導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇供配電系統(tǒng)設(shè)計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

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(fā)達和發(fā)展中國家的普遍關(guān)注。其中，電力能源的耗費和電力設(shè)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(jié)能設(shè)計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節(jié)能設(shè)計。

一、電氣工程設(shè)計原則

1、優(yōu)化供配電設(shè)計。促進電能合理利用

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

2、提高設(shè)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(shè)投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節(jié)能設(shè)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(shè)備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。

3、合理調(diào)整負荷，選取合理的設(shè)計系數(shù)，提高負荷率和設(shè)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(shè)計時盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負荷、選取合理的設(shè)計系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能。

二、供電節(jié)能技術(shù)

1、減少電能傳輸?shù)膿p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(chǎn)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(jù)其能耗的機理來進行設(shè)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(jié)能的作用。我們更進一步的來探討，與線路電阻有關(guān)的是線路自身的電導(dǎo)、線路截面和線路的長度，相應(yīng)的節(jié)能方式也就可以分為三個大類：一是選用電導(dǎo)率比較小的金屬材質(zhì)來作為線路的輸電導(dǎo)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(xiàn)；三是適當?shù)脑龃髮?dǎo)線截面的面積。

2、變壓器的節(jié)能設(shè)計

變壓器是電力自動化工程中的重要設(shè)備，承擔著轉(zhuǎn)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(tài)時，低壓系統(tǒng)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(jié)能設(shè)計是否合理是整個電力工程節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常，變壓器的節(jié)能設(shè)計要從下面幾個環(huán)節(jié)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(gòu)成所必備的材料，這些材料的設(shè)計選擇如果不合理，要消耗供電系統(tǒng)的大量電能，若是本著厲行節(jié)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(zhì)，可為電力工程間接地節(jié)約施工成本和節(jié)約電能。

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

（3）選用節(jié)能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節(jié)能的設(shè)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(yōu)點，還具有高效的節(jié)能特性，從生產(chǎn)長期運行來看，節(jié)能效果比較顯著，可作為節(jié)能設(shè)計的首選變壓器。同時，設(shè)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(jié)能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產(chǎn)運行期間，不應(yīng)讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態(tài)，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(chǎn)負荷率很大，變壓器按設(shè)計規(guī)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(fēng)機、離心機等大的生產(chǎn)負荷放置在一起，這樣便于生產(chǎn)管理，更重要的是可以減少現(xiàn)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(tǒng)的功率因數(shù)和電能的質(zhì)量。具體的放置位置要根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場工藝設(shè)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(jīng)濟考慮，應(yīng)盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設(shè)備多數(shù)在低層。

3、供配電系統(tǒng)的設(shè)計

通過供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計來實現(xiàn)節(jié)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(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；二是要要結(jié)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(xiàn)電力節(jié)能，并且，這樣一種節(jié)能方式還能夠一定程度上提高供電的質(zhì)量。

4、照明節(jié)能

在電氣自動化的節(jié)能設(shè)計中，還可以通過照明節(jié)能來實現(xiàn)，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(tǒng)的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發(fā)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(gòu)筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構(gòu)筑物選擇一個較好的朝向。

結(jié)束語：

電氣系統(tǒng)也隨著社會的發(fā)展在不斷的進步，而對于電氣自動化中的節(jié)能技術(shù)而占也正處于發(fā)展階段?，F(xiàn)在的節(jié)能技術(shù)能夠達到節(jié)能的效果，而今后研究的節(jié)能技術(shù)將會朝著更好的方向發(fā)展。而現(xiàn)在要做好電氣自動化的節(jié)能設(shè)計則應(yīng)該從導(dǎo)線的選擇到最后安裝的完成都應(yīng)該做到最好，并且還要讓節(jié)能技術(shù)在電氣系統(tǒng)中發(fā)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)

篇2

中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

我們知道，電力網(wǎng)在輸送電能的過程中，電能損耗是十分驚人的，在這巨大的電能損耗中低壓（380V/220V）配電網(wǎng)占有相當大的比重。主要原因是低壓配電網(wǎng)電壓低、電流大，特別是負荷功率因數(shù)低，更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網(wǎng)的線路損耗，對于提高整個電網(wǎng)的經(jīng)濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設(shè)計時，選擇導(dǎo)線截面的傳統(tǒng)方法是：按導(dǎo)線機械強度、允許電壓降和導(dǎo)線長期允許安全載流量等因素而定。但從節(jié)約能源的原則出發(fā)，應(yīng)將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導(dǎo)線截面的依據(jù)之一。即在經(jīng)濟合理的原則下，適當增大導(dǎo)線截面積以減少輸電線路電能損耗，從而達到在不增加發(fā)電能力的情況下而增加供電能力的目的。

二．低壓配電線路導(dǎo)線截面選擇

工程設(shè)計時，離不開電氣設(shè)計，而電氣設(shè)計直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全、環(huán)境保護和其他公眾利益，成功的導(dǎo)線截面設(shè)計，應(yīng)當是安全、合理、經(jīng)濟和可行的。而導(dǎo)線截面設(shè)計則是電氣工程設(shè)計的重要組成部分之一。由國家建設(shè)部頒發(fā)的《工程建設(shè)標準強制性條文》對電氣方面要求就更加嚴格。因此，我們在低壓配電線路導(dǎo)線截面設(shè)計中，不僅要使導(dǎo)線截面有足夠的安全儲備，而且要限制導(dǎo)線截面過大造成的經(jīng)濟浪費，來保證電氣設(shè)備的安全運行。低壓線路導(dǎo)線導(dǎo)線截面設(shè)計，一般應(yīng)根據(jù)以下幾方面的要求來選擇：

1.選擇導(dǎo)線截面，首先滿足發(fā)熱條件這一要求，即導(dǎo)線通過的電流，不得超過其允許的最大安全電流。通常，當負荷電流通過導(dǎo)線時，由于導(dǎo)線具有電阻，導(dǎo)線發(fā)熱，溫度升高。當裸導(dǎo)線的發(fā)熱溫度過高時，導(dǎo)線接頭處的氧化加劇，接觸電阻增大；如果發(fā)熱溫度進一步升高，可能發(fā)生斷線事故。當絕緣導(dǎo)線( 包括電纜) 的溫度過高時，絕緣老化和損壞，甚至引起火災(zāi)。因此，導(dǎo)線應(yīng)能夠承受長期負荷電流所引起溫升。各類導(dǎo)線都規(guī)定了長期允許溫度和短時最高溫度，從而決定了導(dǎo)線允許長期通過的電流和短路時的熱穩(wěn)定電流。選擇導(dǎo)線截面時，應(yīng)考慮計算的負荷電流不超過導(dǎo)線的長期載流量，導(dǎo)線的額定電流可以從工具書中查到。

2.為保證導(dǎo)線具有必要的機械強度，要求導(dǎo)線的截面不得太小。因為導(dǎo)線截面越小，其機械強度越低。低壓線路的導(dǎo)線要經(jīng)受拉力，電纜要經(jīng)受拖曳。所以，規(guī)程對不同等級的線路和不同材料的導(dǎo)線，分別規(guī)定了最小允許截面。按機械強度選擇導(dǎo)線的允許最小截面，可參考表一。

3.選擇導(dǎo)線截面，還應(yīng)考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導(dǎo)線的電壓降必須限制在一定范圍以內(nèi)。按規(guī)定，電力線路在正常情況下的電壓波動不得超過正負百分之五臨時供電線路可降低到百分之八。當線路有分支負荷時，如果給出負截的電功率P和送電距離L，允許的電壓損失為ε，則配電導(dǎo)線的截面( 線路功率因數(shù)改為I) 可按下式計算

式中P為負載電功率，千瓦；

L為送電線路的距離，米；

ε為允許的相對電壓損失，=；

C為系數(shù)，視導(dǎo)線材料，送電電壓而定( 表二)

Kn為需要系數(shù)，視負載用電情況而定，其值可從一般電工手冊和參考書中查到。

表二公式中的系數(shù)C值

例：距配電變壓器400米處有1臺電動機，功率為10千瓦，采用380伏三相四線制線路供電，電動機效率為η=0.80，COSΨ=0.85，Kn=1，要求, ε=5%應(yīng)選擇多少截面的銅導(dǎo)線？

解(1) 按導(dǎo)線的機械強度考慮，導(dǎo)線架空敷設(shè)銅絕緣導(dǎo)線的截面不得小于4平方毫米

(2 ) 按允許電流考慮，求出電動機工作電流( 計算電流)

從電工手冊查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時的允許電流為28 安培，可滿足要求Ij=Ie

(3 ) 按允許電壓降考慮，首先計算電動機自電源取得電功率

若選用銅線則C=77,Kn=1，求出導(dǎo)線截面為

為滿足以上三個條件，可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線

選擇導(dǎo)線截面，一般來說，應(yīng)考慮以上三個因素。但在具體情況下，往往有所側(cè)重，針對哪一因素是主要的，起決定作用的，就側(cè)重考慮該因素。根據(jù)實踐經(jīng)驗，低壓動力線路的負荷電流較大，一般先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后驗算其機械強度和電壓降。低壓照明線路對電壓的要求較高，所以先按允許電壓降來選擇導(dǎo)線截面，然后驗算其發(fā)熱條件和機械強度。在三相四線制供電系統(tǒng)中，零線的允許截流量不應(yīng)小于線路中的最大單相負荷和三相最大不平衡電流，并且還應(yīng)滿足接零保護的要求。在單相線路中，由于零線和相線都通過相同的電流，因此，零線截面應(yīng)與相線截面相同。例如，對于長距離輸電線路，主要考慮電壓降，導(dǎo)線截面根據(jù)限定的電壓降來確定；對于較短的配電線路，可不計算線路壓降，主要考慮允許電流來選擇導(dǎo)線截面；對于負荷較小的架空線路，一般只根據(jù)機械強度來確定導(dǎo)線截面。這樣，選擇導(dǎo)線截面的工作就可大大簡化

三．結(jié)束語

雖然我國低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計中依然存在著一些問題和缺陷，但是，隨著我國經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)實力的進一步增強，將會為我國的低壓配電節(jié)能的發(fā)展奠定更為堅實的發(fā)展基礎(chǔ)，為了保證用戶電器的正常運轉(zhuǎn)，提高我國低壓配電節(jié)能能力，可以實施獨立的供配電系統(tǒng)，同時，要進一步完善各種應(yīng)急措施，比如設(shè)置應(yīng)急的電源，如此，可以在發(fā)生一些突發(fā)事件時候，保證企業(yè)的供配電能夠正常進行，對企業(yè)的財產(chǎn)形成更強有力的保證。在進行企業(yè)的供配電設(shè)計時候，要充分考慮到企業(yè)建筑供電要求高，供電負荷復(fù)雜的特點，要在綜合考慮整個企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上，采取有效的設(shè)計工藝，嚴格設(shè)計流程，在企業(yè)相關(guān)各個部門共同的配合下，加強雙方的溝通，保證供配電設(shè)計能夠充分滿足企業(yè)各方面的需求，同時，要在實踐中，不斷促進整個企業(yè)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。

參考文獻：

[1]劉平甘 陳洪波 劉凡紫外檢測技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及其展望 [會議論文]，2009 - 中國電機工程學(xué)會高電壓專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)年會

[2]吳栩 馮鵬英 高壓電氣設(shè)備的在線檢測技術(shù) [期刊論文] 《中國房地產(chǎn)業(yè)》 -2011年8期

[3]張川 劉乃濤 賀福敏 李林 李成龍 高壓電力設(shè)備的在線絕緣檢測技術(shù) [會議論文]，2011 - 中國石油和化工自動化第十屆年會

[4]曾曉暉 聶端 基于絕緣在線檢測技術(shù)的狀態(tài)維修 [期刊論文] 《中國農(nóng)村水電及電氣化》 -2005年9期

[5]陳偉球 趙吳鵬 尹忠東 周浩 張瑜 在線檢測技術(shù)可行性分析 低壓配電網(wǎng)無功負序不平衡現(xiàn)象的節(jié)能降損解決方案 [期刊論文] 《電網(wǎng)與清潔能源》 -2009年7期

篇3

弱電部分主要內(nèi)容包括：有線電視、公共廣播系統(tǒng)及綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計。

消防部分主要報警系統(tǒng)、聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計等。

本次設(shè)計完成圖紙共18幅，繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。

本電氣設(shè)計為畢業(yè)設(shè)計，其目的是通過設(shè)計實踐，綜合運用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設(shè)計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

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 錄

一．緒論 6

1.1．建筑電氣概況 6 1.3設(shè)計內(nèi)容 6

二．配電系統(tǒng)設(shè)計 9

2.1負荷分級 9

2.1.1一級負荷 9 2.1.3三級負荷 9

2.2負荷的供電要求 9

2.2.1一級負荷的供電要求 9

2.2.2二級負荷的供電要求 9

2.2.3三級負荷的供電要求 10

2.3本工程的負荷分級及供電要求 10

2.3.1本工程的負荷分級 10

2.3.2本工程負荷的供電要求 10

2.4負荷計算 10

2.4.1負荷計算的內(nèi)容 10

2.4.2負荷計算的方法 10

2.4.3負荷計算的公式 11

2.4.4負荷計算表 11

2.5變（配）電所所址選擇,結(jié)構(gòu)型式 11

2.5.1變（配）電所所址選擇 11

2.5.2變（配）電所結(jié)構(gòu)型式 12

2.6變壓器類型,臺數(shù),容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數(shù)選擇 12

2.6.3變壓器容量選擇 12

2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12

2.8電纜選擇及敷設(shè) 13

2.8.1電纜選擇的原則 13

2.8.2電纜選擇的結(jié)果 13

三．照明系統(tǒng)設(shè)計 14

3.1總則 14

3.2照明光源選擇 14

3.3照明燈具選擇 14

3.4照度和照明方式選擇 15

3.5一般照明 15

3.6應(yīng)急照明 16

3.7照度計算 17

四．建筑物防雷，接地系統(tǒng)設(shè)計 18

4.1建筑物的防雷分類 19

4.2建筑物的防雷措施 20

篇4

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(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，隧道供配電及照明系統(tǒng)所花費的電費已經(jīng)是公路隧道建設(shè)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(tǒng)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(jīng)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(tǒng)技術(shù)，多數(shù)采用的是高功率因數(shù)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(cè)鋪設(shè)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(jié)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(nèi)隧道供配電及照明技術(shù)的發(fā)展

我國隧道照明節(jié)能技術(shù)與國外先進水平相比，存在一定差距，主要表現(xiàn)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(guān)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(yīng)用于照明參數(shù)的研究；

3、未考慮照明系統(tǒng)的分期實施；

4、規(guī)范存在一定缺陷．現(xiàn)行規(guī)范忽略了對中、短隧道照明的論述；

5、隨著新型照明技術(shù)的迅速發(fā)展， 有必要研究其在隧道內(nèi)的應(yīng)用性，如LED燈、電磁感應(yīng)燈；

6、未系統(tǒng)性地考慮照明節(jié)能

三．我國隧道供配電及照明系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、隧道供電針對長大隧道供配電技術(shù)的專項研究較少，比如公路隧道供配電節(jié)能與管線優(yōu)化配置、中壓供電技術(shù)在長大和連續(xù)公路隧道中的應(yīng)用、通風(fēng)與照明供配電綜合布線系統(tǒng)、連續(xù)隧道變電站的合理布局、適應(yīng)交通量增長的供配電系統(tǒng)分步實施方法、節(jié)能型供電線纜和設(shè)備對比。

2、變壓器大馬拉小車現(xiàn)象突出，大多數(shù)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(nèi)低壓配電電纜為長距離供電，設(shè)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(jīng)濟電流選擇的電纜截面。目前，供配電設(shè)計人員受隧道內(nèi)環(huán)境污染嚴重思想的影響， 通常將隧道變電所設(shè)置在隧道洞口外，因此造成隧道內(nèi)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(shè)計上考慮低壓電纜工程造價 同時，設(shè)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(tǒng)方案差異大

由于設(shè)計者對隧道用電負荷的重要程度理解不同， 國內(nèi)沒有相關(guān)設(shè)計手冊， 因此不同設(shè)計者的隧道供電系統(tǒng)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(tǒng)中存在的問題

1、現(xiàn)有隧道照明控制營運中節(jié)能與安全的矛盾突出

一些地方的營運者為了節(jié)省隧道供配電及照明系統(tǒng)所產(chǎn)生的電費，往往在設(shè)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(guān)隧道燈的時間，再由人工在規(guī)定的時間里進行控制。但是

由于隧道一天里弄內(nèi)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(guī)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(jīng)驗的人都知道，在車子通過隧道的全程中，由于洞內(nèi)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(xiàn)短暫的“黑洞效應(yīng)”，短時間內(nèi)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?shù)臅r候，就非?？赡艹霈F(xiàn)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?shù)墓?jié)省電能，這已經(jīng)成為一個非常尖銳的矛盾。

2、現(xiàn)有隧道照明控制模式設(shè)計，在實際運行中存在很大的電能浪費

目前，隧道照明設(shè)計者依據(jù)規(guī)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(shè)計照明，其中過渡段有兩個，分別設(shè)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(fā)，對洞內(nèi)最大照度的設(shè)計是以全年洞外最大亮度和最高行車時速來確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)只是在設(shè)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(tài)。對于天氣、車速、車流量等時變參數(shù)無法從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應(yīng)方式調(diào)制。因此，目前這種傳統(tǒng)設(shè)計與使用的隧道照明系統(tǒng)存在著大量電能浪費問題。

3、隧道供配電系統(tǒng)設(shè)計中存在著諸多不合理因素

目前國內(nèi)隧道普遍采用的供電系統(tǒng)模式為：在隧道洞口設(shè)置10／0.4KV變電所，采用0．4KV低壓線路向隧道內(nèi)的用電設(shè)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(shè)計中變壓器容量的選擇一般參考的是隧道內(nèi)和隧道洞口所有負荷的容量總和，并考慮一定的預(yù)留。隧道尤其是長隧道中具有相當數(shù)量的射流風(fēng)機，但大多數(shù)時間這些大功率設(shè)備未處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，隧道的照明燈具出于節(jié)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(shè)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(jīng)濟運行狀態(tài)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(jīng)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(nèi)的隧道供配電及照明系統(tǒng)中主要以高壓鈉燈作為光源，它的特點是配置了電感型鎮(zhèn)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(dǎo)致了電纜數(shù)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(yōu)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(shù)的選擇。在供配電的設(shè)計中應(yīng)當將各種負荷按照其運行的時間規(guī)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(jié)能型燈具。

研發(fā)能替代高壓鈉燈的綠色節(jié)能型燈具是目前隧道節(jié)能的一個突破口。

電磁感應(yīng)燈：

白光LED燈：L印光源具有節(jié)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(yīng)快的特點，在隧道誘導(dǎo)系統(tǒng)方面的應(yīng)用有很大研討空間。

電磁感應(yīng)燈：它是一種全新的照明光源，具有高光效、高顯色、環(huán)保、長壽命、節(jié)能、安全、性能穩(wěn)定的特點和優(yōu)勢，一般用在景觀照明燈、室內(nèi)照明，尤其當被照物有較高的顯色要求時，能充分發(fā)揮它的優(yōu)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(tǒng)有著重要的意義。

3、優(yōu)化燈具布設(shè)的設(shè)計

在隧道供配電及照明系統(tǒng)的設(shè)計中，我們一般設(shè)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(shè)計的時候就不能片面的按照我們的常規(guī)設(shè)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(yōu)化燈具布設(shè)的設(shè)計。

4、改進供配電系統(tǒng)的設(shè)計，更合理的進行設(shè)備選型。

中壓供電模式在長隧道和隧道群中應(yīng)用的推廣。改變以往在長隧道兩端洞口設(shè)置10／0．4KV變電所的設(shè)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(yīng)用于道路機場、隧道等長距離照明供電的一項技術(shù)成熟、設(shè)備先進、系統(tǒng)配套的專用型供電設(shè)施。

結(jié)束語

對于隧道運營節(jié)能， 國內(nèi)業(yè)界還任重而道遠，無論是相關(guān)政府機構(gòu)、高速公路建設(shè)業(yè)主、管理部門，還是相關(guān)科研設(shè)計從業(yè)結(jié)構(gòu)與從業(yè)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(shè)節(jié)約型社會作出應(yīng)有的貢獻。

參考文獻：

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中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是近年來隨著高速公路的發(fā)展而不斷興起的系統(tǒng)，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化高速公路管理的需要。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的自動化管理，同時還能促使高速公路的管理更加的科學(xué)化。本文筆者結(jié)合自己多年來在高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究，現(xiàn)簡要談?wù)剻C電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的作用，希望能夠使電力監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于高速公路，同時為電力監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展作應(yīng)有的貢獻。

二．高速公路綜合電力監(jiān)控需求分析

在以往高速公路沿線的收費站、互通樞紐、服務(wù)區(qū)、隧道或隧道群變電站或隧道監(jiān)控室全部靠人工進行日常表計抄錄、操作控制、日常維護、故障巡查等，因此．每個變電站或隧道監(jiān)控都要配備24小時值班人員，人工成本高，效率十分低。高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)需求如下：

（一）監(jiān)視高速公路全線關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)和故障報警，如市電停電或高壓柜故障、發(fā)電機故障、收費站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風(fēng)機故障等，確保高速公路安全暢通：

（二）對站的高低壓配電室、發(fā)電機室及隧道進行視頻遙視：變電站偷盜報警及外場電力或照明電纜偷盜報警：

（三）對站高低壓配電室和發(fā)電機室進行溫度遙測，并根據(jù)測量溫度控制室內(nèi)通風(fēng)風(fēng)機：對隧道一氧化碳進行遙測，并根據(jù)一氧化碳濃度對隧道風(fēng)機進行啟?？刂疲?/p>

（四）站點實現(xiàn)無人值守，故障自動定位：

（五）數(shù)據(jù)、視頻及報警信息滿足高速公路分布式實時遠程傳輸要求：

（六）滿足高速公路所處環(huán)境和管理運行所要求的可靠性與安全性要求：

（七）與高速公路運行管理模式相適應(yīng)，全線綜合電力監(jiān)控數(shù)據(jù)無紙記錄，自動統(tǒng)計，自動顯示與打印。

三．簡談機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)作用

1．有著遙信、遙測及遙控的作用

通過現(xiàn)場的控制的網(wǎng)絡(luò)，整個電力設(shè)備的運行的情況以及電量等等各種信息，將會通過光纖輸送到控制樞紐并自動的存放到數(shù)據(jù)庫中。只需要觀察工作站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的熒光屏幕，工作人員能夠直觀的知道設(shè)備運行的具體的情況、電量、設(shè)備開關(guān)等情況，顯示甚至自動地打印所有的電量上下波動的的曲線、潮流越線報警和設(shè)備出現(xiàn)故障時的報警，并經(jīng)過監(jiān)控中心來遠程控制電力開關(guān)和設(shè)備。通過自身攜帶有通信接口的微機繼電保護設(shè)備，檢測線路的三相電壓、電流，功率、電量、頻率、設(shè)備溫度、斷路器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)速斷保護、過流保護以及重合閘等保護功能。

2．數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理的功能非常的強大，具體包括：遙測數(shù)據(jù)綜合的處理、系統(tǒng)的統(tǒng)計、報表的生成、數(shù)據(jù)的整合、事件順序記錄的處理；非尋常的情況、趨勢弧線的生成以及操作的記錄等提示的告警和打印；歷史文檔的采集、分析、整理和保存。

歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根據(jù)實時數(shù)據(jù)的存儲的具體的情況，定時將數(shù)據(jù)從實時數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳輸。

3．人機界面

機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠模擬接線圖的一些功能，比如報警的功能、實時顯示的功能、數(shù)據(jù)查詢的功能、圖形自動編輯的功能等。此外，機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有系統(tǒng)的自動的對時、容錯、安全管理、通道監(jiān)視和站端系統(tǒng)維護等功能。

三．監(jiān)控系統(tǒng)組成

高速公路供配電系統(tǒng)的主要負荷有：收費、通信、監(jiān)控設(shè)施的用電；服務(wù)設(shè)施、管養(yǎng)設(shè)施、收費站等場區(qū)用電；特殊區(qū)段的動力及照明用電等。受當?shù)仉娋W(wǎng)條件和地理條件的限制，路段變配電所通常都為分散獨立設(shè)置，同時配備柴油發(fā)電機組或者采用雙電源和UPS作為備用電源以提高一、二級負荷供電可靠性。機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式設(shè)計，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)將高、低壓設(shè)備進行組網(wǎng)，實現(xiàn)供配電的綜合自動化和網(wǎng)絡(luò)管理化。土千網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖，組成光纖環(huán)網(wǎng)。對于設(shè)備相對集中的區(qū)域，用通信網(wǎng)關(guān)構(gòu)成現(xiàn)場子網(wǎng)?，F(xiàn)場設(shè)備采用RS一485／422或RS一232等通信接口和現(xiàn)場總線接入到通信集中器，集中接入主干網(wǎng)絡(luò)。整個機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、配電 站和通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò))組成。

1.監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用多機單網(wǎng)模式，包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機、 激光打印機等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)由服務(wù)器操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、支持軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。監(jiān)控中心負責(zé)數(shù)據(jù)的集中通信、分析計算，可實時顯示系統(tǒng)一

次主接線圖、二次設(shè)備配置圖、系統(tǒng)運行的曲線圖、電量報表、保護定值等各種數(shù)據(jù)信息，并且可隨時打印各種數(shù)據(jù)報表、故障信息、歷史記錄等，通過人機接口，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)(照明、動力等)的監(jiān)控管理。

2．通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)在機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)中處于關(guān)鍵的地位，它能夠把控制中心的控制命令準確無誤的傳送到數(shù)量眾多的遠方終端，反映并搜集遠方設(shè)備的運行情況的數(shù)據(jù)信息，并提交到監(jiān)控中心?？梢赃@么說，通訊系統(tǒng)就像快遞員，負責(zé)著把信息從監(jiān)控終端傳遞到各個端口。

四．監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)必要性

一般來說，監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對全線路面的交通、天氣等狀況的搜集與分析整理，但是在實際工作中，人們往往忽視機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用。而在實際運營的機電系統(tǒng)的維護過程中，機電T程電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中是不可或缺的一部分。建立完善的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，關(guān)系到收費系統(tǒng)是否能夠正常、便捷的工作。

想要采用高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的方式，就必須有可靠的高速公路收費系統(tǒng)，同時要求該系統(tǒng)能夠便利、穩(wěn)定的工作。要保證收費系統(tǒng)順利的工作，就必須保證供電系統(tǒng)能為整個系統(tǒng)提供正常的運作環(huán)境。一旦發(fā)生停電的現(xiàn)象，雖然收費站收費系統(tǒng)所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電，若是超過這個規(guī)定的上限的時間，市電仍然無法正常的供應(yīng)，而備用柴油發(fā)電機又沒有自動切換啟動，則收費站將在UPS電量耗盡后癱瘓，這將影響整個聯(lián)網(wǎng)收費片區(qū)的收費工作。故而，我們必須在機電工程電力監(jiān)測系統(tǒng)上做文章，加大投入，建立高效的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。這樣，就能夠迅速的發(fā)現(xiàn)問題，及時的排除問題，由監(jiān)控中心統(tǒng)一集中監(jiān)控，很顯然這樣就能夠大大的提高設(shè)備運行的可靠性和安全性，以實現(xiàn)供電系統(tǒng)的高效性、科學(xué)性、自動性的目標。

另外，現(xiàn)階段小偷盜竊高速公路沿線的電纜的情況非常的普遍，如果建立了機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，就可以對全線的外場設(shè)備的供電情況進行有效的監(jiān)控，當小偷切斷電纜的時候，外場設(shè)備供電系統(tǒng)就會中斷，監(jiān)控中心的工作人員就會快速的收到供電異常報警信息，并根據(jù)外場設(shè)備的具體的里程樁號通知路政隊的工作人員上路巡查，這在一定的程度上，為當場抓獲盜竊者提供了可能性，能夠極大的震懾電纜盜竊者，保衛(wèi)高速公路沿線的電纜的安全。因此，機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要的組成部分，一個相對完整的監(jiān)控系統(tǒng)毫無疑問應(yīng)該包含一個科學(xué)、高效、全方位的機電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。

四．結(jié)束語

高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計對于高速公路的現(xiàn)代化自動管理具有重要意義，應(yīng)該注重加強這方面的研究和應(yīng)用。

參考文獻：

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1 問題提出

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，對建筑物的功能需求越來越高，對電能的要求也就更高，帶來的能耗也隨之增多。在全球能源危機，不可再生能源日益減少的背景下，我國提出節(jié)能環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一件大事，而電氣系統(tǒng)作為建筑物最主要的能耗，加強對其的節(jié)能已勢在必行。

2 功能需求與總體方案

2.1 節(jié)能型樓宇大廈的供電需求

供電設(shè)計應(yīng)根據(jù)用戶的設(shè)備容量使用要求進行設(shè)計。對于用電質(zhì)量很高的樓宇大廈，分別從城市電網(wǎng)引兩路10kV高壓電源，一用一備，采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時根據(jù)用電設(shè)備的需求特性，確定負荷等級。對于特別重要的負荷采取雙電源雙回路專用電纜供電，并就地設(shè)置UPS電源供電。也可以使用風(fēng)光互補發(fā)電加儲能設(shè)備進行供電，并在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。其他一二級負荷也采用雙電源供電。通常情況，對于照明負荷供電均采用風(fēng)光儲系統(tǒng)供電，當蓄電量不能滿足用電負荷時，切換到城市電網(wǎng)供電。

2.2 節(jié)能型樓宇大廈的配電需求

高壓配電接線方式為單母，兩路電源一用一備分別對低壓配電所配電，低壓段采用單母線分段運行，配電采用220/380V放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對于單臺容量較大的負荷采用放射式供電，對于照明及一般負荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。

2.3 節(jié)能型樓宇大廈整體供配電設(shè)計

通過對樓宇大廈供配電功能需求分析，結(jié)合用戶對用電設(shè)備的需求，得到樓宇大廈電氣系統(tǒng)基本組成如圖1所示。

由圖1可知，樓宇大廈建筑電氣系統(tǒng)組成主要有供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、以及給排水系統(tǒng)等。合理設(shè)計、動態(tài)控制及管理各個子系統(tǒng)能量需求，是樓宇大廈節(jié)能的重要工作。

3 供配電節(jié)能設(shè)計

本系統(tǒng)設(shè)計以具體工程為例，工程大廈地上12層，地下2層。建筑高度54.9m米（室外地面至屋頂構(gòu)架）。建筑面積77756.9m2。項目屬于一類高層建筑。就地下1、2層展開節(jié)能設(shè)計。

3.1 結(jié)合節(jié)能元素的照明系統(tǒng)設(shè)計

對于室內(nèi)場所的照明主要選擇節(jié)能型熒光燈及低功耗LED燈，選用的照明光源、鎮(zhèn)流器的能效符合相關(guān)能效標準的節(jié)能評價值。最新頒布的《建筑照明設(shè)計標準》GB50034-2013相比《建筑照明設(shè)計標準》GB50034-2004，在6.1節(jié)和6.2節(jié)對照明節(jié)能作了一般規(guī)定，并且給出了具體的照明節(jié)能措施。規(guī)定照明節(jié)能應(yīng)采用一般照明的照明功率密度值（LPD）作為評價指標，提出在滿足規(guī)定的照度和照明質(zhì)量要求的前提下，進行照明節(jié)能評價。

照明設(shè)計計算主要依據(jù)《照明設(shè)計手冊》第二版，照度計算采用利用系數(shù)法，該方法考慮到光源直接照射和經(jīng)室內(nèi)反射到工作面上的光通量，計算結(jié)果比較準確，再根據(jù)選擇的燈具容量及鎮(zhèn)流器功率，計算工作平面上的照明功率密度值，并與節(jié)能目標值比較，具體結(jié)果如表1所示。

由表1可知，室內(nèi)主要場所照明的實際照度均大于標準照度的要求，實際功率密度也均小于標準規(guī)范功率密度的節(jié)能目標值，照明設(shè)計滿足節(jié)能要求。

3.2 結(jié)合節(jié)能元素的動力系統(tǒng)設(shè)計

在樓宇大廈動力系統(tǒng)中，電機拖拽系統(tǒng)是主要的能耗部分，其主要節(jié)能方法利用變頻調(diào)速控制方式，根據(jù)系統(tǒng)控制對象需求，調(diào)節(jié)輸入電源頻率，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速使整個電機拖拽系統(tǒng)達到輸入與輸出間動態(tài)平衡，從而達到提高系統(tǒng)功率因素，節(jié)能降耗。在采取變頻調(diào)速控制的基礎(chǔ)上，各子系統(tǒng)還有其他的節(jié)能措施。就空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計來說，2004年頒布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GBJ19-1987，在第八章監(jiān)測與控制中明確提出對采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置監(jiān)測與控制系統(tǒng)，采用集中監(jiān)控系統(tǒng)可合理利用能量實現(xiàn)節(jié)能運行，2005年7月頒布實施的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB50189-2005在第五章對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計做了明確規(guī)定，并根據(jù)09CDX008-3《建筑設(shè)備節(jié)能控制與管理》圖集，設(shè)計空調(diào)控制系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)還可采用電梯群控技術(shù)，通過對樓宇大廈內(nèi)部多部電梯進行合理調(diào)度分配管理，防止電梯長期運行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗。電梯回饋技術(shù)，將電梯輕載上行和重載下行運行過程中產(chǎn)生的一部分電能反饋到供配電系統(tǒng)中，供其他用電設(shè)備使用。

3.3 結(jié)合節(jié)能元素的變壓器設(shè)計

3.3.1 合理選擇變壓器容量和數(shù)量

變壓器容量按變壓器所帶用電負荷來選擇，與負荷特性匹配，并合理分配負荷，力求三相平衡。變壓器臺數(shù)選擇，依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052―2009中第3.3.1條，本工程均為一級二級負荷，所以選用兩臺或兩臺以上變壓器。綜合考慮投資和運行費用，變壓器主接線采用單母線分段，確定變電所1變壓器T1、T2容量為2000KVA，變電所2變壓器T3、T4容量為1600KVA。

3.3.2 選用節(jié)能型變壓器

2008年頒布施行的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T 16-1992，在配電變壓器選擇一節(jié)中，明確規(guī)定配電變壓器選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和負荷情況、環(huán)境條件確定，并應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。節(jié)能型變壓器中鐵損很小，將有效減少變壓器輸配電過程中的電能損耗。課題采用SCB10-10/0.4kV系列的干式變壓器。

3.3.3 選用D，yn11接線組別變壓器

樓宇大廈節(jié)能燈、熒光燈、計算機、變頻空調(diào)、鎮(zhèn)流器、UPS電源等的大量使用，會產(chǎn)生很大的三次諧波。因此，配電變壓器宜選用D，yn11接線組別的變壓器，能有效限制三次諧波，也能降低三相系統(tǒng)中的零序阻抗。

3.4 結(jié)合新能源利用供電靈活切換

目前風(fēng)光互補發(fā)電效率較低， 無法完全滿足樓宇大廈的電力需求，因此需要市電和風(fēng)光互補發(fā)電共同為居民供電。在用電低谷時，用戶可以直接從電網(wǎng)取電；用電高峰時，切換到風(fēng)光互補系統(tǒng)蓄電池供電，蓄電池為重要負荷及照明負荷供電，當控制器檢測到蓄電池電壓不能滿足用電負荷使用時，切換到城市電網(wǎng)供電，并根據(jù)風(fēng)光條件與用電負荷合理配置風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)基本組成如圖2所示。

4 計算機輔助工程設(shè)計

4.1 照明系統(tǒng)

課題在建筑條件圖的基礎(chǔ)上對地下一二層照明進行設(shè)計，室內(nèi)公共場所的照明選用節(jié)能型T5熒光燈，疏散指示燈采用低功耗LED光源，根據(jù)表1的計算結(jié)果進行照明平面圖繪制。公共場所照明，可采用樓宇自控系統(tǒng)，樓梯間采用節(jié)能延時自熄開關(guān)控制。照明控制根據(jù)功能要求采用分組、分區(qū)、動靜控制、時間控制、光敏調(diào)節(jié)照度或開關(guān)等方式。照明配電系統(tǒng)圖如圖3所示，車庫照明回路設(shè)接觸器，并接入樓宇自控系統(tǒng)（BA）。

4.2 動力系統(tǒng)

對功率大于4KW的電動機（除消防設(shè)備）均采用變頻降壓啟動控制，以節(jié)約能源。并采用樓宇設(shè)備自控管理系統(tǒng)對空調(diào)設(shè)備、水泵、各類風(fēng)機及其他用電設(shè)備進行能量自動控制、自動調(diào)節(jié)、實時監(jiān)察，以實現(xiàn)最優(yōu)化運行，達到集中管理、程序控制和節(jié)約能源等目的。動力配電系統(tǒng)圖如圖4所示。

4.3 低壓配電系y

低壓配電系統(tǒng)采用兩路10kV電源進線，一用一備，兩路進線開關(guān)不能同時閉合。正常工作時只用1#主進線，2#進線備用。在低壓配電柜及饋線柜設(shè)多功能儀表，支持RS485通信，MODBUS協(xié)議，可接入多種軟件通訊系統(tǒng)，通過智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，可在人機界面實時觀察動態(tài)用電情況。

5 總結(jié)

課題以某12層大廈為研究對象，結(jié)合建筑電氣設(shè)計相關(guān)新舊標準規(guī)范及樓宇大廈主要能耗，分析樓宇大廈電氣節(jié)能技術(shù)，對樓宇大廈供配電系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計，并結(jié)合工程案例進行具體分析。同時，引進新能源領(lǐng)域風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，為樓宇大廈的供電提供了多種渠道，減少用電高峰對城市電網(wǎng)的用電。

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篇7

由于現(xiàn)代文明的發(fā)展，都市的高層建筑越來越普及，在高層建筑配電系統(tǒng)電氣設(shè)計中，供電可*性、工程經(jīng)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(tǒng)一，只能根據(jù)不同工程而有所側(cè)重。按傳統(tǒng)方法，在樓層配電設(shè)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(jīng)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(jīng)濟性最佳，但由于層數(shù)越多，安全系數(shù)越低（安全系數(shù)是逐級相乘）。

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

（4）干線電纜分支法，從配電室引出一根（或數(shù)根）主干電纜，每個樓層在干線電纜上供頭分支，此法經(jīng)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(jié)構(gòu)和現(xiàn)場施工條件以及人員素質(zhì)的影響，接頭質(zhì)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(jīng)過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜，根據(jù)各具體建筑的結(jié)構(gòu)特點和尺寸量體裁衣，預(yù)先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設(shè)計制造。是把上面第（4）種方法中現(xiàn)場施工和管理的工作由專業(yè)制造廠完成，而且工藝一致性也帶來了質(zhì)量一致。

分支電纜較早出現(xiàn)于英國和日本，在技術(shù)標準方面，1980年，日本電線工業(yè)協(xié)會頒布了第一部行業(yè)性標準JCS376（1980），隨著技術(shù)的發(fā)展與進步，在1992年對該標準進行了修訂，放寬了對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料方面的要求，提高了成品技術(shù)指標，目前，國內(nèi)正規(guī)的分支電纜生產(chǎn)廠的產(chǎn)品標準主要是以該標準為基礎(chǔ)。

2、結(jié)構(gòu)分支電纜在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，本論文由

型分支電纜實質(zhì)上是多個單芯電纜的絞合體，而不是傳統(tǒng)概念多芯電纜的結(jié)構(gòu)，多芯型分支電纜的每項導(dǎo)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(nèi)只有為數(shù)極少的大型綜合性電纜廠才具備生產(chǎn)能力，目前也已在推廣應(yīng)用中。

3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜，其關(guān)鍵性能有兩項：首先，一根具備良好品質(zhì)的分支電纜，必須是性能優(yōu)良的電力電纜，對于國內(nèi)產(chǎn)品，其導(dǎo)體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應(yīng)符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)指標。

第二，分支連接體的性能至關(guān)重要，這是分支電纜的關(guān)鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導(dǎo)體連為一體，并作絕緣防潮處理。從外觀上看，無法知道內(nèi)部接頭質(zhì)量，有兩項重要的試驗?zāi)軌驒z測接頭性能，即機械拉力試驗和電熱循環(huán)試驗。對機械拉力試驗而言，分支連接體（含干線與支線導(dǎo)體）的拉斷力應(yīng)保持在連接前的80%以上，對電熱循環(huán)試驗而言，在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環(huán)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(guān)鍵在于分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言，應(yīng)充分關(guān)心分支電纜的電纜質(zhì)量、接頭的材料選擇和生產(chǎn)工藝工裝。

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

二、相關(guān)規(guī)范對建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設(shè)計要求

1、建筑電氣相關(guān)的設(shè)計規(guī)范目前與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)的規(guī)范主要有：

（1）GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

（2）GB50054-1995低壓配電設(shè)計規(guī)范

（3）JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范

（4）GBJ16-87建筑設(shè)計防火規(guī)范（1997年版本）

（5）GB50045-1995高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范其中：《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和《低壓配電設(shè)計規(guī)范》是兩項基礎(chǔ)規(guī)范，主要內(nèi)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(yè)的專業(yè)標準，建筑相關(guān)的部分規(guī)定更具體，如供電系統(tǒng)的負荷簡等級，除規(guī)定分級原則外，更規(guī)定了各類具體建筑名稱的負荷級別。

由于上述規(guī)范在頒布實施時，分支電纜產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有應(yīng)用先例，因此在規(guī)范中并未提及分支電纜，但在眾多條款中體現(xiàn)了設(shè)計指導(dǎo)方向，總的說來，有三種觀點：

1、關(guān)于配電級數(shù)——越少越好；

2、關(guān)于配電方式，從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式；

3、關(guān)于安裝敷設(shè)方式，應(yīng)與環(huán)境、建筑特征、機電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。

（一

）、關(guān)于配電級數(shù)：對配電級數(shù)而言，GB50052-95第3.07條規(guī)定：供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可*，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級，JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中8.14條規(guī)定：“自變壓器一次側(cè)至用設(shè)備之間的低壓配電級數(shù)不宜超過三級，但對非重要負荷供電時，可超過三級?！鄙鲜鲆?guī)范體現(xiàn)了一個要領(lǐng)，那就是配電級數(shù)越少越好，越少可*性越高，技術(shù)越先進。

（二）、關(guān)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(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當大部分用電設(shè)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(shè)備為大容量，或負荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電”，“當部分用電設(shè)備離供電點較遠，而彼此相距很近、容量很少的用電設(shè)備，可采用鏈式配電，但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不超過5臺，其總?cè)萘坎灰顺^10kW”：“在高層建筑物內(nèi)，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電，但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應(yīng)從低壓配電室以放射式配電”。

（三）、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中對配電方式有更為詳細的規(guī)定，如：“8.2.15居住小區(qū)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(yīng)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(qū)樹干式的方式”“由層間配電間或?qū)优潆娤渲粮鞣峙潆娤涞呐潆?，宜采用放射式與樹干式結(jié)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(qū)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(qū)樹干式，多用電源取自應(yīng)急照明等電源干線。

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

（四）、關(guān)于電纜和母線安裝敷設(shè)方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規(guī)定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內(nèi)場所?！?/p>

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時應(yīng)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(nèi)垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時，應(yīng)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(shè)計防火規(guī)范》中10.1.4規(guī)定：“消防用電設(shè)備的配電線路應(yīng)穿管保護。當暗敷時應(yīng)敷時應(yīng)敷設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，其保護層厚度不應(yīng)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(xù)燃性材料的電纜時，可不采取穿金屬管保護，但應(yīng)敷設(shè)在電纜井溝內(nèi)。

GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中對消防電源及其配電，9.1.4條也規(guī)定了相同內(nèi)容。

上述規(guī)范說明：電纜配電比母線具有更好的環(huán)境適應(yīng)性，安裝敷設(shè)更便利。

在熟悉電氣規(guī)范的相關(guān)規(guī)定后，讓我們來分析分支電纜配電方法與規(guī)范的符合性與技術(shù)先進性．

三、分支電纜配電的技術(shù)先進性

1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統(tǒng)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(yù)制的分支電纜完成，PG是總配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是轉(zhuǎn)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(jié)約投資。

2、分支電纜配電的技術(shù)先進性從上述配電系統(tǒng)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(guī)范中配電級數(shù)越少越好的原則，這是先進性之一。

分支電纜配電系統(tǒng)的實質(zhì)是一種放射式配電系統(tǒng)，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(jīng)過預(yù)制的電力電纜，本論文由

在出廠時經(jīng)受過水中耐壓和絕緣電阻試驗，因此對環(huán)境要求低，能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境，而母線在規(guī)范中明確不能應(yīng)用于這些環(huán)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(guī)范中設(shè)計應(yīng)注重經(jīng)濟性的觀點，這是其技術(shù)先進性之三。

四、分支電纜配電設(shè)計的注意點

我們已分析：分支電纜配電系統(tǒng)的技術(shù)先進性，可以說分支電纜就是一種為現(xiàn)代建筑度身定做，量體裁衣的專業(yè)產(chǎn)品，具有最佳的適用性和技術(shù)經(jīng)濟性，但在工程設(shè)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(fā)生過載或短路時，干線保護系統(tǒng)一般不會對其發(fā)生作用，必須在支線配電箱中設(shè)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(shè)在不燃的管或槽中，且當該段發(fā)生單相或兩相短路時，干線保護應(yīng)能夠斷開。對此，應(yīng)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，

篇8

建筑工程設(shè)計是一項工程初始階段的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣是決定整個工程質(zhì)量與安全的關(guān)鍵因素。根據(jù)我國大量的建筑工程質(zhì)量事故統(tǒng)計顯示，在所有的工程質(zhì)量事故中，由于設(shè)計問題造成的工程質(zhì)量事故占了40%左右。由此可見，工程設(shè)計的優(yōu)劣是施工中對工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素，現(xiàn)代建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計同樣如此。

隨著我國城市化建設(shè)的步伐不斷加快，建筑施工愈發(fā)頻繁。然而，在建筑施工中由于雷擊或供電線路老化、損壞及配線系統(tǒng)設(shè)計不合理造成的電氣火災(zāi)事故不斷上升，給人們敲響了警鐘。建筑施工現(xiàn)場的臨時用電設(shè)備必須制定科學(xué)合理、嚴格規(guī)范的使用計劃和施工方案，對線路接地設(shè)計必須嚴格按照操作規(guī)范進行規(guī)劃，否則，將對建筑施工安全造成無法預(yù)料的后果。

一、供配電系統(tǒng)的設(shè)計

我國施工現(xiàn)場臨時用電工程所采用的線路電壓為380V、相電壓為220V、電源（電力變壓器）中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中，接地、接零保護系統(tǒng)分類為TT、TN-C和TNS三種系統(tǒng)電力。下面對這三種系統(tǒng)加以分析比較。

TT系統(tǒng)是指在中性點接地的電力系統(tǒng)中，將電源電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或接地保護的系統(tǒng)。TT系統(tǒng)對接地保護電阻方面具有良好的性能，但需要耗費大量鋼材，而接地安裝和埋設(shè)施工也需要較大的工程量，故這種系統(tǒng)經(jīng)濟性不高。

TN系統(tǒng)是一種在電源中性點接地中，將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或基座經(jīng)中性點接零的保護系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，作零線（N）與保護零線（PE）合一的系統(tǒng)為TN—C系統(tǒng)。工作零線N與保護零線（PE）分開的系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)。

分析比較這三種系統(tǒng)，在TN-S接零保護系統(tǒng)中，只要在配電裝置中設(shè)置漏電保護器，這種系統(tǒng)便可明顯地克服TT系統(tǒng)的缺陷。既經(jīng)濟，技術(shù)操作上也方便，電氣設(shè)備的正常不帶電的金屬外殼或基座在任何情況下都能保持對地零電位水平。按建設(shè)部JGJ4688（施工現(xiàn)場臨時用全技術(shù)規(guī)范）規(guī)定。

建筑工程施工中配電系統(tǒng)設(shè)計多采用TN-S系統(tǒng)，但在實際安裝過程中必須充分考慮到各種自然界條件的影響，如暴露在風(fēng)吹、日曬、雨淋下，對配電系統(tǒng)容易造成機械損傷、絕緣體性能下降甚至短路事故。由于其長時間暴露在公共場所，也無電位聯(lián)結(jié)，對人員生命安全帶來巨大威脅。

采用'IN—S系統(tǒng)供電時，燈具的金屬外殼都是通過PE線連接的，當某個燈具發(fā)生故障時，其故障將PE轉(zhuǎn)到其他燈具上，容易造成戶外無等電位連接的電擊威脅。因此室外多采用TT接地系統(tǒng)，為戶外燈設(shè)置接地極，引出單獨的線接燈具的金屬外殼，以避免由PE線引來別處的故障電壓。

二、電負荷與配電線路截面的選擇問題

由于民用建筑用電負荷絕大多數(shù)為單相負荷，三相負荷不平衡必然導(dǎo)致零線通過不平街電流，隨著電腦及各種家用電器的發(fā)展與普及，低壓電網(wǎng)高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數(shù)諧波均構(gòu)成中性線電流。中性線過大電流并由此引發(fā)電火災(zāi)的現(xiàn)象也日益增多。為此，相關(guān)設(shè)計規(guī)范已規(guī)定。三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分為單相負荷時，其N線或PEN線截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的回路中。N線截面不應(yīng)小于相線截面……”可見，民用建筑配電系統(tǒng)的干線、支干線及支線的導(dǎo)線截面原則上均應(yīng)選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而當前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計中仍沿用20世紀80年代的做法，選擇N或PEN線截面是相線截面的l/2或1/4，這也是最常見的電氣設(shè)計安全問題之一。

三、變電所位置的確定

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑用電量逐漸增大，這就對建筑物配電系統(tǒng)的安裝位置提出了較高的要求。在確定變電所位置時，應(yīng)充分考慮變電所高壓負荷，對于降低電能損耗、保證用電安全穩(wěn)定具有重要作用。

對于30層以內(nèi)的高層建筑，配電系統(tǒng)通常設(shè)置在底層；60層左右的高層建筑，則直接設(shè)置在建筑物地下或中層和頂層，也可以只設(shè)置在建筑物地下。變電所的數(shù)量及其位置的分布，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較決定。同時也要保證可用性與維修的方便。

四、防雷與接地

現(xiàn)代建筑的防雷設(shè)計。采用傳統(tǒng)的避雷方法簡單可靠，更加經(jīng)濟合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層。現(xiàn)代建筑都是采用鋼筋混凝土剪力培，與樓板的連接十分可靠，關(guān)鍵是做好金屬管線的接地?，F(xiàn)代建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體己能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設(shè)水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位、提高安全性都有好處。

五、電氣照明設(shè)計

建筑物照明配電設(shè)計，包括光源的選擇、照明度的大小、照明范圍、照明設(shè)備造型、位置的選擇、光能控制和配電線路敷設(shè)等，而隨著人們對生活居住環(huán)境要求的不斷提高，照明設(shè)計需要與現(xiàn)代建筑裝飾效果密切聯(lián)系，照明設(shè)備的造型、光線、照射范圍等都應(yīng)與建筑藝術(shù)意境相結(jié)合，并考慮節(jié)能效果。選用高光效電光源，可以取得節(jié)能的明顯效果。在審核圖紙時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)應(yīng)急照明支線帶兩個防火分區(qū)的燈具，沒有按照建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范要求，此類問題應(yīng)該注意。

六、消防電氣設(shè)計

消防電氣設(shè)計在設(shè)計工作中占有非常重要的地位。它涉及到火災(zāi)報警、撲救及人民生命財產(chǎn)的重要安全闖題，因此應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)范作好消防電氣設(shè)計?；馂?zāi)報警系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計對象來確定。設(shè)計者首先必須搞清楚設(shè)計對象的建筑形式、規(guī)模、分類、建筑個體的分布等諸多因素，再根據(jù)這些因素來確定火災(zāi)報警系統(tǒng)的形式。

例如：許多電氣設(shè)計消防線路采用穿塑料管保護，并從吊頂內(nèi)走線。而“民用建筑工程配電設(shè)計規(guī)范”中規(guī)定消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播等線路。應(yīng)穿金屬管保護。并暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)。其保護層厚度不應(yīng)小于30mm。當必須明敷時，應(yīng)在金屬管上采取防火措施。

七、結(jié)束語

在現(xiàn)代建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計中，必須充分考慮配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，從根源上杜絕故障的出現(xiàn)，將安全隱患降至最低，同時還應(yīng)考慮電氣設(shè)備與現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合的裝飾效果，這也對行業(yè)內(nèi)建筑電氣施工單位提出了更高的要求。

參考文獻：

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0 引言

隨著云計算時代的來臨，在互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)大量釋放的計算需求進一步得到釋放，這導(dǎo)致全球數(shù)據(jù)中心呈爆炸式增長，而且服務(wù)器部署密度進一步提高。與此同時，全球能源危機卻日益臨近，對企業(yè)而言，信息化程度的日益提升意味著運營成本的飛速增長。因此提升密度、降低PUE，逐漸成為下一代數(shù)據(jù)中心的設(shè)計方向。

在下一代數(shù)據(jù)中心的技術(shù)研究和實踐上，以Google、Facebook、Yahoo為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司走在了前列。

以Google為例，其核心業(yè)務(wù)搜索引擎的性能極度依賴數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和效率?；ヂ?lián)網(wǎng)公司基本上都是技術(shù)型公司，有非常鮮明的技術(shù)導(dǎo)向；又由于創(chuàng)業(yè)時的艱難，他們非常熱衷于利用技術(shù)手段降低成本，特別是釆用廉價的部件搭建高性能、高可靠性的系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上也是如此。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，互聯(lián)網(wǎng)公司沒有采用傳統(tǒng)技術(shù)，摒棄了高冗余供電系統(tǒng)設(shè)計，少采用甚至不釆用空調(diào)系統(tǒng)，大大降低了基礎(chǔ)設(shè)施的建造成本。同時，互聯(lián)網(wǎng)公司又使用先進的軟件技術(shù)，使系統(tǒng)高度并行化，在應(yīng)用層設(shè)置備份機制，用應(yīng)用層的冗余代替了基礎(chǔ)設(shè)施的冗余，建立起了一整套高效、可靠、廉價的系統(tǒng)。

Google最為人熟知的3篇論文：GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3]，是Google大規(guī)模分布式計算系統(tǒng)的基礎(chǔ)模型，GFS是Google的分布式文件系統(tǒng)，MapReduce是并行計算模型，Bigtable是分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)布儲，它們合起來代表了Google的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。這種架構(gòu)對服務(wù)器、存儲的需求與傳統(tǒng)應(yīng)用完全不同，它們不要求服務(wù)器的單機性能，但要求服務(wù)器的數(shù)量非常龐大，并且具有高速互聯(lián)能力，以及大量的本地存儲，另外少量服務(wù)器還需求大量內(nèi)存。Google的數(shù)據(jù)中心必須提供這樣的IT基礎(chǔ)能力，再加之Google的服務(wù)器數(shù)量實在過于龐大，還必須考慮電力、水的消耗，所以Google采用了全新的數(shù)據(jù)中心設(shè)計理念，其它互聯(lián)網(wǎng)公司，如Facebook也類似。它們采用的理念主要包括：

1）數(shù)據(jù)中心選址：一般選擇高緯度地區(qū)，并兼顧氣候干燥、空氣潔凈、接近水源等條件。

2）服務(wù)器定制：放棄使用標準的機架服務(wù)器或刀片服務(wù)器，按自己的需要進行定制。如Google采用整機柜高速背板設(shè)計，每一臺服務(wù)器采用類似刀片服務(wù)器的設(shè)計方案，插入背板；再如Facebook采用1.5U的機架式服務(wù)器設(shè)計方案，并去除機箱頂蓋，更利于散熱；再如它們都使用特殊的電源設(shè)計，以接入高壓直流的數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)。

3）自然冷源：多使用自然冷源可減少制冷機組的開機時間，而近期建設(shè)的一些數(shù)據(jù)中心已做全部使有然冷源，完全不使用冷機。在自然冷源的使用中，大部分是采用自然通風(fēng)技術(shù)，還有少量采用了自然水源制冷。

4）高壓直流：除了制冷系統(tǒng)有全新設(shè)計外，它們在供配電系統(tǒng)設(shè)計上也與傳統(tǒng)方案截然不同，如放棄使用UPS，采用全直流供電，在供電備份上也有很多創(chuàng)新，如直流供電與市電互備等等。

所有這些技術(shù)的綜合運用，使用這些互聯(lián)網(wǎng)公司在低成本上構(gòu)建了大規(guī)模、高效的系統(tǒng)。從近年來數(shù)據(jù)中心的PUE排名，可以看到互聯(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)中心技術(shù)已經(jīng)非常領(lǐng)先，F(xiàn)acebook的美國俄勒岡數(shù)據(jù)中心PUE達到1.07，Yahoo“雞窩”式數(shù)據(jù)中心達到1.08，Google的比利時數(shù)據(jù)中心達到1.16，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一般在2.5以上。

1 制冷系統(tǒng)

IT設(shè)備對環(huán)境的要求是非常高的，如服務(wù)器一般要求工作溫度10℃-35℃，工作濕度RH10%-90%[4]，為了保持IT設(shè)備正常高效的運行，數(shù)據(jù)中心機房一般會設(shè)定溫度22℃±2℃，相對濕度RH50%±5%，并且7*24*365的保持這樣的機房環(huán)境。要保持這樣環(huán)境條件，精密空調(diào)系統(tǒng)一般是必不可少的。在數(shù)據(jù)中心的能耗分布，空調(diào)系統(tǒng)的電力消耗是除了IT設(shè)備之外最大的。

從上圖我們可以看到，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，用于制冷系統(tǒng)的能耗幾乎占到總能耗的35%-45%（Chiller+Humidifier+CRAC）。

在這里簡要介紹一下PUE的概念。PUE（Power Usage Effectiveness）是評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標，是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比，是DCiE（Data Center Infrastructure Efficiency）的反比。

Total Facility Power：數(shù)據(jù)中心總能耗

IT Equipment Power：IT設(shè)備總能耗

PUE值越低意味著除IT設(shè)備之外的能源消耗越少，也就是數(shù)據(jù)中心越節(jié)能。而除IT設(shè)備耗能之外的能耗主要是在制冷設(shè)備的能耗和供配電設(shè)備的損耗，因此減少制冷系統(tǒng)的能耗和供配電系統(tǒng)的損耗是綠色節(jié)能設(shè)計的主要方向。

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中心機房是校園網(wǎng)絡(luò)的核心與樞紐, 是數(shù)據(jù)交換的中心和數(shù)據(jù)存儲中心, 如何嚴格按照國家標準，參照國際先進規(guī)范，建設(shè)一個現(xiàn)代化、規(guī)范化的機房，為計算機的可靠運行提供一個穩(wěn)定的環(huán)境，成為人們?nèi)找骊P(guān)心的課題。 

校園網(wǎng)絡(luò)中心機房環(huán)境，包括硬件與軟件環(huán)境，是一門多學(xué)科綜合技術(shù)，為了保證各種智能設(shè)備與計算機系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運轉(zhuǎn)，計算機機房環(huán)境必須滿足計算機等微電子設(shè)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(zhì)量、振動、防雷、接地和安全保衛(wèi)等要求。中心機房建設(shè)工程是一種涉及到空調(diào)技術(shù)、供配電技術(shù)、抗干擾技術(shù)、防雷防過壓技術(shù)、凈化技術(shù)、消防技術(shù)、安防技術(shù)、建筑和裝飾技術(shù)等多種專業(yè)的綜合性的產(chǎn)業(yè)。 

1 項目介紹 

廣東理工職業(yè)學(xué)院中山校區(qū)網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)、配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、kvm系統(tǒng)等。機房區(qū)域規(guī)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(wù)器設(shè)備等各弱電系統(tǒng)設(shè)備安裝區(qū)域。面積為105.3平方米。 

2) 配線區(qū)：用于放置網(wǎng)絡(luò)機柜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、光配線架、網(wǎng)絡(luò)配線架等設(shè)備安裝區(qū)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(shè)備。面積為18.6平方米。 

4) 氣瓶間：用于放置氣瓶等消防設(shè)備。面積為14.4平方米。 

2 設(shè)計原則 

機房建設(shè)工程，要以兼顧人機并重之原則，設(shè)計應(yīng)以運行條件、安全可靠作為首要的考慮因素，在保證系統(tǒng)運行的可靠性、系統(tǒng)的設(shè)計壽命、信息安全的要求的基礎(chǔ)上保證操作人員的工作環(huán)境。 

先進性：立足于高起點，采用先進、成熟、實用的技術(shù)。機房系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)軟、硬件配置采用模塊化、開放式結(jié)構(gòu)并通過集成，實現(xiàn)信息資源共享，提高設(shè)備利用率，降低能耗，實現(xiàn)科學(xué)的機房管理。 

高安全可靠性：為保證機房能為用戶提供連續(xù)不間斷的服務(wù)，機房須具有高可靠性。系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)盡量減少單點故障的存在。 

機房內(nèi)部計算機系統(tǒng)涉及到機密信息，需要保證機房的安全性，必須具有視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等安保系統(tǒng)以保證用戶的設(shè)備和數(shù)據(jù)不受侵害。 

可擴展性：由于信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求的不斷變化，技術(shù)的不斷提高，在施工建設(shè)時應(yīng)考慮對資源需求的改變，以使整個系統(tǒng)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(xiàn)系統(tǒng)的高質(zhì)量管理，以節(jié)約人力資源，實時監(jiān)控、監(jiān)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(chǔ)上，機房的材料產(chǎn)品、設(shè)備的選型應(yīng)合理選擇材料與設(shè)備；以較高的性能價格比設(shè)計機房，提供高效能與高效益。 

舒適性：機房設(shè)計中對空調(diào)、照明、聲響及環(huán)境進行優(yōu)化調(diào)整，為管理人員提供舒適的工作環(huán)境。 

3 總體規(guī)劃 

機房總體規(guī)劃就是按照標準化的流程、規(guī)?；倪\作，優(yōu)質(zhì)、快速規(guī)劃機房工程建設(shè)方案。機房總體建設(shè)方案由機房裝修系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、機房監(jiān)控系統(tǒng)和kvm系統(tǒng)等部分組成，包含了機房工程的全部過程：從前期的規(guī)劃選址，到后期內(nèi)部系統(tǒng)的設(shè)計施工；從前期整個項目的總體管理，到后期的調(diào)試、開通；從前期對用戶的使用培訓(xùn)，到后期的維護保養(yǎng)等方面。 

4 詳細設(shè)計 

4.1 機房裝修系統(tǒng) 

機房裝修系統(tǒng)，是整個機房的基礎(chǔ)。它主要起著功能區(qū)劃分及保證機房環(huán)境的作用?？煞譃殡姶牌帘蜗到y(tǒng)、抗靜電地板系統(tǒng)、防塵天花系統(tǒng)及其他裝飾等四個子系統(tǒng)。 

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(nèi)優(yōu)質(zhì)標準。所有材料應(yīng)具備環(huán)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(diào)系統(tǒng) 

空調(diào)系統(tǒng)，是機房運行環(huán)境的保障。計算機主機及通訊設(shè)備是高精密的電子設(shè)備，對機房環(huán)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(jù)我院工程現(xiàn)場勘測的實際情況，主機房設(shè)計為風(fēng)冷式下送風(fēng)精密空調(diào)。采用1臺35kw的國際名牌精密空調(diào)和2臺5匹工業(yè)級普通柜式空調(diào)負責(zé)主機房和網(wǎng)絡(luò)配線間的溫濕度調(diào)節(jié)，精密空調(diào)采用下送風(fēng)，頂回風(fēng)方式。以保證機房空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，2臺5匹普通柜式空調(diào)作為備份使用，確保了區(qū)域內(nèi)設(shè)備的安全運行。

4.3 供配電系統(tǒng) 

配電系統(tǒng)，是整體機房高可用性的后盾。計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備投入服務(wù)后如無一個長期穩(wěn)定的供電系統(tǒng)來保證計算機及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和有關(guān)外圍設(shè)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(tǒng)是一個綜合性供配電系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中不僅要解決計算機等微電子設(shè)備的用電問題，還要解決其他設(shè)備的用電問題。 

廣東理工職業(yè)學(xué)院中山校區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心機房配電系統(tǒng)設(shè)計具體如下： 

1) 機房內(nèi)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(shè)備專用插座；市電直接供電的輔助設(shè)備用標準插座。 

2) 在市電配電箱，主要包括空調(diào)機、照明及機房內(nèi)維修插座的配電，應(yīng)分開回路設(shè)計，每一回路設(shè)置單獨電源開關(guān)控制。 

3) 在機房設(shè)專用ups配電柜，主要負責(zé)計算機用電設(shè)備、應(yīng)急照明、安全出口等供電，配電方式采用放射式。 

4) 主機房內(nèi)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?；芈凡捎脄r-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(yīng)的防靜電地板處需有出線口。

4.4 消防系統(tǒng) 

消防系統(tǒng)，是整體機房安全運行的盾牌。火災(zāi)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(lián)合使用提高報警的可靠性，火災(zāi)自動探測器即能發(fā)出警報信號，控制器顯示報警的探測器所在位置。滅火系統(tǒng)采用七氟丙烷（fm200）自動氣體滅火系統(tǒng)。 

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

4.5 防雷接地系統(tǒng) 

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

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

4.6 通訊系統(tǒng) 

通訊系統(tǒng)，是整體機房的神經(jīng)中樞。計算機及其他微電子設(shè)備之間的信號傳輸以及機房與外界的“聯(lián)系”都要靠穩(wěn)定的通訊系統(tǒng)來實現(xiàn)。主要包括結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)[3]。網(wǎng)絡(luò)中心機房及運維、監(jiān)控辦公室采用六類非屏蔽雙絞線，按其功能區(qū)域設(shè)計信息點，并考慮預(yù)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(yù)留線槽走線連接。機房靜地板下敷設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)[4] 

機房監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)，對中心機房實現(xiàn)24小時安全監(jiān)控。結(jié)構(gòu)上采用b/s架構(gòu)，采用分散監(jiān)控，集中管理。由中心控制軟件平臺統(tǒng)一控制各軟件系統(tǒng)。各個軟件系統(tǒng)間相互獨立，在其中某個軟件系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，其余的各個系統(tǒng)仍能夠繼續(xù)正常工作。 

4.8 kvm系統(tǒng) 

kvm系統(tǒng)使中心機房的各種服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)“一站式”管理。本方案采用2臺數(shù)字交換機對32臺服務(wù)器進行管理，實現(xiàn)1個本地用戶、2個遠程用戶對服務(wù)器的集中控制。機房內(nèi)的所有64臺服務(wù)器都與專用服務(wù)器接口電纜進行連接，專用服務(wù)器接口電纜通過六類線連接到數(shù)字式kvm交換機上，數(shù)字式kvm交換機的網(wǎng)絡(luò)端口通過普通六類線纜連接至以太網(wǎng)上，控制終端通過tcp/ip對所有服務(wù)器進行統(tǒng)一管理。 

5 結(jié)束語 

在進行網(wǎng)絡(luò)中心機房建設(shè)過程中，作為網(wǎng)絡(luò)中心機房設(shè)計者和建設(shè)者應(yīng)具有超前意識，優(yōu)化機房的硬件及軟件環(huán)境，并采用高新技術(shù)管理模式—智能化機房管理，確保機房正常工作。 

參考文獻： 

[1] gb2887-89.計算站場地技術(shù)要求[s].