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1.2在设计方案中对施工要求进行明确的规定
在设计方案中需要对施工的准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段等三方面进行明确的规定,每个环节都必须严格按照配网工程系统设计方案进行,当然,在必要的时候可以更改设计方案,但要尽量控制设计方案的变动,避免方案变动对系统施工以及运行造成影响。首先,要考虑的是220kv电力配网工程系统施工的准备阶段,根据设计方案提供的机械设备、人员、材料、安全防护设施等方面的要求,做好前期的准备工作,为后期配网工程顺利施工打下夯实的基础。另外,要派专门的监督人员,确保准备阶段中的各项材料、设备、器械等质量都满足设计方案中的要求。其次,在施工阶段,纵有质量再好的材料和设备,如果施工阶段出现问题的话,也会对工程质量造成极大的影响,影响到配网系统的后期运行效率。因此,必须加强配网工程施工阶段的安全管理,要求施工过程按照设计方案的要求实施。监督管理人员与方案设计人员进行有效的沟通,了解配网工程系统的设计要点,再对每个施工环节进行监督,确保每项环节都能满足方案设计的质量要求,并对每个施工环节的实际情况以及测试情况进行记录,以便于对系统的优化调整,这样才能进一步确保电力配网工程系统设计的施工质量,对配网系统后期的运行效率也非常有利。再次,要做好220kv电力配网工程系统竣工阶段的工作,工程竣工检验合格之后就会投入到试运营阶段,如果检验工作出现问题的话,势必会造成配网系统的运行问题,会涉及到工程的维护费用,甚至会出现返工的现象,不仅延误了配网系统投入运营的时间,还浪费了大量的人力、物力和财力,因此,在配网系统工程竣工检验期间,必须保证检验的质量,避免系统投入运营再引发故障。为了提高配网系统工程的检验质量,可以采取分段检验的方式,将各个系统分段区接入到总配网系统中测试,这样可以确保每个区段的检验都能够按照设计方案中的要求进行检验,一方面能够对配网系统进行全面的检验,另一方面可以通过分段试运营的测试方式更好的对系统进行调整,从而节省大量的人力、物力和财力。
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一.前言
近些年来,我国的科学技术水平有了长足的进步,经济得到繁荣,经济实力的支撑,和各种核心技术的突破,为我国医疗卫生事业的迅速发展提供了强有力的经济动力和技术支撑,人们生活质量得到改善的同时,也对我国的医疗卫生条件和服务水平有了更多的关注和重视。这些年来,虽然我国的医疗卫生条件有了很大的发展和进步,但是,从总体而言,我国医疗建筑设施的老化情况严重,比如供配电系统陈旧,不完善,安全隐患多等,同时,医疗建筑设施的老龄化要远远落后于我国医疗设备和医疗技术的突破,随着医疗设施的专业化和特性要求,对整个医院的设施系统都有了更高的要求,大型综合型医院的供配电系统是整个医院正常运转的基础环节,做好供配电系统的设计,不仅仅有助于提高医疗服务水平,提保证医疗质量,同时,有助于节约各种能耗,有助于维护系统的安全。
二.大型综合医院供配电系统设计分析
1.供配电形式设计和选择
(一)重要手术室、重症监护等涉及患者生命安全的设备及照明用电是一级负荷特别重要负荷,采用两路电源再加应急电源供电,并且严禁其他负荷接入应急供电系统。
(二)急诊部、监护室、手术部、分娩室、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室、病例切片分析、磁共振、介入治疗用CT及X光机扫描室、血库、治疗室及配血室的电力照明用电,培养箱、恒温冰箱,走道照明用电,百级洁净度手术室空调系统用电、重症呼吸感染区的通风系统用电,是一级负荷,采用两路电源供电(一路电源发生故障,另一路电源自动切换保障供电连续)。
(三)一般诊断用CT及X光机用电,客梯用电、一般手术室、病房、照明用电,是二级负荷,采用两回路供电。
(四)大型重要医疗设备的供电应由变电所单独的回路供电,其供电系统应满足设备对电源内阻的要求。大型医疗设备瞬时的冲击电流大,产生的瞬时压降大,给大型医疗设备供电,由变电所引出单独回路供电,可以保证线路的压降控制在一定范围,而且减少对其他设备的影响。医疗设备对电源压降有具体要求,体现在为电源压降指标和电源内阻指标,需要全面考虑供电回路的电阻和阻抗,满足大型医疗设备对内阻的要求。
(五)医院消防负荷,根据医院建筑分类而定,医院建筑要是一类高层消防负荷为一类负荷,其余医院消防负荷是二级负荷。消防设备两路电源供电,均在末端自动切,换疏散诱导照明采用双回路末端互投并自带蓄电池供电。
2.照明设计和照度选择
设计中应注意医疗功能性用房照明的特殊要求。诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处采用高显色荧光灯,以便于观察病人的情况。色温在3500K左右,病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具,以减少眩光。在病房建议用间接照明,手术室、手术部清洁走廊、传染科、污物、污洗等处与业主结合确定是否设置紫外线灯。对特殊场所的照明应采取不同方式:磁共振扫描室、理疗室、脑血流图室等需要电磁屏蔽的地方,灯具采用了直流电源;测听室的照明采用白炽灯;眼科暗室用可调光的白炽灯。
3.接地保护设计
(一)大型综合医院接地系统设计中,医疗设备发生漏电会危及人们的生命,因此,对医院的电气安全提出了更高的要求,TN-C系统严禁用于医疗场所的供电系统中,一般采用TN—C—S系统,但是对于任何一个建筑单体在电源进户后,电源中性线和接地保护PE线严格分开,不再重合。医院接地系统在做好每个建筑物的总等电位联结后,对医院的一些特殊场所,如手术室、重症监护病房、血液透析室、病房带淋浴的卫生问等做好局部辅助等电位连接,这是医院接地系统的一个特点,不能疏忽。用于维持生命、外科手术和其他位于“患者区域”内的医院用电气设备和系统供电回路均应采用医疗IT系统,例如进行心脏手术的设备其正常泄露电流不得大于10mA,发生第一个接地故障时其泄露电流不得大于50 mA,因通过病人心脏的电流如超过50 mA可导致病人心室纤颤而死亡,为此需要严格限制第一次故障电流。主要措施是在手术室或其邻近处安装一台1:1的隔离变压器,其二次回路不接地,以IT系统供电,保障人生命安全。
(二)在整个大型综合医院的供配电系统设计中,笔者发现,在这些医院的诊疗设备中,都带有很多的计算机和微处理器,因而也对整个供配电系统中的基准电位的稳定性有着更为严格的要求。在供配电系统设计时候,对这个基准电位既可以设计为悬浮,也可以设计为接地,但是为了防止发生漂移,一般在设计过程中,会将基准电位设计选择为大地。同时将接地值严格控制在1 Q以下,如此,就要在设计过程中,将电气设备附近设计专用的电子信号接线盒,一般而言,多采用16—25mm2多股铜芯线穿绝缘管由建筑物的接地体直接引来。在大型综合医院中,病房里,病床的上方都会设计一个供氧吸引和电源插座的综合线槽,并在线槽的板面上设计专门的接地端子,也就是信号接地的端子,有着十分有效的接地保护效果,但是,在医院供配电系统设计实际操作过程中,由于信号地使用具有一定的随机性,固定性较差,因而,一般可以采取树干式垂直连接医院系统中的信号接地端。
4.节电设计
大型综合医院能耗较大,因此,要做好整个医院的节电设计,这不仅仅是进一步优化整个大型综合医院供配电系统的必要举措,也是我国医疗卫生行业发展的必然要求。同时,在我国面临严重的资源能源危机的情况下,加强对医院的节电设计,可以有效降低医院运行的成本,减轻患者的医疗负担,有助于推进我国和谐社会的进程。
在医院建设期间,在进行整个医院的供配电系统设计时候,要从我国节能等各个方面的相关法律规范和政策方面进行考虑,比如可以实施绿色照明,如此,有助于节约照明用电,减少各种能耗,降低污染,提高医院照明的优质高效。在设计过程中,可以使用新型的,节能效果很好的电子镇流器,三基色荧光灯等,在进行供配电系统设计时候,可以选择一些直管式高功率的灯具,同时,选择的灯具敞开覆盖面积要尽可能的宽泛,要具有很强的反射率。
在整个供配电系统设计时候,要选择好各种节能电器产品,比如节能型变压器,高低压电气开关,继电器、接触器等。并根据功率的不同,实施分级补偿措施,就地实施补偿。在电能的计量上,可以据实际情况,实施分级计量,并结合成本的有效核算,加强对整个供配电系统中电能的控制和使用。
三.结束语
虽然我国的大型综合医院在供配电系统设计中依然存在着一些问题和缺陷,但是,随着我国经济实力和科学技术实力的进一步增强,将会为我国的医疗卫生事业的发展奠定更为坚实的发展基础,为了保证大型综合医院的正常运转,提高医院服务水平和服务质量,可以实施独立的供配电系统,同时,要进一步完善各种应急措施,比如设置应急的电源,如此,可以在发生一些突发事件时候,保证医院的供配电能够正常进行,对人们的生命形成更强有力的保证。在进行医院的供配电设计时候,要充分考虑到医院建筑供电要求高,供电负荷复杂的特点,要在综合考虑整个医院的器械设备和功能的基础上,采取有效的设计工艺,严格设计流程,在医院相关各个部门共同的配合下,加强双方的沟通,保证供配电设计能够充分满足医院各方面的需求,同时,要在实践中,不断促进整个医院供配电系统的优化。
参考文献:
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消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。
本次设计完成图纸共18幅,绘图采用AUTOCAD软件绘制。
本电气设计为毕业设计,其目的是通过设计实践,综合运用所学知识,理论联系实际,锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力,为未来的工作奠定坚实的基础。
Abstract :This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ;Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.
The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ,among others include load calculation, illumination calculation .
The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.
The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.
The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.
This electrical design of the office building is a graduation design,The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.
目 录
一.绪论 6
1.1.建筑电气概况 6 1.3设计内容 6
二.配电系统设计 9
2.1负荷分级 9
2.1.1一级负荷 9 2.1.3三级负荷 9
2.2负荷的供电要求 9
2.2.1一级负荷的供电要求 9
2.2.2二级负荷的供电要求 9
2.2.3三级负荷的供电要求 10
2.3本工程的负荷分级及供电要求 10
2.3.1本工程的负荷分级 10
2.3.2本工程负荷的供电要求 10
2.4负荷计算 10
2.4.1负荷计算的内容 10
2.4.2负荷计算的方法 10
2.4.3负荷计算的公式 11
2.4.4负荷计算表 11
2.5变(配)电所所址选择,结构型式 11
2.5.1变(配)电所所址选择 11
2.5.2变(配)电所结构型式 12
2.6变压器类型,台数,容量选择 12 2.6.2变压器台数选择 12
2.6.3变压器容量选择 12
2.7配电方式 12 2.7.2低压配电方式 12
2.8电缆选择及敷设 13
2.8.1电缆选择的原则 13
2.8.2电缆选择的结果 13
三.照明系统设计 14
3.1总则 14
3.2照明光源选择 14
3.3照明灯具选择 14
3.4照度和照明方式选择 15
3.5一般照明 15
3.6应急照明 16
3.7照度计算 17
四.建筑物防雷,接地系统设计 18
4.1建筑物的防雷分类 19
4.2建筑物的防雷措施 20
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一、我国民用高层建筑供配电系统的主要内容
与工业建筑或其它建筑类型相比,民用高层建筑有着自身的显著特点。首先,使用人员较为密集。民用高层建筑由于建筑体较高,建筑及使用面积大,因此,可以容纳较多人员。其次,民用高层建筑功能多样化。在现代社会中,很多民用高层建筑具有非常多的功能,往往集办公、娱乐以及商业等于一身,体现出多元化倾向。再次,民用高层建筑的配套电气设备多。由于建筑具有较多功能,因此必须考虑到使用以及安全等方面的需要,包括消防、空调等专业化需求以及与日常管理维护所需电气设备等。最后,民用高层建筑内部装饰复杂。由于需要满足多种使用功能,所以民用高层建筑的装修标准高、装饰程序复杂,这样才能充分
满足日常生活的需要。但是,由于这类建筑中人员密集、设备较多以及经常开展各种商业性活动等,这又易于造成较大的火灾或者其他安全隐患,因此必须充分考虑到消防以及安全维护等的需要。具体来说,民用高层建筑供配电系统设计主要包括以下内容:
(一)供配电系统必须安全可靠,充分满足各种特殊情况的需要。对于民用高层建筑来说,由于属于人员密集场所,因此,供配电系统的可靠性、安全性与人员以及机器设备的安全状况等紧密相关。如果供配电系统缺乏安全可靠性,就易于造成严重的安全隐患。所以,为了避免各种安全事故的发生,民用高层建筑必须高度重视供配电系统设计的可靠性与安全性。同时,在现实生活中,由于民用高层建筑的各类电气设备多,用电负荷较大,因此必须要充分考虑特殊情况,确保供配电系统正常运转。所以,为了充分保证供配电的可靠性以及工作人员及电气设备的安全,应当取两路或两路以上的独立电源进行供电,并设置柴油发电机组作为应急电源。当采用柴油发电机、EPS作应急电源时,其容量应满足消防设备持续运行时间的要求。在此值得一提的是EPS应急电源装置的初装容量应保证蓄电池组在更换之前的任意时间内都能满足消防设备持续运行时间的要求。
(二)采取有效措施满足电气设备对于质量的要求。对于民用高层建筑物来说,由于楼层较高,供配电线路长,线路损耗以及电压损失较大,因此,在对供配电系统进行设计的时候,配电变压器应当根据实际情况进行分层布置,确保供配电的安全。同时,对于所选用的设备、元件以及电气材料应当确保符合国家相关规定和使用标准,做到安全可靠。
(三)供配电系统在使用中必须简单可靠,易于操作,并且检修方便。在供配电系统设计中,必须做到正常工作电源与柴油发电机组的应急电源可以自成系统,独立配电。这样就可以确保万一发生事故时,能够自动切换,确保供配电系统的安全可靠。要做到即使在发生火灾等特殊情况下,消防设备也能够由应急电源提供连续稳定的用电保障。同时,从安全角度考虑,低压配电级数不宜设置过多。
(四)供配电设备的设置应当科学合理。一般来说,民用高层建筑的地下有两层,配电室机房应当放置在地下一层,这主要是从维护设备性能的角度进行考虑的,这样做不仅有助于电气设备的通风冷却,而且也可以与其他电气设备共用运输通道。同时,楼层配电室要设在电气竖井内,而且配电箱与电缆应当安装在竖井的不同侧面。另一方面,供配电系统的网络设计也应当合理科学。由于民用高层建筑的低压配电网络多采用混合式配电系统,因此应当根据电压负荷大小以及楼层情况,采用不同结构的配电系统。
二、民用高层建筑供配电设计应遵循的基本原则
由于民用高层建筑的特殊性,因此,在对民用高层建筑的供配电系统进行设计的过程中,必须严格遵循一定的原则。具体来说,主要包括以下内容:
(一)可靠性原则。在民用高层建筑中,由于使用人员密集,涉及面广,因此,供配电系统设计必须坚持安全性与可靠性。在规划设计的过程中,应当首先科学分析实际用电负荷等级,在此基础上保证供配电系统能够在任何运行方式下都可以持续性提供电力保障,从而确保电力供应的安全可靠。
(二)简洁性原则。由于高层建筑电气设备较多,因此在日常使用以及维护的过程中,供配电系统的线路设计要追求简单、清晰,尽量避免过多的电气设备。同时,电气设备及线路的设计要方便使用、易于操作。只有这样,才能充分保障供配电系统的安全运行,并且也有助于对各种故障进行及时处理。
(三)保障安全性原则。在民用高层建筑中,由于电气设备以及功能需求较多,因此,在日常工作过程中,应当充分保证操作人员在日常工作以及在检修维修过程中的安全性。
三、民用高层建筑供配电设计的基本思路
民用高层建筑供配电系统设计的主要目的,就是要采取科学有效的技术手段,充分满足各种电气设备的用电需求,确保供电设备及其性能的安全性与可靠性。因此,在设计的过程中,为保障民用建筑中电气设备的安全运行,必须要在把握供配电设备性能的基础上,对电气设备以及其线路的运行及其维护提供可靠的安全保障,及时防范和化解安全风险及电气事故的发生。
(一)根据供电需要计算电力负荷。在现实生活中,由于电力负荷事故所造成损失及社会影响的程度不同,一般将电力负荷分为一、二、三等级别。一般来说,造成的影响越大,损失程度越高,对供电可靠性的要求就更加严格。根据《民用建筑电气设计规范》等相关文件的要求,电力负荷等级要根据高层建筑的性质、规模以及当地供电实际等情况,综合确定民用高层建筑的电力等级、电源回路数以及是否设置自备电源等。
(二)综合考察并确定供电电压。民用高层建筑供配电系统的正常运行与供电电压之间存在着紧密联系,而供电电压主要取决于电力负荷、供电距离以及供电线路的回路数等因素。在一般情况下,有些高层建筑没有特别重要的电力负荷,且一级负荷容量较小,可以采用两路电网电源供电或者一路电网电源加应急发电机组供电的方式提供电力。供电电源采用独立的10kv高压电源,由电网电源引入民用建筑开关房。低压配电电压采用380/220V,设置柴油发电机,以确保消防设备用电。如果对用电负荷有特殊要求时,可以由柴油发电机组提供电力保障。
(三)科学确定高压供配电系统的设计。对于民用高层建筑的供配电系统来说,一般包括高压供配电系统和低压供配电系统。而设计高层建筑的供配电系统,不仅要考虑技术因素和规范要求等因素,而且要充分研究日常使用以及管理维护等方面的需要。
民用高层建筑应当充分考虑从电网获取电力供应。在通常情况下,住宅区的高压配电,一般按照总建筑面积等确定配电所,以提供有效的电力保障和电力供应。而对于单体建筑面积较大用电负荷相对分散的大型民用建筑或者高层建筑来说,可以考虑采取多台变压器分散配置的方式来解决。在那些民用高层建筑中,除了底层以及地下层之外,也可以在电力负荷比较集中的中间楼层以及建筑物顶层设置变压器。而对于那些用电负荷特别大,对供电可靠性要求较高的民用高层建筑,也可以采用双电源同时工作的方式进行设计安排。
(四)根据现实需要合理设计低压配电系统的设计。在日常使用的过程中,低压配电系统主要承担着分配电源的功能,在维护和提高变压器的运行效能,提供应急供电保障等方面发挥着重要作用。因此,在对民用高层建筑低压配电系统进行设计的过程中,不仅要考虑满足负荷条件下正常用电的需要,而且要在发生各种故障的情况下,可以持续提供电力保障。可见,民用高层建筑的低压配电系统,应着眼于满足管理、供电及可靠性等方面的要求。
在特殊情况下,为了避免安全事故的发生,及时解决电力供应中出现的各种问题,还要设置应急电源。在一般情况下,民用高层建筑会选择使用柴油发电机组作应急电源,以进一步提高供电的可靠性及安全性。当电网供电中断时,柴油发电机组可以快速启动,在15s内正常带负荷运行,及时恢复电力供应。当电网供电恢复时,柴油机组快速退出工作并延时停机。
四、结论
当前,随着社会经济的快速发展,人们对于民用高层建筑的供配电系统更加重视,对供配电的安全性与可靠性等提出了更高的要求。因此,在进行民用高层建筑供配电设计的过程中,应当结合电力供应、建筑物规模以及人们电力需求等因素制定出科学合理的解决方案。在设计以及建设的过程中,工程设计及施工人员应当遵循可靠性、简洁性以及保障安全性等原则,只有这样,才能设计出安全科学的民用建筑供配电系统,充分满足人们现实生活的需求。
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一、电力负荷等级划分及供电要求
(一)负荷分级
由于不可能对所有的用电单位和用电设备都采取相同的供电措施,所以供配电设计应首先对用电单位和用电设备进行负荷分级。负荷分级应根据用电单位(即电能用户)和用电设备的规模、功能、性质及其在政治、经济上的重要性进行确定。国际上普遍的做法是将负荷按应急电源自动切换的允许中断供电时间划分为0s、小于0.15s、0.5s、15s和大于15s五个级别,而我国则是沿用前苏联的做法,按用电单位或用电设备突然中断供电所导致后果的危险性和严重程度分为一、二、三级。另外人防工程负荷分级中用电负荷应分别按平时和战时用电负荷的重要性、供电连续性及中断供电后可能造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。平时用电负荷分级,应同时满足《人民防空地下室设计规范》和地面同类建筑国家现行有关标准之规定。由于各行业的各类负荷很多,通用性规范只能对负荷分级作原则性规定,具体行业中负荷等级详细的划分需在相应行业标准中规定。常用的重要用电负荷分级(含人防战时负荷分级)。
(二)供电要求
1.供配电系统力求简单可靠,操作安全,运行灵活,检修方便。正常工作电源与柴油发电机组的应急电源应自成系统、独立配电,事故时应能自动切换。消防用电等一类负荷在火灾情况下,由应急电源保证连续供电,二类负荷应保证两回路切换供电.低压配电级数不宜过多。如从变电所的低压配电装置算起,则配电级数一般不多于四级,重要负荷不超过一级。总配电长度一般不宜超过200m,每路干线的负荷计算电流一般不宜大于200A.
2.变配电设备的布置应便于安装和维护。高层民用建筑的地下层通常有两层,宜将总配电室(变电所)设在地下一层。柴油发电机宜用风冷式机组,且机房最好设置在地下一层;一是便于通风冷却;二是可与变配电室中的设备共用运输通道。为防火的需要,不宜设置可燃油浸的电力变压器、高压电容器和多油开关,而应采用干式变压器与高压真空开关.各楼层配电室宜设在电气竖井内,一般情况下配电箱与电缆分装在竖井内的不同侧面.
3.供配电系统的网络设计应合理。民用建筑中的低压配电网络多采用混合式配电系统。其中地下室与裙楼部分采用放射式配电,主体部分采用树干式配电。根据负荷大小和楼层层数的多少,决定选用分区树干式还是母线树干式配电系统。树千式的配电形式一般为电缆或插接式绝缘母线槽沿垂直的电气竖井内敷设.
4.要适应建筑的发展。随着经济的发展,新设备、新材料、新功能等不断增多,因此供配电系统应适应高层民用建筑不断发展的需要。供配电系统的设计,是建筑电气设计的重要组成部分,合理与否会影响整个建筑使用功能及安全。
二、合理选择供电设备
(一)高、低压设备的选择
高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求,同时设备应工作安全可靠,运行方便,投资经济合理。高压刀开关柜的选择要满足变电所一次电路图的要求,并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号。同时确定其中所有一次设备的型号规格。
(二)导线、电缆的选择
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行,进行导线和电缆截面选择时必须满足供电所需的发热条件、电压损耗条件、经济电流密度和导线电缆的机械强度等各方面的要求,对于绝缘导线和电缆,还应满足工作电压的要求。根据设计经验,一般10KV及以下高压线路及低压动力线路,通常先按发热条件来选择截面.再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路,因其对电压水平要求较高,因此通常先按允许电压损耗进行选择,再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路。则可先按经济电流密度确定经济截面,再校验其它条件。
(三)配电所高压开关柜的选择
高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置,在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用,也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。
三、电气照明设计
人眼对外界环境明亮差异的知觉,取决于外界景物的亮度。但是,规定适当的亮度水平相当复杂,因为它涉及各种物体不同的反射特性。所以,在实践中是以照度水平作为照明的数量指标。设计中应根据不同场所的特点和作业对视觉的要求确定照度,并应按照GB50034-2004《建筑照明设计标准》的相关规定执行。
照度标准值分级应为0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx。标准值是以维持平均照度作为照度标准值。
四、火灾自动报警及联动系统
按国标GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》要求,建筑物火灾自动报警系统的保护共分三级,即特级、一级、二级。
建筑高度为24米及以下的建筑物消防系统设计按国标《建筑设计防火规范》执行,24~100米高的建筑物按国标《高层民用建筑设计防火规范》执行。国标是约束业主、设计单位、施工单位和验收单位强制性技术规定。超高层建筑尚无相应国标,在实际设计中可参照有关国标及国际标准,并依据当地消防主管部门意见,本着安全第一的精神,仔细周详的完成设计工作。
民用建筑的火灾自动报警及联动系统包括:火灾探测器、消防报警控制器、消防通风系统和自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。
(一)关于消防自动报警和自动灭火系统的设计应从以下几个方面入手:
报警探测器安装、报警手段、自动灭火方面、手动灭火方面、通讯设备、挡烟垂壁的设置以及避难层的消防安排等。
(二)其他重要的防火手段,在高层建筑中包括:
防火阀:为了防止烟火沿风管蔓延而设置,因而一般在通风机房外侧装设。通风风管穿越电气设备间时在电气设备间过墙处的风管上的墙内、墙外要各设一个防火阀,使设备间的烟火不能外传,也避免外面的烟火导入设备间。
平时防火阀处于开启状态,火灾时当风管中温度达到70℃,防火阀中的易熔片熔断,防火阀在弹簧的作用下迅速关闭,阻断管道。灭火结束后,防火阀可手动复位。
排烟阀:设于排烟风机的排烟管道上,多位于出户风口附近。排烟阀平时关闭。火灾之初打开,随之排烟风机联动启动排烟,当烟气温度达到280℃时,排烟阀自动关闭。
正压送风系统:正压风机一般处于屋顶,与各层的电动风口联动。火灾初期打开送风口,启动正压送风机,使楼梯间、电梯厅等疏散区域处于较高的风压状态。阻止烟气进入。
火灾报警系统的有效起作用有赖于喷淋系统的可靠工作。当室温升到68℃时,喷淋头的玻璃球会爆破喷洒,此为灭火直接有力的措施,为了监测该系统的正常工作,喷淋系统设水流指示器,湿式报警阀、喷淋阀等探测信号装置,以及时反映水喷淋系统的工作状态。
火灾自动报警及联动系统设计不仅要深刻理解消防规范的相关规定、条文,更要与水暖专业密切配合,了解各专业消防对电气的要求,使设计做到合理、经济、适用。
五、结语
以上论文介绍的概括,结合部分规范阐述一下该系统。就电负荷、消防方面,合理性,安全性作了阐述。建筑工程的电气设计中,需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整体协调性。所以在建筑工程中尤为重要。
参考文献:
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随着经济的迅速发展,人们生活水平的提高,对建筑物的功能需求越来越高,对电能的要求也就更高,带来的能耗也随之增多。在全球能源危机,不可再生能源日益减少的背景下,我国提出节能环保,可持续发展战略,建筑节能是贯彻可持续发展战略的一件大事,而电气系统作为建筑物最主要的能耗,加强对其的节能已势在必行。
2 功能需求与总体方案
2.1 节能型楼宇大厦的供电需求
供电设计应根据用户的设备容量使用要求进行设计。对于用电质量很高的楼宇大厦,分别从城市电网引两路10kV高压电源,一用一备,采用高压电缆埋地引入高压配电房。同时根据用电设备的需求特性,确定负荷等级。对于特别重要的负荷采取双电源双回路专用电缆供电,并就地设置UPS电源供电。也可以使用风光互补发电加储能设备进行供电,并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其他一二级负荷也采用双电源供电。通常情况,对于照明负荷供电均采用风光储系统供电,当蓄电量不能满足用电负荷时,切换到城市电网供电。
2.2 节能型楼宇大厦的配电需求
高压配电接线方式为单母,两路电源一用一备分别对低压配电所配电,低压段采用单母线分段运行,配电采用220/380V放射式与树干式相结合的方式,对于单台容量较大的负荷采用放射式供电,对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
2.3 节能型楼宇大厦整体供配电设计
通过对楼宇大厦供配电功能需求分析,结合用户对用电设备的需求,得到楼宇大厦电气系统基本组成如图1所示。
由图1可知,楼宇大厦建筑电气系统组成主要有供配电系统、照明系统、消防系统、空调系统、电梯系统、以及给排水系统等。合理设计、动态控制及管理各个子系统能量需求,是楼宇大厦节能的重要工作。
3 供配电节能设计
本系统设计以具体工程为例,工程大厦地上12层,地下2层。建筑高度54.9m米(室外地面至屋顶构架)。建筑面积77756.9m2。项目属于一类高层建筑。就地下1、2层展开节能设计。
3.1 结合节能元素的照明系统设计
对于室内场所的照明主要选择节能型荧光灯及低功耗LED灯,选用的照明光源、镇流器的能效符合相关能效标准的节能评价值。最新颁布的《建筑照明设计标准》GB50034-2013相比《建筑照明设计标准》GB50034-2004,在6.1节和6.2节对照明节能作了一般规定,并且给出了具体的照明节能措施。规定照明节能应采用一般照明的照明功率密度值(LPD)作为评价指标,提出在满足规定的照度和照明质量要求的前提下,进行照明节能评价。
照明设计计算主要依据《照明设计手册》第二版,照度计算采用利用系数法,该方法考虑到光源直接照射和经室内反射到工作面上的光通量,计算结果比较准确,再根据选择的灯具容量及镇流器功率,计算工作平面上的照明功率密度值,并与节能目标值比较,具体结果如表1所示。
由表1可知,室内主要场所照明的实际照度均大于标准照度的要求,实际功率密度也均小于标准规范功率密度的节能目标值,照明设计满足节能要求。
3.2 结合节能元素的动力系统设计
在楼宇大厦动力系统中,电机拖拽系统是主要的能耗部分,其主要节能方法利用变频调速控制方式,根据系统控制对象需求,调节输入电源频率,通过调节电机转速使整个电机拖拽系统达到输入与输出间动态平衡,从而达到提高系统功率因素,节能降耗。在采取变频调速控制的基础上,各子系统还有其他的节能措施。就空调系统的节能设计来说,2004年颁布施行的《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-1987,在第八章监测与控制中明确提出对采暖、通风与空气调节系统应设置监测与控制系统,采用集中监控系统可合理利用能量实现节能运行,2005年7月颁布实施的《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005在第五章对空调系统的节能设计做了明确规定,并根据09CDX008-3《建筑设备节能控制与管理》图集,设计空调控制系统。电梯系统还可采用电梯群控技术,通过对楼宇大厦内部多部电梯进行合理调度分配管理,防止电梯长期运行在空载或轻载工况下,降低电梯系统能耗。电梯回馈技术,将电梯轻载上行和重载下行运行过程中产生的一部分电能反馈到供配电系统中,供其他用电设备使用。
3.3 结合节能元素的变压器设计
3.3.1 合理选择变压器容量和数量
变压器容量按变压器所带用电负荷来选择,与负荷特性匹配,并合理分配负荷,力求三相平衡。变压器台数选择,依据《供配电系统设计规范》GB50052―2009中第3.3.1条,本工程均为一级二级负荷,所以选用两台或两台以上变压器。综合考虑投资和运行费用,变压器主接线采用单母线分段,确定变电所1变压器T1、T2容量为2000KVA,变电所2变压器T3、T4容量为1600KVA。
3.3.2 选用节能型变压器
2008年颁布施行的《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008相比于已废止的《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-1992,在配电变压器选择一节中,明确规定配电变压器选择应根据建筑物的性质和负荷情况、环境条件确定,并应选用节能型变压器。节能型变压器中铁损很小,将有效减少变压器输配电过程中的电能损耗。课题采用SCB10-10/0.4kV系列的干式变压器。
3.3.3 选用D,yn11接线组别变压器
楼宇大厦节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、镇流器、UPS电源等的大量使用,会产生很大的三次谐波。因此,配电变压器宜选用D,yn11接线组别的变压器,能有效限制三次谐波,也能降低三相系统中的零序阻抗。
3.4 结合新能源利用供电灵活切换
目前风光互补发电效率较低, 无法完全满足楼宇大厦的电力需求,因此需要市电和风光互补发电共同为居民供电。在用电低谷时,用户可以直接从电网取电;用电高峰时,切换到风光互补系统蓄电池供电,蓄电池为重要负荷及照明负荷供电,当控制器检测到蓄电池电压不能满足用电负荷使用时,切换到城市电网供电,并根据风光条件与用电负荷合理配置风光互补发电系统,风光互补发电系统基本组成如图2所示。
4 计算机辅助工程设计
4.1 照明系统
课题在建筑条件图的基础上对地下一二层照明进行设计,室内公共场所的照明选用节能型T5荧光灯,疏散指示灯采用低功耗LED光源,根据表1的计算结果进行照明平面图绘制。公共场所照明,可采用楼宇自控系统,楼梯间采用节能延时自熄开关控制。照明控制根据功能要求采用分组、分区、动静控制、时间控制、光敏调节照度或开关等方式。照明配电系统图如图3所示,车库照明回路设接触器,并接入楼宇自控系统(BA)。
4.2 动力系统
对功率大于4KW的电动机(除消防设备)均采用变频降压启动控制,以节约能源。并采用楼宇设备自控管理系统对空调设备、水泵、各类风机及其他用电设备进行能量自动控制、自动调节、实时监察,以实现最优化运行,达到集中管理、程序控制和节约能源等目的。动力配电系统图如图4所示。
4.3 低压配电系y
低压配电系统采用两路10kV电源进线,一用一备,两路进线开关不能同时闭合。正常工作时只用1#主进线,2#进线备用。在低压配电柜及馈线柜设多功能仪表,支持RS485通信,MODBUS协议,可接入多种软件通讯系统,通过智能联网设计,可在人机界面实时观察动态用电情况。
5 总结
课题以某12层大厦为研究对象,结合建筑电气设计相关新旧标准规范及楼宇大厦主要能耗,分析楼宇大厦电气节能技术,对楼宇大厦供配电系统进行节能设计,并结合工程案例进行具体分析。同时,引进新能源领域风光互补发电系统,为楼宇大厦的供电提供了多种渠道,减少用电高峰对城市电网的用电。
参考文献
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篇7
摘要:本课题主要研究的是成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题[1]。案为成都国际金融中心项目,成都国金中心净用土地面积82亩[2]。为香港九龙仓投资的西部地标性建筑整个项目设计由4座塔楼及裙楼组成,包括超五星级酒店、高端写楼、高档酒店式公寓及高品位住宅等,其中主楼双塔最高达248米[3]。2007年9月香港九龙仓集团在成都以8800万元/亩[4]。总价72.4亿元拍下了位于成都市最繁华的商业中心春熙路片区82亩土地建成后,将成为中国西部地区最高档次、最具规模和影响力的地标性建筑物,将引进数百个中西部最具代表性的商铺,其中包括世界上最出名的国际名牌、港澳名牌,再加上其九龙仓本身之马哥孛罗酒店等,有望成为中国西部今后最具影响力的国际商贸金融中心[5]。
关键词:电气设计;配电系统;智能化系统;电气控制;电机;制冷机房;水泵
1.前言
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学[6]。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合[7]。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高,使得建筑开始走向高品质、多功能领域,并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展[8]。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下,进行工业与民用建筑建筑电气的设计,并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理[9]。
2.设计内容
成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题。通过到成都国际金融中心负5层制冷机房实地实习,了解制冷机房电机启动类型,启动方式,启动速率。研究其中各个电机与电气控制装置之间是如何协调工作的[10]。了解系统的电气设备及其主回路工作原理[11]。探究其中存在的节能环保效应。计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用[12]。
3.设计依据
1)中户人民共和国工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)(2002年版)
2)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范CB50736-2012
3)高层民用建筑设计防火规范CB50045-95(2005年版)
4)建筑设计防火规范CB50016-2006
5)汽车库、修车库、停车场设计防火规范CB50067-97
6)公共建筑节能设计标准CB50189-2005
7)《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》(2009年版)
8)《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动力》(2007年版)
9)通风与空调工程施工质量验收规范CB50243-2002
4.总结
本次的文献综述内容主要是对成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分的一个概述,简要说明了毕业设计(论文)文献综述应该做些什么系统的设计,在查阅了大量的资料后的一个总结,也是对这段时间的工作的一个汇报[13]。并对一些规范和国标有了初步的了解,对以后的毕设做一个铺设[14]。小区的建筑电气设计主要是对变配电系统、冷却系统、电话系统、消防系统等的一个设计[15]。对这些系统的初步了解可以确定以后电气设计的方向,对之后的毕设起一个带头作用[16]。从对电气设计的迷茫到初步的认知,有老师的指导同学的帮助,更重要的还是自己的解收获的是实践知识,本次的文献综述对之后的毕设奠定了良好的基础[17]。
参考文献
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二.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
1.研究的问题
本课题主要研究的是成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题。通过到成都国际金融中心负5层制冷机房实地实习,了解制冷机房电机启动类型,启动方式,启动速率。研究其中各个电机与电气控制装置之间是如何协调工作的。了解系统的电气设备及其主回路工作原理。探究其中存在的节能环保效应。计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用。最终了解现场施工的程序等。
2.研究的途径
1)收集相关资料,查阅中外文献。学习相关知识,了解国金中心项目的基本情况。做好前期准备。
2)请教校外导师学习、掌握国金中心负5层的解制冷机房的电机启动类型、启动方式、启动速率,系统的电气设备及其主回路工作原理,探究其中存在的节能环保效应。
3)通过计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用。
篇8
一、建筑电气供配电系统
对于建筑电气来说,供配电系统是其最为基本的系统之一。供配电系统的主要作用在于接收电能,变换电能以及对电能进行分配,并将电能输送给各种用电设备。供配电系统的安装主要涉及到五个方面的内容:
(1)电力负荷分级。电力负荷是指电网上用电设备所消耗的功率。关于电力负荷分级,其主要依据是用电负荷的性质以及建筑类别。一般来说,电力负荷可分为三级,即一级负荷、二级负荷以及三级负荷。在选择电力负荷分级时,必须要根据具体的情况而定,切忌随意而为,不以具体情况为基准。
(2)供电电源。供电电源的大小是根据建筑物用电设备的额定电压以及用电负荷量而定的。目前,建筑电气供配电安装中主要会涉及到单相220V电源、三相220/380V电源以及10KV高压供电电源。具体选择何种电源,也需要对实地情况进行具体分析而定。
(3)供电可靠性。供电可靠性通常是指电力系统能够持续供电的能力,它是考核供配电系统工作质量的主要指标之一。衡量供配电系统的供电可靠性是否符合要求,主要需注意以下一些指标,比如用户平均停电时间、系统停电等效小时数、供电可靠率等。
(4)供配电设备。供配电设备是供配电系统中不可或缺的基础部件,通常包括变压器、高压配电装置、低压配电装置等。根据建筑物的类别以及用电需求的不同,合理选择供配电设备的型号以及种类。
(5)供配电系统的接线方式。确定接线方式的主要依据是用电负荷量以及用电负荷的分布情况。目前常用的供配电系统接线方式有放射式、环式、树干式以及其他方式组成的混合式。其中,放射式以及环式的可靠性较高,但环式接线方式的操作比放射式更为复杂。树干式的优势在于投资较少,但可靠性不高。
二、建筑电气供配电安装管理中需注意的重点问题
目前我国建筑电气供配电安装管理中,存在的重点问题有3个方面,下文就针对这三个方面进行一一阐述。
(一)材料设备的质量有待提高
对于任何工程建设来说,都必须要有相应的、合格的施工材料和设备才能保证工程施工的顺利进行。建筑电气供配电安装亦是如此,目前供配电系统中在材料和设备方面存在的主要问题有以下几个方面:
(1)所选用的电缆防腐蚀能力弱,耐压和耐温低,绝缘电阻不高。电缆内部的接头多,线芯与绝缘层的严密性不高;
(2)材料的熔点低、绝缘差、阻率过大、截面积小于了标准值、机械性能差、温度系数过大等;
(3)动力设备、照明设备、插座箱等尺寸不合格、外观差、钢板厚度不够,耐腐蚀能力弱等;
(4)所选用的电线管壁太薄,强度达不到要求,耐折性弱,镀锌层的质量不合格等。这些问题都是建筑电气供配电安装管理的重点,必须要在施工过程中引起高度重视。
(二)室内线路负荷存在不合理
建筑电气供配电的室内线路一般都是敷设在墙壁之上。目前,室内线路敷设存在的不合理主要可从以下几点进行阐述:
(1)在建筑墙体混凝土上安装的暗配线管主要存在保护层不足、折模时外露、管道不通畅等问题。另外,在同一地方出现两根或是三根以上的导管交叉安装也属于不合理安装;
(2)因为线槽或是所选用的导线穿过楼板导致供配电系统的上下防火区存在着空隙;
(3)供配电系统中所选择的原材料质量、规格达不到施工要求,比如钢管太薄、钢管内表面的毛刺过多、管径太小或是太大等;
(4)所使用的穿线管,其弯曲半径过小,并存在着弯皱、死管、弯瘪等现象。管道转弯时,未设置相应的过渡盒或是过渡盒的设置不合理;
(5)替代材料不合要求,比如利用薄壁管代替厚壁管、PVC管代替金属管、黑铁管代替镀锌管等;
(6)未对供配电系统中使用的钢管进行接地设置,亦或是接地设置不牢固。在管道通过建筑物的伸缩缝以及沉降缝时,不按要求设置过路箱,使得管道的安全得不到保证;
(7)在焊接金属管时,不对焊接口的毛刺进行处理,存在着“点焊”以及将管道焊穿等现象。什么地方该使用丝扣连接、什么地方该使用焊接,安装人员不明确。这些问题都是建筑电气供配电安装管理的重点,必须要在施工过程中引起高度重视。
(三)防雷接地工作未落实到位
对于建筑电气供配电安装来说,防雷接地是保证供配电系统安全的关键。因此必须要重视防雷接地的安装工作。目前,在这方面存在的主要问题有:
(1)引下线的截面过小,不符合引雷要求;未将防雷设置与高处屋面的金属体以及构筑物进行有效的连接;
(2)采用非镀锌圆钢作为避雷带,致使观感质量过差,定位不合理;
(3)接地间隔不合理,接地埋深不足,焊接面不够,防腐处理不当,接地电阻过大等。这些问题都是建筑电气供配电安装管理的重点,必须要在施工过程中引起高度重视。
三、如何改进建筑电气供配电的安装管理工作
(一)严把材料设备的质量关,保证其质量符合要求
在建筑电气供配电安装和管理中,必须要重视对材料、设备的质量检验,确保其质量都符合施工要求。在施工材料、电气设备送达施工现场以后,材料管理人员、工程师、质检人员、材料采购员等必须要相互协作,共同检查材料和设备是否符合建筑电气供配电安装的要求,对材料、设备的型号以及规格、性能等进行核实,看其是否与设计一致。清点产品合格证书、质量检验报告、使用说明书、零部件等是否齐全,同时还要进行外观检查,做好开箱记录。在施工过程中,如果对材料的质量产生质疑,应该立即进行现场封样,并将其送至相关部门进行检验,确定合格以后才能投入使用。
(二)室内线路敷设必须要安排专业人员负责
委派专业人员负责室内线路敷设工作,保证室内线路的敷设质量。
(1)要严格按照设计规范下料配管,凡是不合格的管材不得投入使用;
(2)如果配管的长度不合要求,可以在适当的位置设置过线盒,切忌接线;
(3)若薄壁管的内径≤25mm时,可以使用规格不同的手动弯管器;内径≥32mm时,可使用液压弯管器;镀锌管也可按此要求选择。对于PVC管,应该根据其具体情况,选择规格合适的弹簧弯管。在加工内径≥32mm的PVC弯管时,可使用专门的烘箱,保证管皮不会出现变质、裂纹、皱皮等现象。
(4)在对配管进行加工时,若明配管只有一个直角(即90°)弯时,其弯曲半径应比管道外径大4倍左右;若是存在两个或是三个直角弯时,其弯曲半径应该比管道外径大6倍左右。对于暗配管,一般情况下都是弯曲半径要比管道外径大6倍左右。
(5)薄壁管以及镀锌管不得使用割管器切割,需要使用钢锯进行切割。直径≥40mm的厚壁管应该使用焊接方式;直径≤32mm的管道应该使用丝扣连接。
(6)暗配在混凝土上的配线管,其保护层不得低于15mm,消防管线的保护层则不得低于30mm。
(三)防雷接地必须要做到位
目前,对防雷接地的改进主要有以下几个方面:
(1)在接地设置中,若是利用建筑供配电基础钢筋做接地,则主要使用外部以及内部两根对角主筋。在对其进行焊接时,不得使用点焊,必须严格按照要求对各焊接点进行双面焊,且焊接长度为钢筋直径的6倍。
(2)引线的截面必须大于避雷带的截面,搭接处的焊缝必须要平整且饱满,切忌出现夹渣、气孔等不足。如果镀锌层被破坏,必须要进行二次防腐处理。高出屋面的透气管、金属水箱、烟囱、铁爬梯等都必须要与防雷装置有效的连接起来。
(3)避雷脚的位置必须要合理,要进行转角对称布置,接地体的埋深必须大于60cm,各个接地体的间距不得低于5m。
四、结束语
总而言之,对于建筑电气供配电的安装管理而言,必须要对其中的重点问题进行明确,然后再根据具体的要求采取有效的措施,对这些问题进行处理和改进,明确安装管理中的重点,保证建筑电气供配电的安装管理质量。
参考文献
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篇9
随着云计算时代的来临,在互联网时代已经大量释放的计算需求进一步得到释放,这导致全球数据中心呈爆炸式增长,而且服务器部署密度进一步提高。与此同时,全球能源危机却日益临近,对企业而言,信息化程度的日益提升意味着运营成本的飞速增长。因此提升密度、降低PUE,逐渐成为下一代数据中心的设计方向。
在下一代数据中心的技术研究和实践上,以Google、Facebook、Yahoo为代表的互联网公司走在了前列。
以Google为例,其核心业务搜索引擎的性能极度依赖数据中心的规模和效率。互联网公司基本上都是技术型公司,有非常鲜明的技术导向;又由于创业时的艰难,他们非常热衷于利用技术手段降低成本,特别是釆用廉价的部件搭建高性能、高可靠性的系统。在数据中心的建设上也是如此。与传统数据中心相比,互联网公司没有采用传统技术,摒弃了高冗余供电系统设计,少采用甚至不釆用空调系统,大大降低了基础设施的建造成本。同时,互联网公司又使用先进的软件技术,使系统高度并行化,在应用层设置备份机制,用应用层的冗余代替了基础设施的冗余,建立起了一整套高效、可靠、廉价的系统。
Google最为人熟知的3篇论文:GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3],是Google大规模分布式计算系统的基础模型,GFS是Google的分布式文件系统,MapReduce是并行计算模型,Bigtable是分布式结构化数据布储,它们合起来代表了Google的应用系统架构。这种架构对服务器、存储的需求与传统应用完全不同,它们不要求服务器的单机性能,但要求服务器的数量非常庞大,并且具有高速互联能力,以及大量的本地存储,另外少量服务器还需求大量内存。Google的数据中心必须提供这样的IT基础能力,再加之Google的服务器数量实在过于庞大,还必须考虑电力、水的消耗,所以Google采用了全新的数据中心设计理念,其它互联网公司,如Facebook也类似。它们采用的理念主要包括:
1)数据中心选址:一般选择高纬度地区,并兼顾气候干燥、空气洁净、接近水源等条件。
2)服务器定制:放弃使用标准的机架服务器或刀片服务器,按自己的需要进行定制。如Google采用整机柜高速背板设计,每一台服务器采用类似刀片服务器的设计方案,插入背板;再如Facebook采用1.5U的机架式服务器设计方案,并去除机箱顶盖,更利于散热;再如它们都使用特殊的电源设计,以接入高压直流的数据中心电源系统。
3)自然冷源:多使用自然冷源可减少制冷机组的开机时间,而近期建设的一些数据中心已做全部使有然冷源,完全不使用冷机。在自然冷源的使用中,大部分是采用自然通风技术,还有少量采用了自然水源制冷。
4)高压直流:除了制冷系统有全新设计外,它们在供配电系统设计上也与传统方案截然不同,如放弃使用UPS,采用全直流供电,在供电备份上也有很多创新,如直流供电与市电互备等等。
所有这些技术的综合运用,使用这些互联网公司在低成本上构建了大规模、高效的系统。从近年来数据中心的PUE排名,可以看到互联网公司的数据中心技术已经非常领先,Facebook的美国俄勒冈数据中心PUE达到1.07,Yahoo“鸡窝”式数据中心达到1.08,Google的比利时数据中心达到1.16,而传统数据中心一般在2.5以上。
1 制冷系统
IT设备对环境的要求是非常高的,如服务器一般要求工作温度10℃-35℃,工作湿度RH10%-90%[4],为了保持IT设备正常高效的运行,数据中心机房一般会设定温度22℃±2℃,相对湿度RH50%±5%,并且7*24*365的保持这样的机房环境。要保持这样环境条件,精密空调系统一般是必不可少的。在数据中心的能耗分布,空调系统的电力消耗是除了IT设备之外最大的。
从上图我们可以看到,在传统数据中心中,用于制冷系统的能耗几乎占到总能耗的35%-45%(Chiller+Humidifier+CRAC)。
在这里简要介绍一下PUE的概念。PUE(Power Usage Effectiveness)是评价数据中心能源效率的指标,是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比,是DCiE(Data Center Infrastructure Efficiency)的反比。
Total Facility Power:数据中心总能耗
IT Equipment Power:IT设备总能耗
PUE值越低意味着除IT设备之外的能源消耗越少,也就是数据中心越节能。而除IT设备耗能之外的能耗主要是在制冷设备的能耗和供配电设备的损耗,因此减少制冷系统的能耗和供配电系统的损耗是绿色节能设计的主要方向。
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PLC,即可编程逻辑控制器(ProrammableLogicController)具有微处理机的数字电子设备,能够将控制指令随时加载内存存储并执行的逻辑控制器。将PLC应用于供配电监控系统中,相比于传统的继电器控制具有出色的编程控制能力和数据采集能力,同时系统运行稳定、抗干扰能力强、经济可靠。因此,基于PLC的供配电监控系统能够提高供电可靠性,具有重要的研究意义。
1供配电计算机监控系统的设计
1.1监控系统方案设计
1)监控系统设计
根据《国网公司220kV变电站典型设计监控系统配置原则》,供配电监控系统的间隔层设备通过网络接口与站控层通信,监控层设备之间采用双以太网通信,计算机监控系统采用双以太网方案,监控系统采用分层分布式网络结构,分为站控层和间隔层,站控层与间隔层直接经过站控层网络连接。
2)系统的功能分析
首先,应具有运行管理功能。系统能进行在线统计、制表打印以及自我诊断,并能根据用户要求,记录变电站运行的各种数据;采集电能量,根据不同时段进行电能累加和统计,绘制各种图表。
再次,应具有与调度端EMS主站进行通信的功能。监控系统将其所采集的各个遥测和电能信息传给调度端,调度端进行分析后作出指令,监控系统对解析指令并进行下一步的监控操作。
然后,应具有运行监视功能。系统能够监视变电所正常运行时的各种状态信息,以及在事故状态下,能够对危险信号分级分类,并进行处理。当设备状态发生变化时,能够实时推出相应画面。事故发生时,系统能够根据事故信号发出闪光警报,直至监控人员确认。同时,监控人员也能方便地设置每个监测点的越限值、极限值等。
最后,系统能够对隔离开关、断路器以及继电保护动作发生次序进行排列,产生事故顺序报告和事故追忆功能,记录设备的各种参数,检修维护情况;系统还能通过控制低压侧电容器的投切来控制无功功率远动功能。
3)控制范围及控制方式
系统控制范围为全站的断路器和电动隔离开关;控制方式为三级控制。操作员站和配电装置处应具有相应的安全保护措施,以确保整个监控系统的安全可靠运行。断路器和隔离开关位于远端测控柜,由操作员站控制。操作应按选点、校验、执行的步骤进行。操作员的权限不同,对系统及各种业务活动的使用范围也不同。在多种操作方式下,一种操作方式被确定其它操作方式就被锁定。同时,计算机应将对运行人员的任何操作的合法性进行检查和闭锁条件检查。
1.2主要继电保护设备原理设计
主变压器继电保护具有差动保护、非电量保护、失灵启动判别与非电量延时、后备保护以及数据记录的功能。当变压器各侧电流或各相位电流之间的差异电流值,大于预先设定的动作保护值时差动保护就发挥作用。非电量保护是对非电气量(如电流、电压、频率等)故障动作的保护,防止变压器油温过高等。失灵启动判别与非电量延时是针对上述两种保护失效的时候,根据预先设定的定值进行判定后动作的延时保护。后备保护是当变压器的上述主保护拒绝动作时,可以启动的保护。最后,对于变压器的运行情况以及保护的动作情况进行排序记录,即数据记录功能。
二次谐波闭锁差动保护中的差动电流速断保护元件能在变压器区域内严重性故障时快速切断变压器各侧开关。TA回路异常判别元件能在变压器正常运行时判别TA回路状况,异常情况发出报警信号,并决定是否闭锁差动保护。波形对称原理的差动保护的启动元件、变压器各侧电流相位补偿元件、差动电流速断保护元件、比率制动元件、五次谐波制动元件、过负荷监测元件、TA回路异常判别元件、过负荷启动冷却器元件、过负荷闭锁调压元件的动作原理及判据与二次谐波闭锁原理的差动保护基本相同。其中,波形对称判别元件采用波形对称算法,将变压器空载合闸时产生的励磁涌流与故障电流分开。当变压器空载合闸至内部故障或外部故障切除转化为内部故障时,本保护能瞬时动作。
2供配电监控系统的软件设计
2.1Beckhoff系列PLC的介绍
1)PLCI/0端口
PLCI/0端口采用8通道24VDC数字量输入端子KL1408,能节省控制柜中安装空间。总线端子由8个通道组成,发光二极管显示信号状态。多通道传感器可以在最小的空间和使用最少数量的连线通过单端连接技术进行连接。电源触点形成回路,通过(所有输入的参考地为0V电源触点)KL1408数字量输入端子从过程级获取二进制控制信号,然后将数据以电隔离的信号形式传送到上位自动化单元。KL2408为反向极性连接保护,其负载电流输出有超载和短路保护功能。数字量输出端子能将自动化单元的二进制控制信号以电隔离的信号形式连接到过程级。
2)总线端子控制器
本系统设计中使用的以态网络总线端子控制器是Beckkhoff公司的BC9000E型控制器。现场总线与高一级的自动化设备直接进行数据交换实现对每个总线端子进行配置。同样,预处理数据也可以通过现场总线使总线端子控制器和高一级控制器进行数据交换。BC9000控制器设备Ethernet现场总线接口,ThernetTCP/IP总线端子控制器是集成PLC功能的总线耦合器。在Ethernet总线系统中,可作为非中心智能组件使用,总线端子控制器都是智能从站。一个站点由一个总线端子控制器1-64个端子模块和一个末端子模块组成。总线端子控制器使用TwinCATBC进行编程,该编程工具符合IEC61131-3标准。BC9000的组态/编程接口用于装在PLC程序。
3)PLC的1/0分配
本次设计中输入点有8个,选用一块Beokhoff系列PLC中的KL1408模块作为输入模块;输出点有6个,选用KL2408模块作为为输出模块。
2.2PLC软件设计
1)控制流程设计
基于PLC的供配电对主控楼供配电系统的实时监控,自动切断故障电源,开启备用电源以及在故障恢复后实现电源的自动恢复。在控制流程的设计中,备用电源自动投入装置只允许动作一次,常用电源切除或备用电源无电时,备用电源自动投入装置都不该动作。当常用电源失压或低压时,备用电源自动投入装置先切断电路,再将备用电源接入。常用电源正常停电操作时,备用电源自动投入装置不应动作,以防备用电源投入。
2)PLC程序编制
梯形图(LD一LadderDiagram)是一种图形编程语言,类似于电路原理图,可以清晰、直观的显示被控对象的动作过程,在TwinCATPLC中我们选择用该图来编制供配电系统的控制程序。由于大量电流、电压等值的数值计算和进制的转变出现在供配电系统监测过程中,为了确保稳定性和可靠性,选择用适合应用于复杂算术计算的结构文本(ST)来编制监测程序。
3)程序下载至PLC
启动系统管理器Tw1nCATSystemmanager,添加I/0Devices(I/O设备),选择Ethernet(以太网)一VirtualEthernet,连接在以太网上的总线控制器,选择自己需要的总线端子BC9000控制器点击确定KL1408/KL2408、KL3403、KL3403两个总线端子模块。TCP/IP或UDP可以改变传送层的循环数据,所有的数据都在系统管理器中通过ADS口30传送。为此,/IP地址0的表页被打开,然后选择TCP/IP或UDP,依次完成映射变量,组态写入,login命令,把系统与PLC连接起来,即可进行调试和控制。
3结语
本课题设计的监控系统仅仅是变电所监控系统的一部分,对于实现变电所强电部分的供电监控还有较大差距,在今后的研究中,还需要不断努力,逐步改进,不但要弥补本课题中关于配电网络监控系统的不足。
参考文献
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一、电力节能设计的重要性
1、电力节能设计有助于优化电网结构
加强节能技术在供配电设计中的应用,大力推行电力系统的节能措施,有助于提高电网的运行速度,优化电网结构,保证电力系统的安全运行和健康发展。
2、电力节能设计能够促进企业结构优化
科学合理的电力节能设计能够促使新能源的开发和利用,可节约现有资源及促进企业结构优化。电力行业的不断发展,电力节能成为电力系统发展的必然选择,大力推行、实施电力节能,优化电力行业的产业结构,为电力行业的稳定健康发展起到了决定性的作用。
3、电力节能设计能够控制购电成本的增加
新能源的利用,使电价的成本投入过高,由于发电能源不同,企业间也存在着较大的利益差距。为了解决这一问题,很多大型大力企业开始实施电力节能技术,科学合理的电力节能设计有利于提高电能的利用率,降低电价的投入成本,增强企业的竞争力。
二、供配电设计中节能技术的探讨
1、供配电线路的设计
从结构因素来看,电力线路可划分为电缆线路和架空线路两种,这两种线路都是通过金属导线来进行电能传输的,在电能传输的过程中,线路存在功率损耗,而功率损耗同线路电压、电阻、功率因数等相关联。由功率损耗的计算公式得知:负荷功率值固定时,功率损耗与电压、功率因素成反比,与电阻成正比。通过这一关系,可利用降低电阻的方法来减少线路损耗,而电阻与导线长度、截面积、电阻率相关,故通过缩短导线长度、增大导线截面积、选择电阻率小的导线材料来减低功率损耗。
2、选用符合节能要求的照明设备
照明设备与人们的日常生活息息相关,因用量非常大,这就对供配电设计中的节能技术提出了更高的要求。
(1)选用节能灯具
在建筑照明中,尽量采用节能效果好的节能灯具,提倡使用绿色照明,即在有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的基础上达到节约能源、保护环境的目的。所以在人们的日常生活中,要在不断的加强节能意识的同时,将节能做到实处,在满足人们生产生活要求的条件下选择节能率高的灯具,还需根据不同的环境和场所选用不同的照明设备。例如,高压钠灯以其发光率高,透雾性好,但色温低,光色偏暖,显色指数在40-60之间,颜色失真度大的特性,主要用于路灯或广场照明。
(2)充分利用自然光
自然光的利用已经成为建筑物设计中的重要因素,尤其是在建筑工作的人们对自然的向往,并且自然光具有杀菌消炎、治疗抑郁、舒缓心情等作用,采用自然光进行照明,可以减少电能的使用率,是一个良好的节能措施。
(3)采用合理的灯具控制方式及灯具开启的时间
为最大限度的节约电能,应根据实际需要合理选择照明灯具的控制开关,以实现节能的效果。另外,可以加大力度普及节约能源的知识,提高人们节约能源的意识,对企事业单位,实行严格的照明管理制度,选派制定人员,每天进行巡查,通过管理制度,最大限度的达到节约能源的效果。
3、合理选用变压器
变压器是电压变换设备,广泛应用于电力系统,特别是10kv和35kv电压等级的变压器,据统计目前在网运行的10kv和35kv级变压器约10亿kva以上。因数量大、运行时间长,变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力,特别是量大面广的10kv和35kv级变压器。选择高效节能产品,对节约能源具有重要意义,还可以降低变压器的运营成本。因此,选择变压器时,应选用低损耗节能型变压器,如S10以上的系列。对于高层建筑、地下建筑、化工等单位及对消防要求较高场所,宜采用低损耗节能型干式电力变压器。对电网电压波动较大,为改善电能质量,可采用有载调压电力变压器。
4、人工无功功率补偿
在工业领域进行供配电设计时,为降低线路的功率消耗,可通过选择合适的电动机、变压器等电气设备达到提高自然功率因数的目的。除此之外,可以采取人工无功功率补偿的方式,提高功率因数来减少能源损耗。在采取人工无功功率补偿措施时,采取并联电力电容器及谐波治理措施。另外,在采取无功补偿时要注意平衡性,即低压部分的无功功率由低压电容器来补偿,高压部分的无功功率则由高压电容器补偿,并根据具体工程来选择集中补偿、分散补偿等方式进行无功补偿。
5、省电装置的应用
增加特殊的电磁结构,即通过串联电抗器及并联接入自耦调压器和外加独立相位调整兼消除高次谐波线圈,一起固定在一个三柱式铁芯上的综合型节电装置。该装置具有以下功能和特点:
(1)调整电压幅值及稳压
有些用电单位供电电压偏高,导致电气设备用电量增加,使用寿命缩短,同时加大了线路损耗,通过该装置的电磁平衡原理来调整用电设备电压的平衡度和稳定性。
(2)减少电动机的启动电流
通过磁力作用及节电装置内部串联电抗器,可对电动机启动电流起到一定的抑制作用,一般可将启动电流减少到2-3倍的额定电流,尤其是多台小型电机时节电效果更为明显。
(3)降低线路、变压器及电机绕组的铜耗
谐波高频率上升,高频电流增大,导致交流电阻增大,线损增加。通过该装置平衡三相电压,抑制了高次谐波,由此降低了线路、变压器及电机绕组等的铜耗。按铜耗公式P=12R计算,减少电流值及电阻值对铜耗有明显的减少。
结束语
在中国能源耗费中,电力资源的耗费所占的比例比较大,在供配电规划中施行节能办法十分重要。关于电力企业来说,电力节能的实行有利于电能质量的进步,对优化资源配置也有较高的影响。并且,电力节能一旦实行,对优化电网构造、控制购电成本来说有重要意义。在供配电设计中,应优化电力设计、正确选电气设备、加强照明灯的节能设计等措施,减少了电力能源的耗费,进一步确保了电力行业的稳定发展。
参考文献
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随着我国经济的持续快速增长,作为二次能源的电能供需矛盾日益突出。在积极倡导节能减排、发展低碳经济的今天,如何把节能措施贯穿于整个电气设计过程则显得尤为重要。下面结合工作实际,就建筑电气设计的几种节能措施谈谈一些看法。
1 电气节能设计应遵循的原则
电气节能是建筑节能的重要组成部分,电气设计人员在设计过程中,应从适用性、安全性、可靠性及经济性多方面综合考虑,通过合理的设计及运行方案减少不必要的能源损耗。
2 电气节能设计包括以下几方面内容
2.1 合理设计供配电系统
根据用户的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模,合理设计供配电系统,使系统在最佳状态下运行。
2.1.1 根据用电负荷的容量及分布,使变、配电所靠近负荷中心,以缩短低压供电半径,降低线路损耗,减少电压损失,满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。
2.1.2 供配电系统应简单可靠,配电级数不宜过多,同一用户内,高压配电级数不宜多于两级;变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级,尽量减少电能损耗。由两路进线供电的系统,宜采用两路电源同时运行的方式,以减少正常运行时的线路损耗。
2.1.3 合理选择供电电压。同等情况下,电压越高,损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。当用电设备总容量在250kw及以上或变压器容量在160kva及以上时,宜以10(6)kv供电。对大型公共建筑的空调冷水机组,考虑节能因素,经方案比较尽量采用10(6)kv冷水机组,但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。
2.1.4 合理选择变压器。电力变压器应当选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85,在选择变压器容量和台数时,应灵活根据负荷变化情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,以实现其经济运行,减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。此外,降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。
2.1.5 减少线路能量损耗。在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下,应按经济电流密度合理校验、选择导线截面,从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。
2.2 降低电动机电能损耗,提高电动机使用效率
2.2.1 根据负荷特性合理选择高效率电动机,提高电动机运行的效率和功率因数。
2.2.2 功率较大的电动机可以采用变频调速器(消防设备除外),可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。
2.2.3 采用软启动器,使电机启动平稳,保证电网电压的波动在要求范围内。
2.3 合理提高供配电系统中的功率因数
设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器,降低线路感抗,采用正确的电线、电缆敷设方式,提高用电单位的自然功率因数。当自然功率因数偏低,达不到电网合理运行要求时,应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。
2.4 谐波治理
随着大量非线性负载的广泛使用,产生的大量谐波电流注入电网中,使电压波形产生畸变。可通过选用d,yn11变压器;设置滤波或隔离滤波装置;合理选择中性线截面;功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波,提高电能质量。
2.5 照明节能
照明节能的基本原则是在保证不降低生产、作业视觉要求,不降低照明质量的条件下,力求减少照明系统中光能的损失,最有效地使用照明用电。做好照明节能工作应注意以下几点:
2.5.1 根据视觉作业要求,应根据《建筑照明设计标准》确定合理的照明标准,不同场所应有目的地进行照明。由于我国幅员辽阔,各地区经济条件差别较大,民族习惯不同,因此还应结合现场实际情况,在规范推荐的高、中、低值中确定合理的标准,对标准值的确定应掌握适度,并合理利用局部照明。
2.5.2 充分利用自然光。照明的最佳光源是阳光。太阳光是免费的,不需电力,也不造成污染。在写字楼里,如果在设计时能在大楼内部引入自然光线,员工会情绪更好,效率更高。在医院里,住在靠近窗户附近的病人康复得更快。现在有些窗户可以对光谱进行选择,引入日光的同时还可保持舒适。有一些创新的技术如侧窗、天窗、光栅板和光线管道等,可将日光引入大楼内部。在灯具布置时,将所控灯列与侧窗平行,跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
2.5.3 合理选择光源和灯具。应在不同的使用场合,在满足照明质量的前提下,尽可能选择高光效的光源。为充分利用光源发出的光通量,在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具,优先选用开启式直接照明灯具,并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数。
2.5.4 采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段,也是节能的有效措施。照明控制系统分两大类:手动控制和自动控制。手动控制是指按照使用者的个人意愿来控制所属区域的照度水平。在照明开关应用中,我们应注意:1 居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,除应急照明外,宜采用节能自熄开关。2 每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置一只光源的除外)。但手动控制最不利的一点是:当人们意识到自然光线不足时会开灯,但当天然光又恢复充足时没有什么因素促使他们把灯关掉。而且工作结束后如果灯还开着,这将浪费大量的电能。与传统的照明控制方式相比,近年来逐步发展起来的智能化照明控制系统体现出了强大的优越性。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术,借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,实现节能。只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源保证所要求的照度水平,节电效果十分明显。
2.6 可再生能源利用
在条件允许的场所,合理利用太阳能、风能等可再生资源,有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。
2.7 采用建筑设备自动化管理控制系统
自动控制、监视和测量是自动化管理控制系统的三大要素。通过应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术,对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行实施能效管理,确保各类设备系统运行稳定、安全可靠,从而达到提高能效、降低能耗的目的。
3 结束语
电气节能已成为电气设计中的重中之重,作为建筑电气设计人员,应结合工程项目自身特点,精心设计、精心比较,采用切实可行的节能措施,把节能贯穿于电气设计过程始终,真正把节能理念落到实处,促进资源节约型社会的更好建立。
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笔者结合自己的工作内容,将科技馆、展览馆等公共场所的弱电系统按照不同的功能来划分,主要包含安全防范系统和自动控制系统两个方面。
2.1.1安全防范系统
安全防范系统以空间来分,可分为室内部分和室外部分。室内部分。公共场所室内的安全防范系统,是由若干子系统构成的,这些子系统共同保障了公共场所内的安全防范,并将场馆内的所有信息连接到公共场所的指挥调度中心。具体而言,通常由安全防盗系统、室内场馆摄像监控系统、消防报警系统、紧急救助、门磁系统等构成。室外部分。室外部分主要负责整个场馆的闭路电视监控及周边安全,主要由场馆摄像监控系统、周界红外报警系统、保安巡更签到系统等构成。
2.1.2自动控制系统
在公共场所,除了需要安防系统外,还需要很多自动控制系统,实现对各种主要设备系统的全面自动化控制,通常说来,公共场馆需要控制的范围包括空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、消防系统、广播系统等。
2.2弱电系统管理维护中的问题
在实际的弱电工程中存在着较多的问题,概括起来,主要表现在以下几个方面:
管理维护缺乏系统性和科学性。目前对于一个集成度较高的弱电工程系统,实施的管理维护方案是沿袭传统的设备维护方案而进行的,将各个弱电系统相互割裂开来,彼此单独进行管理和维护,并且对弱电系统的维护也基本遵循着没有问题不维护,小问题小维护,大问题大维修的思路进行管理维护,致使整个建筑物或者社区的弱电工程管理维护缺乏系统性和科学性。
管理维护缺乏专业检测设备。目前,很多弱电工程或项目的管理维护,都依靠技术人员的手工进行管理维护,发现问题,查找根源,提出解决措施,实现系统正常工作,这样的管理维护效率较低,缺乏高效的管理维护方案,同时在具体的管理维护检测设备方面,大多还依赖于万用表等传统的检测设备,无法真正实现对大型的弱电工程进行系统的专业化的管理和维护。
管理维护缺乏专业人才。弱电控制技术在我国起步较晚,但是发展非常快,因而专业的弱电管理维护人员在我国的缺口较大,很难真正的实现对一些大型的复杂的弱电工程的管理及维护;而弱电工程管理维护需要的是在上述各方面均能够独立实施管理和维护的专业技术人才。
3弱电系统的管理维护策略
3.1完善弱电工程的自动化检测,提高弱电系统管理维护效率
为了更好的实现弱电工程的管理及维护,可以在各弱电系统的自动检测及控制方面下功夫,通过完善弱电系统自身的自动检测、控制功能,来提升弱电系统的管理及维护水平,提高管理维护效率和水平,降低弱电系统的工作故障发生的概率。笔者曾经参与过某科技展览馆的弱电系统改造及维护项目,结合实际,针对公共场馆各弱电系统的特点,可以从以下几个方面进行管理及维护:
空调系统。通过对空调控制系统进行传感检测,可以实现对冷冻机组、热泵、新风机组、送排风机组及风机盘管等的自动监视和控制,发生故障时能显示故障的位置及性质,使控制人员及时掌握情况。
给排水系统。通过对给排水系统安装弱电控制系统,使其能自动监视和控制生活水箱、各种水泵、污水池和污水处理装置的运行,自动计算水流量,自动与主机通信;当某处发生运行故障时,控制室会自动显示。
供配电系统。供配电系统的弱电管理维护,可以从自动显示并记录供配电设备的运行情况入手,包括电压、电流、功率因素等,并与管理系统联网;能在控制室实现对整个变配电系统的操作,当发生异常情况(如变压器高温)时自动报警;当二路进线中一路发生故障时能自动切换到另一路。
消防系统。通过加强对消防系统的弱电控制及其自动检测功能,使其能自动控制消防系统的各种设备,当火警发生时,能自动切断电源,打开排/抽风机,消防泵自动启动,消防喷头自动喷水灭火。
其他诸如照明系统、广播系统等,也都可以通过完善、提升弱电自动检测的手段实现对公共场馆内的弱电系统的有效管理及维护。
3.2实施弱电工程过程化管理,降低弱电系统故障维护概率
加强对弱电系统的管理维护,还可以从加强弱电工程施工管理的角度来降低弱电系统的故障发生概率,从而提高弱电系统的管理维护水平。按照弱电系统的施工环节,可以从以下几个方面进行弱电工程施工的过程化管理。
前期准备阶段。每一个弱电系统项目的开始都必须组建一个项目管理机构,安排以项目经理为核心的项目管理部进驻工地,根据项目的实际需求和情况,制定相关的管理制度,并编制初步的施工进度计划。
深化设计阶段。根据初步确认的系统功能,对整个弱电系统的初步方案进行深化,并与建筑设计、装潢设计及招标单位进行沟通协商,最终确认深化设计方案及图纸。
工程安装阶段。同施工单位落实相关预埋管、箱、盒的现场协调,按照制定的按照进度计划和现场管理制度,对系统的供货、安装、接线等各阶段工作全面的监督、协调、管理,以确保弱电工程的施工质量。
调试、测试及试运行阶段。编制系统调试方案,分步落实系统的单体调试和总体联调,编制系统试运行方案,合理地实施系统试运行,并对试运行中出现的问题及时反馈、总结、整改,以完善和提升弱电系统的管理,降低维护工作量,确保弱电系统的可靠工作。
3.3弱电系统的防雷接地维护
公共场馆内弱电系统的防雷接地是非常重要的,如果对防雷接地的设计没有足够重视,那么最终整套弱电系统的工作也无法得到可靠的保障。总的说来,防雷接地主要需要考虑以下几个方面:
防雷接地应采用专用接地干线。由外在的本体系统引入接地体,专用接地干线采用铜芯绝缘导线或电缆。
弱电系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接,接地线不能形成封闭回路。
弱电系统中的监控系统及其专业设备的接地线,应选用铜芯绝缘软线。
弱电系统中三芯电源插座的接地端,应与系统的接地端相连(保护地线)
公共场馆弱电系统的传输线路(与环境、土壤有关)要求单端接地,在调度室室屏蔽层接地(接到机柜上),干扰信号通过屏蔽层隔开,两端都接地,有浮点;在特殊情况下,要两端都接地。有些地方控制线会受到干扰(杂波信号导致信号不良),应将位置移动。干扰无论大小都会表现出来,导致弱电系统控制不灵敏。另一方面,在布线时,由于现场要布很多线,且一般是由多人来布线,容易错接,因此建议在布线时要做好标识,以提高效率。
结语:
与其它设备维护一样,弱电系统的管理维护也离不开问题的主动发现与处理,这样能够将故障消除于无形之中,大多故障会有一段时间的预兆,因而要主动去发现问题,解决问题;不仅需要在弱电系统的施工过程中进行质量管理,更重要的是在后期的维护中,要多动脑筋,多与相关技术人员交流合作,辅以现代化的检测设备,活学活用,归纳总结,提高弱电系统管理维护的水平。
参考文献
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