具有較高空氣質量的前提下,減少站內冷空氣的損失。

2.照明系統

通常,地鐵車站的照明是在其運營時間(如6:00一23:00)段內開啟的,在高峰段外的期間,可以根據人流量情況,進行分組控制,開啟部分燈具。照明燈具的開/關狀態及電力參數(電壓、電流、有功功率等)也都要實時地傳送到監管中心,以便于值班人員對照明系統進行監控。具體節能控制內容有:①照明分組/分區節能控制;②照明定時節能控制;③照明線性調光節能控制;④照明分級調光節能控制。

3.給排水系統

地鐵車站給排水系統的主要任務是滿足地下鐵道消防及生產、生活用水的需求。對于給排水系統,要實時監測水池、水箱的水位和各類水泵的工作狀態,通過計算機控制及時地調整系統中水泵的運行臺數,以達到供水量和需水量、來水量和排水量之間的平衡,實現泵房的最佳運行狀態,實現高效率,低能耗的最優化控制。其節能控制內容有:①水泵節能控制;②水箱節能控制;③水管網節能控制。

4.電梯

地鐵車站通常為2層建筑(站廳層、站臺層),有的車站還設有商業層,通常乘客需要乘坐扶梯或升降電梯到達自己的目的層,所以,大量電梯每天都在運營時間內滿負荷運行,其節能控制內容如下:①自動測量所載乘客重量;②自動調節電梯的電機出力與所載重量相匹配。

5.供配電系統

(1)電力負荷節能控制:①電力負荷的實時監測、計算、預測、管理;②電力負荷控制。

(2)供電電壓的節能控制:確保供電電壓在設計定額范圍以內。

(3)低壓電網功率因數節能控制:①能夠實時監測地鐵車站配電低壓電網功率因數、變壓器三相平衡度、補償電容器投切狀態;②功率因數自動補償、降低線損。

(4)低壓電網諧波監測與節能控制:。①諧波源(諧波電流和諧波電壓)監測;②諧波抑制、吸收。

6.辦公設備

地鐵車站工作人員的辦公設備節能控制內容包括:①電開水爐節能控制;②復印機節能控制;③桌面辦公設備節能控制。

(六)系統軟件

1.數據統計和分析:①按照能耗統計報表要求,對采集到的數據進行統計計算;②按照日、月、年和時段計算分類、分項和分戶能耗數據以及能耗均值。

2.數據查詢和顯示:①用棒直圖顯示按日、月、年和時段的電度、用水量累積值;②用趨勢曲線顯示電壓、電流等模擬量的變化情況;③用餅圖顯示分類、分項能耗的比例。

3.報表和打印:根據用戶管理需求生成各類報表并可自動打印存檔。報表種類包括:①分類、分項、分戶能耗的日報表、月報表、年報表;②分類、分項、分戶能耗的同比和環比報表;③分類、分項、分戶能耗的排序報表;④按能耗指標計算的排序報表;⑤報警記錄報表;⑥運行事件報表;⑦其他用戶自定義報表。

4.報警功能:為了在第一時間發現各類故障并在最短時間內搶修好,本系統將所有故障報警設置為帶時標、自動上傳、自動存儲,為系統操作人員提供可追溯功能,以便于結合存儲的歷史數據分析報警產生的原因。①故障報警(事件報警):包括設備故障報警(設備異常跳閘、其他故障報警等);設備操作記錄(操作人員換班登錄、操作記錄等)。②超限報警:包括功率超限、電壓異常等。

5.網絡管理:網絡管理功能對所有監測中的儀表進行報警管理,一旦儀表出現異常情況,在網絡管理畫面都可以立刻顯示出,并且可以手動對報警信息進行處理。

四.實施項目

在某地鐵1號線采用該系統,對全線16個地鐵車站、2個主所、地鐵大廈和車輛段的用能分類、分項、分戶監測,共配置了1024塊多功能電力監控終端、60塊智能水表、30臺網絡控制器和35臺智能網關,能源管理中心設置在地鐵大廈5樓的OCC內。

目前,地鐵能源管理系統已經積累了一些能耗數據,經用能診斷、節能潛力分析等,發現了諸如變壓器負荷率低、供電線路功率因數低、管理不到位(部分大功率設備和照明回路在非工作時間未關閉)、空調系統定流量方式運行(冷凍水泵、冷卻水泵滿負荷運行)等不節能情況。后續,我們將對這些情況加以調研和考證,提出相應的節能改造解決方案,提高能源利用效率,降低運營成本。

五.結束語

地鐵能源管理系統的設計對于地鐵工程建設具有十分重要的作用,也是地鐵工程設計的組成部分,做好能源管理系統的設計,有助于保障地鐵的正常運行,實現節能減排、降低運營成本、提高地鐵能源自動化管理水平。

參考文獻:

[1]任長春; 黃玉彬; 潘杰; 梅蜀妍 能源管理系統在鞍鋼鲅魚圈生產中的應用2011年全國冶金節能減排與低碳技術發展研討會文集2011-09-07中國會議

[2]蔡月忠 企業能源中心(能源管理系統(EMS))簡論江蘇省計量測試學術論文集(2011)2011-12-01中國會議

[3]魏海明 一鋼能源管理系統對節能降耗的貢獻推進信息及自動化技術在鋼鐵工業節能降耗、改善環境、降低成本中的應用論文集2005-06-30中國會議

[4]虞斐; 孔繁虹; 許哲雄 智能電網下的新型能源管理系統設計方案華東電力2009-07-24期刊

篇7

關鍵詞:電能質量,供電系統設計

 

1.老問題需要再認識

供電系統設計是個老問題,長期以來,一直是先尋找電源,根據負荷的重要等級,有可能要求幾個電源,在解決電源的有或無的同時,再關注電源的質量。

1.1定義[11]

①電壓暫降一一電氣系統某一點的電壓突然下降,經歷幾周到數秒的短暫持續期后,又恢復正常。

很明顯,標準[l]沒有規定電壓下降到什么程度。②(供電電壓的)短時中斷供電電壓消失一段時間,其中斷時間在規定的時限內。注:供電電壓降低到低于額電電壓的l%,且其(降低的)持續時間的下限為十分之幾秒,上限為lmin(有些情況下可達3min)時,可以認為是短時中斷。用電設備允許的電源中斷時間的長短決定選用什么樣的補救措施:UPS(不停電電源)、EPS應急電源系統、后備電源系統(第二電源等)或它們的某種組合。

1.2中斷或暫降的原因

由上節可知,電壓暫降和短時中斷是一類現象中的兩小類,即電壓降至很低或完全消失但很快又能恢復,電壓異常持續時間很短的叫電壓暫降,略長一點的叫短時中斷。產生的原因多數是系統發生短路后斷路器斷開或重合閘。至于停電,正常電源故障,一時難以修復,斷電時間更長,為了維持生產,需要后備電源,這是性質不同的另一類問題。

2.現行GB 規定

2.1負荷分為三級

一級負荷中斷供電將有下列后果之一時:1)造成人身傷亡時;2)在政治、經濟上造成重大損失時;例如……3)對有重大政治、經濟意義的用電單位的正常工作有影響;例如:(略);4)發生中毒、爆炸和火災等情況,則為一級負荷別重要的負荷。二級負荷中斷供電將有下列后果之一時:1)在政治上、經濟上有較大損失;例如:(略)。2)對重要用電單位的正常工作有影響;例如:(略)。三級負荷不屬于上述一級、二級負荷者。

2.2各級負荷對電源的要求

2.2.1一級負荷。。1)不會同時損壞的兩個電源;2)特別重要的一級負荷,尚應增設應急電源。

應急電源選擇,按允許中斷供電時間分:15s時—快速自啟動的發電機組; BZT(備自投)動作時間一專用饋電線的獨立電源;3)毫秒級一UPS或UPS與其它(如發電機)裝置的組合。

2.2.2二級負荷宜由二回線供電,一回也可以。

2.2.3三級負荷無規定,有電就行。。

2.3電能質量

該GB[4]在第4章中關于電能質量談到了電壓波動和電壓閃變(4.0.10條),沒有定量規定指標,卻有限制騷擾的措施。。

3.IEC標準規定

IEC標準關于電源系統的規定如下:

3.1關于電源系統分類規定

電源有三類:主電源、應急電源、后備電源。對這三類都應明確其頻率、電壓、受電點予期短路電流,包括適應用戶裝置要求如最大需量。

3.2對應急電薄的要求

3.2.1性能要求。對應急電源及其性能的要求,常由法定權力當局所規定,必須遵守其要求。認可下列電源作為應急電源:蓄電池、一次電池、與正常電源無關系的發電機組、有效獨立于正常饋電線的單獨饋電線。

3.2.2應急電源分類。非自動一由人員切換操作 ;自動~不依靠人員啟動

4.UPS及應用

UPS現已成為產品名稱的縮寫,并已寫入了產品標準中即《GB/T7260(IEC62043)不間斷電源設備(UPs)>[6],其基本功能是確保交流電源的連續供電,可用于改善電源的質量使其保持在預定的特性范圍之內,其大多數用途都與信息技術設備(ITE)相關。既然有了產品標準,所稱的連續供電,也就有確定的性能規定指標,根據UPS產品標準[6],按動態輸出性能將UPS分成3類,一類性能最好,輸出中沒有電壓為0的瞬間,電壓羞為±30%的時間只有5ms,經lOOms后減小到±10%;二類性能居中,有lms電壓為O,經10ms差值到±10%,三類性能最低,輸出電壓為O的瞬間最長可達10ms,經過lOOms后偏差縮小為一20%和+10%成為穩態值。

5.EPS

EPS沒有產品標準GB。由于沒有產品標準,現根據一些廠家產品的技術參數來作分析比較,其最關鍵的一點,EPS的切換時間為0.1-0.25秒,主要用途為火災時消防用或其它場合的應急電源,而UPS中斷供電時間最長的一類也只有0.01秒,主要用途為供信息技術設備等應用,按自動應急電源的正C標準的分類,UPS自然也是應急電源中的一種,但它是和EPS的指標完全不同的一種,文[8]在概述中提到“……EPS作為自備不間斷電源”,這種提法是有問題的,因“EPS”并不是“不間斷電源”。“安全電源Safety Electric Source”譯為“應急電源”。

6.如何處理供電電源與負荷性質的關系

供電電源的性能指標要盡可能滿足負荷的要求,無論是國家標準[4J或是IEC的系列標準[5]也都是這么做的,將二者加以比較,有下列特點。

6.1 IEC標準的辦法

IEC標準將電源按其功能分為三大類即主電源(正常電源)、應急電源和后備電源,且都有明確的定義。對主電源的技術性能有一般的要求如頻率、電壓、系統容量等,對后備電源有相同的一般要求,但正IEC標準對后備電源不提出特別要求,而對自動應急電源按切換時間分成5類,對應急電源和應急供電的要求都作了嚴格而詳細的規定[5][9]。可以看出,IEC標準的原則是:規定了什么場合應設置應急電源及對應急電源的要求:如果涉及人身安全、健康、對環境和設備的重大損壞,一般都有國家權力機構的法定要求,當然,當設備的重大損壞只是經濟上的損失時,業主不論公私,都可提出要求,而對維持繼續生產或工作的后備電源則不作特別規定,因為設置后備電源,主要是經濟上的得失平衡問題,雖然能夠繼續生產或工作,但設置后備電源要增加投資,是否合算,應由業主自己來確定,不是標準能加以規定的。

6.2 GB[4]的辦法:

《GB 50052-95供配電系統設計規范》[4]的辦法不同,如本文前第2節所簡介,它有許多疑點:

6.2.1 GB先將負荷按重要性分成三級,但對一級與二級如何具體劃分只有原則上的說明并沒有把握的尺度,例如該如何區分經濟上的“重大”損失和“較大”損失,這個“重大”和“較大”就能夠決定應該是一個還是兩個獨立電源嗎?如果指政治上的損失,具體是什么含義?又如,該如何區分“有重大政治經濟意義的用電單位”或“重要用電單位”?如何評估“影響”的程度?如果“標準”本身不具體,那該由誰來解釋呢?在標準的條文解釋中,雖然有說明“具體劃分須由中央各部委分別在部委標準中規定”,現實是中央各部委并不能代表所有各種企業作出決定。

6.2.2特別重要的負荷

這類負荷似相當于mc標準中所定義的應急設備負荷,按GB[4]規定,這類負荷一定是從一級負荷中劃分出來的,這就要求該單位有二個獨立電源加上一個應急電源共三個電源。

7.供配電系統設計規范[4]對于電能質量應單獨作出規定

工廠企業電網有不同于公用電網。電能質量的國家標準,我國有兩套,第一套由全國電壓電流等級和頻率標準化技術委員會歸口、由電力部門有關單位為主負責起草的共7項標準如GB/T]4549-93電能質量公用電網諧波等,這一套不論標準名稱或適應范圍是否明確,理解為公用電網,即由國家電力公司管制的電網,第二套由mc標準轉化而來,沒有標明電能質量而是包含在電磁兼容標準中的,如《=GB/T18039.4-2003工廠低頻傳導騷擾的兼容水平》就是其中一項,它也有關于公用網(Public System)的電磁兼容標準,因此很明確的一點是工廠網的標準可以不同于也應該有所不同于公用網的內容,原因有:1.工廠網內的用電設備的騷擾發射水平和抗擾水平是各種各樣的,因此,IEC按兼容水平可將電氣環境粗分為三類,第一類要求嚴格,例如試驗室的電氣儀器,某些自動化和保護設備,某些計算機等,第三類寬松,只適用于工業設備,如有眾多的變流器、電焊機等;第二類居中,其標準等同于公用網的要求。2.I廠用電設備的業主屬于一家,他有權決定對企業內的兼容水平作適當調整,也有權對各用電設備騷擾發射量作出分配。

篇8

關鍵詞:民族;高校;電氣專業;人才培養

作者簡介:張新聞(1976-),男,寧夏中寧人,北方民族大學電氣信息工程學院,講師;劉芳(1970-),女,寧夏中衛人,北方民族大學電氣信息工程學院,教授。(寧夏 銀川 750021)

基金項目:本文系北方民族大學教研項目(項目編號:2013JY09-ZDB)的研究成果。

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)33-0136-02

近些年來,作為我國高等教育有機組成部分的民族高等教育事業發展取得了不俗的成績,表現為辦學設施的巨大改善、師資水平的大幅提升和招生規模的快速增長。[1]民族高校過去的主要任務是為少數民族地區社會和諧發展培養管理干部,開設專業大多為文史經管類專業。為了支持民族地區經濟建設,實現國家經濟協調發展,一些民族高校根據民族學生所在地區工農業發展特點,陸續開設了一些工科專業。目前,民族高校中選擇工科專業的學生越來越多,其在校學生人數甚至超過了傳統專業。由于少數民族學生大多來自經濟落后、信息閉塞、文化生活相對貧乏的地區,加之漢語水平相對較差,[2]學習工科專業時顯得較為吃力。如何通過有效的教學手段提高少數民族學生專業技術水平,是民族高校著力研究和解決的主要問題。

本文以電氣工程及其自動化專業為例,嘗試建立少數民族學生專業學習指導教師的培養機制。具體方法為:學生進入高校后,學校為每個少數民族學生配備一名專業教師,為其專業學習提供指導。在學生一年級期間,專業學習導師主要解答學生專業方面的問題;根據少數民族學生畢業后大多回原籍就業的特點,在大學二年級期間,專業學習導師通過了解學生的就業意向,向學生布置以本科生畢業論文為導向的專業教育計劃,讓學生在二、三年級這段充裕的時間內帶著發現問題、思考問題和解決問題的方式學習專業課程,同時要求學生定期或不定期做學習匯報;進入四年級后學生對畢業設計內容已經有了較為深入的理解,在忙于考研或找工作期間可以從容完成畢業設計。此外,針對實踐教學環節的不足,提出了改進措施,并結合目前本科生四年學習特點和國家中長期教育改革與發展規劃綱要,[3,4]聯系相關企業,實施“卓越工程師教育培養計劃”,最終為少數民族地區工農業發展培養出素質過硬的專業技術人才。

一、專業導師制度

民族高校學生之間的差異不僅僅是物質生活水平的不同,更多的表現為基礎知識方面的差距,工科類專業體現尤為明顯。由于高校對所有學生的畢業要求是相同的,這難免會導致一些基礎知識薄弱的民族學生產生畏懼、自卑的心理。對于這種情況,除了輔導員做好學生的思想工作之外,關鍵是要讓這些學生扎實的掌握專業知識,在學習過程中建立自信。為此,民族高校可以嘗試給每個學生指定一名專業教師,指導其專業學習。下面對專業指導教師如何開展工作進行探討。

進入高校后,很多學生特別是來自偏遠地區的學生,對所選專業的理解還很模糊,加之大學一年級開設的英語、高等數學、大學物理等課程和高中銜接度較高,在學習過程中學生難免會產生疑惑,甚至產生懈怠情緒。此時,需要指導教師及時向學生對專業課程體系做系統性講解,讓學生對未來所從事的行業充滿憧憬,進而激發其學習興趣。圖1展示了電氣工程及其自動化主要專業課程與本專業學生未來就業去向。

學生自大二開始學習專業課程,由于相關課程有的聯系緊密,有的相對獨立,學生學完專業課程后往往不能將其有機聯系起來。本科生畢業設計是畢業學生對專業知識的系統性梳理和綜合性應用,是對未來可能從事工作的模擬演練,甚至是對專業知識的創造性應用,對學生的成長起著非常重要的作用。但由于近些年考研升溫和企業招聘時間提前,考研的同學無暇顧及畢業設計,找工作的同學也把主要精力放到了求職上,論文時間很難有保證,無法對畢業設計內容做深入思考,畢業論文也是東拼西湊,敷衍了事,基于此種情況,有些專家甚至建議取消本科生畢業設計。通過建立專業學習指導教師制度,指導教師根據民族學生家鄉工農業發展特點,在二年級時為學生設計一個畢業課題。教師通過早期布置和講解,讓學生帶著問題去聽課和思考,利用業余時間在學校網絡和圖書館查找資料,再結合實驗實踐環節的經驗,消除疑惑,逐步將所學專業知識融會貫通,建立起完整的專業知識架構。學生在充裕的時間和無外界干擾的前提下完成畢業設計任務,困擾學生學什么、能干什么、怎么干的問題也得到了有效的解決。下面以北方民族大學(以下簡稱“我校”)11屆電氣工程及其自動化專業的一名學生作為例證,以此說明此方法的教學效果。在學生二年級時布置了畢業設計題目《低壓配電網TSC+SVG無功補償系統設計》,題目下發后給學生講解了系統的主回路設計,具體結構見圖2。

按圖2要求,學生根據表1給出的提示,在學習專業課的過程中完成主電路參數計算并劃分各模塊的功能,并不斷思考PFC和SVG的實現方法。

表1 TSC+SVG無功補償系統設計內容與關聯課程

設計內容 關聯課程

主回路設計

(參數計算) 電路理論,供配電技術、電力電子技術、電機學(無功負荷)

控制系統設計(PFC,SVG) 自動控制原理,微機原理(DSP技術,單片機原理),計算機控制技術

采樣、保護電路設計 電氣測量、電子技術,繼電保護

最終,學生通過專業課程學習和文獻資料查閱,不斷修正自己的設計方案,并利用PSIM和MATLAB仿真軟件的混合編程模式順利完成了畢業設計任務。同時,通過交流發現其基礎理論知識掌握的比較扎實,學會了通過相關文獻數據庫等手段快速獲取解決問題的方法。此外,需要說明的是一個好的教學方法能不能實現,關鍵在落實。這需要專業指導教師通過檢查匯報等措施,及時掌握學生的學習情況和工作進度,并對發現的問題給出指導意見。

二、實踐教學機制的完善

1.實踐教學存在的問題

為了讓工科類專業學生在實踐中加深對理論知識的理解,民族高校非常重視實踐環節的教學建設。但是,目前此環節培養方面依然存在不少問題,學生入校后近一兩年對所學專業不甚了解,不知道自己將來會干什么。此外,在學校實驗室建設方面,為了提高實驗室設備的使用完好率和簡化實驗難度,學校多數專業課程教學實驗室建設成集成度很高的“黑盒”實驗平臺,盡管做了實驗,但學生對所學內容的理解依然比較膚淺。為此,需要進一步完善實踐教學。

2.完善實踐教育措施

(1)開展各種認識實習。為了讓學生對所學專業有切身感受,體會到所學專業將來有用武之地,北方民族大學積極組織一 二年級學生深入對口廠礦企業,如組織電氣專業學生到寧夏電力科技館、寧夏馬蓮臺電廠和生產電力系統智能儀表的寧夏隆基寧光儀表有限公司等單位開展認識實習。同時,為了讓學生了解自己的職業前景,請實習單位的優秀年輕工程師給學生介紹其如何融入企業的發展,如何在企業產品研發生產過程中應用所學專業知識。通過參觀學習和交流使學生了解了所學專業概貌,增強了學生的學習動力。

(2)改進實驗教學。學校新建了電氣專業的大部分專業課實驗室,強化實驗實踐教學。由于購置的實驗裝置集成度、智能化程度較高,學生看得到的實驗室裝置一般都是一些接線端子,僅僅參照原理圖做完實驗很難有真切的感受。為了給學生一個立體感受,讓學生對專業理論的體會更加深刻,學校近幾年投入大量的經費對教室進行多媒體改造,專業課教師結合所授課程,對實驗室裝置的組成、運行錄像后在課程講解過程中穿插應用,充分利用網絡和多媒體資源,提高了教學效率。此外,為了逐步轉變以教師講授和示范、學生被動模仿實驗課教學方法,要將傳統的以驗證理論為主要內容的實驗課逐步轉變為以綜合性、設計性為主要內容的實驗課, 以培養學生的創新思維和創新能力。

(3)組織實施“卓越工程師計劃”。“卓越工程師教育培養計劃”作為國家中長期教育改革與發展規劃綱要(2010-2020)組織實施的一項重大項目。明確提出對工程類專業學生需要重視工程教育的實際訓練,直接培養符合企業實際工程需求的高素質各類型工程技術人才。基于此,要求對現有本科教學體系進行合理優化。整個本科課程設置適合3+1的培養模式,具體結構體系如圖3所示。

北方民族大學根據民族學生的專業特點,為一些不考研畢業學生聯系實習單位,實施“卓越工程師”計劃,進一步提升學生能力,大部分學生在實習后順利實現了就業。

三、結論

針對民族高校中一些來自邊遠地區的少數民族學生因基礎知識薄弱,漢語水平不高,在學習工科專業時較為吃力的現象,筆者提出了建立專業學習導師制度,并完善實踐教學措施,以提高民族學生的專業素養,增強民族學生的自信心,從而促進民族高校和民族地區經濟的發展。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部高等教育司編.中國普通高等學校本科專業設置大全[M].北京:首都師范大學出版社,2009.

[2]龐志華.高校少數民族學生的特點及教育途徑[J].內蒙古農業大學學報(社會科學版),2013,(1):106-108.

篇9

摘 要:文章論述了智能建筑的含義、建筑智能化各系統功能及設計要點,指出智能建筑不能與建筑智能化系統混為一談,智能建筑是一個系統工程,不是智能化系統的簡單羅列。

正 文:

隨著網絡信息技術的飛速發展,建筑技術也在日新月異地變化,自前些年智能建筑的概念提出以后,在國內可以說名聲四起,諸如智能家居、3A、5A級樓宇等廣告詞也隨處可見,但真正能稱為智能建筑的卻是鳳毛麟角,往往造成投資浪廢,又沒達到投資目的,僅僅起到廣告作用,這是十分可惜的。

什么是智能化建筑?在中國國家標準《智能建筑設計標準》(GB/T50314-2000)中的定義如下:“它是以建筑為平臺,兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統,集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合,向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。”由此可見,提供安全、高效、舒適、便利的建筑環境的建筑才能稱之為智能建筑。但此定義還忽視了一點,“節能環保”。論文作者認為,為達到上述目的做成的耗能建筑也不能稱其為智能建筑。由于該標準忽視了節能環保方面的問題,其代表能耗的供電標準“甲級標準(辦公室)宜按60vA/m2以上考慮”;“乙級標準(辦公室)宜按45vA/m2以上考慮”;“丙級標準(辦公室)宜按30vA/m2以上考慮”,暫且不說智能建筑標準分級的合理性,智能建筑的標準越高耗能越多,顯然是不科學、不經濟的。當然,標準越高,系統越多,這些系統俗稱弱電系統,耗電很小,利用這些系統去合理控制樓字設備就可以達到節能目的。

另外,此標準羅列了建筑智能化系統的各子系統,沒有強調其他專業的協調配合,這樣就很容易引起這樣的誤解,有了這些系統就是智能建筑,有了哪些系統就是甲級智能建筑、有了哪些系統就是乙級智能建筑等等。

因此我們應明確智能建筑的含義。建筑智能化系統是智能建筑中應用的電信息系統,包括通信網絡系統、辦公自動化系統、建筑設備監控等系統以及智能化集成系統。智能化系統是智能建筑的必要條件,但不是充分條件。智能化建筑是將建筑、通信、計算機網絡和監控等各方面的先進技術相互融合、集成為最優化的整體,具有工程投資合理、設備高度自控、信息管理科學、服務優質高效、使用靈活方便和環境安全舒適等特點,能夠適應信息化社會發展需要的現代化新型建筑,在國內有些場合把智能化建筑統稱為“智能大 廈”。智能化建筑是一個綜合的系統化工程,建筑、結構、水、采暖與通風、電氣等專業構成有機整體,猶如人的身體,只有各個器官協調作業,才能表現為健康狀態。智能建筑的“智能”,也就是要建筑像人一樣,能“知冷知熱”,自動調節空氣、水、陽光照射等,創造既節能又安全、健康、舒適的環境。只有這樣才能提高人們的工作效率。

因此,智能建筑設計標準并不是僅僅涉及一個弱電專業,要由各專業相互配合,智能建筑是多學科、多技術系統的綜合體,不根據最終的效果,僅僅根據智能化系統的多少或功能的多少分出個甲、乙、丙等級來是不合理的,也不利于指導設計、節約投資,往往還造成相互攀比,系統不與建筑規模及建筑形式相匹配,造成不必要的浪費。

綜上所述,智能化系統是智能建筑的必要條件,可見智能化系統在智能建筑中站著舉足輕重的位置。下面簡介介紹一下智能化系統部分子系統的組成及主要功能。

1 通信網絡系統(CNS)

通信網絡系統是樓內的語音、數據、圖像傳輸的基礎,同時與外部通信網絡(如公用電話網PSTN、綜合業務數字網、計算機互聯網Internet、數字通信網及衛星通信網等)相聯,確保信息相通。在以前也稱為通信自動化系統(CAS)(Communication Automation System)。主要包括:

1.1 電話通信系統

建筑或建筑群內的固定電話通信系統應根據建筑物的用途、規模、使用屬性以及公用網的具體情況,可選擇接入遠端模塊局或采用虛擬交換、自設獨立的數字程控用戶交換機(PABX)或綜合業務程控用戶交換機(ISPBX),并應與公用電話交換網連接。

1.2 計算機網絡系統

智能建筑本地網絡的安全,應根據實際需要分別在通信子網和高層或應用系統中采取措施。計算機網絡系統應為管理與維護提供相應的網絡管理系統,并應提供高密度的網絡端口,滿足用戶容量分批增加的需求。

1.3 衛星通信系統

可設置多個端站和設備機房或預留天線安裝位置和設備機房位置,供用戶接受和傳輸數據和語音業務。

1.4 有線電視系統

衛星電視與有線電視系統設計應遵循全面規劃和分步實施原則,設計應全面、周到、注意預留到位并有充分余量,以適應未來發展的需要。系統設計應提出系統近期的實施方案、中期及遠期的擴容和發展規劃。同時,應充分考慮建筑智能系統所涉及的各個子系統的信息共享,確保衛星電視與有線電視傳播系統總體結構的先進性、合理性、兼容性和可擴展性,可以集成不同廠商不同類型的先進產品,使整個衛星電視與有線電視系統可以隨著技術發展和進步可得到充實和提高。

1.5 無線通信系統

建筑物由于屏蔽效應出現移動通信盲區時,設置移動通信中繼收發通信設備。

1.6 公共廣播系統

公共廣播系統的類別應根據建筑規模、使用性質和功能要求確定。公共廣播系統一般可分為:業務性廣播系統、服務性廣播系統、火災應急廣播系統。

系統設計應具有背景音樂廣播、公共廣播和應急廣播功能,應用于各種公共建筑。平時可播放背景音樂,業務廣播和商業信息,發生火災等緊急情況時,兼作應急事故廣播使用,指揮大廈內的人員安全疏散。主機應采用矩陣結構,能夠將任意音源播放到任意分區,能夠對報警樓層及其聯動報警分區進行任意組合設置。揚聲器的分布以走道、電梯前室等公共區域為原則,在辦公室設置揚聲器,同設置音量控制器。背景音樂系統應具有消防強切功能。

1.7 會議系統

會議系統應是音頻系統(電聲、建聲)、視頻系統(投影、攝像、錄制)等多系統的綜合設計,所選用的音頻、視頻設備、計算機等的網絡傳輸、語音與數字設備接口、終端等應符合相應的國家標準、規范。會議系統應實現計算機語音、文字、圖形、圖像、自動監管、多媒體實時同步網絡傳輸、系統控制一體化功能。

1.8 同聲傳譯系統

(1)同聲傳譯一般可設有(3+1)或(4+1)種語種,國際會議可設有(6+1)或(8+1)種語種;

(2)同聲傳譯傳輸方式可采用有線同聲傳譯和無線同聲傳譯;

(3)會議室譯員間的位置應設置在主席臺對面或主席臺的兩側(或二層較高位置),應使譯員能觀察到發言者的口型。

(4)譯員間的大小可參照國際IS02603推薦的尺寸高2.3m、寬2.5m、深2.4m設計。

2 辦公自動化系統(OAS)

辦公自動化系統是應用計算機技術、通信技術、多媒體技術和行為科學等先進技術,使人們的部分辦公業務借助于各種辦公設備,并由這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公目標的人機信息系統。主要包括:

2.1 物業管理運營系統

物業管理運營子系統應以高效便捷的方式來協調用戶、物業管理人員、物業服務人員三者之間的關系應能實現對投入使用的建筑物、附屬配套設施、設備生產及場地、用戶、服務、各類資料及各項費用以經營目標方式進行管理,同時對建筑的環境、清潔綠化、安全保衛、租賃業務、建筑物內各類機電設備運行與維護實一體化的專業管理。

2.2 辦公管理系統

辦公管理子系統應能在日常辦公中通過辦公自動化系統協助管理人員對辦公事務過程中大量的信息進行分析、整理、統計,協助領導對各項工作的分析、決策提供公文管理、會務管理、檔案管理、電子賬號、人員管理、領導活動安排、突發事件處理、書面意見處理等功能,應能實現電子公告、規章制度、公用電話等公共服務功能。

2.3 信息采集系統

信息采集子系統應具有物業信息服務、新聞、科技、金融信息服務、用戶個體服務、文化娛樂且務、生活保障服務等功能以及電子顯示屏信息另查詢功能。

2.4 網終管理系統

網絡管理子系統應配置適宜、使用方便,為計算機網絡的日常運行維護和監控提供有力的保障。

2.5 智能卡管理系統

智能卡管理子系統應能對各種功能的智能卡實現統一的管理,如身份識別、員工考勤、車輛停泊、持卡消費、門禁等,并進行各類計費管理。

3 建筑設備自動化系統(BAS)

將建筑物或建筑群內的電力、照明、空調、給排水,防災、保安、車庫等設備或系統,以集中監視、控制和售理為目的,構成綜合系統。根據功能的不同,可分為捆個子系統。

樓宇自控系統設計通常包括空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統及保安監控系統等子系統。

樓宇自控系統設計以降低大樓能源消耗、節省大樓營運成本的目的。設計的關鍵是系統應用穩定可靠,發生故障概率降到最低可能限度,同時,應能提供精確的、量化的控制模式,為大樓能源控制提供可靠保證。

樓宇自控系統設計前要認真閱讀暖通專業和電氣專業圖紙,給出樓宇自控系統控制點表,同時應提醒業主所購的受控電氣設備必須具備二次控制回路或者BA接口,否則BA系統是無法進行有效控制。在設計中,對于數量較多、位置分散的送排風系統、給排水系統,根據設備布局情況,劃分區域配置DDC,盡可能分散設置獨立之控制,以減少信號線敷設量,提高可靠性,并保證同一設備的監控點分布在同一DDC中。

4 防火自動化系統FAS

火災自動報警與消防聯動控制系統的設計要求,應符合國家標準《建筑設計防火規范>、《高層民用建筑設計防火規范>、等有關規范的規定。火災報警與消防聯動控制系統按消防部門要求獨立運行。可將火災報警器輸出的報警信號傳送給建筑物設備監控系統或智能化集成系統的監控中心,但樓宇自控系統對消防系統只可監視不應進行控制。對于空調、風機、配電等平時由建筑物設備監控系統控制的設備,火警時應受消防系統控制,應確保火警控制的優先功能。

5 保安自動化系統SAS

設計應根據被保護對象的風險等級確定相應的防范級別,滿足整體縱深防護和局部縱深防護的設計要求,以達到所要求的安全防范水平。

5.l 入侵報警系統

根據各類建筑安全防范部位的具體要求和環境條件,應分別或綜合設置周界防護、建筑物內區域或空間防護、重點實物目標防護系統。

5.2 配電視監控系統。

根據各類建筑物安全技術防范管理的需要,電視監控系統應對現場情況進行有效的監視和記錄,并可提供對各類報警信號及時、迅速和可靠的復核手段。

5.3 出入口控制系統

智能建筑的主要出入口、通道、財務室總出納、金庫、重要辦公室等處設置出入口控制裝置。出入口控制系統由出入口對象(人、物)識別裝置、出人口信息處理、控制、通信裝置和出入口控制執行機構等三部分組成。

5.4 巡更系統

巡更點應設在主要出入口、主要通道、緊急出入口和各主要部門。安防人員的巡查報告方式可以采用在線瞳離線方式。對實時性要求高的項目應采用在線方式。

5.5停車場管理系統

在停車場的人口區應設置出票機或讀卡器,并應在汽車庫(場)的出口區設置驗票機或讀卡器。此外,還可以提供車位引導系統,用來顯示剩余車位的數量及區域。

除此之外,綜合布線系統是建筑物或建筑群內部之間的傳輸網絡。它能使建筑物或建筑群內部的語音、數據通信設備、信息交換設備、建筑物物業管理及建筑物自動化管理設備等系統之間彼此相聯,也能使建筑物內通信網絡設備與外部的通信網絡相聯,是為上述系統提供物理通路。建筑智能化集成系統是將建筑物內不同功能的智能化子系統在物理上、邏輯上和功能上有機連接起來,在開放標準的硬件和軟件平臺上,實現各有關系統之間可相互操作和資源共享,形成一個綜合化的管理系統。

智能化系統內容豐富、種類繁多,每個智能建筑要把所有系統都包羅進去是不可能的,因此設計時應根據建筑物的使用功能、建設總投資、管理要求等綜合考慮,確定與建筑物功能相適應的建筑智能化系統中各子系統的設計標準,應側重各子系統的有機結合,注重智能化系統集成,強調綜合性、統一性和各子系統的關聯性,利用計算機網絡技術,使傳統的智能化子系統互聯、互通、互操作,達到資源共享、功能得以提升和降低成本的目的。

參考文獻:

1.陳保代.《智能建筑與城市信息》.2010 第9期.

2.中國國家標準.《智能建筑設計標準》.(GB/T50314-2007).

3.北京市地方標準.《建筑智能化系統設計技術規程》.(DBJ01-615-2003).

篇10

關鍵詞:變電所配電所存在問題規范

10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設計,是工程建設中非常普通又非常重要的一項工作,其規范性和技術性都很強,許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好變配電所設計既要執行國家現行的有關規范和規程,又要滿足當地供電部門的具體要求,否則會出現種種問題,影響設計質量和工程進度。為了做好變配電所的設計,現將本人在審查我院變配電所設計圖紙時發現各種問題中的一部分整理出來,進行簡要的分析,與大家相互交流,以便共同提高。

1.變電所和配電所的名稱工程設計在使用名詞術語時要力求準確,不能隨意。在具體項目的設計文件中不宜籠統使用“變配電所”這一名稱。“變配電所”是變電所和配電所的統稱,僅用于泛指。具體談到某種類別或某一個體時,應分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中,“變電所”的解釋是“10kV及以下交流電源經電力變壓器變壓后對用電設備供電”:“配電所”的解釋是“所內只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置,母線上無主變壓器”。在變電裝置與配電裝置均有時,以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者,稱為“變電所”“以中壓配電為主要功能包括附有3~10/0.4kV變壓器者,稱為”配電所“。一項工程具有多個變電所時,應以所在建筑物的名稱或用流水號對各變電所分別命名。

2.帶電導體系統的型式和系統接地的型式根據國際電工委員會IEC-TC64第312條,配電系統的型式有兩個特征,即帶電導體系統的型式,如三相四線制,和系統接地的型式如TN-C-S系統。在正式文件中不得把三相四線制的TN-S系統稱為“三相五線制”。在GB50054-95《低壓配電設計規范》第37頁“名詞解釋”中已明確指出,“三相四線制是帶電導體配電系統的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線,不包括不通過正常工作電流的PE線”。它并進一步闡明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配電系統均屬三相四線制”。在我國低壓配電電壓應采用220V/380V.帶電導體系統的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設計文件中,對TN-S與TN-C-S接地型式的劃定有時混淆不清。系統的接地型式一般是就一個變電所或一臺變壓器的供電范圍而言。中性線N線和保護線PE線僅在局部范圍內,如一棟樓或一層樓分開時,應稱TN-C-S系統。TN系統中某一剩余電流保護器負荷側電氣裝置的外露導電體單獨接地時,可稱為局部TT系統。

3.分級分類術語和標準計量單位設計文件中的各種分級、分類等名詞術語,應與國家標準、行業標準統一,不得混淆。如經常使用的術語:電力負荷應稱為一、二、三級負荷,這里用“級”不用“類”;防雷建筑稱為一、二、三類防雷建筑物,這里用“類”不用“級”新的防雷規范不再分工業、民用,屋面避雷網的網格大小也應以新規范為準;爆炸性氣體環境危險區域分為0、1、2區,爆炸性粉塵環境危險區域分為10、11區,火災危險區域分為21、22、23區,這里均用“區”不用“級”或“類”;而火藥、炸藥、彈藥及火工品危險場所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險場所,這里用“類”不用“區”。其他的名詞術語也應正確使用,如在正式文件中應使用“斷路器”、“變電所”,而不宜使用“自動開關”、“變電站”等等,不一一列舉。計量單位的標準符號要正確,字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應一律使用法定計量單位,特別要注意單位符號字母的大小寫要正確,凡由人名轉化來的單位符號如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號如M、G均應大寫;除此之外,則一律小寫,如kV、MW、kvar、km等。有關計量單位的資料,可參閱“工業與民用配電設計手冊”第十六章第773~783頁。

4.對土建的要求在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中明確規定了變電所所址選擇和對建筑等有關專業的要求,在執行中我們還存在不少具體問題,現僅列舉以下幾例略加分析,今后設計時應予以重視。

1)防火挑檐:車間附設變電所選用油浸電力變壓器時,有的未在變壓器室大門的上方設置防火挑檐。在工程建設標準強制性條文GB50053-94的第6.1.8條,規定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設備時,其底層外墻開口部位的上方應設置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。

2)安全出口:有的設計在長度大于7m的配電室僅設一個出口或設兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第6.2.6條的規定,規范要求“長度大于7m的配電室應設兩個出口,并宜布置在配電室的兩端”。

3)梁高:有的設計在考慮室內凈高時未計及梁的高度。由于變配電所的跨度較大,有時梁的高度可達800mm左右,故在提土建條件層高時應考慮梁的高度。

4)值班室:有的設計將值班室設在交通不便的里角。這不符合GB50053-94的第4.1.6條規定,該條規定“有人值班的配電所,應設單獨的值班室。高壓配電室與值班室應直通或經過通道相通,值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。”

5)電纜溝:有的變電所內雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側設置地溝,兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今后線路的調整,宜將所內所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。

6)電纜分界室:有的分界室不滿足供電部門的要求。北京供電局規定北京地區的10kV用戶必須設置電纜分界室作為工程的電源總進線室。電纜分界室的位置應接近電源進線方向,并靠近建筑物的外墻。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右,凈高應不小于2.7m,下設凈高不小于1.8m的電纜夾層,并設600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無地下室的建筑物中一般設在一層;而在有地下室的建筑物中,則不論地下有幾層,電纜分界室均要求設在地下一層。根據北京市供電局的規定,電纜分界室歸北京市供電局管理,故電纜分界室的門應向外開向公共走道。

5.設備布置在變配電所的設備布置方面,我們也存在種種問題,甚至違反強制性條文的規定,現僅舉列如下:

1)高、低壓配電系統圖與平面圖不一致。其表現形式有兩種:其一是系統圖與平面圖中柜屏的排列順序相反。看系統圖時是面向柜屏的正面,將其從左至右排列為1、2、3……n;而在平面圖上卻是面向屏的背面,將其從左至右排列為1、2、、3……n,必然弄反了。要避免這一錯誤的關鍵是在系統圖和平面圖上都應面向柜屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋,而在系統圖卻未畫出。

2)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規范要求。如屏后有時僅距墻700mm,抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm.根據規范GB50053-94第4.2.9條規定,低壓配電室內成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排布置為1500mm,抽屜式單排布置為1800mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,抽屜式雙排面對面布置為2300mm.只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm.

3)配電柜屏后通道的出口數量不滿足規范要求。作為規范強制性條文,GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大于6m時,其柜屏后通道應設兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應增加出口。”這一條要強制執行的理由,是為了當高壓柜、低壓屏內電氣設備有突發性故障時,在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。

4)配電室內燈具采用線吊、鏈吊,且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3條規定,“在配電室內裸導體的正上方,不應布置燈具和明敷線路,當在配電室內裸導體上方布置燈具時,燈具與裸導體的水平凈距不應小于1.0m,燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉,故要執行此條規定。配電室內可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。

5)變配電所內設有接地扁鋼沿墻敷設,但未設置臨時接地接線柱。為了方便試驗和維修時臨時接地,應適當設置臨時接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國家標準圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁。

6.推薦選用D,yn11結線變壓器最近十年,在TN系統中采用D,yn11結線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優點。在GB50052-95《供配電系統設計規范》中第6.0.7條規定:“在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,宜選用D,yn11結線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由,主要基于D,yn11結線比Y,ynO結線的變壓器具有以下優點:

1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成形條件下,可在原邊形成環流,有利于抑制高次諧波電流,保證供電波形的質量。

2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結線比Y,ynO結線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統的單相短路電流擴大3倍以上,故有利于單相接地短路故障的切除。

3)能充分利用變壓器的設備能力。Y,ynO結線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%見GB50052-95第6.0.8條,嚴重地限制了接用單相負荷的容量,影響了變壓器設備能力的充分利用;而D,yn11結線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上,甚至可達到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對單相負荷容量大的系統是十分必要的。因此在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,推薦采用D,yn11結線組別的配電變壓器。

7.電纜型號與截面的選擇

1)電纜選型:YJV型交聯聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜,是工程建設中普遍選用的兩種電纜。YJV型交聯電纜與VV型電纜相比,雖然價格略貴,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長YJV型電纜壽命可長達40年,而VV型電纜僅為20年等顯著優點,因此在工程設計中應盡量選用YJV型交聯聚乙烯電纜,逐步淘汰VV型聚氯乙烯電纜。

2)電纜截面選擇:電纜作為導體的一種,其截面選擇應滿足規范強制性條文GB50054-95第2.2.2條,有關選擇導體截面應符合的四點要求,而我們設計選用的電纜截面有時卻不符合該條規范中第一、第二點的要求。

第一點:“線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求”。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計算電流要求外,還應按電壓損失進行校驗。由于未進行電壓損失校驗,我們多次發現因選用6mm2、10mm2截面的電纜作遠距離配電干線而不能滿足用電設備端電壓要求的錯誤,因此應進行電壓損失計算,用以校驗所選用的電纜截面是否滿足用電設備端電壓的要求。規范GB50052-95第4.0.4條,對用電設備端電壓偏差允許值有下列要求:電機機為±5%;在一般工作場所的照明為±5%,遠離變電所的小面積一般工作場所照明、應急照明、道路照明和警衛照明為+5%、-10%;其它用電設備當無特殊規定時為±5%。

第二點:“按敷設方式及環境條件確定的導體載流量,不應小于計算電流。”在執行本條時應考慮環境溫度、導體工作溫度,并列系數等對電纜載流量的影響,尤其是電纜敷設時并列數對載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時持續載流量的校正系數,梯架水平排列為0.65,托盤水平排列為0.55見92DQ1-77。有關電線電纜載流量的各種修正系數可參見華北標《建筑電氣通用圖集》92DQ1-75~77頁。

此外,電纜截面的選擇還須適當考慮備用設備的用電和新增設備的用電。

8.斷路器選擇與短路電流計算在低壓配電系統中用作保護電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器,用它來作配電線路的短路保護和過載保護。但是,在選用低壓斷路器時存在不少問題,其中突出的問題是沒有進行短路電流計算。配電線路短路保護電器的分斷能力應大于安裝處的預期短路電流。選擇斷路器應先計算其出口端的短路電流,但有的設計者卻沒有進行短路電流計算,所選短路器的極限短路分斷能力不夠,不能切斷短路故障電流。要確定斷路器安裝處的短路電流,可按設計手冊進行計算,但比較煩雜;也可以采用“短路電流查曲線法”來確定計算電流,比較簡便。現將由上海電器科學研究所設計、浙江瑞安萬松電子電器有限公司斷路器產品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過查此曲線,可以較方便地求得任意安裝位置的短路電流近似值。所舉例子的短路點僅為假設,實際工程設計中最常用的短路點是選在保護電器的出口端。

9.斷路器與斷路器的級聯配合低壓配電線路采用斷路器作短路保護時,斷路器的分斷能力必須大于安裝處可能出現的短路電流。但是有時不能滿足此要求。例如:C45N、C65N/H微型斷路器的分斷能力僅分別為6kA、10kA,但其安裝處出口端的短路電流有時可達15kA甚至更高。這時可用兩路辦法來解決此問題,第一是改用短路分斷能力高的塑殼斷路器;第二是仍選用微型斷路器,利用其與上級斷路的級聯配合來實現短路保護。但是,進行級聯配合的上下級斷路器的選擇須滿足下列條件:

1)先決條件是上級斷路器的固有分斷時間比下級斷路器的全分斷時間短。也就是說下級斷器出口端短路時,下級未來得及切斷短路電流,上一級先行切斷了短路電流。

2)下級斷路器雖不能切斷短路電流,但下級斷路器及其被保護的線路應能承受短路電流的通過。

3)越級切斷電路不應引起故障線路以外的一、二級負荷的供電中斷。

4)上下級斷路器宜采用同一系列的產品,其額定電流等級最好相差1~2級,或根據生產廠提供的級聯配合表來選擇。現將施耐德電氣公司提供的級聯配合表附后。由此表可見,C65N/H型斷路器可與NS100、NS160、NS250型斷路器進行級聯配合,不能與更大的NS400、N630及以上的斷路器進行配合,更不能直接接在變壓器低壓側框架式主開關后的母線低壓屏上。

10.斷開中性線及應用四極開關GB50054-95《低壓配電設計規范》實施以來,由于設計人員對規范的理解和認識不一致,因此在設計低壓配電系統時對斷開中性線及應用四極開關的做法也就很難統一。針對這一情況,《電氣工程應用》雜志從1999年第一期起,陸續發表了多篇國內知名專家的專題論文。專家們就國內外規范和IEC標準對斷開中性線及應用四極開關的有關規定和做法闡明了各自觀點,使我們獲益不少。現僅將專家們普遍認同,又與我們設計工作密切相關的一些觀點整理如下。盡管這些觀點尚未納入國家規范中,但對我們的設計工作頗具現實指導意義。

1)當兩個電源間需進行電源轉換時,如果兩電源系統的接地型式不同,或者供電變壓器繞組的接線組別不同,則應斷開中性線,并采用四極開關。

2)IT系統和TT系統應當隔離中性線。TN-C系統中禁止斷開PEN線。

3)TN-S系統中,不需要斷開中性線;變壓器低壓側出口總開關與母聯開關不必斷開中性線;由外部低壓電網向民用建筑物供電的進線處,宜隔離中性線可采用四極隔離開關等隔離電器,也可采用在中性線上設置連接片、接線端子或連接匯流排等措施;每戶住家的入戶線處應隔離中性線大多居民用戶為單相負荷,采用雙極開關即可解決問題。

4)正常供電電源與應急備用發電機電源間的轉換開關需采用能斷開中性線的四極開關,并使二者不能并聯。

5)在有氣體爆炸危險的1區及有粉塵爆炸危險的10區場所,游泳池、浴池等特別潮濕場所,應裝設將中性線和相線一起斷開的隔離電器。