引言
电力系统包括发电、送电、变电、配电以及相应的通信、安全自动、继电保护、调度自动化、配电自动化等设施。电力系统的根本任务,是在国家发展计划的统筹规划下,合理开发利用动力资源,用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。
一、配网自动化系统功能要求
配电自动化系统的建设经验告诉我们,系统建设的成败不在于采用的技术的先进程度,而是在于配电自动化的实用性问题。配电网属于电力输送的末端,配电线路的重要性不能和输电线路相比,但是设备数量众多。实用的新型配电监控自动化系统在技术要求上应该考虑以下几个方面:
l、功能实用化。论文大全。鉴于目前配电高级应用功能并不实用,供电部门一般在相关应用上采取审慎的态度,在建设初期中一般只进行最基本的网络拓扑功能的建设,就是到工程结束,也仅仅实现网络拓扑、潮流计算、负荷预测、安全经济运行分析及可视化展现等功能,将建设重点放在了尽量实现最大范围的配电设备监控,减轻运维工作量和系统的复杂程度。论文大全。
2、故障处理不苛求。现有配电自动化系统中没有过多的考虑线路故障的自动恢复功能。由于目前的配电模型很难搭建完整,线路现状有时也不允许供电网络的自动重构,而且在一些情况下网络的自动重构可能还会引起更大的故障,但在新建设的线路上则提出必须按照可以进行自动重构的功能要求来规划建设。论文参考。
二、系统总体设计
2.1总体原则与目标
新型实用化配电自动化系统应综合当地配网结构、设备状况、社会用电需求和可靠性指标要求等多方面因素,坚持以“经济实用、技术先进、因地制宜、分步实施、合理利用、适当改造、统筹兼顾、协调发展”为指导原则。
配电自动化系统建设的总体目标是建设一个完善的、先进的、可持续发展的配电自动化系统。能够实现配网线路故障的快速定位、隔离和恢复供电,缩短配电线路故障停电时间,为配网运行提供现代化的管理手段,提高配网运行管理水平和工作效率,提升用户满意度和客户服务水平,切实提高用户供电可靠性。
2.2系统软件配置
2.2.1配网运行监视
实现配电网络的实时运行监视。把10kV馈线沿线设备(主要指开关设备)的开关位置信号、故障指示器信号等遥信量信息,以及电压、电流、功率、电能、供电质量等遥测量信息汇总到配电自动化主站系统(或有人机交互界面的配电子站),对配电网运行状况进行监视。如发生故障,能够根据遥信、遥测信息综合分析,诊断出故障区段范围,指导工作人员尽快到达故障地点,实施必要故障处理措施。
2.2.2馈线自动化
馈线自动化是指利用自动化装置及系统,监视馈线的运行状况,及时发现线路故障,迅速诊断出故障区域并将故障区间隔离,及时恢复对非故障区域的供电。实现馈线自动化的前提条件是监控对象必须具备“遥信、遥测、遥控”的三遥技术条件,能够实施远方遥控动作。论文大全。论文参考。
2.2.3配网分析软件
实现基本的网络拓扑、潮流计算等功能,并将这些功能融合进基本的配电网的操作,如负荷转供、线路闭环监视等,并实现基本的调度作业管理及供电质量统计分析等,以加强调度操作的智能化,方便调度人员的操作,强化安全运行、经济运行。
2.2.4实时信息
主要实现配网实时信息的有效,方便管理、维护人员及时注意相关设备状况,查询、浏览各类历史及统计数据等。
三、配网运行管理系统
3.1配网运行管理与信息整合
按照IEC61970/IEC61968中规定的CIM/CIS的标准要求,以设备统一编码为基础,对供电局的相关系统,如营销系统、配网自动化、负控系统、配变监测系统、计量遥测系统、GIS系统、配网生产MIS系统、95598客服等系统数据进行集成。配电SCADA、计量、负控等系统的实时、历史数据可以根据设备所属关系在集成应用系统地理***上统一显示。论文参考。
3.2配网运行集成分析
1、多类客户停电分析
在配网运行管理系统上实现了对于用户停电的全部管理,包括预安排停电、SCADA设备故障信息、用户保障信息、错锋线路信息,通过GIS系统配变与营销系统的关联,查询用户信息,在统一的平台上实现用户停电的分析、统计,停电用户短信通知以及停电影响用户的分析。
2、停电管理
停电管理应该具有停电显示、停电模拟、停电分析、复电情况分析、辅助停电方案、统计分析预测故障等功能模块。
3、倒闸方案与调度操作票
系统具有自动和手动生成倒闸操作票的功能。调度员判断故障地点后,通过系统自动生成故障隔离/倒闸建议。调度员也可手动生成倒闸操作票,通过设定倒闸前及倒闸后的状态,根据安全规则推导出倒闸步骤。对于己生成的倒闸步骤,可以根据安全规则及设备的过负荷状态分步校验,由倒闸方案生成调度操作票。
4、供电可靠性分析
提高用户供电可靠性必须采取大量有针对性的技术、管理、电网建设等措施,可靠性相关的信息种类多、来源广、时效性强,及时、准确地获取、统计供电可靠性数据难度很大。通过集成系统可以实时获取电网运行监控系统如配网Scada、负控等的电网停电信息,依托配网GIS及配网生产MIS系统中的电网基础数据,及时、准确、可靠、一致的分析、统计电网可靠性指标数据。
3.3统计分析及辅助决策
整个配网运行管理系统中各类业务产生的信息大量而且复杂,如何在这些信息中找到业务和工作的改进方向是辅助决策应用要解决的问题。
通过综合查询,预制多个查询条件和过滤器使用户能够方便的找到各个业务集成后的信息。
通过主题信息分类,定期执行预先定义的统计分析并存储结果报表,可以有效提高统计分析的效率。
开发活动的统计报表,进行提供向下挖掘钻取的方法,使统计报表能够层层钻取深入分析原因所在。
结论
为供电企业的一个重要的自动化系统,配电自动化系统覆盖了供电企业生产的各个方面。配电自动化系统的建设,对于实现配电运行的透明化,提高供电可靠性,提高配电网的运行管理水平,以及对于配电网的规划建设,都有着重要的意义。新型实用配电自动化系统的建设,必将对供电企业提高社会服务质量,提高工作效率和企业效益,发挥巨大作用。
参考文献
[1] 刘东,丁振华,滕乐天.配电自动化实用化关键技术及其进展.电力系统自动化,2004,28(7)
[2] 刘东.配电自动化系统试验.北京:中国电力出版社,2004
[3] 姚建国、周大平、沈兵兵等电力系统自动化2006.4:30(8)
[4] 李澎森等.配电技术概况及发展趋势.高电压技术。2008.01:34
中***分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)113-0107-02
随着人类生活水平的提高,越来越多的电器相继进入人们的生活,并成为人们生活不可缺少的一部分。这些产品在成为我们生活的一部分时,也给我们带来了一定的问题。随着家电的增加,出现大功率的家电也越来越多,大功率的家电使用带来了很多的安全隐患等。除此之外,建筑电气的供配电线路设计不合理也导致能源浪费越来越严重。而要如何解决这些问题,下面针对不同的情况,就来谈谈怎样完善建筑电气中供配电线路的设计。
1 建筑电气供配电线路的设计原则
建筑物是建筑电气的主体,所有的工程设施都要在满足建筑物的需要的基础上进行。现代的用电器广泛应用到我们生活的方方面面,所以要满足各种用电器在生活中的供电需求。不仅如此,对于不同建筑物存在的不同情况,如室内照明强度要求,空调调节温度要求,以及不同娱乐场所和公共社区等供配电要求,都应该合理地设计满足不同情况的需求。在遵循供配电线路设计同时也要考虑到经济效益的实际收效,从实际的角度出发是办好事的前提,通过分析和计算并考虑实际情况把握节能的投资,尽大可能地提高经济的收益,避免因一些无味的消耗浪费。
2 对建筑电气供配电线路设计
2.1 电器分类设计
现代生活建筑用电分类甚多,在确定线路设计之前,有针对性地对用电器做好有效的分类是建筑电气配供电进行设计的重要过程。在当快速发展的社会中,越来越多的电器走进了人们的生活。不同种类的电器的所具备的功能都存在差异,所以在正常的供配电系统中有些大功率的电器会出现不能正常工作的现象。对电器的性能划分有一个明确的认识,对不同性能的电器进行分类设计,使得每种电器的功能都能够安全有效地使用,通过对电气性能的分类而对供配电线路设计能避免因不同电器的同时使用出现的安全隐患。
2.2 安全选择导线
***路的设计配置中导线的选择同样也关系着用电是否安全,由于电器的不同,所以在导线的选择上也存区别,无论是导线的材质还是导线的横截面都应有一定的要求。线路的设计中需要做好过载保护等安全保护,普遍为人们使用的导线主要有铝线和铜线两种。两者在选择使用上需要有一个明确认识,就算是相同横截面积的两种导线在过载保护上也会存在很大的区别。一般来说铜导线的较于铝导线比较安全和高性能而为人们普遍使用;但是从经济的角度来看,铜导线相较于铝导线,就显得就比较昂贵。所以综合个方面考虑,导线的选择可根据实际使用电器的功能和功率进行选择判断。同时对导线粗细的选择也应根据电器的实际使用情况和功率来计算判定。
2.3 对线路的设计
在供配电导线选择完成以后,就是对导线的安装和布置。一般而言,供电母线主要以地埋方式输入,因为不同的负载需要输送的电压不同,所以应根据每个建筑的负载情况采用合理的母线供电,并根据不同情况实行分路供电,然后对不用电器的使用采用不同的导线输送。在对线路的设计过程中要避免线路之间的相互影响,因为有一些仪器或是电器的使用过程中,线路之间相互影响产生的一些谐波会对电器和仪器的正常工作带来不同程度的影响。同时对可能出现的意外情况也要做好应急准备,设计***的供电回路系统和交流不间断电源以避免突然断电带来的影响和损失。最后应该在建筑中靠近用电量较大的合适区域对整体的供电系统设立专门的配电室,以便于集中管理控制和减少能源的消耗。
在设计和装好线路以后,接下来要做的就是完善建筑电气的保护系统。为避免出现超载、短路以及漏电引起的突况,就需要做好线路的安全保护措施,对此对不同的配电室、楼层、室内等地方应安装上保护元件,并设计建立上下级的保护系统。为使有效地保护供配电的线路,应结合不同区域的负载、电流等情况设置空气开关或者熔断器。
3 对线路设计的保护
3.1 完善接地设计
接地系统在所有的建筑电气供配电线路设计中都是至关重要的,因为它关系到用户在用电过程中的安全,也影响到供电系统的有效性。只有完善接地系统的设计才能保证建筑电气的供配电线路的正常使用,和使用者的安全。要想有一个健全完善的供电系统,就要科学地选择和设计接地系统。对于一般的供电系统主要采用直接接地式,对于不同的保护接地形式有不同的分类和选择方式,一般分为TN系统和TT系统,其中TN系统又细分为了三种不同系统,分别为TN―C,TN―S,TN―S―C。而对于建筑的不同情况应选择不同的接地系统。比如:公共电网直接供电的,未进户前可以采用TN―C系统,在进户后应采用TN―S系统,这样的接地系统优点在于减少导线的浪费。上***为TN系统和TT系统。
3.2 线路的防雷设计
雷电是大自然常见的现象,对供配电线路的设计危害性极大,所以建筑电气的供配电线路必须做好防雷设计。雷雨天,为避免雷电对线路带来的危害,要做好对雷电的导入地表的工作。通过对实际情况的分析,在建筑物上巧设避雷线,避雷线是通过对雷电屏蔽、耦合、分流等方式来做好防雷工作,其中屏蔽可以减少雷电带来的强大感应电压;耦合可以减少绝缘子电压在电路中的输送;分流可以大大减少雷电在铁塔上的电流量,降低电位的输送,避雷线的实际可以减轻雷电对供配电线路的损坏,还可以使得供配电系统得以有效安全的运行;在安装好避雷线以后,还要安装避雷器,通过安装避雷器就是给防雷系统打了一剂强心剂。从而可以有效地将雷电产生的电流及时地传到大地上,避免出现雷电带来的强大的电压破坏线路系统。当按要求正确地完成避雷系统的安装以后,安装自动跳闸装置做好最后一道防御,即是当出现雷击时,可以自动跳闸断开线路,避免出现过大的电流带来的危害。只有做好所有保护系统和雷电的防范措施,才能为建筑电气的供配电线路设计在运行过程中一路开绿灯。
4 结论
建筑电气的供配电线路系统的设计有很多种方案,但是要从实际出发,根据实际情况选择科学合理的设计方案,同时做好供配电过程中的保护措施也是重中之重的事,完善供配电系统的构成,让建筑电气中供配电的线路设计更科学,安全,稳定,以最合理安全的形式去服务大众。
参考文献
照明系统设计部分包括:光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择,一般照明与应急照明,相关计算等。
【关键词】负荷;照度
1. 基本情况
(1)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、防雷接地及弱电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。
(2)建筑电气设计是在认真执行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。
(3)本工程概况:体育交流中心,高52.5米,地上十三层,第一层为商场,二到十三层为办公用房,顶层为机房层。按“高规”划分,属一类高层建筑。
2. 要解决的问题
(1)低压配电系统中负荷等级的划分及对应的供电要求,项目负荷计算以及配电方式,项目中负荷的分类。
(2)照明系统光源、灯具选择,照度计算,一般照明及应急照明等。
3. 解决方案
3.1配电系统设计。
3.1.1负荷等级及供电要求。
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在***治、经济上所造成的损失或影响的程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
(1)一级负荷的供电可以采用一路高压电源加一路备用电源——应急柴油发电机组供电,当一级负荷容量较大时,应采用两路高压供电。
(2)二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”,设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压,另一路备用电源(柴油发电机组)。
(3)三级负荷对供电无特殊要求。
对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源,其配电设备应明显标志。
本工程为一类高层建筑,消防相关、电梯相关按一级负荷,采用双电源供电。其它动力设备、照明用电为三级负荷。
3.1.2负荷计算原理。
负荷计算一般采用需要系数法。
3.1.3导线选择的原则。
(1)根据计算负荷电流选断路器整定值。
(2)根据断路器整定值选电缆。
(3)导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级。
(4)动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。
3.1.4配电方式。
高层建筑低压配电系统的确定,应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统;消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。
3.1.5负荷计算及导线选择结果。
3.2照明系统设计。
3.2.1照明系统光源的选择。
电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调,就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。
3.2.2照明灯具、照度及照明方式选择
灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量,满足环境和作业的配光要求,选择灯具时,除考虑环境光分布和限制眩目的要求外,还应考虑灯具的效率,选择高光效灯具。
根据选择原则,本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下:
(1)配电室、办公室、消防控制室、值班室、商场、门庭:300lx三管格栅荧光灯。
(2)机房、库房:50lx单管荧光灯。
(3)走廊:50lx白炽灯。
(4)厕所:75lx白炽灯。
3.2.3应急照明设计。
3.2.3.1应急照明设计考虑的因素。
应急照明按照用途可分为三类:疏散照明、安全照明、备用照明。
(1)疏散应急照明:为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度最低不得小于0.2lx。安全出口的明显位置还要设有标志指示灯。
(2)安全应急照明:在正常照明突然熄灭时,为保证潜在危险场所的人员人身安全而设置的照明。安全照明照度不应小于正常照明系统提供照度的5%。
(3)备用应急照明:备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供,其应急电源主要应来自两个级别的电源:电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池),照度一般为正常照度的10%。
3.2.3.2应急照明灯具选择、布置及控制方式。
应急照明必须选用能瞬时启动的光源,否则,当其不在正常照明运作中一同使用,一旦发生事故,因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。
3.2.3.3应急照明的设计。
充分考虑相关因素后,本建筑采用应急照明与正常照明相结合,走廊、楼梯等场所按一级负荷供电,采用双电源,已满足应急照明要求,办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不少于20min,走道疏散标志灯的间距在20m内,安装高度及其它要求均满足相关规范。
4. 结论
本次设计论文完成了对某办公楼的部分电气设计,通过对该办公楼配电系统、照明系统、防雷接地系统四个系统的设计,综合了电气理论与设计规范及从业多年的实践经验。
建筑电气所涉及的内容繁多,本人目前所掌握的只是其中的一部分,日后当在努力工作的同时,勤奋地学习专业知识,进一步提高自己的专业技能,以期写出更专业的论文。
参考文献
[1]王晓东主编 电气照明技术 北京:机械工业出版社,2003.
[2]胡乃定主编 现代民用建筑电气工程设计与施工 北京:中国电力出版社.
[3]朱银根主编 21世纪建筑电气设计手册 中国建筑工业出版社.
[4]建筑照明设计规范(DBJ133-90).
[5]高层民用建筑设计防火规范(2001版) (GB50045-95).
[6]建筑设计防火规范(2001版)(GBJ16-87).
1.引言
“十二五”规划期间,我国电力建设进入蓬勃发展时期,分布式能源接入电网,电网管理实现智能化。线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失,包括不可避免的技术损耗和计量误差、透漏电等造成的管理损耗。线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标,能指导电网的设计、规划、生产和管理,如何才能有效的降低线损成为电力工作者的重点研究内容[1-4]。线损四分管理即对配电网进行分压、分台区、分区、分线管理,如***1所示。用电信息采集系统是利用先进的数字通信网络对电能进信息采集分析。
***1 线损四分管理示意***
基于国内外研究现状,胡江溢等人基于用电信息采集系统的结构,分析了其建设现状并研究了通信技术、智能费控、安全保护等技术要点,对智能电网中采集系统的发展指明了方向[1];朱彬若等基于时间属性和物理属性对采集系统主站数据进行研究,并对系统结构进行了优化,提高了系统的处理能力[2];***等提出了一种WSN非均匀分簇算法,对线路节点位置的能量进行分析,延长了网络生存时间,负载平衡度良好[3]。本文建立了用电信息采集系统,并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述;随后建立了用电信息采集系统模型,以某供电公司为研究对象,对比其理论线损量和统计线损量;最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
2.电网线损计量管理
线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失,包括不可避免的可变损耗、固定损耗和管理损耗[4]。线损等于供电量减去售电量,固定损耗主要有变压器铁损、计量表线圈损耗、电晕损耗、介质损耗等;可变损耗有导线损耗和变压器铜损;管理损耗包括用户窃电损失、计量表误差、抄表误差、漏电损耗等[4-5]。可变损耗和固定损耗成为理论线损,管理损耗为管理线损,理论线损和管理线损构成统计线损[6]。
随着计算机技术的发展,用电信息采集系统***计算线损得到了广泛应用,本文计算线损主要基于均方根电流法,理论线损由式(1)获得[7]:
(1)
式中,L为电路支路个数;m为公变总数;Ii为第i个电路电流;Ip,i为第i个配变分得的均方根电流;Ie,i为第i个配变分得的空载电流;Pk,i为第i个配变的短路损耗;Pe,i为第i个配变的空载损耗。用电信息采集系统四分线损管理流程***如***2所示。
***2 用电信息采集系统四分线损管理流程***
***3 采集系统主站系统框架***
3.用电信息采集系统应用
3.1 系统架构
信息采集系统由主站、网络、终端三部分组成,实现对用电信息的采集、分析、处理、应用等工作,其系统主站框架***见***3[6]。由***3可知,采集系统主站采用J2EE架构,具有认证、数据库、采集、应用、Web、接口等服务器。数据库服务器最为重要,其采用双机控制,数据时刻进行备份,保证系统的安全可靠性。
3.2 理论线损计算
利用用电信息采集系统中的网损理论计算软件,对某电力公司的代表日线损进行研究,在该日系统潮流分布正常,无检修进行。计算10kV配电网的线损和变压器损耗,400V低压台区的线损和计量表损耗。该配电网有10kV线路67条,变压器容量583.7MVA,线路全长378.04km,公用变压器容量128.4MVA,专用变压器容量455.3MVA。400V低压网络共有232个,有功用电630.3MWh,三相电表5140块,单相电表24650块,电表损耗估计值1.164MWh。经采集系统计算,10kV配电网的损耗为0.779%,400V低压网的损耗为2.911%,总损耗电量48.8MWh,综合网损率1.248%。该配电网线损计算结果见表1所示。基于信息采集系统将理论计算值与实际统计值进行分析对比,对比情况见表2所示。
表2 理论线损与统计线损对比
指标 理论线损率(%) 统计线损率(%)
10kV配电网 0.779 0.36
400V低压网 0.469 0.541
其它元件 0 0
配电网损 1.248 0.901
理论计算值与实际统计值相差0.349个百分点,但是由于空载和备用设备并未参加理论计算,且理论值是代表日工况下的,与实际值有一定偏差,计算值属于正常范围。
3.3 降损分析
由前文可知,网损主要有线路损耗、变压器损耗、电力元件损耗等,其中线路损耗在低压配电网中占很大比例。因此提出以下几点降损措施:
(1)在保证可靠性的前提下,将配电网低压台区的平衡能力提高,根据供电范围优化布局,合理配置变压器等电力元件,尽可能的缩短输电距离降低线路损失。
(2)单相感应式电表的功耗在1.25W左右,而电子式的功耗仅为0.45W左右。输电网中有数以万计的单相电表,因此在设备改造时应将感应式电表换成电子式电表。
(3)将线路末端的电压及功率因数尽可能提高,尽可能使得变压器三相负荷处于平衡。合理布置变压器数量,降低空载损耗,做好客户端的无功补偿工作。
(4)针对线损率制定线损四分管理办法,对每月、每周、每天的线损率进行统计分析,排除故障,保证计量的准确性。
4.结语
线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标,可以指导电网的设计、规划、生产和管理。本文建立了用电信息采集系统模型,并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述;随后建立了用电信息采集系统模型,以某供电公司为研究对象,对其进行理论线损量计算,基于采集系统的同进线损量,进行对比分析;最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
参考文献
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中***分类号: TM726 文献标识码: A 文章编号:
供配电系统的安全可靠性在电气设计时是至关重要的一环,会直接影响到市民的人身安全、公共场所秩序,因此要高度重视。对具体的供配电方案论述如下:
1.供配电系统构建的可靠性
1.1负荷供电
在建筑电气供配电系统中,可靠性作为其中的一个关键因素,在设计时,要加强对系统配电模式分析,结合供电可靠性的要求,确定电力负荷,并且要对中断供电的损失进行分析。通常情况下,负荷影响程度可以划分为三种,即一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷包括一类高层建筑的消防设备,主要有:消防设备类中的控制室、水泵、电梯、防排烟设备、自动报警器、应急照明、漏电自动报警系统、自动灭火系统、逃生疏散指示标志和电动的防火门、窗、阀门等消防设备,二类高层建筑的消防设备为二级负荷。而其他的设备,例如柴油发电机房送风机、专供变电站所使用的送风机、排风机,还有专供消防水泵房使用的污水泵等,这些电力负荷等级也应该纳入消防设备,与消防设备有一致级别,在火灾发生时,不能视为非消防设备而切除供电电源。
对于不同级别的电力负荷,有不同要求的供电电源。
在一级负荷中,尤其是重要负荷,不但要有两个电源,而且还务必增设应急电源。为了确保特别重要负荷的供电可靠性,在建筑设计上严禁在应急供电系统中接入其他负荷。
大多数建筑电气设计中,柴油发电机组和EPS应急电源为最常使用的应急电源。应急电源的选用时应经过分析比较来确定,包括造价方面的分析以及环保方面的分析等。此外,应急电源需要注意的问题还包括如下:
1)在允许中断供电时间为毫秒级的设备中,包括有:计算机、精密电子仪器、数据处理系统等,要选用UPS电源,而不能选用发电机组或EPS应急电源作为备用电源。
2)EPS应急电源系统正常的备用供电时间在35-120秒范围内,所以,在建筑电气设计时,要根据设备性质(例如建筑物的性质和类别)标明的备用供电时间进行选用。在火灾发生时,消防泵应满足持续工作时间为2-3小时,喷洒泵应为1小时,而用于防火卷帘的水幕泵应为3小时。需要注意的是,EPS应急电源系统是一种应急电源产品,而不是可以长时间性质使用的备用电源。
3)一般情况下及火灾时,消防电梯与合用的排烟机、送风机等消防设备,也要选用***于正常电源的发电机组等作为备用电源,也不能选用EPS应急电源。因为在市电停电情况下,EPS应急电源储存的电能在市电停电时就有可能已被用完,即其核心蓄电池就没有了充电电源,一旦此时突然发生火灾,那么这些消防设备就无法投入使用。
1.2供电线路
在建筑电气的供配电系统构建过程中,在满足供电电源要求的前提下,还要保证供电线路的安全性,具体从以下几个方面入手:
1)合理选择敷设方式。在系统构建中,要结合工程设计规范,以建筑物的使用要求和功能性质为标准,加强对系统所处环境的分析,合理确定其敷设方式。
2)要保持供电线路的清洁度。对于供配电系统来讲,不可避免地有灰尘以及污染物等的存在,在一定的条件下,很有可能会对布线系统造成影响,甚至有可能发生不可预料的事情。所以,在进行管线敷设之前,需要做好清理工作。
3)敷设方式要符合设计要求,结合相关的设计规范,采用专用供电回路进行设计,尤其是对于高层建筑来讲,其消防设备更加需要注意这一点,如在系统中,对于消防电梯、消防控制室等一类的供电,需要设置自动切换器,并将其置于最末一级配电箱处,切实保证设备的供电需要。
4)在建筑电气设计中,配电箱没有作防水处理,而地下室车库应急照明配电设备又通常装在车库墙上,如果发生火灾,那么,其设备就极有可能被烧毁,因此,为了避免这种现象的发生,要在配电间,配置和安装相应的配电箱,既保证了应急照明,同时还在很大程度上提高了照明的可靠性。
2安全供配电方案
在供电电源在满足电力负荷的条件时,供电变电所的安全及供配电系统可靠性相当重要。
多数的高层民用建筑都存有大量的一级或二级电力负荷,正常情况下都是设有两台或以上的变压器,以及还设有一台柴油发电机组。针对最常见的两台变压器(不并列运行)和一台柴油发电机组成的各种供配电系统方案,本文对其方案的优缺点进行分析对比,为实际工程项目的设计提供最佳的供配电方案,达到提高供电可靠性的目的。对具体的供配电方案论述如下:
1)变压器和柴油发电机组的低压母线各自***,互不联系,如***1所示的方案1。其优点是不要联锁,柴油发电机也不会倒送给市电,缺点是平时市电停电时,柴油发电机无法供电给一般性负荷,以及Ⅲ段母线平时没电,其断路器和电缆是否有故障不易被发现。
2)为了解决III段母线平时不带电的问题,由变压器的低压母线引起一路电源到III段母线,如***2所示的方案2。QF、4QF断路器设置机械、电气联锁,以保证柴油发电机不倒送给市电,其缺点也是平时市电停电时,柴油发电机无法供电给一般性负荷。
3)为了能够最大限度地发挥柴油发电机的作用,即当平时市电停电时,能够直接供电给一般性重要负荷,柴油发电机不设专用母线,而是与变压器母线共用,如***3中方案3所示。其缺点是当TM1变压器检修或故障,QL断开,3QF合闸时,恰逢市电停电,柴油发电机自启动,由于QL断开,无法供电给一级负荷。另外为了保证柴油发电机自启动成功,J段母线上的一般性负荷必须失压断开,从而造成平时电网电压波动。也有可能跳闸,影响供电的可靠性。
4)为了克服方案3的缺点,设置柴油发电机专供一级负荷的母线段m,为了保证柴油发电机自启动成功,QL开关必须失压断开,如***4方案4,这样一来即使TM1变压器检修或故障QL断开,3QF合闸时,恰逢市电停电时,柴油发电机自启动,也能供电给一级负荷,从而大大提高了一级负荷供电的可靠性。
从以上分析可以看出,当市电很可靠,柴油发电机容量相对于变压器容量又较小时,可选用方案1、2;当柴油发电机容量相对于变压器容量较大时,可选用方案3、4;当在一级负荷中有特别重要负荷时,可选用方案1、2、4,而不能选用方案3。
3供电线路的安全要求
3.1供电电源在满足电力负荷的条件下,供电线路的安全可靠性也是十分重要的。供电线路敷设方式应考虑相关影响因素进行确定,包括:建筑物的性质、建筑物要求、用电设备的分布以及环境因素等。外部热源、灰尘积聚、腐蚀等都会对供电线路的布线系统带来负面影响,此外,外来冲击、振动和建筑物的伸缩或沉降等各种外界应力也会给供电线路敷设及使用过程造成损害。大多数高层民用建筑,其消防用电设备应选用专用的供电回路,而消防控制室、消防水泵、防排烟风机等设备的供电,应该在最后一级配电箱中安装自动切换装置,且供电线路敷设要符合供配电要求。
在建筑电气设计中,地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上,而配电箱又没有作防火措施,一旦火灾发生在配电箱附近,配电箱很快而且很容易被烧毁,因此应设置配电间来放置配电箱,以保证应急照明供电的可靠性。此外电气设备应尽量选用技术先进、可靠性高的产品,应正确选用供配电系统的接地型式,做好系统的防雷及防雷击电磁脉冲,减少高次谐波分量,保证供电品质等,这些也都是非常重要的。
3.2干线首端保护器分支线安全长度分析根据供配电系统设计规范要求规定:在不影响一、二级负荷中断供电的情况下,配电线路被前段线路短路保护电器有效保护,且此段线路和过负载保护电器能承受通过的短路能量,可不装设短路保护。本着安全、节约的原则,在建筑电气低压供配电设计中,无论在城区内的高层建筑群还是郊区楼盘的别墅和低层建筑群中的低压配电方式,大部分均采用分区树干式的配电方式,另外在城市的路灯供配电中,每个灯杆内从灯头到灯杆脚的连接线与干线接驳的接线方式也是树干式供电的一种方式,在设计实践中干线首端安装的短路保护电器能保护分支线多少长度,即安全长度为多长?如何确定?是设计人员需要探讨的问题。
4.提高供电可靠性的管理措施
可归纳为:1)合理安排停电计划,重视停电检修的综合管理,即采用配合检修策略,避免重复停电.2)加强领导,发展电力可靠性研究,进行统计分析.供电企业开展达标评估活动,提高运行管理水平.3)采用不停电供电(UPS)等先进技术.至少有两套供电系统并联对负载供电.4)改善设备功能,提高设备质量;逐步实行网络化供电,提高配电系统检修的灵活性;积极开展带电作业,进行指标分解;对于双电源馈线加联络开关,对一干多支线路,加装柱上开关.5)增加绝缘架空线和地下电缆的比例,以减少气候环境条件的影响;6)更换、增加配电变压器的数量和容量,增加电源布点密度以满足日益增长的供电需要.
结束语
结合本文对供配电系统、安全供配电、供电线路的安全要求的论述可见,供电的安全可靠性与实际生活息息相关,如果处理不当会给社会带来很大的危害和损失,因此必须要做好这方面安全可靠的预防措施。此外,电气设备还应该做好其他重要方面:1)选用先进技术;2)选用可靠性较高的产品;3)正确选用供配电系统的接地型式;4)做好系统的防雷措施;5)保证供电品质等。
参考文献:
[1]曹渝安、赵兰芳,高层建筑供配电系统安全可靠性浅析[J].兰州工业高等专科学校学报,1997(01).
本次对鸿铭中心金街银苑6号住宅楼的建筑电气毕业设计,旨在运用所学的电工理论知识,联系实际,通过自身的设计实践,掌握建筑电气设计的一般步骤、方法,并能够对工程中的某些问题进行分析和解决,为今后从事建筑电气工作打下良好基础。
Abstract:This thesis mainly explains the electrical design basal principle, methods and the lective conclusion of the design in each electrical system of a certain dwelling hou building which is sixteen floors .The thesis include two parts: the forceful electric power part and the light current part. It has six chapters and previous four chapters are mostly about the design of the forceful electric power part and chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current part.
The part of forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and ground connection for lightning protection system, among others include load-calculation and illumination-calculation.
The part of light current mainly including: telephone system, CATV,Wide Band system and fire-warning system, etc.
This electrical design of the dwelling hou building is a graduation design. The purpo of this design is to manage electrician theory and contact practice so as to get the method of electrical design and be able to analyze and solve practical problems of project. It will lay a good foundation for future work.
Key Words: The distribution system of the low voltage, Illumination, Lightning-protection, CATV, Fire-warning
1 绪论
1.1 建筑电气概况
现代建筑电气是以电能、电气设备、电气技术、计算机技术、无线电技术和通信技术为手段来创造、维持和改善建筑或建筑群室内空间的电、光、热、声和通信环境,并将随着科技的进步向更加完善的自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。
随着科技的发展和人们生活水平的不断提高,人们对建筑中有关照明、室内供电线路、接地防雷、消防安全、有线电视和通信等系统的要求也是越来越高,这促使了建筑电气技术无论在横向上还是纵向上将更进一步的发展,要求多学科的理论能够很合理的交融发展。
建筑电气设计包括强电和弱电的设计。在认真执行国家有关经济技术***策和标准规范的前提下,要求设计出能保障人身、财产、设备和建筑物安全的***纸,并力求可靠、安全、合理、节约、先进。
1.2 设计依据
本次设计是对市鸿铭中心金街银苑住宅小区高15.5层的6号楼进行的电气设计,其主要概况是:住宅楼,地下一层为架空层,作为停车场,以上15.5层为住户,其中15和15.5层作为复式楼,高为54.5m,属二类建筑。设计要综合运用所学的理论知识,利用AUTO CAD和天正电气专业软件绘***,理论联系实际,认真贯彻国家的相关标准和规范的要求,执行我国建筑电气行业相关的***策方针,力求使设计做到安全合理、运行可靠、技术先进、节约成本。
1.3 设计的内容
本工程根据户主的要求,联合实际的情况进行设计。本论文主要阐述了该住宅楼建筑电气各方面系统的设计理论依据、原则和方法以及设计选择的结论等。本论文共包括强电和弱电两大块,分为六章,前四章为强电部分,五、六章为弱电部分。
第二章为低压配电系统设计,主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求、用需要系数法进行负荷计算和配电的方式等内容的相关原理、方法。用需要系数法进行的负荷计算,用于确定各个系统照明和用电设备等负荷的容量、计算电流,并以此选择出所需要的断路器、刀闸开关和导线,并根据不同级别的负荷及负荷大小采取不同的配电方式,选择合适的配电箱。本章设计出***一张,包括有住宅照明配电箱、电梯配电箱、通风机控制箱。
第三章为照明系统设计,主要内容包括光源、灯具的选择,进行的照度计算,一般照明及应急灯的选择等。并根据资料文献用利用系数法进行照度计算,选择出各个房间适合的灯具数量。本章出***五张,包括各个楼层的照明平面***。
第四章为防雷接地系统设计,主要说明对直击雷、侧击雷和感应雷的防护和接地系统的方式及其具体要求等内容,并根据文献且结合本建筑的特点,做了防直击雷、侧击雷和感应雷设计及接地系统设计,本章出***一张,为屋顶防雷平面***。
第五章为火灾自动报警与联动控制系统设计,它又可分为两大部分,第一部分为火灾报警系统,主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播等的选择原则、方法、布置位置等内容,并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量,确保保护无死区,同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作;第二部分为联动控制部分,主要说明对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容,并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计,确保发生火灾后相关水泵能启动,风机能按要求投入或退出,非消防电源能自动切断,电梯实现回归地层,对重要设备能在控制室手动控制。本章出***五张,包括各个楼层的火灾自动报警平面***和火灾自动报警及联动控制系统***。
第六章为弱电系统设计,包括电话接入系统、有线电视系统、宽带接入网系统。电话接入系统主要是每户需安装电话门数的确定和敷设线路的注意事项等;有线电视系统主要是系统组成和功能,前端信号直接从市区有线电视网引入;宽带接入网系统主要是介绍宽带网的具体实现功能,可根据实际情况装设、升级;本次设计按每户口设置标准依据考虑各个房间确定工作区点数。
各章节的框架如下***所示:
鸿铭中心金街银苑住宅楼的电气设计
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2 低压配电系统设计
2.1 负荷等级及供电要求
2.1.1 负荷等级的分类
不同的电力负荷,其重要程度是不同的。重要的负荷对供电可靠性的要求高,反之则低。因此电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在***治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级,并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷[2,6-10]。
1.
一级负荷
1)中断供电将造成人身伤亡时。
2)中断供电将在***治、经济上造成重大损失时。例如:重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
3)中断供电将影响有重大***治、经济意义的用电单位的正常供电。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷。
2.二级负荷
1)中断供电将在***治、经济上造成较大损失时。例如:主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱。
3.三级负荷
不属于一级和二级负荷的负荷者为三级负荷。
2.1.2 供电要求
对于供电要求有如下规定:
1.一级负荷的供电应由两个电源供电,当一个电源发生故障而中断供电时,另一个电源应不致同时受到损坏,而应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。当一级负荷设备容量在200KW以上或有高压用电设备时,应采用两个电压等级相同的高压电源供电。当需双电源供电的用电设备容量在100KW及以下,又难于从地区电力网取得第二电源时,宜从邻近单位取得第二低压电源或用柴油发电机组作为备用电源。对于特别重要的负荷,除上述两个电源外,还必须增设应急电源(如应急柴油发电机),并且该电源严禁接入其他负荷。
2.二级负荷的供电宜由两个回路供电,其第二回路可来自地区电力网或邻近单位,可用自备柴油发电机组,且供电系统应做到当电力变压器或线路发生故障时,不致中断供电或中断供电能够及时恢复。当负荷较小或地区变电条件困难时,可由一路6KV及以上专用的架空线路供电,或采用两根电缆供电,其每根电缆应能承担全部二级负荷。
3.三级负荷对供电无特殊要求,采用单回路供电,但应使配电系统简洁可靠,尽量减少配电级数,低压配电级数一般不宜超过四级。
此外,应该注意,作为应急用电的自备电源与电力网的正常电源之间必须采取防止并列运行的措施。
本工程为二类高层建筑,应急照明设备用电、消防控制室、消防水泵、消防电梯和防烟排烟风机为一级负荷,采用两路专用回路供电。火灾事故照明和疏散指示可采用蓄电池作为备用电源,事故时其连续供电时间不应小于20min。普通客梯、排水泵、生活水泵、楼梯照明等用电设备为二级负荷,应由两路电源供电,楼梯照明灯采用电子延时开关控制,火灾时强制点亮。其他的一般电力、照明用电属于三级负荷。
2.2 负荷计算
负荷计算一般采用需要系数法。
用电设备功率乘以需要系数和同时系数(一般可取K∑=0.9),便可直接求出计算负荷。这种方法比较简单、应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。需要系数值是在一定的范围内按统计方法来确定的,它的准确性对负荷计算有重要的意义,可从许多文献中查表得到。但是,需要系数表中给出的只能是推荐值,这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。一般来说,当用电设备组的设备台数多时选取较小值,否则选取较大值;设备使用率高时选取较大值,否则选取较小值[1,13]。
(1)用电设备组的有功、无功和视在计算负荷:
(2)配电干线或变电所的有功、无功和视在计算负荷:
又有,每层配电箱有功功率:
计算电流为:
式中 W--------------------单位面积功率(W/㎡)
S --------------------供电面积(㎡)
--------------------同时系数
-------------------需要系数
Q--------------------用电设备组无功功率(KVA)
P--------------------用电设备组有功功率(W)
例如,对配电箱ZAL1进行负荷计算。
P=8KW,查表可知,需要系数Kx取0.5, 取0.9,
则,可求得
=0.484
=0.5×8=4 KW
=4×0.484=1.94 Kvar
= =4.45 KVA
= A=6.76 A
转贴于 所以可选择空气式断路器:C65-40/P,电度表用10(40)A的为宜。 又,对于配电箱AP1,P=180KW,Kx取0.5, 取0.9, =0.484,
则,可求得
=0.5×180=90 KW
=90×0.484=43.56 Kvar
= =99.99 KVA
= A=151.92 A
所以在干线上选择HUM8系列智能型塑料外壳式断路器,额定电流值选175A的为宜。
电源220/380V三相四线制以电缆穿钢管埋地分住宅照明、双回路电梯和通风机电源引入,进线处作重复接地并引出保护PE线,接地电阻小于1Ω。
所有配电箱、照明箱、电表箱暗装于墙上,距地面高均为1.5m。开关、触摸延时开关、插座、空调插座暗装于墙上,距地面高分别为1.3、1.3、0.3、2.0(厨房、阳台、卫生间、漱洗间均为1.5m,客厅空调插座0.3m)。
具体的计算书见附录A表1所示配电箱负荷计算表。具体选择结果见附录配电系统***。
2.3 导线的选择
2.3.1 导线的选择原则
1. 根据计算负荷电流选断路器整定值;
2.根据断路器整定值选电缆;
3.导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;
4动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值[5]。
2.3.2 导线的选择结果
根据规范要求,照明回路统一选用BV2*2.5, 插座回路统一选用BV3*4,三相空调插座选用BV5*4。详细情况见附录B配电系统***所示。
2.4 配电方式的确定
高层建筑低压配电系统的确定,应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统;消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电;对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:
1.工作电源采用分区树干式,备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。
2.工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。
3.工作电源采用分区树干式,备用电源取自应急照明等电源干线[5]。
本工程配电采用分区树干式,详细见附录B配电系统***。
3 照明系统设计
3.1 照明设计的基本概念
电气照明设计的基本原则主要是实用、经济、安全、美观。根据这一原则,在进行照明设计时,应根据视觉要求、作业性质和环境条件,使工作区或空间获得:良好的视觉功效,合理的照度和显色性、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境。在确定照明方案时,应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求,处理好电气照明与天然采光的关系、合理使用建设资金与采用节能光源高效灯具等技术经济效益的关系。要求我们设计时要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、灯具数量、形式与光色,防止人与光环境之间失去协调性[5]。
总之,电气照明设计是由照明供电设计和灯具设计两部分组成。其目的是应人的视觉功能要求,提供舒适明快的环境和安全保障。设计要解决照度计算、导线截面的计算、各种灯具及材料的选型,并绘制平面布置***、大样***和系统***。
3.2 照明电光源的选择
光源按其工作原理可分为热辐射光源、气体放电光源、半导体发光源三种。常用的光源有:白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯和半导体灯等。照明光源的选择遵循以下的一般原则:
1.发光效率好;
2.显色性好,既显色指数高;
3.使用寿命长;
4.可靠、方便、快捷;
5.性价比高。
3.3 照明灯具的选择和布置
灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量,满足环境和作业的配光要求,并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时,除考虑环境光分布和限制眩目的要求外,还应考虑灯具的效率,选择高光效灯具。
在各类灯具中,荧光灯主要用于室内照明,汞灯和钠灯用于室外照明,也可将二者装在一起作混光照明,这样做光效高、耗电少、光色逼真、协调、视觉舒适。
照明灯具选择的一般原则[2,148-149]:
1.光通量与光分布。根据环境对光通量的需要确定灯具的效率和光源,根据环境要求光通量的分布而确定灯型,两方面综合考虑。
2. 限制眩光。
3.场所的环境。根据场所的环境(如:干燥少尘、潮湿、有腐蚀性气体、易受机械损伤、有爆炸或火灾危险)选择相适应的灯具。
4.经济性原则。在满足照明质量和达到环境要求的前提下,采用光源发光效率高、光通量利用率高、耐用、安装维护方便的灯具。
5.艺术性原则。选用的灯具要与建筑结果协调,应与装饰空间、美化环境结合起来,达到照明的艺术效果。
灯具的布置就是确定灯的空间位置,直接决定工作面的亮度、光通量的均匀性、眩光、光的投射方向、亮度分布、环境的阴影、初期建设的投资、后期的维护费用、使用的安全性和耗电量等,合理的灯具布置能得到较高的照明质量和较高的艺术效果。现介绍室内布置的两种方案:均匀布灯和选择布灯。
均匀布灯:是使灯具在一定的平面内或空间内均匀分布相同的灯具。在要求照度均匀、阴影少、对眩光有较高限制的场合都采用均匀布灯,如发光顶棚等。
选择布灯:是指根据环境内不同区域对照度要求不同或追求艺术效果而设置不同的灯具,如办公室的台灯、卧室的壁灯、车间的工作灯等。采用这种布灯方式可以减少设施投资又可获得较好的照明效果,且可达到较高的艺术性。
3.4 照度和照明方式的选择
照明种类可分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。不同的照明种类有不同的照度要求。所谓照度,是用来表示被照面上光的强弱,以被照场所光通的面积密度来表示。选择照度是照明设计的重要问题,照度太低会损害工作人员的视力,不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。
照明方式有一般照明、局部照明和混合照明三种。在满足标准照度的条件下,为节约电力,应恰当选用合适的照明方式,当一种光源不能满足显色性要求时,可采用两种以上光源混合照明的方式,这样既提高了光效,又改善了显色性。
另外,充分利用自然光,正确选择自然采光,也能改善工作环境,使人感到舒适,有利于健康。充分利用室内受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率,如白色墙面的反射系数可达70-80%,同样能起到节电的作用。
3.5 照明设计
本建筑的照明设计可分为一般照明设计和应急照明设计。本建筑为普通民用住宅,一般照明主要为住宅室内照明和楼梯照明。
3.5.1 一般照明设计
住宅照明应具有浓厚的生活感,据统计一般人每天几乎有多一半的时间要在自己的家里度过,大大超过了在办公室、学校里停留的时间,因此不断改善住宅的光环境是至关重要的。住宅照明质量的提高有赖于合理的选择灯具特性(科学性),而灯具造型的多样化又是个人对灯具型式偏爱的需要,在条件允许时应尊重使用者的意愿进行照明设计以利住宅的商品化、生活化。在住宅照明设计中,只规定在插座回路上设置漏电保护器,是因为插座回路所连接的电器主要是移动式和手持式设备,从防单相故障接地保护角度,这是必要的。这里需要提醒的是卫生间内的灯具应设置在防护区以外为好。随着人民生活水平的提高,美化家庭、节约电能的任务也越来越显得必要。
住宅建筑的照明主要应满足人们不同居住水平、不同居住条件的生活需要。在住宅或公寓照明中,常用的光源有白炽灯和荧光灯两种。
住宅灯具的安装方式:厨房、厕所采用防水吊线式;客厅、卧室、门厅、过道采用吸顶式灯具;吸顶式灯具尽可能选用节能型灯具,如三基色照明灯具,不但光线柔和悦目、无频闪、保护视力,而且具有多种色温。
在许多文献和国家制定的规范中,对住宅照明的照度都有所规定并给出其标准值。表3.1列出的就是住宅建筑照明的照度标准值。
参照表6.1的标准值,厕所、走廊为0m工作面照度,其他为0.75m的工作面照度,则可得出本建筑主要照度、光源及灯型选择参考如下:
1.配电室、消防控制室、门厅:300lx 三管格栅荧光灯;
2.电梯机房:50lx 日光灯;
3.起居室:200lx 白炽灯;
4.卧室:75lx 白炽灯;
5.厨房:100lx 白炽灯;
中***分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、民用建筑供配电设计应遵循的基本原则
在对民用建筑的供配电进行设计时,应当遵循以下几点原则:其一,可靠性原则。这是民用建筑供配电设计必须遵循的原则之一,按照实际用电负荷等级,要求在供配电系统应当在任何运行方式喜爱都能够提供连续的供电,以确保供电可靠性;其二,简洁性。供配电系统的主接线设计应当尽可能简单、明显,尽量不要存在多余的电气设备,并确保某些设备及线路的投切应当便于操作且分合闸要直观。这样的设计不但能够避免误操作,而且还能进一步提高供电系统的运行可靠性,同时还可以使各类故障的处理也更加简单迅速;其三,安全性。应当确保在实施所有操作切换时,作业人员及电气设备的安全,并保证能够在安全的条件下进行检修和维护工作,并且还要确保所有的电气设备都在额定电压和电流的情况下工作,一旦发生事故应当能够及时对故障部位进行切除;其四,选择性。在进行供配电系统设计时,应当从控制故障事故范围扩大的角度进行考虑,这就要求应当有选择地进行断路器配合,但是若是选择性大幅度提高有可能会影响经济性,因而,选择性的设计应当尽可能在较为重要的回路上考虑,这一原则在进行普通回路设计时一般可予以忽略。
二、民用建筑对供电系统的设计要求
目前的供电系统在安全性、经济性等方面都难以满足当下民用建筑的用电符合需求,因为对于民用建筑的供电系统也有了新的要求。未来的供电系统主要发展方向为小型化、节能化、安全化以及自动化。从目前的情况下来看,我国对于供电系统的供电可靠性仍然有不足的问题,对于一些重要供电设备的可靠性和安全性也有待提高,此外,还需要对低压配电部分的安全性重视起来。就目前的情况考虑,民用建筑的供电系统设计需要做到以下等几项基本要求:
1安全性。随着用电负荷的集中化,城市电力电网也逐渐山架空向电缆方向过渡,从配电方案到变压器等电力设备的要求都必须达到国家所规定的技术规范标准,还要保证人身和设备的安全。
2节能性。目前的电气设计人员在进行容量计算时,往往没有注意到公用变压器和专用变压器的负载不同二进行计算上的区别,欠缺在节能性上的考虑,造成变压器长期过于轻载地运行,从此大大降低了运行效率,给供电部门增加了不必要的经济消耗。
3经济性。在符合上述要求的情况下,尽量简化供电系统的设计方案,减少开发商的投资成本,降低设备和维修的费用。并且还可以减少用户的用电量耗费。
三、民用建筑对供配电系统可靠性与经济性的设计方法
1 电力负荷。电力负荷根据供电可靠性及中断供电在***治、经济上所造成的损失或影响程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。具体划分如下:一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大***治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个***电源供电,保证有一个电源持续供电。一级负荷中的特别重要负荷.需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时,另一电源系统也发生故障的严重情况,所以除上述两个电源外,还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间,采取***发电机组,电网中的第三路***电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置;二级负荷。中断供电将造成较大***治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电;三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求,仅保证其正常情况下的用电。
2 配变电所。1)所址选择。配变电所的组成一般包括:高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等,具体工程中可按箫要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时,只要具有不低于规范要求的防护外壳,允许将其设在同一房间内,配变电室的组成将更趋简化。2)对土建专业的要求。可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。长度大于7m的配电室应设两个出口,并尽量布置在配电室的两端。3)变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷白。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。
3 节能设计。节省能源是找国经济建设中的一项重大***策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率辛嗜装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
四、供配电系统设计的改进
1提高供电系统功率,减少线路上的损耗。通常电气设计人员在设计供电系统时,只是通过提高变压器前段的线路功率来做补偿,没有提高负载侧线路上的功率。这样一来,表而上供电部门承担的线路损耗好像减少了,实际上开发商和住宅用户所承担的损耗丝毫没有减少。
2选择功率损耗较小的断路器。目前市而上的断路器种类多样,从节能性方面考虑的话,减少断路器的功率损耗是非常重要的。除此之外,改变断路器的接线方式或者改善电箱的结构也可以减少断路器的功率损耗。
3减少变压器、断路器等设备的功率损耗。通过减低配电房内的温度,可以减少变压器和断路器等设备的功率损耗,因此在设计配电房时,应注意通风良好,降低供电设备的环境温度。如果配电房的面积允许,建议最好取消表压气的保护外壳,从而使变压器的散热能力上升。
4采用环网供电。由于单回路放射式的供电系统成本较高;可靠性差,采用环网供电系统,不但可以节省成本,也能提高供电的可靠性和安全性。采用环网供电系统,使东西两区各成一环,环网单元采用箱式变电站,单线单环。为了限制断路容量并简化继电保护,住宅小区的两个环网供电系统,应采用开环运行的方式。环网在运行过程中,通常会在某点用
负荷开关断开,形成两个***的供电系统,此断开点成为开环点,分为正常开环和故障开环。之所以设置开换点为的是能够保证单电源网络的两端断路器不会同时断开,提供供电系统的可靠和安全。
五、结论
总而言之,民用建筑供配电所设计是一项较为复杂且系统的工作,供配电设计质量的优劣不但直接关系到居民用电,而且还会对电网供电带来一定影响。为此,在进行民用建筑供配电设计过程中,必须采取科学合理、切实可行的设计方案,并将所有可能影响供配电可靠性的因素都考虑在内,从最经济的角度进行设计。实际设计中,要求设计人员必须遵循安全性、可靠性和经济性的原则,只有这样,才能设计出最符合要求的民用建筑供配电系统。
参考文献
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现代社会,科技不断发展、经济持续进步,对电力系统、电能供应质量等的要求越来越高,电力网络系统也正在逐渐走向发展与完善,变电所电气部分设计中,接线设计占据十分重要地位,因为接线系统设计水平会极大地关系到电气系统的运行质量、工作状态,因此,必须加强对变电所电气接线的设计。
一、35kv变电所电气一次部分设计的整体分析
所谓35kv变电所电气一次部分就是一次接线,高压电器设备通过连接线构成的电路,其能够接收并分配电能。一次接线能够从总体上反应不同设备的功能、链接方式、不同电路间关系等等,对应构建出变电所电气主要构造。电气主线在整个电力系统中发挥着关键而重要作用,因为电气主线设计与链接质量直接影响着供电质量、线路运行状况等重要因素,甚至关系到配电设备的布局、继电保护的装配等等,因此,电气主线的设计必须要达到以下标准:安全稳定、自由灵活调动、便于检修等等,只有这样才能体现出其经济性特征。
1、电气主接线的设计标准
(1)确保安全供电,维护电能质量
电力系统运行的根本就是要安全、稳定,减少停电次数与规模,从而减少发电厂自身以及其他用电行业客户的损失,而且故障性断电还可能造成供电设备损坏、报废,社会安定受到影响等等。这其中所带来的损失是巨大的。
所以,电气主接线的设计必须本着供电安全稳定的原则,其中要确保电压合理、频率合理、供电线路连接正确等等,只有具备这几点基本要求,才能确保电能质量,主接线必须在不同工作状态中达到这些基本标准。
(2)富于灵活性、便捷性
电气主线在供电运行过程中安全、稳定的同时,也要具有一定的自由度和灵活度,例如:当电力系统出现故障时,电气设备需检修时,电气主线能够方便、灵活地被调度,能够及时转变运行方式来维持供电系统持续供电,尽量控制停电范围与时间。
(3)成本合理、经济廉价
在确保供电安全、稳定、高质的前提下,主接线设计也要本着经济实惠的原则,要确保对设备的成本投入最少,所占空间最小、转移费用最低,为了控制设计成本,尽量一次性设计成功,并实施分期投资战略,这样才能有效控制成本投入量,创造良好的经济效益。
(4)具有可塑空间
任何电气部分的设计都不是一成不变的,需要随着时代的发展、科技的进步实时变化,这就需要在主线设计方面留出可塑空间,一方面要顾及到最终接线能够顺利运转,另一方面也要考虑到分期过渡的情况,要为日后的电力系统施工检修等提供方便。
2、具体设计方法
电气主接线的设计过程与方法应该包括以下方面:
第一,综合、全面地分析设计原则、设计***纸以及其他相关资料信息。
第二,科学抉择所需配置的发电机数量、单个发电机的容量,编制出科学的、适合性的主接线模式。
第三,对主变压器的数量与容量大小做出正确的判断与选择。
第四,厂用电源的引接。
第五,深入分析情况,判断有无限制性短路电流接入的必要,对应采取科学的解决对策。
第六,将所选择的设计方法、组织方案等进行综合对比分析,从经济、技术这两大方面进行对比,从而得出一套最科学的接线方法。
二、35kv变电站电气一次部分设计研究
1、主线设计主体设计方案
要想确保主接线安全、稳定地运行,首先要确保电气设备运行的安全可靠,因此,要优选质量好、安全系数高的电气设备,从而使接线简单化,一方面要保证主接线安全稳定、灵活变通,另一方面又要确保其成本低廉、投入小,占地面积小。
本着以上标准和要求展开电气设计,才能打造出科学、合理,令人满意电气设计类型。
2、具体设计过程
遵照上面的设计方案,对于35kv变电所电气部分主接线的具体设计步骤体现为:
引入一台半断路器进行接线设计,如果进出线回路数大于或等于6回,可以选择此断路器接线,相反,则可以选择双母线接线法,但是前提是要确保其能够维护电力系统的安全、持续、稳定运行。
在一台半断路器接线过程中,电源线需要同负荷线成双成对,形成串,而且同名回路要装设于不同串中。例如:如果电源线同负荷线所成串只有两个时,同名回路则需对应链接在不同侧的母线上,而且进出线需要配置隔离开关,如果接线串在三个或更多时,同名回路则应该接在同一侧母线中,此类情况下可以不设隔离开关。
此外,在接线设计过程中,还应根据接线地区的地理环境、自然条件以及电力系统的实际状况等进行有针对性地选择与设计。
3、35KV变电所电气接线中的问题分析
要严格依照我国在变电站电气设计方面的相关规定进行电气接线设计,其中需要注意的是,如果机组的容量在200MW甚至更高时,需要装配交流保安电源,而且要对应要配置柴油发电机组,同时要确保其能够在短时间的被启动,以此发挥监控与保安功能,并对应配置能够永久、持续供电的电源设备,35kv变电站适合这一选择,具体的工作安排体现为:
第一,各个发电机组都装配一套柴油发电机组,并确保其能够及时、灵活地被启动,这个发电机组就为持续供电提供保障,参照具体的负荷要求,来选择其容量。
第二,在两个发电机组的保安pc中间增设开关,以此将两个发电机组联系起来,这样就能够保证一台机组电力无法供应时,启动另一台机组,从而确保电能的持续供应。
第三,增设预防断电的电源系统。任何一个机组都应配一个能够确保持续供电的电源设备,例如:DCS系统、热工控制仪表、自动化设备等等,而且要确保所输出的电压在220v,容量达到100kva.
第四,单位机组中配设2个保安段,机组保安负荷在保安段,有柴油机引接,当线路依照常规规则运行时,机组的两个锅炉工作段发挥供电功能,当出现故障问题时,则应立刻转入柴油机发电机,确保供电持续进行。
总结:
35kv变电所电气部分设计中,一次接线设计是重要的设计工作,必须提高接线设计水平,确保接线设计达到安全、稳定的水平,因为接线设计水平直接影响到整个电力系统的运行状态与工作水平,甚至会威胁到电气系统的运行质量,必须首先制定出科学的设计方案,对设计方案作出科学化、合理化的选择,同时明确设计过程中可能遇到的各种问题,针对这些问题事先采取有效的解决对策,这样才能切实提高变电所电气设计质量。
参考文献:
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【中***分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)06C-0102-03
供配电技术课程是电气自动化技术的专业核心课程,面向的领域是中、小型企业,就业的岗位有:变电站值班员、变电站设备维护员、供配电设备检修员、供配电技术管理员、电气施工员和水电施工员等职位。课程教学的根本任务,就是培养具有良好职业素养、牢固的系统知识和熟练的专业技能的高素质和高技能的专业人才,以满足实际岗位的技能需求,从而实现教学目标与岗位需求的无缝对接。然而,人才的培养是一个复杂的系统工程,涉及到招生、课程建设、教学及考试等诸多环节,在这个系统工程中,课程考试是一个非常重要的节点,考试作为一项目标性评价,不仅对教学活动起到引导作用,而且对学生达到预定的培养目标也有很强的导向功能,如何发挥考试的导向作用,考试技术、方法与手段的选择就显得非常重要。
一、借鉴驾驶证理论考试模式,创建开放式的考核平台
基于学科式教学的期末考试,其考核的方式一般采用闭卷的形式,其优点是便于组织,形成标准化的考试,有利于营造公平、公正和严肃的考纪考风,命题具有较强的针对性。但是这种传统的“一锤定音”考试方法的问题也是显而易见的,首先,课任教师为了提高及格率,通常会给学生出复习范围,甚至直接给出考题及答案,由此造成的结果是学生平时不学习,期末突击背题,还有的学生则将答案带进考场,寻机作弊;其次,有的课任教师为了省事,直接采用往年的考题,甚至教材变更了,其考题也不作调整,导致考试内容与课堂教学相互脱节;第三,由于期末考试在课程成绩评价体系中占有较高的分值,导致学生只重视期末的书面考试,而淡化了实验实训等实践性环节的考核,这恰恰违背了高职教育以技能为中心的教学理念。
针对期末考试存在的问题,使课程考核回归促进职业能力提升的本位,笔者以改革考试模式为切入点,以教学大纲和实际的岗位需求为依据,借鉴了机动车驾驶证科目一(即道路交通安全法律、法规和相关知识考试科目)考试的成功模式,编制了由600道题构成的供配电技术考核题库,运用计算机软件控制,从出题、答题到评卷等全部功能由系统自动完成,考生的考题是由计算机通过题库随机生成的,考题一旦生成,考试计时即开始,考生必须在60分钟内完成答题并提交,系统根据学生所提交的答案,自动完成评分并给出成绩,考试成绩同时进入主考教师的考试成绩登记系统中。考试的时机,可在理论课讲授结束后在规定的时段进行,每两个星期开考一次,对于考试不过关的,当场可给予一次补考的机会,如果连续两次考核不过关,则系统自动关闭该考生的考试通道,等待下一次考试。该考核模式的关键在于考核题库的编制,因此,在编制考核题库时,要注意以下问题:一是考核的题型为单选题、多选题、填空题和判断题等,多选题每小题2分,其它题型每小题1分,成绩评定采用100分制;二是考题要涵盖教学大纲所规定的全部教学内容,对于计算类题目,则以单选或多选题的形式呈现,考题要突出设备的结构原理及分析、电气主接线***的识***与读***、设备规格型号的识读与选择、电力负荷的计算与继电保护电流的整定、电气设备的倒闸操作和变电站(所)机务值勤常识等;三是根据行业的技术发展及企业设备的更新情况,及时修改题库,确保题库的内容与教学大纲的规定及企业现有的设备相吻合。
二、以学校及周边供配电设备资源为素材,创建实物电气绘***考核环节
职业教育是以能力为本位的教育,因此,专业课程考试应该面向实践,面向实用,注重促进学生发现问题和解决问题能力的培养。学习供配电技术最基本的目的,是要求掌握日常低压开关电器的功能及其使用方法,并具备修复一般性故障或对系统进行技术改造的能力。
实物电气绘***考核环节,就是从身边经常接触的供配电系统设备开始,通过接触实物可以有效消化课堂的学习内容,实现理论与实践的有机统一。实训考核的环节,是基于提升学生的职业能力和就业能力而创立的,以前有不少学生到现场后,面对企业现有的供配电设备,许多应知应会的设备常识却全然不知,高职生自身动手能力较强的优势荡然无存。针对这种情况,并结合学校实训基地现有设备的状况,充分利用学校及周边现有的供配电设备资源,编制了实物电气绘***考核题库,首期题库由60道题组成,作业对象以学校教学楼或实训楼的楼层供配电系统为基本单元,要求在实训期间内,根据该楼层的供配电设备的配置及负荷情况,画出其电气主接线***,并向任课教师提交纸质的绘***方案。
项目考核的组织应结合实训教学的过程进行,其步骤如下:第一,下发工作任务书,明确具体的工作内容及其作业要求;第二,以所在的实训室为范例,根据其负荷及配电情况,对实物电气绘***进行现场讲解示范;第三,进行作业编组,以2人为一个作业小组,并确定具体的作业对象及其地点;第四,现场采集资料,包括楼层配电间内的配电设备的数量及规格型号、任一教室或实训室内的配电箱的设备及负荷情况,数据采集可通过拍摄照片和现场记录的方式进行;第五,根据所采集的数据,按照电气绘***的要求,利用计算机CAD软件完成规定任务的绘***作业;第六,对所绘制的电气主接线进行检查校对并提交。实物电气绘***考核涉及到强电,其安全性尤其重要。因此,在实训考核中,应注意以下问题:一是在数据采集前,应给每个作业小组开具有院(系)盖章的商洽函,随工作任务书一起下发,以便作业小组在前往作业地点采集数据时得到相关部门的支持,任课教师应就数据采集一事预先与相关部门进行沟通;二是在现场采集电气设备具体参数时,应在有相关技术人员在场的情况下进行,并且遵守“眼看手不动”的原则,与设备应保持安全距离;三是对于教室或实训室内的照明设备,考虑到安装位置在天花板上,因此,在采集其额定功率等数据时,可采用估算法或向任课教师咨询的方法解决。
实物电气绘***考核的成绩评定,从与实物相符性、电气符号与标注的规范性、布局的合理性与整洁性等三个方面进行评价,评分标准如表1所示。
三、引入项目设计,考核学生综合能力
以德国的苛勒为代表的格式塔心理学认为“人的学习不是一个通过盲目摸索,在刺激与反应之间建立机械的联结的过程,而是一个需要理解、智慧参与的过程”。引入项目设计作为实训和考核的内容,正是基于这种思想而进行教学改革活动。
供配电技术的项目设计,是一个应用电力系统基础理论去分析和解决各种用电负荷的供电、配电及其控制问题,是学生综合能力生成的基本平台。根据其课程定位和培养目标,项目设计的内容定位为小型建筑供配电系统的设计与安装,所谓小型建筑是指企业的车间、室内运动场馆和居家系统等,其建筑面积一般小于1000平方米,项目的选择主要考虑了以下因素:一是低压配电在整个电力系统中所占的比重较大,而且处于电力系统的末端,与电能用户相连接,符合课程的定位和培养目标;二是低压配电所需的各种设备,如小型配电箱、低压断路器、漏电保护器等均是常规的电气设备,在市场上比较容易找到,而且价格比较低廉,在物理上容易实现;三是小型建筑系统的供配电设计项目,由于其用电负荷不大,工程量较小,往往不被专业的电气设计公司所关注,是电气安装工程的“盲区”。目前,在这个领域的小型建筑供配电系统的设计与安装工程,大多被不具备电气安装工程资质的中小型装修公司包揽,随着城镇化建设推进,小型建筑系统的电气工程技术人员不足的矛盾将进一步加剧。因此,考核项目的定位也体现了以岗导学,服务基层的办学理念。
设计性题目的考试模式,强调学生在学习中,不仅要系统地掌握课程的知识、原理和方法,而且学习运用所学知识去解决一个实际问题,从而提高分析问题和解决问题的能力。考试的基本程序如下:下达设计任务书查找资料设计电路***编制工程预算进行模拟安装提交资料与验收,考试安排在课程理论学习结束后的实训周完成。设计性题目的考核模式在具体的实施过程中,为了提高其可操作性,应该注意以下问题:一是为培养学生的团队协作意识,应编组进行,通常1-2人为一个小组,为了防止相互抄袭,每个小组考核的具体内容应有所区别。笔者的经验是预先编制考核题库,从目前市场比较常见的小型建筑中选择50套不同类型的建筑平面***,同时为每套建筑规定用电负荷的规模及使用要求,作为低压配电的设计对象,主要的建筑类型有私人别墅、家庭住宅、车间、教室、实训中心、食堂、运动场所等。二是建筑电气设计的主要任务是为一切用电设备提供配电及其控制功能,供配电设计不是简单给用电设备接通电源,在设计过程中,不仅要满足用户的使用要求,而且要符合国家有关技术规范,因此,在项目设计考核期间,教师应该为学生提供《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)和建筑照明设计标准》(GB50034-2004)等技术标准的相关资料或查询链接地址,以确保所设计的项目符合国家标准。三是把项目设计当作一次“实战”来演练,每个小组至少安排一次与客户沟通环节,教师充当客户,而学生则代表为客户服务的工程技术人员,在沟通的过程中,不仅要随时回答客户提出的问题,而且要根据其要求修改设计方案。四是要求所有的设计方案,必须使用计算机辅助设计来完成,设计方案要同时提交纸质和电子两种文档。提交的资料包括:设计封面、设计概述、建筑系统用电负荷表、系统的供配电电气主接***、照明平面布置***、插座及日用电器平面布置***、配电工程费用预算表。
项目设计考核的成绩评定,从设计方案的正确性、合理与可行性、美观与整洁性以及与客户沟通的能力等方面进行综合评价,评分标准如表2所示。
“题库式考试+实物电气绘***+项目设计”的成绩评价模式,其权重系数分别为0.4、0.25和0.35,实践证明,改革的效果明显。首先,学生的学习热情和求知欲望有了较明显的提高,尤其是实践环节,专心做事的多了,主动提问的多了,加班加点的多了;其次,有效提高了课程考试的及格率,改革前供配电技术考试成绩的及格率一般都维持在70%-80%,有些基础较差的班级甚至跌落到50%以下,实行新的考试模式,其及格率达到了92%以上;再次,提高了学生的成就感和自豪感,尤其是项目设计的考核项目,对学生来说就是一件经过精雕细琢,付出巨大努力的作品。
【参考文献】
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Abstract: the author of the electrical automation system design system lection, automatic principles are discusd, power automation system application in our country has made the obvious effect, to improve the safety of the power network operation level played an important role.
Keywords: automation technology; Design; Installation commissioning; Power dispatch; System lection
中***分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
0引言
目前随着新技术的不断发展,数字化、自动化技术正在兴起,在电力系统建设中,电气自动化技术设计是其中比较重要的技术环节,自动化的系统如何进行设计,是电力系统自动化技术建设和改造中需要研究和解决的一个重要课题。众所周知,电力系统中电气自动化技术包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理部分。智能化开关与智能化开关柜,以及变配电站综合自动化系统集继电保护、数据监测及远方调度于一体,在变配电自动化设计中应根据工程实际情况选用。
一、电力系统中电气自动化技术研究方向
1.智能保护与综合自动化技术
对电力系统自动化保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于电气自动化保护装置中,使得新型保护装置具有智能控制的特点,大大提高电力系统的安全水平。对自动化系统进行了多年研究,研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。智能自动化保护技术领域的研究处于国际领先水平,综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。
2.电力系统自动化实时仿真系统
对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了深入研究,引进了电力系统数字模拟实时仿真系统,建成具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验,提供大量实验数据,并可和多种控制装置构成闭环系统,协助科研人员进行新装置的测试,从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。
3.电力系统配电网自动化技术
电力系统配电网自动化技术在中低压网络数字、配网模型、高级应用软件、信息配网一体化方面取得了重大技术突破。其中,采用数字信号处理技术,提高了载波接收灵敏度,解决了载波正在配电网上应用的衰耗、路由等技术难题。高级应用软件将输电网的理论算法与配网实际结合起来,采用了最新国际标准公共信息模型,采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算,应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。
4.人工智能在电力系统中的应用
结合电力工业发展的需要,开展了将专家系统、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究,以提高电力系统运行与控制的智能化水平。
二、电力系统中电气自动化技术方案设计思想
随着计算机和网络通信技术的发展,通过网络与电力系统通信,从信息流的角度看,保护控制、测量的信息源都是来自现场,只是要求不同而已。保护主要采集设备的故障异常状态信息,总控单元直接接收来自上位机或远方的控制输出命令,经必要的校核后可直接动作至保护操作回路,省去了遥控输出、遥控执行等环节,简化了设备,提高了可靠性。
1.电力系统中电气自动化技术系统选型
主要从电力自动化系统监测与远方调度方面考虑,对于电力自动化系统保护而言,应优先考虑选用微机保护综合自动化系统。电力系统自动化选型接线比较简单,应以常规继电保护为主,选用价格低、性能可靠的智能化开关,可以取消常规继电保护。
2.电力系统中电气自动化技术设计原则
电力系统自动化的电气主接线方式按原设计不变,在单线系统***的设备型号说明中应注明采用计算机监测与控制系统后所增加的设备数量与型号,如电量变送器,电力监控器等。对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关,一定要选用能进行远方分、合闸功能的自动开关。开关运行状态要进入计算机监测与控制系统的开关,一般要有一对***的常开接点引入计算机监测与控制系统。低压自动开关的型号设计时一定要注意满足这一要求,多选一对常开辅助接点。对继电保护设计来讲供电系统可以考虑选用变压保护,而且应优先考虑采用变压电站综合自动化技术。
三、电力系统中电气自动化综合技术化系统
1.综合自动化系统外部电缆设计
变配电站综合自动化系统的外电缆设计非常简单,只有一根通信电缆与一根交流220V电源线。通信电缆一般选用计算用屏蔽电缆,使用一对备用一对,也可以选用双芯屏蔽双绞线。大型变配电站也可以考虑使用光缆,电力监控器应由专用电源集中供电,以保证供电可靠性,增加抗干扰能力。有些电力监控器可以用220V直流电源供电,此时可以由直流屏集中供电,10kV及以下电压等级的供电系统一般应选用只有监控功能的电力监控器。变配电站数量少时,可以不设现场控制站,电力监控器的通信电缆可以直接引到中央控制站。
2.变压电站综合自动化系统的选用
变压电站综合自动化系统的成套设备生产厂商有很多,例如国内的鲁能、南瑞,国外的SIMENS、ABB等公司。应该根据实际设计要求与系统的功能,综合考虑选功能,一般的变压电站综合自动化系统应该具有数据库功能、高级专家功能、运行管理功能、网络互联功能。选用的基本原则是在满足要求的情况下,系统运行的可靠性好、性能价格比高。变压电站综合自动化系统的选用一定要科学、合理,为电力系统的自动化设计提供精确的数据,为提高电力系统的自动化设计做好技术保障。
四、结语
自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入,这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正,传统的技术界线逐渐模糊,各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透,这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。
参考文献:
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