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导语:在供配电设计论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
目前,随着我国社会主义市场经济的不断发展与人民生活水平的不断提高,民用建筑中居民用电量越来越高,我国目前的状况还无法与国外发达国家相比,因此,供配电设计人员应该意识到其中的差距,有责任将设计做到更加经济、合理、实用,让有限的资金充分发挥出其应有的作用。多年来,由于在民用建筑小区供配电设计中存在的不合理性,导致国家电能出现大量的消耗与浪费现象,同时更使得居民的电器设备使用年限缩短。当然,困扰我国民用建筑用电问题的还包括由于我国工业水平的提升与国民经济水平的增长而导致的能源匮乏。在民用建筑供配电设计中还应注意节能策略的研究。
1 民用建筑供配电设计中常见的问题
近年来,由于很多很多民用建筑供配电的设计者缺乏对设计原则的理解,以及在一些规范条文理解上存在的差异,导致设计非常不合理,最终出现过分浪费、投资消耗过高、给居民带来安全隐患、使用不方便等问题。在民用建筑供配电设计中主要会遇到如下问题。
1)缺乏对相关规范的了解。我国《10kV及以下变电所涉及规范》中明确做出规定:变配电房不能设置在浴室、经常积水的地下室、厕所等地方,并且也不能与这些场所相毗邻。一般而言,民用建筑小区住宅楼在设计时通常将电配电房设计在一层,楼上的卫生间位置设置局部夹层。但是这种设计通常会由于屏蔽性能差、降噪处理措施不到位等原因而导致楼上住户的频繁投诉。我国于2011年最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》中明确规定:当配变电所设在住宅建筑内时,配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧,不应该设置在住宅建筑低下的最底层。这些规定都比较明确的要求住宅楼下不能设置变配电房。
2)供电设备的设置不符合规范。根据我国《民用建筑电气设计规范》中规定:当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时,宜采用双回路树干式供电,并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,可由单回线路树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。但是,在实际设计中,由存在着在理解上的偏差,民用建筑供配电设计人员、民用建筑的审查人员、校对人员经常会要求在住宅楼消防电梯前室的一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱。从设计的经济性考虑,这样做很明显比较浪费。如果在民用建筑的每一层的每个防火分区都设置应急照明配电箱,那就更不合理了。
3)选择电缆及导体截面时考虑欠周全。在民用建筑供配电设计中,很多设计人员在对电缆及导体的截面积选择进行设计时,通常只对负荷计算出的电流满足要求即可,根本不考虑用电设备的端电压,远距离供电。例如:在高层民用建筑中的电梯、建筑屋顶的小风机等设备。由于电能在传输过程中存在线路的电压损失问题,当电能传输到用电设备端时,此时的电压已经无法满足电压的偏差与电机启动的要求。我国《供配电系统设计规范》中明确规定:对用电设备端电压的偏差允许值的要求为:电动机为±5%,一般工作场所的照明为±5%,而对于那些远离变电所的小面积一般工作场所的照明、应急照明、道路照明、警卫照明等为+5%、-10%。而对于其他用电设备而言,如果没有特殊的规定,则应为±5%。
2供配电系统设计中的疑难问题
2.1防雷与接地
防雷与接地问题是供配电系统设计中的一大重点,也是难点。当下,主要的防雷设备有:接闪器和避雷器,其中,前者直接接受雷击,避雷针是接闪器上接受雷击的金属,如果是金属线接受雷击,则被称之为避雷线;如果是金属带接受雷击,则被称之为避雷带。后者在实现防雷功能时需要与相应的被保护设备并联,装设在设备的电源侧。在雷雨天气,线路上出现雷击过电压时,避雷器的火花间隙将会被击穿,过电压通过避雷器对大地进行放电,有效的保护了各种电气设备,阀式和排气式是两种主要的避雷器型式。架设避雷线是主要的防雷措施之一,但存在造价高的缺点,对于35kV的架空线路来说,通常只在变配电所的进出段架设避雷线。而对于10kV及以下的线路来说,装设避雷线的成本太高,通常不予架设。室外配电装置的防雷一般都是通过装设避雷针来实现的。另外,如果变配电所所处位置附近存在较高的建筑物,建筑物上的防雷设施能够对变配电所实施保护,就无需再单独为变配电所设置防雷保护。在高压侧装设必要的避雷器,其主要目的是为了保护主变压器,防止雷电冲击波入侵到变配电所中。对于接地来说,当设备和装置正常运行时,接地线中是没有电流流过的。当设备发生故障时,接地线中会流过接地故障电流。接地线与接地体一起构成了接地装置。
2.2供配电系统的抗干扰设计
工业工程中供配电系统不断实施自动化,计算机系统、PLC系统等的使用会对电力系统造成了干扰,其中的电气功能模块有可能无法正常工作,最终导致整个系统的故障。另外,这些干扰信号还会通过感应、传导等方式进入到二次设备中,一旦干扰水平超过了电子设备的耐受能力,这些设备将会出现不正常动作。由于干扰信号的产生和对系统造成的干扰都十分复杂,因此解决起来也十分困难。
首先,对于变配电所系统来说,在干扰作用下,各类开关设备和测量系统的安全可靠性都会受到影响。变配电所系统中的常见干扰有:电源干扰、线路干扰以及电磁干扰等。频率和电压的干扰是电源引入产生的干扰,解决电源干扰的主要措施有:变压和稳压,整流和滤波等,这样不仅能够降低集中供电的危险,公共阻抗与公共电源间的耦合也会得到缓解,有利于电源的散热。
同时,对于交流电的引入线,应该采用通导率较大的粗导线,采用双绞线作为直流输出线,合理设置配线的长度。需要对电源设置相应的监视电路,其功能是对电源电压的瞬时短路和瞬间压降以及各种干扰进行监视。在变压器的进线侧需要安装避雷器,另外还需要利用避雷针和避雷线形成避雷网。对传输线路的干扰来说,在长线传输过程中发生单相接地故障、或是外界干扰线号的侵入、不合理的中性点设置等都会产生干扰信号。对传输过程中出现的干扰进行抑制,首先是选择合适的传输线,一般选择同轴电缆及双绞线,其中,前者的组成
包括一根空心的圆柱导体以及内导线,并且两者与外界之间需要通过绝缘材料隔离开来。这种电缆的优点在于具有较强的抗干扰能力和稳定的数据传输特性,并且价格较便宜。后者被封装于绝缘外套中,形成一种传输介质,其构成的环路改变了电磁感应的方向,能够抵抗电磁干扰。其次是采用在线监测技术抗干扰。将各种保护,如:过电流保护、零序电流保护等装设在检测设备上,对线路的绝缘状况进行检测。在抑制电磁干扰上,可以采用屏蔽和接地抗干扰两种措施。良好的接地保护能够实现电流经过地线阻抗时产生的感应电压的消除,防止磁场和电位差造成的影响。对于干扰的抑制来说,接地是最为重要的方法,另外,与屏蔽相结合能够抵抗大部分的电磁干扰问题。
3 总结
总之,随着民用建筑的不断完善与发展,供配电设计作为其中的一项重要内容必须引起设计人员的高度重视,设计必须规范,考虑电气未来飞速发展的趋势,努力实现民用建筑供配电设计的经济性、稳定性、可靠性、安全性。
参考文献
关键词:配电系统,功率,变压器,电压,三相电压,损耗
[前言]由于东北老工业基地的改造以及高新技术产业开发区的发展,一些高能耗用电的机械加工大型骨干企业,对节省能源及节约用电十分重视,并采取各种有效的节能技术措施合理降耗节能。论文参考网。降低供配电系统的线损及配电损失,最大限度的减少无功功率,提高电能的利用率,是当前建筑电气领域中节电的重要措施之一。为了实现这个目标,可以采取如下措施:一、设计及使用节电干式变压器根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008要求:配电变压器选择应根据建筑物和负荷情况,环境条件确定,并应选用节能型变压器。该规范于2008年8月1日实施。目前节电型干式配电变压器种类很多,干式配电变压器具有高效节电、安全可靠、绿色环保、低噪音等特点。采用干式配电变压器符合国家的环境保护和可持续发展的精神,而且符合民用建筑电气设计规范的要求,干式配电变压器是目前国内配电变压器中主要节电产品之一。其主要特点如下:其铁芯无冲孔、无接缝,卷铁芯形是一个密封整体,其过载的抗短路冲击能力,比叠片式变压器强。卷铁芯无需消耗接缝的磁化容量,磁路分布均匀,大大减少了空载激磁电流、空载电流小,比叠片式降低了约70%,提高了功率因数,降低了电网的无功损耗(线损),改善了电网的供电质量。卷铁芯充分利用了薄型硅钢片的磁化特性,减少了涡流损耗,提高了变压器的性能水平,降低了变压器的空载损耗,比国家标准降低约35~40%左右。空载电流降低了70%,负载损耗比国家标准低40%左右。铁芯由于无接缝,在运行中噪声低(不超过50分贝),比叠片式约低30%,在高层建筑的室内安装无噪音污染。同时该产品在运行中无有害有毒气体产生。干式配电变压器热稳定性好,在180℃温度下可在120%过负荷下长期安全可靠运行,在150%过负荷下可以连续运行3个小时,比环氧树脂变压器的过负荷能力增长了15%及以上。同时能承受热冲击,在冷热急剧变化情况下,无绝缘“开裂”情况发生。干式配电变压器绝缘材料有接近于空气的介电常数运行时,局部放电低,小于5Pc,达到优级标准,运行可靠性高。干式配电变压器无可燃树脂,有较高的性价比。卷铁芯干式配电变压器在技术性能、经济效益方面具有许多优越性,是目前国内变压器中的优选产品。二、尽可能减少线路损耗安装线缆时尽可能减少导线长度。在设计及施工中,低压柜出线回路及配电箱出线回路,尽量走直线,少走弯路,不走回头线。变配电所应尽可能靠近负荷中心。低压线路的供电半径一般不宜超过200米;负荷密集地区不宜超过100米;负荷中等密集地区不宜超过150米;少负荷地区不宜超过250米。这样可以减少电缆(线)长度,实现供电距离最短。增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,加大一级导线截面。尽管增加了线路费用,由于节约了电能,从而减少了年运行费用。加大导线截面的投资是可行的。在高层建筑中,变配电室应靠近电气竖井,以便减少主干线(电缆或插接母线)的长度。论文参考网。对于面积大的高层建筑物,应将电气竖井尽可能设在中部(或两端),以便减少水平电缆敷设长度。要将负荷按系统进行归类。普通负荷如:空调机、风机盘管、照明、鼓风机、电热水器等由一条主干电缆供电,这样便于消防需要时切除非消防电源,在非空调季节,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减少线路的损耗。三、合理提高功率因数合理提高供配电网络的功率因数,实行无功补偿是建筑电气节能的需要。无功功率影响供配电网络的电压质量,也限制了变配电系统的供电容量,而且增加了供配电网的线损。对供配电网络实行无功功率补偿,既可改善电压质量,提高供电能力,更能节电。在供配电系统中许多用电设备,如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等均为电感性负荷,会产生滞后的无功电流,它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端,无形中又增加了线路的功率损耗。为此,必须要在供配电系统中安装电容器柜(箱)。通过用电容器柜(箱)内静电容器进行无功补偿,电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流,从而达到减少整体无功电流,同时又可提高功率因数。当功率因数由0.7提高到0.9时,线路损耗约可减少40%。同时高压用户功率因数应符合供电部门的规定,低压用户功率因数不宜低于0.9。无功功率补偿有两种方法:集中补偿:将电容器柜设置在变配电所低压侧集中补偿。集中补偿时,宜采用自动调节式补偿装置,这样可以防止过补偿时使无功负荷倒送。论文参考网。同时电容器组宜采用自动循环投切的方式。就地补偿:容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。在设计施工中尽可能采用功率因数高的用电设备。四、综合平衡三相负荷三相负荷不平衡的低压供电线路是普遍存在的问题,在低压供电线路中,单相以及高次谐波的影响,使三相负荷不平衡。三相电压或三相电流不平衡会对供配电网络造成危害。主要危害有:影响变压器、电机的安全经济运行;引起供配电网络相线及零线电能损耗加大;影响计算机正常工作。引起照明灯寿命缩短(电压过高)或照度偏低(电压过低)以及电视机的损坏等;对于附近通信系统,会增大干扰,影响通信质量。为了减少三相负荷不平衡造成的能耗,应及时调整三相负荷,使三相负荷不平衡度符合下述规程规定:“要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及支线首端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%”以及“三相配电干线的各项负荷宜分配平衡,最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85%”。要解决三相电压或三相电流的不平衡度,首先,设计时尽量使三相负荷平衡。同时可以采用调节单相电压及采用滤波器抑制谐波的方法。最好的方法是采用省电装置来平衡三相电压或三相电流。省电装置能使线电压或线电流的不平衡度小于2%,零线上电流极小,使三相电压或三相电流基本平衡,从而大大减少了相线及零线上的电能损耗。五、控制谐波的危害供配电系统中的电能质量是指电压频率和波形的质量。电压波形是衡量电能质量的三个主要指标之一。随着各类电力电子设备在工业与民用建筑中日益广泛应用,由此产生的谐波电流对供配电系统的巨大影响,谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗,而且对供配电线路及电气设备产生危害。谐波的危害表现为:谐波能使电网的电压及电流波形产生畸变,不仅降低了供配电网的电压,产生无功损耗,而且严重影响了电子设备及电器控制设备的稳定与安全运行。谐波电流会导致变压器铜耗、铁耗、噪声增大、温度升高,迫使变压器基波负载容量下降。电容器与配电系统中的感性负载构成并联或串连回路,这很有可能发生共振,放大谐波电流或电压,使电容器端电压增大,通过电容器的电流增大,功率损耗增加。在谐波严重情况下,会使电容器击穿,甚至爆炸。随着谐波次数高频率上升,导致电缆的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减少,电缆的介质损耗增加。从而加速电缆绝缘老化,发生单相接地故障的次数明显增加。谐波电流会增加异步电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电机过热。谐波电流会使断路器的额定电流降低,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。同时谐波电流会影响电力测量的准确性。为了抑制谐波,通常在变压器低压测或用电设备处设置有源滤波器、无源滤波器,或将有源滤波器及无源滤波器混合使用,或采用节电装置。通过上述措施有效滤除中性线和相线的谐波电流,这样不仅净化了电路,而且降低了电能损耗,提高了供电质量,保证了系统的安全可靠运行。六、采用高效的省电装置在供配电系统中,电压不稳定、三相电压不平衡、电动机冲击电流过大和高次谐波干扰等所产生的隐形杀手,不仅造成了电能的较大损耗,而且缩短了电气设备的使用寿命。省电装置就是针对上述问题而推出的节电产品。其具有如下的功能和特点;调整电压幅值及稳压:有些用电单位供电电压偏高,导致了电气设备用电量的增加,使用寿命的缩短,同时加大了线路损耗。该装置采用电磁平衡原理来调整用电设备上的电压的平衡度和稳定性。该调压器具有调节电压幅值的功能,可以将较高的电压值调整到合理的电压值。平衡三相电压:该装置以电磁平衡作为基本原理,通过调节该装置的相序电感量,使磁电交换、磁势再分配来大量减少三相电压的不平衡度,能使线电压、线电流的不平衡度小于2%,从而使三相电压基本平衡。由于市电三相电压不平衡,配电系统三相负荷分配不均等,高次谐波的影响,致使三相电流不对称,三相电压不平衡。在这种情况下,会使变压器内产生环流,线圈过热,并可使电动机的效率降低而加大用电量。由于该装置能平衡三相电压,同时又可将电网过高的电压值调整到合理的电压值。这样不仅给动力设备,而且给三相照明系统带来了显著的节电效果。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。如果有很多台小型电机或群控多台小型电机,节电效果更明显。同时可减少电动机启动时出现的冲击电流对其它电气设备的影响。抑制高次谐波:电源中的高次谐波一部分是由市电送过来的,另一部分是低压电气及电子设备发出的。上述谐波不仅造成电能的浪费,而且不仅造成变压器因涡流及损耗的加大而过热、电动机过热及转矩下降,而且低压电容器柜中电容器过热,中性线电流增大等。为抑制高次谐波,该装置内部并联了一个消除线圈,它可以阻止市电送来的高次谐波,同时能抑制低压电气及电子设备发出的谐波电流。通常可抑制30~50%或以上的高次谐波值,上述措施也获得了一定程度的节电效果。降低了线路,变压器及电机绕组的铜耗:随着谐波高频率上升,高频电流的增大,而导致交流电阻的增大,线损增加。由于该装置平衡了三相电压,抑止了高次谐波,为此降低了线路,变压器及电机绕组等的铜耗。按铜耗公式P=I2R来看,减少电流值及电阻值对铜耗有明显的减少。特别是长线路及电流值较大的线路,节电效果较为理想。改善功率因数:该装置依靠线圈移相的方式提高用电设备的功率因数,采用了调整组别结线的方式来调整各相输出电流与电压相位,从而提高了功率因数,降低了用户的线路损耗。平衡电流或电压的瞬间变动:由于该装置采用了较理想的磁性材料和特殊的结线来平稳电流或电压的瞬间变动,为此对用电设备起到了保护作用,使用电设备免受电网电压波动的侵害,确保了机电设备及电子设备的平稳运转。同时保证了工厂产品的合格率,延长了用电设备的使用寿命。综上所述各部分的节电功能,总体上可节电10%以上,同时改善了用电环境,净化了电路,提高了用电设备的使用寿命。节电装置已在我省许多单位安装并投入运行,效果良好。
参考文献
[1]民用建筑电气设计规范JGJ16-2008
[关键词]电工技师论文论文撰写要求
一、电工技师论文的作用及分类
电工技师(高级技师)论文是其在总结研究本职业(工种)领域中的有关技术或业务问题时,表达其工作或研究过程及其成果的综合实用性文章,是维修电工技师从事本职业(工种)的学识、技术能力的基本反映,是科学研究成果和工作经验总结的文字体现,也是个人劳动成果、经验和智慧的升华。技师专业论文是社会实践活动的产物,是撰写者在长期的社会生产实践中不断总结经验,努力学习理论知识,不断追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式,撰写技师专业论文是培养人才、选拔人才和保证人才质量的重要途径之一。
按电类技师本身的内容和性质不同,一般电类技师论文分为:专题型、论辩型、综述型和综合型。按电类技师论文具体涉及内容的主要有:维修电气经验总结类、技术革新类、新产品开发类和四新技术推广类。
二、电工技师论文撰写的要求
撰写电工技师专业论文,既是一个艰苦的思考、探究和再学习的过程,又是一种复杂的创造性劳动,需要对工作实践、技术革新和技术改造等做出客观的评价。
1.注意论文的科学性。科学性是指电工技师专业论文的基本观点和内容能够反映事物内在的基本规律。电工技师专业论文的科学性来自对客观事物周密而详实的调查研究,掌握大量丰富而切合实际的材料,使之成为研究论述的基础。
2.注意论文的翔实性。电工技师专业论文要求作者所提出的观点、见解确实是属于自己的。那么,要使自己的观点能够得到普遍的承认,就一定要拿出有说服力的论据来证明自己的观点是正确的。这样,就应该在已掌握的大量材料中选择具有典型性、代表性的关键证据来证明。
3.内容正确、语言简明。撰写技师专业论文应当力求言简意赅,无多余的字句。对论文的内容不要进行艺术性渲染和夸张;切忌不适当地夸大个人在技术革新和技术改造中的贡献;更不能将技术问题的争论引入政治观点。同时,在撰写技师论文时,要注意按照撰写格式进行撰写,并熟练应用。
三、电工技师毕业设计论文的选题
论文的选题必须立足于总结工作成果与实践紧密联系上。在对已获得的大量素材进行分析、归纳和研究的基础上,提出问题,确定写作的基本方向。
1.论文的选题原则:准确恰当、提高创新和可行实用。
(1)准确恰当。论文的选题要提得准确恰当,面向实际,着眼于社会的需要,确实是生产实践中亟需解决的问题。选题一定要与生产实践相结合,与自己的工作领域相结合。
(2)提高创新。创新性原则是指选题要有新颖性、先进性,有所发明,有所发现,以推动本职业(工种)的发展。遵循这一原则,选题时必须注意选择位居本职业(工种)较前沿的并具有普遍意义的课题;选择填补空白的课题;选择补充前人学说的课题;选择突破禁区的课题;选择借他山之石可以攻玉的课题,即借用其他学科的新理论、新技术、新工艺和新材料,从新的角度进行研究、验证或论证来解决本职业(工种)中的老问题或疑难问题的课题。
(3)可行实用。可行实用性原则是指要选择有利于发挥个人的聪明才智,有完成的把握,同时也符合自己的志趣、适合个人能力的论题。
2.论文的选题方法
(1)选择能发挥本人特长的论题。申报电工技师(高级技师)的人员,都具有相当长的本职业(工种)专业工作的经历,在理论与实践的结合上有自己的独到之处和技术特长;而预备技师在学校学习4~5年,理论知识特别是新技术的知识非常充实,但实践经验欠缺。
(2)选择具有突破性的论题。申报电工技师(高级技师)的人员长期工作在第一线,对于生产实践中出现的问题最有发言权。如果敏锐地抓住问题的关键处,加以研究,就能形成应用性极强的专业论文。
(3)选择具有普遍性的论题。所谓具有普遍性的论题是指在生产实践中有广泛的用武之地的课题。例如,用现代电气技术改造机床的电气控制问题、变频技术在中央空调系统的应用问题及电梯的技术改造和维修技术问题等。有些问题看似简单,但实际上有很多需要进一步研究总结的内容,这些都属于具有普遍意义的论题。
3.论文的推荐选题
(1)典型PLC控制系统的设计、安装与调试。机械手的PLC控制系统设计、安装与调试;组合机床PLC控制系统设计、安装与调试;立体车库控制系统设计、安装与调试;材料分拣装置的PLC控制系统设计、安装与调试。(2)典型低压电气柜的设计。两台三相异步电动机动力控制电气柜的设计、安装与调试;变频调速控制柜的设计、安装与调试;总计量配电箱设计、安装与调试。(3)供配电系统的设计。某通用机械厂供配电系统的电气设计、安装与调试;某学校生活区配电系统设计、安装与调试。(4)电子技术应用设计。三相正弦波变频电源的设计、安装与调试;晶闸管串级调速系统的设计、安装与调试。(5)典型单片机控制系统的设计。基于单片机和LCD的电子钟的设计;数字钟的设计与制作等。(6)机床电气控制系统改造。Z3050型摇臂钻床PLC改造;M1432A型万能外圆磨床PLC改造;T68型卧式镗床PLC改造;B2012A型龙门刨床PLC、变频器改造等。(7)楼宇自动化技术及维修。电梯控制线路的安装与维修;无塔供水系统控制线路的安装与维修等。
总之,加强对电工技师毕业论文的指导,可使他们通过论文的写作,在以后的工作岗位上更好地发挥技术带头人的作用,为高层次实践经验和科研成果转化成现实生产力打下坚实的基础。
参考文献:
[1]王建.国家职业资格证书取证问答[M].机械工业出版社,2006,3.
[2]机械工业技师考评培训教材编审委员会[M].维修电工技师培训教材.机械工业出版社,2001,3.
【关键词】:建筑工程:配电供电;建筑电气;节能设计;防治措施
中图分类号:TM421 文献标识码:A 文章编号:
民用建筑在施工中应考虑电气的节能设计理念, 对节能电气进行施工时, 应认真贯彻国家相关的施工技术文件, 使施工作业做到整体美观、技术到位、经济合理等要求。民用建筑电气技能设计问题不仅仅涉及到多个专业的技术领域, 而且还要针对工程项目特殊性, 制定出科学合理的施工设计图纸, 确保电气设施能够安全可靠的运行以及管理维护方便等特点。节能设计最为基本的设计任务是必须满足整体设计的美观性,在设计过程中不仅应注重设计的实用性, 同时也要充分的体现出以人为本的设计理念, 对光污染、生化污染以及电磁污染等采取综合的治理措施,使人居环境符合相应的标准, 从而保证人居环境具有较强的安全性。
一、 配电供电系统的技能措施和设计依据
配电供电系统在设计过程中应从分考虑电气节能问题, 对于相关的配套设施要进行全方位的审核, 选取适量最优, 节能性最好的配套设施作为施工原材料, 是体现设计思想的重要内容其中对于负荷值的计算是配电供电系统确定方案和设计施工图纸的基础, 要将其负荷参数计算和计算方式重视起来。将供电系统治理谐波和功率因素提高上来, 配电变电系统应选用节能性好的设备。与此同时, 选用适配的材质和导线截面, 将线路铺设方案进行合理的优化, 这样做可以有效的使配电线路耗损情况降低, 从而实现节能设计的目标。
1 供电系统的负荷值计算是节能设计有效进行的保障
在负荷值计算期间, 应根据设计实际的使用情况选择最适合的负荷值, 以此将变压器容量确定, 同时应选用性能较为稳定、技术参数良好的配电供电设施, 以保证系统在可靠、经济、安全的环境下运行。配电供电系统的节能设计依据的是对电力设备容量和负荷计算的最优化选择,选用参数配置适合的设备是将功率因素提高的以及使变压器无功功率降低的关键。
2 配电供电系统节能措施的分析和研究
在配电供电系统具体的实施过程中:应将配电供电系统设备的电压以及容量等级确定好, 然后选择其中较高的配电电压深入负荷内部应合理的选定供电中心, 将变压器设置在中心负荷区域, 这样做能够有效的将线路使用长度减少, 使线路的损耗率降低, 选择变压器应做到科学合理, 在变压器的选择问题上建议使用高效低能耗的产品,力求使变压器的实际负荷接近最佳的负荷设计值, 将变压器实际的经济效益提高, 减少其能耗损失应将配电系统的设备运行方式进行合理优化:即选用能耗最小的工作模式,特别是专用设备和季节性机组, 可以考虑设计专用的变压器降低设备的综合能耗, 同时还要对设备线路铺设问题进行考虑, 选择路径应具备一定的科学合理性, 节能设计和优化设计的原则是:负荷线路短线路损耗低。
二、节能型电气照明的设计方法
电气照明设计中需要遵循的节能要点是如何进行室内外照明节能指标的确定和节能光源、灯具, 附件的选择、建筑物室内外的节能型电气照明设计和智能化、合理、有效的控制节能措施是现今实施节能型电气设计的难点和重点内容。技能型照明设备首先应确保在作业面不降低视觉效果以及照明效果的前提下对其进行设计施工,技能型照明设计效能的提升,是最大程度的减少照明系统运行过程中对光的损失而采取的最大限度的方法和措施, 换种方式来说:就是高效能和最大限度的将电能和各种能源利用好。
1对技能型照明电气进行设计的准则就是提高照明系统整体的使用效率, 在设计过程中确保照明质量是基础前提。其内容主要包涵:节约高效用电, 在节能型照明电气设计过程中, 应考虑满足家居照明的标准,为此, 可以根据我国有关标准对照度进行选择, 并且照度标准要从实际应用的需求为出发点进行考虑, 要始终贯彻执行按实际需求进行照度标准值的高低的选择。
2节能型照明电气设计措施
人居室内节能型照明设计的基本原则应根据不同的场所和功能要求的不同选取照度在人居照明设计过程中, 要选择适合的照明模式, 如果照明现场需要高照度的情况时, 应选择混合照明模式。如果工作的位置较为密集时, 应采用一般的单独照明模式, 但是照度不要过高, 通常情况下应不超过500lx,如果工作的位置具有不同的照度时, 或者仅仅是其中的某一个特定区域时, 可以采用分区式照明模式, 要求较高的工作区域应采用的照度也要高一点, 而对于非工作区域, 就可以采用照度较低的照明设施, 但是两者之间的照度比值不可以超过3:l, 室外的照明设计应该考虑到以下特征:室外照明的光源选择问题应该将光电参数总体评估问题重视起来, 比如像光源的显色指数以及发光效率等. 灯启动时间与再启动的时间、电压的额定值参数以及工作电流参数。灯的性价比以及使用寿命等有关因素。设计集中分组控制系统,同时在办公等场所充分结合太阳光的分布来布置照明灯具并分别控制,为人的行为节能提供可能。
3管理系统智能化节能
设置合理的计量和检测设备:进线系统设置电流、电压、有功电表、无功电表测量;配电系统设置电压、电流、功率因数等参量变送器并将信号送至监控中心,监控中心根据上述参数实时监控配电系统的实际运行情况,进行定点定时控制,达到优化运行、节能管理的目的。
4能源的综合利用
充分利用太阳能,风能。将太阳能发电与建筑材料相结合。如小区路灯等公共照明采用以太阳能蓄电池供电为主,普通市电供电为辅的供电方式(平时用太阳能蓄电池供电,当其出现故障时由普通市电供电),从而大大节约了电能。
3 结束语
民用建筑的电气设计包涵的技术种类十分繁杂, 根据工程对象的不同, 其施工技术的标准和装备配置等问题也不尽相同, 这就使得工程在实际的施工当中会遇到多种多样的困难,目前我过大力倡导节能型建设, 这不仅仅有助于我国经济的可持续发展和合理资源利用率,同时也是时代进步的体现, 所以, 对于相关问题的研究一定要尽快提上议程。节能将是个永久的话题,有效的节能将是赖以人们生存的一个重要保障。人们对于节能无时无刻都不能松懈,不断地创造出更多的、更先进的节能途径才是保证人们正常生活的唯一方法。
参考文献
[l] 会议论文.民用建筑供配电设计应注意的几个问题.黑龙江省建筑电气情报网、黑龙江省建筑电气专家委员会2010年年会, 2010.
[2] 会议论文.浅析应急照明供配电与控制方式.广东省土木建筑学会建筑电气专业委员会2009年会, 2009.
关键词:高层楼宇;电气系统;节能;问题分析;解决路径
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
一、导言
我国高层楼宇建筑电气系统节能方面现存的一些不合理现状,我们应结合建筑电气系统节能基本原则和多年的知识积累和设计工作经验,从变压器技术经济性选择、降低供配电线路损耗、绿色节能照明、电机拖拽系统变频调速等方面,采取措施做好高层楼宇建筑电气系统节能降耗,有效提高电气系统中电能综合使用效率,降低建筑电气综合能耗,保证高层楼宇建筑中各电气设备发挥出其优良的电气性能。
二、高层楼宇建筑电气系统中存在的问题分析
(一)变压器存在的节能问题
在通常的情况下,高层楼宇建筑的变压器以35KV的电压把电源从城市的变配多当中引入,之后,通过隔层的相应设备以10KV的配电变压器向各机电设备进行馈电。而随着之后配电器的运行的时间的不断延长,所以变压器的损耗所占用的电量逐步增加,其损耗所占高层楼宇的供电系统损耗的电量的10%以上的时候,应该根据实际具体情况是否考虑是否将其淘汰的问题,因为目前现代的高层楼宇的智能化水平已经达到了比较高的层次,大多数配电变压器通过一段时间运行之后就已经不再适应和满足高层楼宇建设和发展的需求。但是,在我国的1990年代以前所修建的高层楼宇当中,有许多目前正在使用的配电电压器已经超过了20年的老系列配电变压器,这些配电变压器具有高损耗的特点,和目前现代社会所推广的新型的节能配电变压器相比较来说要多耗出70%以上的电,并且其负载损耗也要高出大约五成以上。加上这些老的设备长期以来都是不合理地进行运行的,严重缺乏有效的管理和良好的维护,所以其老化的现象特别严重,这就大大增加了变压器进行运行过程中的综合能耗总量。同时,在进行供电系统的设计的时候,以及在确定配电变压器的容量的时候,在一般情况下都认为配电便器是具有负荷能力的,容量应该按照高层楼宇建筑所需要的容量来进行计算符合负载或者接近满负载来进行选择。但是,这种一种比较错误的已经无法适应时展的选型设计的力量,其错误之处在于误认为变压器在较长的事件之内处于“满负荷”运行工况能够大大提高运行经济型、节省建筑电气设计综合投资成本,但是,实际上受到的效果恰恰相反,殊不知变压器是一种能量转换效率超过 95%以上的电气设备,但是其高效率智能在变压器处于 50%~60%负载的状况下才能够获得,变压器能量转换效率和变压器负载率之间并不是完全呈现成正比例关系的,所以我们应该从经济性、技术性、运行高效性等诸多层面,从最大限度发挥变压器最高效率等视角来考虑问题、分析问题、解决问题,合理地进行变压器选型设计。与此同时,在进行变压器选型的过程中,还应当充分考虑变压器运行环境温度、运行方式等其他相关因素,防止出现变压器选型容量过大以及多小等降低变压器运行可靠性,增大供配电系统的电能损耗。
(二)供配电线路的节能问题
在高层楼宇建筑中,使用各型号的供配电导线电缆不计其数。但是因为供配电线线路较多,其在运行的过程中其所消耗的功功率是非常大的,减少供配电线路损耗是建筑电气系统节能的主要部分。但是,在一些早期建设的高层楼宇建筑中通常情况下都普遍存在导线截面选型不合理,布线迂回混乱,绝缘老化严重等许多问题,导致高层楼宇建筑电气系统电能浪费特别严重。并且,随着高层楼宇建筑各机电设备系统对电能需求量的不断增加,就会致使原设计的供配电线路经济截面和电气系统运行时实际需求经济截面间存在严重不匹配情况,造成供配电线路长期运行在低效工况状态,线路损耗大大得到了增加,影响了建筑物内部各个机电设备系统正常运行,并且还较大程度上降低了高层楼宇建筑的综合服务能力和水平,同时,线路上巨大的电能损耗还能够给住宅用户增添额外用电负担。
(三)照明系统的节能问题
在很多高层楼宇建筑照明系统中,因为传统设计理念以及设计方案还没有较好地和现代高层楼宇建筑发展有效地进行接轨,很多楼宇建筑电气系统中存在照明系统光源灯具类型选择不合理、匹配性能差、照度设计难以达标和智能节能控制管理水平低、综合服务差、能耗较大等等许多问题,导致了高层楼宇建筑照明系统无法发挥其应有的良好灯光效果,这不仅导致了很大的电能资源浪费,还严重影响了人们正常工作、学习、休息质量。早期的高层楼宇建筑中有很多还依然用白炽灯,十分不利于建筑物长远节能经济 的发展。9W 紧凑节能型荧光灯和 60W 白炽灯是具有大致相同光通量。紧凑型荧光灯和白炽灯特性参数比较能够知道,两种灯具光通量大致是相同的,1 只紧凑型节能灯具开始投资售价大概是 37 元人民币,白炽灯为 1 元人民币,从初始投资来看,白炽灯综合投资成本要远远低于紧凑型节能灯具。然而,从一年的运行费用来看,紧凑型节能灯具经一年运行后,不仅其节能费用收回了灯具前期投资成本,同时还节省了 9.2 元人民币。而在高层楼宇建筑中,照明灯具的数量是非常巨大的,如果在建筑电气照明系统中合理选择节能灯具,所获得的经济效益应该是非常可观的。
(四)电机拖拽系统的节能问题
电机拖拽系统是现代高层楼宇建筑智能人性化服务水平的重要体现之一,同时还是建筑电气系统一个较大的电能消耗单元。我们在日常运行维护过程中发现,电机拖拽系统普遍存在着运行方案的设计不合理、需求调度智能分配自动化水平低、综合维护措施不到位等许多情况,导致建筑电气系统中的电机拖拽系统长期运行在低效工况区,不仅造成大量的电能浪费,同时还由于电机拖拽系统长期处于不平衡运行工况,大量发热降低电机系统综合使用寿命。
(五)日常运行维护管理措施的节能问题
目前,在许多高层楼宇的建筑中还存在非长明灯没有得到实时控制长期处于运行状态;办公室人员的节能意识不强,没有养成随手关灯、关风扇、关空调、关电脑等习惯,经常出现电脑、空调、甚至灯具等 24 小时运行情况;空调温度调节过高或过低,一方面降低了空调系统的舒适性能,另一方面增加了额外大量电能损耗,增加了建筑电气系统能耗。因此,在日常工作中,培养办公室、工作人员等的节能降耗意识,并对整个电气系统实施合理完善的检修维护,在一定程度上可上海交通大学工程硕士学位论文 高层楼宇建筑电气节能技术研究以推动建筑电气节能工作的顺利开展。
三、高层楼宇建筑电气系统节能技术应遵循的原则
(一)适用原则
就是首先要在满足建筑物内部各机电系统正常运行动力需求和营造良好人工环境必要能源要求的基础上,根据机电设备对于电力负荷容量、电能综合质量、以及供电可靠性等方面,来优化高层楼宇建筑供配电系统,促进整个建筑电气系统中电能资源得到充分合理的利用。
(二)实际原则
在技术性满足高层楼宇建筑电气系统需求时,要结合工程实际情况充分考虑实际应用经济效益,并合理选用先进的节能设备及材料,使在节能过程中增加的投资成本能够在较短的时间内通过节约电费等手段将其收回,提高整个建筑电气系统经济性能。
(三)优化节能性原则
要充分考虑高层楼宇建筑内部的电气负荷类型、容量、以及用电等级等因素,并采取相应技术措施减少或消除与发挥高层楼宇构建物功能无关的电能消耗,比如:通过控制系统优化降低电气设备自身电能浪费;通过综合布线优化方式建设供配电线路上的电能消耗;通过变频调速提高电机拖动系统综合运行效率等,这些是建筑电气系统节能主要切入点。建筑照明系统节能设计应遵循绿色节能照明要求,即高层楼宇建筑物绿色照明并不只关心照明节能方面,还应从有益于提高人们实际生产、工作、学习效率、以及生活质量等方面进行充分考虑。因此,建筑电气系统节能技术研究应始终贯彻以人为本、经济舒适、科学合理、技术经济、节能降耗、以及绿色环保等原则。
四、高层楼宇建筑电气系统节能技术方案
(一)配电变压器节能技术方案的总体思路
配电变压器节能经济运行方式的优化分析研究,可以从变压器运行有功功率损耗最小、无功功率损耗最小、以及综合运行功率损耗最小三种组合进行讨论。如要求从节约有功电量为主角度入手进行变压器节能经济运行方式研究时,则应按变压器有功功率经济运行方式进行优化比较分析;如要求从提高变压器运行功率因数为主角度入手进行变压器节能经济运行方式研究时,则应按变压器无功功率经济运行方式进行优化比较分析;如需要兼顾两者或以降低供配电系统网损为主角度入手进行变压器节能经济运行方式研究时,则应按变压器综合功率经济运行方式进行优化比较分析。高层楼宇建筑电气系统节能不仅要考虑有功功率节能方面,同时还要考虑无功功率节能特性,因此,在进行变压器节能经济运行方式优化分析比较时,选择兼顾有功功率和无功功率两者的供配电系统网损最小的节能经济运行模式。
变压器空载运行只能够和功率损耗的计算公式为:。
(二)确定变压器间负载经济分配
由于高层楼宇建筑通常是由几台变压器同时分列运行供电,即在建筑电气系统中变压器有功功率和无功功率总损耗为所有变压器损耗的总和。从大量文献资料和实际设计工作经验可知,在建筑物内部用电负荷总量不变,且变压器运行方式也处于不变条件下,变压器间负载量的分配不同其变压器系统总有功损耗和无功损耗也会有很大差别。因此,在多台变压器单独运行或并列运行模式下,需要对变压器间的总负载进行经济分配,从而使各变压器均运行在最优工况条件下,使变压器总有功功率损耗和无功功率损耗降到系统最低值,达到节能降耗的目。
(三)保持配电变压器三相负荷实时平衡
当配电变压器三相负荷处于不平衡状态时,就会造成变压器三相压差过大,从而产生负序电压,导致供配电系统电压发生波动,影响电压质量和供配电系统安全可靠运行。由于变压器某相绕组中负荷电流过大,就会导致该绕组的铜损增大,增大变压器损耗;负荷三相不平衡还会造成变压器内部磁路发生不平衡,从而形成大量的漏磁通,且在流经铜皮、变压器铁心夹件等部件,就会发生发热现象,增大变压器内部杂散损耗。因此,在高层楼宇建筑电气系统设计、施工、以及后期运行维护过程中,应该对电力负荷进行充分统计分析,设计出高效经济合理的供配电系统布线方案,并采取先进的技术手段措施,保持变压器运行时其三相负荷长期处于近似平衡工况;变压器选择应尽量选在负荷中心位置。并在后期运行维护过程中通过监控系统实时监测供配电系统电压水平,并对不合理运行工况进行及时调整;对于高层楼宇建筑中的大容量单相电气设备,应设专用单相变压器,并直接接在供配电系统的高压网络上;同时采取相应无功补偿及消谐装置,提高供配电系统功率因素,保证高层楼宇建筑电气供配电系统安全稳定、节能经济的高下运行。
(四)选用新型节能变压器
从大量实际工作经验来看,当配电变压器运行过程中其过电压水平达到额定电压值 5%时,其内部铁损量将会增加到 15%;而当配电变压器的过电压水平达到额定电压值的 10%运行,其内部铁损量则会急剧增高到额定时的 50%以上,且变压器内部空载电流值也会大幅度增加,从而增大了供配电系统中的无功损耗总量。因此,选用新型节能配电变压器对提高建筑电气系统电能使用效率具有非常大的工程实际意义。自动调压器是一种可以自动跟踪供配电系统中输入电压值的变化(主要由电力系统中负载波动引起)值而通过内部电压的自动调节,保证整个电压输出稳定。自动调压器实际就是一个恒定输出的三相自耦变压器,它可以在供配电系统电压处于 20%波动范围内,利用内部相应控制器对整个电压进行动态调节,保证其输出电压的恒定,从而有效提高供配电系统的供电电能质量水平,保证建筑电气系统高效稳定的运行,达到节能降耗的目的。
(五)供配电线路节能技术方案
在进行高层楼宇建筑电气系统设计时,应该根据建筑物内部机电设备负荷容量及分布、供电距离、机电设备特性等因素,进行科学合理布线。整个供配电系统结构应尽量简单清晰可靠,且各机电设备系统配电级数不宜超过三级。供配电线路是整个高层楼宇建筑电能输送直接载体,其动力干线、支线等线路是一个错综复杂的交叉性互联网络,其总长度较长,通常在数万米甚至几十万米以上,线路上电能总损耗量相当大,所以供电线路节能技术方案研究也是建筑电气系统节能研究的一个重点。
(1)合理选用导线类型
从技术经济性角度出发,选用电导率较小的新型材质导线。在工程实际应用中发现铜芯电缆传输电能效率最佳,但由于铜的成本较高,因此在进行线路布线方案设计时,要充分结合节约用铜,经济实惠原则。对于负荷容量较大的一类、二类建筑中应选用铜导线,而对于三类或负荷量较小的其它建筑物中宜选用铝芯导线,以提高其经济性能。
(2)减少输电线路长度
在进行变配电所选址规划设计时,应尽量将其设置在靠近负荷中心位置,且变配电所的低压配电室应尽量靠近建筑物强电竖井部位,以缩短馈电线路的供电距离,减少线路中电能损耗,达到节能降耗的目的。
(3)增大线缆截面
在高层楼宇建筑电气系统设计时,不可避免的会出现某些机电设备距离馈电系统较远的情况,这样在进行较远线路选型设计时,除了要满足线路基本载流量、动热稳定、电压降、以及保护配合需要等基本功能条件下,应可根据工程实际情况选择大一级线缆截面,从而减少线路损耗。从大量工程实际数据来看,当馈电线缆的截面小于 70m时,如果其馈线线路总长度超过 100m,增加馈电线路一级线缆截面可以达到很好的节能经济效果。
(4)采取就地无功补偿措施
高层楼宇建筑电气系统中,如果向供电点较远且无功功率需求较大的电气设备供电时,除了采取上述措施外,还应采用就地无功补偿措施以减少线路上相应无功传输损耗,保证电气设备高效稳定的运行,到达节能降耗的目的。
参考文献:
[1]廖彤杰.浅析企业电气系统节能降耗措施[J].中国高新技术企业:2012(8).
关键词:电气设计论文;强电弱电论文;电气节能
中图分类号:F416.6文献标识码:A文章编号:
引言:
随着社会发展人们用电需求的不断加大,建筑电气的节能问题也逐渐进入到施工单位和用户的视线。对于施工单位来说,采用节能材料和节能设计方案,有助于降低长期的建设成本、吸引更多的消费者;而对于用户来讲,具有节能设施的建筑物更能让他们长期的节能,同时安全环保。
1.现代建筑电气设计
建筑电气设计要点主要体现在以下几个方面:
1.1设备用电负荷的精确计算,包括变配电所的设置,线路计算,设备选择,负荷确认等。而负荷计算是否准确对合理选择设备,确保设备安全可靠和经济运行有决定性作用。
1.2建筑供电高低压配电系统的设计,主要是要保证建筑物用电设备的供电电源可靠性及合理性。通过分析现阶段的供电系统和其远景发展情况;确定用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷;备用容量和备用电源供电的方式。在设计中对于一般建筑物中一二级用电负荷应采用双电源供电。而对于高层建筑而言,必须全部采用双电源供电方式,具体接线布置应视负荷大小及当地电网条件而定。两个电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,还装设应急电源,如快速自启动的柴油发电机组、专用馈线回路、EPS等。国内对于高层建筑的供电一般采用10kV变压器供电。部分超高层建筑根据负荷容量及等级采用35kV或更高等级电压等级进行供电。
1.3终端照明设计。照明设计既与节能环保密切相关,而且与建筑装饰美观程度有着直接的关系。由用户电表开关箱向室内配电回路,应以照明、空调及其它电器用插座分三个回路为基本回路,除以上三个回路外,尚应根据地区条件和工程要求增设厨房电器具专用回路,以及卫生间电热水器专用回路。
1.4防雷和接地设计。高层建筑的日渐增多,雷击风险也在日增长。防雷设计与配电系统的可靠性和安全性的关系随着高层建筑的越来越多而显得日益密切。
2.实现建筑电气节能设计的途径
要现实电气节能就要首先满足技术层面的节能,然后是选用性能优良的产品。建筑电气节能的方式有很多,本文认为可以通过以下四个途径实现。
2.1电源节能。尽管我国加快了电力建设的速度,提高了电力设备的运行效率,增加了装机容量,但是还有很多地方在用电高峰期出现电力缺口。电能在传输的过程中在变压器和线路中因为发热会损耗很多能量,目前,我国的线路率和发达国家相比还有一定的距离。要实现电源节能主要从降低线路损耗和变压器损耗两个方面进行。降低线路损耗的方法主要有优化电网结构,避免迂回供电,选择最经济的供电线路;选用电阻率较小的材质做导线,降低线路电阻,在线路绝缘水平允许的情况下,将线路进行升压。降低变压器损耗的方法主要有,变压器的放置靠近负荷中心,通过减少供电距离,减低线路损耗;选用耗能较低的变压器,合理安排不用用户的用电时间,提高变压器的负荷率,当同一个变电站选用多台变压器并联运行时,合理分配负荷,减少无功线路损耗,提高功率因数。电线或者电缆的载流量选择问题,应当保持与低压断路器的电流相互配合,使线路受到断路器的保护,这是每个建筑电气设计中都能够遇到,且应当保证的基本问题。总之应当充分考虑各种可能会发生的情况,在进行设计时严格按照《低压配电设计规范》,才能够确保用电的安全性。
2.2照明节能。在各类建筑中照明是一项基本的系统工程,近些年来利用天然光源的绿色照明得到重视,在保证照明质量的前提下,大力节约照明用电,照明节能的主要方法有:选用高光效的光源、充分利用天然光源、合理选择气体放电灯的启动设备、根据应用场合选择光通量维持率好的节能灯、根据照度的变化选择照明控制方式、根据照度标准的不同合理安排照明方式,例如通过流明衰减补偿,可以节省12%-25%的电能,最后适当保养灯具,进行高效的日常维护管理,延长灯具的使用寿命。
2.3动力节能。在当今社会,电动机负荷占到总负荷的70%左右,因此,动力节能是建筑电气节能中的重要因素。动力节能要遵循系统改造电动机及其他相关机械设备的原则,其主要措施有:根据使用场合的不同选择最经济的电动机,通过优化控制方式提高电动机的使用率;根据电动机铜损和铁损的不同特点采用相应的措施减少电动机的损耗,提高电动机的运行效率;选择低噪声节电型电动机;合理保护电动机,延长其使用寿命;把变频器应用于水泵、空调、电梯和风机等设备中,实现交流电动机调速,不仅能节约能源,还可以提高设备的控制灵活性。
2.4建筑设备监控系统。随着自动控制技术、计算机网络技术和通信技术的发展,出现了一种新的建筑电气节能途径,即建筑设备监控系统。该系统通过全面地对建筑物中各类设备进行控制,在满足建筑物基本功能的前提下,提供了一种更为科学高效的方法。
2.4.1供配电监控系统。供配电监控系统由计算机、控制设备和通信网络组成,是基于现场总线技术,通信网络将供配电系统、计算机、控制设备中带有通信接口的所有开关连接起来,通过检查电力系统中的电压、电流、有功功率、设备运转情况、功率因素等,然后管理人员根据监控的具体情况在计算机上进行管理和操作,从而确保供配电系统的安全运行和节能降耗。
2.4.2照明监控系统。在一些大型的公共建筑中,照明产生的耗电量通常极大,但是为了满足建筑照明的功能性需要,又不能为了节能而减少照明的数量的照度,照明监控系统的出现为科学的进行照明节能提供了条件。照明监控将不同地点、不同时间的照度转换成数字形式进行存储,然后把预定值和实际值进行比较,从而控制照明灯具的数量和照度,达到节能的目的。照明监控系统的应用不仅起到节约电量的目的,还延长了灯具的使用寿命,从而节省了运行成本。同时变化的照明控制方式还增强了建筑物的视觉效果,提升了建筑物的整体价值。
通过上述对建筑电气节能设计可以采取的节能措施可知,电源节能、照明节能和动力节能是实现建筑电气节能的重要手段,三者相辅相成、相互联系,在具体的应用中要把三者结合起来。同时要结合建筑监控系统,尽可能地合理利用节能产品和新型节能技术,更好地提高建筑电气节能效率,从而减少环境污染。
3.结束语
建筑电气领域节约用电蕴含着巨大的潜力,同时,节能具有重大意义,它不仅能有效地缓和电力供需矛盾,保证国民经济持续、高速、健康的发展,而且经济效益显著,是一种经济的电力开发形式。建筑电气节能过程,贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。作为专业电气设计人员,应该在整个设计过程中精心考虑,严谨地进行方案比较,从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合考虑,选择合理的供配电方案,采用先进技术,选用高效设备,实施电网的经济运行技术,在节约能源、促进科学技术进步的同时,又保护了环境,取得社会效益及经济效益的双赢,保证我们高速的经济发展势头,实行社会的可持续发展。
参考文献:
[1]丘慧萍,仇洋.浅谈建筑电气设计中的节能措施[J].《经营管理者》,2011(02).
[2]曹国熙.建筑电气设计的节能措施[J].《建材技术与应用》,2008(08).
论文关键词:南京地铁机电系统设备,标识
0 概述
地铁机电系统设备功能要求特殊,安全性要求高,相关系统众多、专业性强,被控设备种类多,自动化程度高,设备管理任务繁重。在2010年5月28日开始又有41座车站投入运营。目前南京地铁运营维护人员尚有较大缺口,工作量大,任务繁重。安全管理任务的繁重与人员的缺乏是一个很难解决的矛盾。针对地铁建设中忽视标识作用,造成标识不全、标识不清的情况,对机电系统设备针对性地进行了分析,建立了一个南京地铁统一的机电系统设备标识标准,确保设备房各类设备的标识清楚、整洁醒目和标准统一。
1 南京地铁机电系统设备特点
1.1 功能要求特殊
地铁属于公共交通行业,是城市交通的一面“ 窗口”。面向于乘客的优质服务,反映了地铁的先进程度。这种服务除了人的因素以外,设备的安全、可靠、高效、节能所带来的舒适感、安全性也非常重要。不同于智能楼宇侧重于办公自动化、通信自动化、长时间工作下环境智能调节的要求,地铁建筑监控系统则更侧重有利于安全行车管理、变化客流下的环境调节、灾害情况下的疏散导引、相关设备在各种情况下的有效运行。
1.2 被控设备种类多,自动化程度高
地铁被控设备种类繁多南京地铁机电系统设备,包括各类风机、风阀、水泵、冷水机组、各类传感器、蝶阀、自动扶梯、供配电设备、照明设备、防淹门、屏蔽门、各种导向标志、电梯、自动扶梯等。地铁的安全运营管理对电气设备控制自动化和智能化程度要求越来越高。
1.3 相关系统众多、专业性强
地铁工程主要配备车辆、供配电、通风空调、给排水及消防、通信、信号、自动扶梯和电梯、自动售检票、防灾报警、设备监控、综合信息管理、导向、人防、安全或屏蔽门等系统。各个系统关联度高、专业性强,相关机电设备维保技术含量高。
2.机电系统设备标识设计
2.1 机电设备标识的现状分析
⑴ 标识信息量不足
近年来地铁投入运营的线路越来越多,设备维护问题的显现和科技水平的不断发展对设备标识工作提出了新的要求,而我国设备标识标准缺乏先进方法和理论模型的指导,一定程度上影响了标识工作的科学性和统一性。长期以来,我国没有系统、规范、协调的整体性的设备标识标准体系研究,造成设备标识信息缺乏,数据偏少,数据针对性性不强,满足不了设备维护的需要。现有设备标识没有加载反映配置、功能、应用、维护等信息,无法方便维护、兼顾资产管理。
⑵ 设备与线缆标识不规范、不统一
国内没有统一的设备与缆线的标识标签,造成目前使用的标签异彩纷呈:使用扣取纸的,使用计算机打印纸的,使用白胶布的,使用普通不干胶的等等。这些标签大小不一,颜色单调,既不耐磨,也不防潮,字迹容易模糊,特别是背面胶的黏性差、对温度变化敏感、非常容易脱落,甚至有时会在设备和缆线上造成污迹。同时设备及线缆的标识的字体、字号和颜色往往没有统一的标准。而在复杂的环境中,嘈杂的视觉背景、短暂的识认时间、有限的识认距离,增加了人们对设备标识识别的困难。
⑶ 标签信息易丢失
由于使用的标签材质各异,其使用寿命无法满足要求,也不能保证标签长时间不变型,不褪色,耐溶剂,耐高温,耐磨损等性能也不能满足要求。同时,标签上的记录文字容易变形、褪色、磨花,标签上信息难以长期保存,易丢失,就可能给设备与线缆维护和管理工作带来莫大的困难南京地铁机电系统设备,造成难以想象的损失。
2.2 机电设备标识内容设计
⑴ 设备标识
设备标识内容分为四个部分。第一部分为设备管理信息:包括设备名称、设备编号、管理责任人,同时设置了巡更装置或预留电子PDA信息系统标签密贴;第二部分为设备信息:包括设备生产厂家,设备代号、设备型号;第三部分为设备参数:包括设备功率、电压电流、设备性能参数、设备重要保护参数;每四部分为设备维护管理资料:包括设备基本信息、故障管理资料、单点课程(或提案改善建议)及其它技术文件。
⑵ 线缆标识
现行规范要求:电缆敷设时应排列整齐,不宜交叉,加以固定,并及时装设标识牌。 标识牌的装设应符合下列要求:
① 在电缆终端头、电缆接头、拐弯处、夹层内、隧道及竖井的两端、人井内等地方,电缆上应装设标识牌。
② 标识牌上应注明线路编号。当无编号时,应写明电缆型号、规格及起讫地点。标识牌的字迹应清晰不易脱落。
③ 标识牌规格宜统一。标识牌应能防腐,挂装应牢固。
南京地铁机电工程设计图纸已对设备房、设备间、电力电缆、电线、控制电缆、电源线与接地线等采用了统一明确的编号标准和编号方法,设备标识系统将相应信息通过标识这个载体反映出来,建立了图纸与实际的电缆之间紧密的联系。这样的标识管理对电信设备、缆线的物理管理和逻辑管理共同提升有莫大的益处,使得设备房、设备、缆线的管理井然有序。
⑶ 配电柜、配电箱回路标识
地铁内绝大多数用电设备与配电柜、配电箱相距较远,在同一个区域内也会存在着工作照明、节电照明、应急照明、广告照明和安全照明等多种灯具,因此在配电柜、配电箱内标识每个回路的用途、供电区域对维护人员来说有很好的针对性,当需要检修某回路线路时,可只分断该回路的控制开关,而其它回路可保持正常的工作。
3 结论
南京地铁机电系统设备的标识凸显了设备“生机”和“活力”,深入贯彻设备房标识系统“以人为本”的设备关爱与具体要求;规范了设备与人之间的沟通与技术转移,也有利于新员工技能的培养和对设备运营管理的规范化要求;提高了突发事件下人员对设施故障的响应速度和应急抢险处置能力。
参考文献:
[1]徐六生.电力生产管理标志[M].北京:中国电力出版社,2007
[2]吴松山.铭牌标识设计与工艺[M].北京:化学工业出版社,2005.
关键词:应用型;分类培养;实践教学;改革创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)30-0121-02
一、问题的提出
目前,新建本科院校正面临着转型期的考验,转型院校与老牌本科院校相比存在较大的差距,与同类院校、职业院校面临激烈的竞争。如何完成转变,顺利度过转型期,是地方新建本科院校亟待解决的问题。
在国家“地方性、应用型”发展目标的指引下,我校提出“基于分类培养的应用型本科人才培养模式”,即以分类培养为背景,将应用型技术技能型人才培养分成技术型、工程型、研究性人才,突出学生实践能力的培养并贯穿于整个培养过程之中,在培养方案和课程体系上注重实践能力,重视知识的应用性、实用性,加强与企业的深度合作,从多方面提高人才的培养质量。
因此,以我校电气工程及其自动化专业为实施对象,明确了以“培养具有创新精神的应用型、技术技能型人才”为目标,以“近期求就业、远期求发展”为目的特色鲜明的专业人才培养方案。将人才培养定位于输送生产第一线、实践能力强的技术型人才;具有开发、设计能力,能够从事设计、生产管理的工程型人才。
二、实践教学改革与创新
基于明确的人才培养目标和定位,我校以电气工程及其自动化专业为例,在实践中不断加强教学改革,尤其对实践教学体系做了大胆改革和创新,以保证人才培养目标的实现。
1.构建适合地方经济的专业课程体系。结合东北地区经济和建筑类院校特点,制定了电气工程及其自动化专业的课程体系如图1所示。主要包括人文社科课、公共基础课、专业基础课、专业课以及实践环节五部分。
课程体系在基础培养方面体现厚、实,专业培养方面体现宽、新,即培养科学基础厚,专业口径宽,应用能力强,整体素质高的应用型、技术型人才,以整体优化为主,加强创新能力的培养,重视综合素质的提高。其主要特点是突出智能建筑技术特色,重视在课程设置中注意课程的整体性和合理性,开设了建筑通信工程、土木工程概论、建筑设备自动化等反映本专业的特色课程,同时加大了专业实践环节的学时,增加了智能建筑实习和智能建筑技术综合课程设计、CAD集中周等实践教学内容,有利于提高学生对智能建筑技术知识的综合运用能力、实践能力和创新能力。课程体系注重强电与弱电结合、软件与硬件结合、电气工程与控制工程结合、电气自动化与智能建筑技术结合,充分体现注重基础知识、加强实践环节、重视专业特点、突出智能建筑特色、反映时展需求的特点。
2.健全实践教学体制。在应用型人才分类培养方案中加大实践教学力度,将实践教学环节设置为:专业基础课实验、专业课实验、课程实习、课程设计、认识实习、CAD集中周、专业实践、毕业设计、专业实训、实践教学活动等。
在构建实践教学体系时,将各实践环节有机结合,形成系统、科学、完善的实践教学体系,同时在专业基础实验和专业实验的课程内容上从整体上考虑内容的完整性和系统性,使教学内容前后衔接、循序渐进、由简单到复杂、层次分明、特色鲜明。
实验教学以“实验+工程训练”为载体、全面提高学生的工程应用素质为目标,建立分阶段、多层次、模块化、开放型、教学模式。根据理论教学、实验教学和自主研学的现代教学模式确定模块功能,根据模块功能确定实验项目。根据建筑电气与智能化技术的发展,引进具有建筑智能化工程应用背景的综合性、设计性实验项目,更新实验内容。将实验分成:基础理论验证实验、综合设计性实验、开放研究实验,满足不同层次学生的要求。
课程实习和课程设计,结合电气工程及其自动化专业特点,设置建筑供配电及照明课程实习、课程设计;智能建筑技术课程实习和课程设计,课程实习和设计与理论课内容紧密结合,突出专业特点,课程设计内容体现先进性、综合性、实践性。在智能建筑课程设计中,通过智能建筑工程实例设计,提高学生工程设计能力、知识的综合运用能力、分析问题和解决问题的能力。以《建筑供配电》课程为例。该课程中期配有实验,采用天煌厂家电力系统自动装置试验台,针对继电保护等内容进行不少于16学时的实验课程。使学生通过实践操作加深继电保护等工作原理,做到理论与实践相结合。课程结束后配有实习,让学生亲自给配电柜安装和接线,使学生直观了解供配电的原理和组成。实习结束后配有课程设计,利用实际工程项目,在条件图的基础上,让学生独立完成民用住宅的照明、插座、供配电设计和防雷设计等内容,每人一题,真题真做,以答辩的形式结束验收。
充分利用大学生实践教学基地,开展大学生科技活动,大学生电子设计竞赛和专业实训达到创新培养的目的。通过不同的渠道设立多种的学生自主实验项目和研究项目,创造学生自主实验、个性化学习的实验环境,支持学生参加各种竞赛,引导学生参与教师科研项目,将科研成果和科研经验引入实验教学,使学生能充分理解实验项目在科研中的应用背景,引导学生的科技创新思维,让学生参与教师科研项目,提高学生的科研能力。
3.采取多样化教学方法,深化考核方式改革。改变以往课堂上老师“满堂灌”的教学方法,在教学中培养学生的实际动手能力。以工程应用类课程为例,课堂上除了讲述、多媒体展示等方法外,还可以给学生布置大作业,针对教学内容中某一重点内容让学生主动查阅资料,独立制作幻灯片,在课堂上与老师同学展开深入讨论。这样既能锻炼学生查阅资料、整理资料的能力,又能锻炼学生语言表达能力,为今后就业打下良好基础。
改革原有重理论、轻实践,重结果、轻过程的考核方式,加强对学生能力的考核,注重过程考核,鼓励教师通过开放式作业、课程论文等方式进行过程考核,注重对学生学习过程的考查,对学生实行分阶段教学效果评估,每学期通过几个阶段进行评估,形式不拘泥于笔试,可以是PPT报告、大作业(小论文或小设计)或口试。
4.加强师资队伍建设。建设一支高水平师资队伍是做好实践教学工作的基础和前提。着眼学生实践能力和创新能力的培养,围绕着社会对应用型人才的需要,应用型地方高校应打破传统的师资体系,建立一支数量充足、结构合理、实践动手能力强的“双师型”的实践教师队伍,以完成应用型本科实践教学内容。教师在教学过程中不仅要把知识传授和应用能力培养有机地结合起来,更要开发学生创新创业精神。只有教师队伍强大了,才能无限大开发学生潜力。
5.积极开发校内外实践基地。实践基地是实现实践教学的主要场所。对建筑类高校实践活动的组织者和管理者来说,应根据学校和专业特点积极探索新形势下高校实践形式,引导学生由参观、调查、访问为主转向参加项目申请过程、设计实际工程项目、参与工程验收、开展科研攻关、技术服务、产品开发、推广等形式,逐步使实践活动走向专业化,为广大学生创建知识创新的平台。
根据建筑类学校特点,我校建立了校内变电所和开闭所为实践教学基地,与辽宁省建筑设计院、中科院自动化研究所、鹏博士网络公司等单位建立长期稳定的合作关系,建立校外实习实训基地10个。让企业参与到人才培养的各环节之中,满足社会对应用型人才需要,有效提高学生的实践能力,缩短学生参加工作后的岗位适应期。
参考文献:
[1]张耀武.对于高校实践教学改革的研究[J].教育教学论坛,2014,(01).
[论文摘要]供配电系统的中性点接地方式涉及电网的安全运行,供电可靠性,过电压和绝缘的配合,继电保护,接地设计等多个因素,而且对通信和电子设备的电子干扰、人身安全等方面有重要影响。目前供配电系统的接地方式主要有中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地和中性点经消弧线圈接地四种,本文对这四种中性点接地方式进行了分析与比较。
电力系统中性点接地方式是指电力系统中的发电机和变压器的中性点与地的连接方式。可以分为大接地电流系统和小接地电流系统,前者即中性点直接接地电流系统,后者又分为中性点不接地系统和中性点经消弧线圈或电阻接地系统。中性点接地方式的选择涉及技术、经济、安全等多方面,是一个综合性的问题,由于各国电力技术的水平和条件、运行经验等因素的不同,各个国家对这个问题的处理方式不尽相同,掌握各级电力系统采用何种接地方式,对于学习电力系统知识的学生和电力系统中的工作人员都是很重要的。
一、大接地电流系统
大接地电流系统,即将中性点直接接地。该系统运行中若发生一相接地故障时,就形成单相接地短路,线路上将流过很大的短路电流,使线路保护装置迅速动作,断路器跳闸切除故障。大电流接地系统在发生单相接地故障时,中性点电位仍为零,非故障相对地电压基本不变,这是它的最大优点。因此在这种系统中的输电设备绝缘水平只需按电网的相电压考虑,较为经济(我国110kV及以上电网较多采用该方式)。此外,该系统单相接地故障时,不会产生间歇性电弧引起的过电压,不会因此而导致设备损坏。大接地电流系统不装设绝缘监察装置。
中性点直接接地系统缺点也很多,首先是发生单相接地故障时,不允许电网继续运行,防止短路电流造成较大的损失,因此可靠性不如小接地电流系统。其次中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时,其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。此时若工作人员误登杆或误碰带电导体,容易发生触电伤害事故。对此需要加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施,以避免事故。第三,中性点直接接地系统单相接地故障时产生的接地电流较大,对通讯系统的干扰影响也大,特别是当电力线路与通讯线路平行走向时,由于耦合产生感应电压,对通讯造成干扰。
二、小接地电流系统
小电流接地系统,即中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统。小接地电流系统可分为中性点不接地系统,中性点经消弧圈接地或经电阻接地系统。
(一)中性点不接地系统
中性点不接地系统,即是中性点对地绝缘。这种接地方式结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资经济。适用于lOkV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。中性点不接地系统优点在于发生单相接地故障时,由于接地电流很小,若是瞬时故障,一般能自动熄弧,非故障相电压升高不大,不会破坏系统的对称性,根据安规规定,系统发生单相接地故障后可允许继续运行不超过两小时,从而获得排除故障时间,相对地提高了供电的可靠性。中性点不接地方式缺点在于因其中性点是绝缘的,电网对地电容中储存的能量没有释放通路。在发生弧光接地时,电弧的反复熄火与重燃,也是向电容反复充电过程。由于对地电容中的能量不能释放,造成电压升高,从而产生弧光接地过电压或谐振过电压,其值可达很高的倍数,对设备绝缘造成威胁。
(二)中性点经消弧线圈接地
中性点经消弧线圈接地系统,即是将中性点通过一个电感消弧线圈接地。自从1916年发明了消弧线圈至今,中性点经消弧线圈接地系统已有80多年的历史。中性点经消弧线圈接地的优点在于其能迅速补偿中性点不接地系统单相接地时产生电容电流,减少的弧光过电压的发生。虽然中性点不接地系统具有发生单相接地故障仍可以继续供电的突出优点,但也存在产生间歇性电弧而导致过电压的危险。当接地电流大于30A时,产生的电弧往往不能自熄,造成弧光接地过电压概率增大,不利于电网安全运行。而消弧线圈是一个具有铁心的可调电感,当电网发生接地故障时,接地电流通过消弧线圈时呈电感电流,对接地电容电流进行补偿,使通过故障点的电流减小到能自行熄弧范围。而当电流过零而电弧熄火后,消弧线圈尚可减少故障相电压的恢复速度,从而减少了电弧重燃的可能,有利于单相接地故障的消除。此外,通过对消弧线圈无载分接开关的操作,使之能在一定范围内达到过补偿运行,从而达到减小接地电流。这可使电网持续运行一段时间,相对地提高了供电可靠性。
中性点经消弧线圈接地系统的缺点主要在于零序保护无法检出接地的故障线路。当系统发生接地时,由于接地点残流很小,且根据规程要求消弧线圈必须处于过补偿状态,接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同,故零序过流、零序方向保护无法检测出已接地的故障线路。其次,消弧线圈本身是感性元件,与对地电容构成谐振回路,在一定条件下能发生谐振过电压。第三、中性点经消弧线圈接地仅能降低弧光接地过电压的概率,还是不能彻底消除弧光接地过电压,也不能降低弧光接地过电压的幅值。
(三)中性点经电阻接地
中性点经电阻接地系统,即是中性点与大地之间接入一定电阻值的电阻。该电阻与系统对地电容构成并联回路,由于电阻是耗能元件,也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件,对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压。有一定优越性。另外采用电阻接地方式的变电所当发生一相金属性接地后,健全相电压上升至系统电压,接地跳开后,三相电压迅速恢复到正常值,接地点电流值由系统电容电流的大小和中性点电阻值共同决定。在发生非金属性接地时,受接地点电阻的影响,流过接地点和中性点的电流比金属性接地时有显著降低,同时,健全相电压上升也显著降低,零序电压值约为单相金属性接地的一半。由此可见,采用中电阻接地方式能在单相接地故障时产生限流降压作用,对设备绝缘等级要求较低,其耐压水平可以按相电压来选择。
中性点经电阻接地系统的缺点在与由于接地点的电流较大,当零序保护动作不及时或拒动时,将使接地点及附近的绝缘受到更大的危害,导致相间故障发生。此外当发生单相接地故障时,无论是永久性的还是非永久性的,均作用与跳闸,使线路的跳闸次数大大增加,影响了用户的正常供电,使其供电的可靠性下降。
总之,在三相交流电力系统中,采用哪种接地方式要根据电压等级的高低、系统容量的大小、线路的长短和运行气象条件等因素经过技术经济综合比较来确定的,以达到较好的工程效果。
参考文献: