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电气设计论文优选九篇

时间:2022-05-31 00:59:25

电气设计论文

电气设计论文第1篇

1.1用气以及用电的安全隐患

在我国,每年都会有许多因用电而发生的事故,对社会也造成了极大的影响,同时也引起了相关部门的高度重视,虽然我国颁布了一些相关法律法规,但是,在日常生活中,还是有很多常见的事故发生,导致这些问题的发生原因大多数是一些设计问题,解决相关问题还要从本质上入手,对设计进行完善,减少相应的漏洞,避免事故的发生。

1.2电气在设计上无法满足用户要求

在设计过程中,许多的电气设计从理论上来讲是不符合标准的,并没有解决就开始进行施工,从而导致事故的发生。在进行施工时,最主要的是看工程师的影响,如果工程师的能力不强或存在缺陷,是无法达到设计要求的,从另一个方面来说,建设者为了追求更高更多的经济利益,在材料上进行减材减料,在材料选择上,选择一些标准低而且投资量相对少的设计,当设计投资生产过后,电气系统没办法达到客户的需求,在使用过程中,经常出现一些故障,使用户苦不堪言。

1.3在消防系统上不够完善

在没有发生事故之前,消防系统是没有太多的用途,但是一旦发生事故时,则会发挥着重要的作用,它涉及到住户的生命安全以及财产安全上的问题。可是我国的消防系统并不是非常的完善,在验收标准上,也没有严格要求,房地产商也不是很愿意做太大的投资,电气工程师也不专心踏实去做。不完善的消防系统存在着大量的弊端,所以在现代建筑电气设计中应该需要进行大量人力和物力的投放。

2建筑电气设计的主要任务是提高安全性

建筑电气安全性和可靠性相当重要,只有保障这两者才能使系统正常运行,才能做到安全用电。在现实生活中,相关部门对其重视度越来越高,但效果并不明显,用电事故常有发生。这就要求各个部门更加重视,并采取强有力的措施进行防范,避免发生电气事故。

2.1对绝缘材料进行进场检查

在电气中一些电气设备绝缘性不好,因此,导致了很多安全事故,所以要求相关人员必须严格检测绝缘材料是否达标,并根据要求使用绝缘体材料。另外还要保证电线的质量,在现场需进行仔细确认,保证电线的完整性,一旦发现有缺损的电线应立即停止使用。

2.2对过载、短路的设计进行保护

在实际中一旦发现电气线路出现短路或过载,应立即切断电源,因为此时,电流倍数会呈现出快速增长模式。因此,要对其进行保护是十分必要的。在设计的过程中我们要确保过载的安全性和合理性。除此之外,还要观察熔断电流的合理性,注意其额定电流和熔断器额定电压。

2.3需对漏电进行保护设计

漏电现象是造成安全事故的主要原因,因此要引起重视,因为人一旦触碰到就会受到电流带来的伤害,对生命安全造成威胁。根据目前现状和国家规定的要求来看,一般将参数都选择在30mA.s来进行设计。根据以往设计经验显示,此参数较为合理,且能够达到预期的效果。但是漏点问题不能小觑,关系着人的生命安全,因此,在进行设计保护时应注意两点:(1)相关人员需仔细阅读检测部门文件报告;(2)严格遵照规定,达到国家标准《漏电电流动作保护器》的需求,对CCEE人员进行认证。

2.4对接地设计进行保护

对接地保进行护是在建筑安全电气设计中最重要的实施,是针对人身安全来设计的,防止受到电击,与此同时,能防止接地引起的火灾。在电气系统中,回路中有相当大的接地故障电流,导致开关自动转动,所以应该及时切断电源,从而起到保护措施,如果电源不能快速的切断,也能对电位进行很好的保护,从而起到保护人身安全的作用。

3完善的现代建筑电气设计

3.1电气安全隐患

随着时代科技的不断发展,建筑的安全重视问题也得到了更多的关注。建筑电气在设计过程中,需要有很好的安全性,才能以防事故的发生。在传统建筑过程中,常有设计失误从而导致电气漏洞的现象。在现代建筑电气中,需要从设计入手,从本质上避免事故的发生。在电路中,需要对建筑设计合理的保护,防止用户受到误伤。所有的电线都需要选取有质量保证的绝缘材料,确保在使用过程中建筑物不会产生漏电的情况。

3.2建筑电气设计需要基于用户提出的要求

用户的需求,简单的来说就是设计的用途,建筑电气在设计过程中,需要满足用户的需求,同时还需创造更多的经济体系。如果在使用过程中出现断电迹象,电气设计系统是失败的。因为优秀的电气工程师会考虑到综合因素,会对用户在使用过程中做初步的评估,为负载量留出富余的空间,并设计合理的电气系统。

3.3在建设中加强建筑消防系统

好的建筑电气设计应该尽最大的能力来对消防系统进行完善,来提高在建筑设计上的安全性,对用户的财产安全和生命安全进行保障。现代建筑消防系统体现在火警扑灭一体化,要求在建筑物中建有报警控制系统、火灾探测系统、自动喷水扑灭系统。系统的供电线路需要进行从新设置,其目的是在发生火灾时,可以进行电线输电,保障建筑重要环节,消防系统也是智能化水平最高的铺设。

3.4设计环境友好的电气系统

我国属于资源大国,在消耗能源方面,到处可以看见浪费资源的迹象,如果我国想变成资源节约型国家,必须按现代建筑电气设计发展的方向走下去,在不降低建筑质量情况下,尽量做到节约能源。在电气设计上,将电量安置在供电边上,尽量减少对线路消耗的功率;需要选择面积较大的导线,因为能减轻电路中的损耗。一般来说,想要实现节能设计的环保,就需要有相对应地系统投资。

4结束语

电气设计论文第2篇

1、交流接触器的结构与参数

一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑,使用方便,动静触头的磁吹装置良好,灭弧效果好,最好达到零飞弧,温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式,按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。

接触器额定电压参数分为高压和低压,低压一般为380V,500V,660V,1140V等。

电流按型式分为交流、直流。电流参数有额定工作电流、约定发热电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发热电流及接触器的短时耐受电流等。一般接触器型号参数给出的是约定发热电流,约定发热电流对应的额定工作电流有好几个。比如CJ20-63,主触头的额定工作电流分为63A,40A,型号参数中63指的是约定发热电流,它和接触器的外壳绝缘结构有关,而额定工作电流和选定的负载电流、电压等级有关。

交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对,根据控制需要选择。

其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1

表1常用接触器类型

使用类别代号适用典型负载举例典型设备

AC-1无感或微感负载,电阻性负载电阻炉,加热器等

AC-2绕线式感应电动机的启动、分断起重机,压缩机,提升机等

AC-3笼型感应电动机的启动、分断风机,泵等

AC-4笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机风机,泵,机床等

AC-5a放电灯的通断高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等

AC-5b白炽灯的通断白炽灯

AC-6a变压器的通断电焊机

AC-6b电容器的通断电容器

AC-7a家用电器和类似用途的低感负载微波炉、烘手机等

AC-7b家用的电动机负载电冰箱、洗衣机等电源通断

AC-8a具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机

AC-8b具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机

2、交流接触器的选用原则

接触器作为通断负载电源的设备,接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行,除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外,被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下:

(1)交流接触器的电压等级要和负载相同,选用的接触器类型要和负载相适应。

(2)负载的计算电流要符合接触器的容量等级,即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流,分断电流大于负载运行时分断需要电流,负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况,对于启动时间长的负载,半小时峰值电流不能超过约定发热电流。

(3)按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流,当使用接触器断开短路电流时,还应校验接触器的分断能力。

(4)接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度,一般推荐的操作电压值,接触器要能够在85~110%的额定电压值下工作。如果线路过长,由于电压降太大,接触器线圈对合闸指令有可能不起反映;由于线路电容太大,可能对跳闸指令不起作用。

(5)根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值,额定电流应该加大一倍。

(6)短路保护元件参数应该和接触器参数配合选用。选用时可参见样本手册,样本手册一般给出的是接触器和熔断器的配合表。

接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流,接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流,这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1~1.38之间,而断路器的反时限过载系数参数比较多,不同类型断路器不一样,所以两者间配合很难有一个标准,不能形成配合表,需要实际核算。

(7)接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范,要考虑维修和走线距离。

3、不同负载下交流接触器的选用

为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀,延长接触器寿命,接触器要躲过负载启动最大电流,还要考虑到启动时间的长短等不利因数,因此要对接触器通断运行的负载进行分析,根据负载电气特点和此电力系统的实际情况,对不同的负载启停电流进行计算校合。

3.1控制电热设备用交流接触器的选用

这类设备有电阻炉、调温设备等,其电热元件负载中用的绕线电阻元件,接通电流可达额定电流的1.4倍,如果考虑到电源电压升高等,电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小,按使用类别属于AC-1,操作也不频繁,选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。

3.2控制照明设备用的接触器的选用

照明设备的种类很多,不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b.如果启动时间很短,可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低,可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。

3.3控制电焊变压器用接触器的选用

当接通低压变压器负载时,变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流,在一次侧出现较大电流,可达额定电流的15~20倍,它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流,从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流,所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器,即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a.

3.4电动机用接触器的选用

电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2~4,对于启动电流在6倍额定电流,分断电流为额定电流下可选用AC-3,如风机水泵等,可采用查表法及选用曲线法,根据样本及手册选用,不用再计算。

绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流,一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流,增加启动转矩,使用类别AC-2,可选用转动式接触器。

当电动机处于点动、需反向运转及制动时,接通电流为6Ie,使用类别为AC-4,它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下:

Pe=3UeIeCOS¢η,

Ue:电动机额定电流,Ie:电动机额定电压,COS¢:功率因数,η:电动机效率。

如果允许触头寿命短,AC-4电流可适当加大,在很低的通断频率下改为AC-3类。

根据电动机保护配合的要求,堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie,因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定:电动机运行在AC-3下,接触器额定电流不大于630A时,接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。

对于一般设备用电动机,工作电流小于额定电流,启动电流虽然达到额定电流的4~7倍,但时间短,对接触器的触头损伤不大,接触器在设计时已考虑此因数,一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载,重载启停频繁,反接制动等,所以计算工作电流要乘以相应倍数,由于重载启停频繁,选用4倍电动机额定电流,通常重载下反接制动电流为启动电流2倍,所以对于此工况要选用8倍额定电流。

3.5电容器用接触器选用

电容器接通时电容器产生瞬态充电过程,出现很大的合闸涌流,同时伴随着很高的电流频率振荡,此电流由电网电压、电容器的容量和电路中的电抗决定(即与此馈电变压器和连接导线有关),因此触头闭合过程中可能烧蚀严重,应当按计算出的电容器电路中最大稳态电流和实际电力系统中接通时可能产生的最大涌流峰值进行选择,这样才能保证正确安全的操作使用。

选用普通型交流接触器要考虑接通电容器组时的涌流倍数、电网容量、变压器、回路及开关设备的阻抗、并联电容器组放电状态以及合闸相角等,一般达到50至100额定电流,计算时比较烦琐,可以参见文献1.

如果电容器组没有放电装置,可选用带强制泄放电阻电路的专用接触器,如ABB公司的B25C、B275C系列。国产的CJ19系列切换电容器接触器专为电容器而设计,也采用了串联电阻抑制涌流的措施。

选用时参见样本,而且还要考虑无功补偿装置标准中的规定。电容器投入瞬间产生的涌流峰值应限制在电容器组额定电流的20倍以下(JB7113-1993低压并联电容器装置规定);还应考虑最大稳态电流下电容器运行,电容器组运行时的谐波电压加上高达1.1倍额定工作时的工频过电压,会产生较大的电流。电容器组电路中的设备器件应能在额定频率、额定正弦电压所产生的均方根值不超过1.3倍额定电流下连续运行,由于实际电容器的电容值可能达到额定电容值1.1倍,故此电流可达1.43倍额定电流,因此选择接触器的额定发热电流应不小于此最大稳态电流。

4、有特殊要求情况下交流接触器的选用

4.1、防晃电型交流接触器

电力系统由于雷击、短路后重合闸以及单相人为短时故障接地后自动恢复等原因使供电系统晃电,晃电时间一般在几秒以下。

在有连续性生产要求的情况下,工艺上不允许设备在电源短时中断(晃电)就造成设备跳闸停电,可以采用新型电控设备:FS系列防晃电交流接触器。

FS系列防晃电接触器不依赖辅助工作电源,不依赖辅助机械装置,具有体积小、可靠性高,它采用强力吸合装置,双绕组线圈,接触器在吸合释放时无有害抖动,避免了电网失压时触头抖动引起的燃弧熔焊,因此减少了触头磨损。接触器线圈带有储能机构,当晃电发生时,接触器线圈延迟释放,其辅助触点延迟发出断开的控制信号,由此躲开晃电时间,晃电时间由负载性质和断电长短决定,接触器延时时间可调。

4.2、节能型交流接触器

交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低操作电磁系统吸持时所消耗的有功、无功功率。交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源,我国现有63A以上交流接触器,在吸持时所消耗的有功功率在数十瓦至几百瓦之间,无功功率在数十乏至几百乏之间,一般所耗有功功率铁芯约占65~75%,短路环约占25~30%,线圈约占3~5%,所以可以将交流吸持电流改为直流吸持,或者采用机械结构吸持、限电流吸持等方法,可以节省铁芯及短路环中所占的大部分功率损耗,还可消除、降低噪声,改善环境。

根据原理一般分为三大类:节电器、节点线圈、节电型交流接触器。

电磁系统采用节电装置,使电磁无噪声及温升低,并解决了使用节电装置有释放延时的缺点,如国产的CJ40系列。

4.3带有附加功能的交流接触器

电子技术的应用可以很方便的在接触器中增添主电路保护功能,如欠、过电压保护,断相保护、漏电保护等。电动机烧毁事故中,接触器一相接触不良的占11%,所以选择带有断相保护的断路器、接触器等电气器件也是十分必要的。

接触器加辅助模块可以满足一些特殊要求。加机械连锁可以构成可逆接触器,实现电动机正反可逆旋转,或者两个接触器加机械连锁实现主电路电气互锁,可用于变频器的变频/工频切换;加气延时头和辅助触头组可以实现电动机星-三角启动;加空气延时头可以构成延时接触器。

可以选用交流接触器的电磁线圈做电动机的低电压保护,其控制回路宜由电动机主回路供电,如由其他电源供电,则主回路失压时,应自动断开控制电源。

5、交流接触器的安装

交流接触器的吸合、断开时振动比较大,在安装时尽量不要和振动要求比较严格的电气设备安装在一个柜子里,否则要采用防震措施,一般尽量安装在柜子下部。交流接触器的安装环境要符合产品要求,安装尺寸应该符合电气安全距离、接线规程,而且要检修方便。

电气设计论文第3篇

论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

1概述

电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。

2配电设计

2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。

一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷;

二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。

消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。

三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。

2.3每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;

电梯井道的照明;报警装置。

上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。

2.4主开关选择

电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。

2.5照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置:

轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。

机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。

3电气照明、通风装置和插座设置及控制

3.1电梯井道照明

封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。

3.2电梯机房照明和电源插座

机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。

3.3轿厢照明和电源插座

轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。

要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。

3.4底坑插座

底坑距底0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到IP21。

4线路敷设

4.1线缆选择

选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于±3%,交流电梯±5%)。4.2配线选型

根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式.

5防灾及报警装置

5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。

5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。

5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。

5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。

6防雷等电位联结

二类防雷建筑物超过45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。

7电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护

7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。

7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。

在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。

轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于2.5mm2。

7.3电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。

电气设计论文第4篇

(一)建筑电气工程概述。近些年来,民用建筑的数量越来越多,随着人们生活水平的提高,建筑电气工程设计面临着高要求的挑战,而且,在科学技术异常发达的今天,电气工程中应用了多项新技术,电气工程的质量要求也越来越高。建筑电气工程有着固定的施工工序,每道工序的质量都需要进行严格的控制,这样才能保证电气工程的质量。

(二)建筑电气工程的设计原则。在进行电气工程设计时,需要按照一定的原则进行设计,这样才能保证设计的质量,一般来说,建筑电气工程设计的原则有三点,一是经济原则,二是节约原则,三是效益原则,另外,设计时还要严格的遵守相关的规范,结合建筑工程的实际用电情况,在保证建筑工程效益及质量的前提下,对电气工程设计进行整体的规划。电气工程设计针对整个电气工程施工,主要包括电力负荷情况设计、供电电源设计、配电系统设计、接地防雷保护设计、电气照明设计等,只有设计具有规范性,电气工程施工的质量才能得到有效的保证。对于建筑电气工程来说,重要的载体就是电力负荷情况,能够保证整个建筑工程正常运行,因此,在设计电力负荷情况时,必须要十分的慎重;而电气工程的核心为配电系统及电气设备,可以保障建筑工程的电力供应,设计时也要保证质量。

二、智能技术的优势

(一)能够实现全面的监控。在一些大型建筑中,建筑内部的结构十分的复杂,而且设置的功能也比较齐全,这就使得电气工程变得比较庞大,所安装的电气组件就会非常多,由于组件的数量比较多,故障发生的可能性就会增大,而且故障一旦发生,工作人员的排查工作量就会非常大,很难及时的找到故障位置,从而带来一定的影响,也使得管理工作的难度加大。不过,应用了智能技术之后,通过智能化系统,对各个楼层的电气组件工作情况进行监控,另外,智能化系统的工作模式为采集——处理——反馈,这使得发生故障时,故障信息能够及时的反馈到控制中心,从而实现有效的监控及管理。

(二)输出控制指令及时有效。通过智能技术,建立起电气智能化系统,具备输出控制指令及信号的功能,根据指令,终端可以进行相应的操作,最终实现了控制的目的。最初,在进行建筑电气工程设计时,设计人员就应该具有应用智能技术的意识,这样才能保证应用的充分性,同时,还可以提高智能系统的控制及管理作用。

(三)具有较强的联动性能。现今,在电气工程中应用了电气自动化,电气自动化设备在运行的过程中,通过智能技术可以有效的提高联动性能。在建筑物中,具备安防、消防、通风、照明等自动化系统,在应用了智能技术之后,这些自动化系统可以被整合为一个整体,实现联动,并提高联动的性能,这样一来,在各个子系统中,资源及信息的配置得到了优化,并且提高了利用率。具有较高的安全性。建筑物在使用的过程中,安全问题是最为重要的问题,如果建筑物存在安全隐患,那么使用建筑物的人们就时刻的处于危险当中,应用了智能技术之后,建筑的安全性将会得到了大幅度的提升。电气工程是建筑工程中所必不可少的部分,不过,电气工程自身就具有一定的安全风险,而且随着电气自动化设备的广泛应用,安全问题也变得更为突出,设备问题、操作问题、环境变化等都可能引发安全事故,进而造成人身危害。不过,应用了智能技术之后,通过智能系统的全面监控及管理,可以及时的发现安全风险,从而降低了伤害风险,提高了安全性。

三、智能技术在建筑电气工程设计中的应用

(一)在自动化控制中的应用。在建筑电气工程中,自动化控制及保护系统是必不可少的,通过自动化控制和保护系统,可以有效地进行自我保护,避免电气工程事故的发生,因此,在进行电气工程设计时,要十分注意自动化控制的设计。为了有效的提高自动化控制的质量,在设计的过程中应用了智能技术,具体说来,就是应用GPS定位系功能,通过计算机控制系统及GPS定位功能的结合,整个电气工程都可以进行有效的定位,包括电气设备、装置配件等。

(二)在接地和电气安全设计中的应用。对于建筑电气工程设计来说,最为重要的一项内容就是安全防护,一般来说,电气工程设计中安全设计主要包括三个方面:第一,等位联结,等位联结的目的主要是保护用电安全,实现电气设备防雷,理论上来说,如果等位联结的范围越小,那么安全保护等级就越高,因此,在实行等位联结时,接地就是一种小范围的等位联结;第二,过电压保护,电气工程中需要用到大量的电气设备,而有些电气设备所能承受的电压比较小,因此,要通过配置过电压保护装置来对这类型的电气设备进行保护,避免故障的发生;第三,漏电保护,当发生漏电或者短路时,漏电保护装置会及时的将电路切断,保证人身安全,避免造成无法估计的损失。在进行这三个方面的安全设计时,通过智能技术的应用,利用智能系统对其进行有效地控制,从而降低了故障所带来的风险。

(三)在电气设备优化设计中的应用。电气工程设计中还包括电气设备优化设计,在应用智能技术时,主要应用在两个方面,第一,智能化技术的遗传算法,所谓遗传算法,是指一个计算机模型,属于比较先进的技术,在生物进化的过程中,存在着遗传学机理,遗传算法的原理就是以此为依据,再加上达尔文生物进化论中的自然选择理论,通过科学的模拟,进行随机性搜索,最终完成对电气设备的优化设计;第二,智能技术的专家系统。在实际的电气设备优化设计中,会将遗传算法与专家系统相结合。

四、结论

电气设计论文第5篇

1.1气压传感器的结构设计

压阻效应于1865年由LordKelvin首先发现,现在这个原理广泛应用于传感器原理中。当传感器薄膜结构上的压敏电阻受到外界压力作用时会产生形变,使电阻率发生变化从而引起电信号的改变,这就是压阻式压力传感器的工作原理。由此可见,压敏电阻的变化与受到的压力大小和压阻系数有关。本文中的气压传感器是基于硅的压阻效应设计的,制备的气压传感器芯片结构截面图。传感器结构由一个单晶硅弹性薄膜和集成在膜上的4个压敏电阻组成,4个电阻形成了惠斯通电桥结构,当有气压作用在弹性膜上时电桥会产生一个与所施加压力成线性比例关系的电压输出信号。

1.2气压传感器制作工艺流程

整个流程主要是采用硅表面微加工工艺。与传统的压阻式压力传感器的加工方法相比,该工艺流程采用了外延单晶硅硅膜的工艺进行真空腔密封,这种方法可以克服传统的湿法刻蚀工艺的缺点,加工出的单晶硅膜具有很好的机械性能。①首先,对硅衬底采用各向异性干法刻蚀,刻蚀出一道道约5μm深的浅槽。然后采用各向同性干法刻蚀,使浅槽下方形成一个连通的腔。②采用外延工艺,在衬底上进行单晶硅外延,并利用外延的硅材料将浅槽完全封住,从而在下面形成一个接近真空的密封腔。外延工艺如下:温度为1135℃,采用的是H2,PH3等气体,外延时的真空度为80torr。③在对外延硅层的局部区域进行小剂量硼离子注入。该部工艺主要是为了制作压敏电阻,压敏电阻主要位于膜四边的中央。④对局部区域进行大剂量硼离子注入。该步工艺主要是要实现压敏电阻条之间的欧姆连接,并为压敏电阻的引出做准备。⑤在硅片表面生长一层氧化层及氮化层,用作绝缘介质层。⑥对氧化层和氮化层光刻并图形化,形成接触孔。⑦溅射金属层并光刻图形化,形成引线及压焊块。

2测试电路设计

此压阻式气压传感器,压敏电阻初始电阻值为163Ω,满量程输出电阻变化最大为9Ω,针对此微小阻值变化量,本文中设计了一款专用接口测试电路。该测试电路主要包括STM32系列单片机及ADS1247模/数转换模块和液晶显示模块。电路应用时将惠斯通电桥输出节点与测试电路连接起来,通过硬件和软件的结合实现外界气压信号的检测并转化为数字电信号进行输出,读数在LCD显示屏上进行显示,测试电路板的说明如图4所示,针对部分重要模块的电路设计在下文说明。

2.1电源电路设计

测试系统中需要用到3.3V和5V两种电压(选用的STM32单片机规定工作电压为2.0V~3.6V,ADS1247数/模转换模块模拟电源部分供电电压为5V),根据测试电路元件的需求,采用国产LM2940-5和LM1117-3.3两个稳压模块来进行电源供电的设计。

2.2ADS1247模/数转换电路设计

ADS1247是TI公司推出的一种高性能、高精度的24位模拟数字转换器。ADS1247单片集成一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟、一个精密(ΔΣ)ADC与一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟。内置10mA低漂移电源参考和两个可编程电流型数字模拟转换器(DAC)。通过程序设置,在输出电压裕度内,DACS可为外部提供多种强度的电流,分别为50μA、100μA、250μA、500μA、750μA、1000μA、1500μA。除此之外,ADS1247还具有一个可编程放大器(PGA),放大倍数可设置为1倍、2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍、128倍。

3气压传感器性能测试分析

气压传感器作为一种高空探测的工具,它的性能好坏直接影响到高空探测的准确性,针对本传感器结构进行测试并从数据中对气压传感器的灵敏度、线性度、测试精度进行了分析及拟合修正。

4结束与讨论

电气设计论文第6篇

建筑电气工程是涉及到建筑行业以及电气行业的全新的发展领域,随着建筑行业的快速发展,建筑电气工程的重要作用也日渐突出,因此进行建筑电气工程的科学设计与施工也就尤为重要。建筑电气工程的设计与施工直接关系到建筑工程的整体质量,所以在设计及施工的时候要以建筑工程的实际情况为依据,对各种相关因素进行充分考虑,才能提高设计的合理性,确保施工得以顺利进行。

2建筑电气工程简述

建筑电气工程技术涉及到了控制技术、电工技术以及信息技术、电子技术等诸多技术领域,并在电气设备以及智能建筑中获得了较为广泛的应用。建筑物的相关电气供电系统除了包括强电系统以及弱电系统以外,还是融合控制系统、电工系统与电子系统等的科学的应用系统。现代建筑的发展对建筑物内部的电气设备要求比较高,主要是因为人们对居住环境、电气设备依赖的程度随着生活生平的不断提高而增高。因此,在建筑物的使用过程中必须要配置相应的电气设备,以更好地满足人们的需求。由于建筑物内部各类电气设备的自动化程度不断加深,人们对电气设备的安全性、可升级性以及稳定性也提出了更高的要求,那么在建筑电气工程设计及施工的时候只有将电气、控制与电工等各项技术科学地统一起来,在设计施工的各方面都与国际接轨,对各种先进的设计理念及施工技术进行合理利用,才能使建筑电气工程施工高效地完成。建筑工程使用的寿命相对较长,而对建筑物内部电气工程的改造却十分困难,一旦对其进行改造就需要涉及到整个电气工程结构的改造或者重建,这些作业的进行必然会影响到建筑物的使用年限。因此在建筑电气工程设计及施工时就要充分考虑建筑物今后的发展及使用情况,以更好地满足建筑物的使用需求。

3建筑电气工程的科学设计

3.1强电系统的科学设计强电系统主要包括动力线路、消防系统的控制线路、照明线路、生活以及实用的各种辅助线路等。在进行强电系统设计的过程中还要对预期内、预期外的可能需要的电路系统进行合理的增设,以更好地满足人们对建筑电气工程现代化、智能化以及自动化的要求。对于取暖的电气能源、空调设备以及家用电气设备等,在建筑电气工程强电系统设计的时候都必须要将其纳入设计的考虑范畴。此外,在强电系统设计时还要在原有线路的基础上合理加上许多新内容,因而电路系统制约机制的精度及准度、复杂程度以及难度也逐渐升高。

3.2弱电系统的科学设计在设计弱电系统的时候,除了科学设计电话、直线广播、直线电视以及火灾系统以外,还要对多媒体系统线路以及电路电视系统线路等进行合理的设计。随着社会的快速发展以及未来科技的不断进步,在弱电系统用设计的过程中还要根据相关需要增加某些电气工程线路的设计,以使其更好地适应社会、科技的发展,并促进建筑电气工程的发展,为我国建筑行业的发展创造良好的条件。

3.3电气接地系统保护装置的科学设计电气接地系统保护装置的线路设计要求有:要设计相应的屏蔽保护系统线路,建筑物的某些房间需要安装相应的屏蔽磁场或者电磁场的线路,随着多媒体技术、计算机信息技术的快速发展,这种特殊要求的房间必定会越来越多,因此在建筑电气工程设计时要对其进行合理、科学的考虑及安排;设计的时候要较好地满足电气工程防雷接地、引线均压环等的特殊要求,以提高建筑工程设计的科学性、有效性,从而保证建筑电气工程的总体质量。

4影响建筑电气工程施工的主要因素

建筑电气工程中影响其施工的主要因素包括:

4.1防雷装置的安装施工不够科学电气设备接地干线与地排间不是直接连通的,防雷支架间的距离也相对较大,在引下线及带间通常是用单面焊接或者对焊技术,焊接口的锈蚀现象也十分突出,这导致钢类装置难以较好地发挥其作用。

4.2电气工程施工的规范性不强相关施工人员对建筑电气工程的材料、设备不够熟悉,盲目地进行安装施工,因为建筑电气工程之中会涉及到许多资料及记录,施工过程中的设备也较为复杂,如果不按照操作标准进行规范施工,就会影响施工质量及进度,埋下安全隐患。

4.3管线选材及管线敷设不合理有的施工人员在施工过程中偷工减料,有的使用质量不达标或者不符合规格的材料,如缩小管线的管壁厚度、用其他管线材料代替镀锌管、管线的埋墙深度不够等,这些现象的存在都极大地影响了施工质量的提高,并给建筑电气工程的安全使用留下诸多隐患。

5建筑电气工程的科学施工

5.1传统建筑电气工程施工中的暗配管选材对于传统建筑电气工程施工中进行暗配管选材的时候,大多数时候都是选用不同规格、不同类型的钢管。根据强电系统以及弱电系统网络的相关物理要求,在选择并行、交叉以及重叠线路暗配管的时候除了要对暗配管的实用、坚固问题进行考虑以外,还要对其化学以及物理性能的适用性、科学性等进行考虑。为了较好地保证所选材料的有效性,在选择的过程中应凭借相关试验、科学论证来保证暗配管选择的最佳方案。除此以外,在浇筑建筑物混凝土的过程中要以新工艺的相关要求为基础,采用适合的非金属质料的暗配管,并认真进行暗配管的固定,以避免出现管路阻塞、脱落的现象。

5.2对整个施工工程进行科学研究在施工过程中对整个施工工程进行科学研究,对各种影响因素进行全面考虑,对各个电路给予科学配置是保证建筑电气工程质量的首要前提。电气工程涉及到的接地保护系统、弱电以及强电系统等都应该在建筑物的墙壁之中有相应的指定空间对其进行合理有效的安排;对于各电气系统线路的并行、交叉等要在科学、规范设计的前提下进行管位位置的合理设置,特别是网络线路设置的过程中更是要对各线路之间的互相感应、物理影响以及可能产生的相关电学现象等给予高度的重视,对其可能引发的后果同样要给予准确的计算、有效的分析,并采取有效的防范措施,以确保施工的顺利完成。

5.3在施工前以相关设计要求为依据对电气材料质量给予严格检查要实现建筑电气工程的科学施工还要在施工之前以相关设计要求为依据对电气材料质量给予严格的检查,从供货商到相关材料的验收都要进行严格的把关,并加强材料的认证,以免用错材料,从而影响到工程的施工。除了对材料质量严格控制以外,还要对材料进行妥善的保管,按照材料的保存标准进行科学保存。有的施工人员缺乏专业知识,理论知识、实践知识还不牢靠,因而未对电气材料进行科学合理的使用,最终导致各种安全问题、质量问题频繁发生。针对这一问题,建筑电气工程施工企业要对材料质量给予高度的重视,并建立起完善的建筑电气工程质量监管体系,以为材料质量的控制提供监管依据。还要根据电气工程的质量标准,制定出有效的质量监管目标,以完成对电气材料规格、外观以及数量的有效控制,进而为建筑电气工程的科学施工奠定坚实的基础。

6结语

电气设计论文第7篇

关键词:设计规范智能建筑设计深度

为了适应因信息社会与智能建筑蓬勃发展而引发地设计规范与设计方法的改变,笔者从加强技术管理、满足现场施工要求以及提高工程图纸设计质量等方面,对电气施工图设计格式及设计深度进行研讨。

近年来,随着智能大厦的拔地而起,弱电系统的防雷措施已引起业界人士的普遍关注。中国建筑标准设计研究所对原国标图集《建筑物、构筑物防雷设施安装》(D562)和《独立避雷针》(D565)图集重新修订,从1999年12月2日开始实行新的国家标准图集《建筑物防雷设施安装》(99D562),该《图集》在原来标准的基础上,着重强调了弱电部分的过电压保护(信息系统及电子设备、电气设备)。由于连接工作站、服务器和客户机之间的电缆很长,冲击过电压的影响正成为数据丢失和系统失效的主要原因。另外,互联网的特性使得进入某一点的浪涌能沿着网络传播而破坏其它工作站,使得网络设备损坏的概率大为上升。可见,弱电过电压保护在电气施工图设计中,具有特别重要的意义。

《图集》(99D562)把雷电及过电压防护分为三个部分:外部防雷、内部防雷和过电压保护。其中

⑴、外部防雷其中包括:接闪器(针、网、带)、引下线、接地装置、屏蔽。

⑵、内部防雷其中包括:屏蔽隔离、等电位联结、安全距离。

⑶、过电压保护是指雷击电磁脉冲(外部电涌防护)和内部操作过电压(内部近旁电涌防护)。一般而言,合理的屏蔽和接地是减少浪涌通过电压对人身及设备破坏的根本前提和途径,为保证电子设备免受浪涌过电压的破坏,应根据实际情况在电源系统、天线馈线系统、信号系统和接地系统等四个方面进行具体的设计,加装多级浪涌过电压防护器(浪涌保护器SPD是指限制瞬态过电压分走浪涌电流的元器件)。国家标准《建筑物防雷设施安装—99D562》对SPD(SurgeProtectivedevice)选型提出了具体的建议。智能大厦中有很多重要的电子设备安装于建筑物内,应当在电源进线处和电子设备供电处根据设备耐过压的能力装设多级SPD.对一、二类防雷建筑物电源的第一级保护应在总进线的配电柜前加“一级SPD”。其通流量In的设计要求:In≥40~80kA.第二级保护在UPS或分配电柜前加装“二级SPD”。其通流量In的设计要求:In≥40kA第三、四级电源保护在重要设备配电系统或工作电源前加装“三级SPD”其通流量In的设计要求:In≥5kA.另外,随着信息社会的发展,住宅智能设计(弱电设计)的重要性和在住宅设计中的地位越来越高,其技术的复杂和难度越来越大。因此,十五期间的住宅设计标准把这部分内容单独为一章。故在住宅智能方面的施工图设计中,应充分考虑技术的先进性、设备的标准化、网络的开放性、系统的可*性及可扩性等诸方面。例如:从综合布线方面考虑,每套住宅宜设置“信息配线箱”,电视、通信(电话和数据)、安全防范等管线可通过“信息配线箱”引出。

住户内设置信息配线箱,有以下好处:

⑴、通信线路接线方便,现在我们引入每套住宅的通信线路有计算机数据通信网络和市内电话网,为了使住户利用卧室或起居室的信息插座方便的在计算机数据通信网络和电话网中选择,在住宅内设置信息配线箱,使用户在计算机数据通信网络和电话网线路之间十分方便地跳线连接。

⑵、有线电视线路接线方便,每套住宅可以只引进一路电视电缆,在信息配线箱内设置分支(分配)器,再引至卧室、起居室的各个电视终端。

⑶、以后住宅的装修、线路变动等方便。

根据国家新的标准与规范及笔者的实践经验,下面给出智能建筑电气施工图设计格式及设计深度具体要求。

1、图纸目录、设计总说明及材料表

1.1、施工图设计文件符合初步设计及其批复文件要求,应文件完整、计算正确、图纸清晰、文字通顺、深度及格式符合质量管理体系的要求,能据以编制工程预算、进行非标准设备的制作工程施工、安装及工程验收。

1.2、图纸目录一般先列新绘制的图纸,后列所选用标准图或重复利用图纸(标准图及安装图选用准确合理)。同一系统内的图纸顺序一般应按干线系统图、平面图、剖面及大样图、控制原理图的顺序排列。大型或复杂工程因图纸较多,也可采取按系统划分分册编排的方式。

1.3、图纸首页应列设计总说明,主要设备及材料表紧随其后。不同系统的材料表宜有适当的分隔空行,以利区分;其它图纸排列顺序,一般应按高压到低压、前端至末端、强电到弱电的方式进行。

1.4、设计总说明书中应有对建设项目面积、高度、功能及防火等级主要数据的叙述,以利读图人及审查掌握。

1.5、大型或复杂工程的详细分项说明也可列在干线系统图中或第一张平面图上。大型或复杂工程照明和消防材料表可同时列于每张平面图中(但仍有汇总的材料表)。

1.6、设计依据、设计基础材料齐备,设计文件完整正确;内容和深度符合预结算及现场施工的要求;文字通顺、表达清楚、交代明确,同一工程中主要字体应始终保持一致,以保持图纸协调,不得有较大误差;对有众多管线的厂房应有管线综合图。

1.7、主要设备及材料表中应列出相应图例符号,干线系统中也应列出相应图例符号。电器设备及装置配件的安装高度,除图纸中有所交待外,一般可在材料表的附栏中有所提及。以利于图纸的阅读与理解。

1.8、设计依据中,凡有缺项设计的项目(如变配电所、消防、人防、建筑智能化、需由二次装饰设计确定的照明场所、多层及高层住宅内配电等),应作必要的说明。特别是涉及到建筑安全的,应将建设方有关委托资料存档备案。

1.9、设计条件书与设计计算书是工程设计的基础,工程项目审查人应在审查中认真查验、签署,且应按时归档,并作为工程设计报优的依据之一。

1.10、专业间互提要求,联系资料一般均应以书面方式,并按时归档存查,以保证设计基础资料的完整性。

2、总平面图施工图设计若干要求

2.1、供电系统(含特殊电源)、电力系统、室内外照明、防雷、防静电、接地及其他安全用电措施,其变电所及配电所的位置、设备选择、设备及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,材料选择合理,有关措施,能满足生产及使用要求。

2.2、在总平面图上,应绘制电力电源的进线及敷设方式(从建筑轴线外起至建筑内受电处止),说明电源引入配电所或变电所的方式及楼层或标高,必要时须做出局部剖面图予以交待。

2.3、绘出建筑物内部配电或变电所的位置,并说明配电所及变电所需求电力电容器容量及变压器装机容量。

2.4、通信系统、自控系统、信号系统的站房及设备选择及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,具体布线及有关措施合理可*,能满足生产及使用要求。

2.5、在总平面图上绘制通信交接间(箱)的位置,并标出通信干线引入的人孔位置及规格型号。选用人孔须标出其引用的标准图号,非标的必须出大样图说明。对建筑通信规模、容量及组成情况亦需加以说明。

2.6、对有线电视系统,应绘制信号同轴电缆的进线方向、位置,并标示出规格型号。

2.7、涉及有“建筑智能化”系统中相关系统工程的管线走向及埋要求,须在总平面中绘制。(智能化系统工程设计下面有详细说明)。

电气设计论文第8篇

摘要:随着人民生活水平的提高和科学技术的发展,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。简述现代住宅楼电设计中应注意的几个问题。

关键词:住宅;电气设计;方向

随着我国社会经济的发展,人民生活水平的极大提高,各类家用电器逐渐增多,特别是空调、大荧屏彩电等大功率电器进入普通家庭,使住宅设计由原来纯照明向多功能的方向发展。

1住宅用电负荷的预测

住宅面积分为三类:小型住宅60m2以下,中型住宅60~100m2,大型住宅100m2以上。一般小型住宅照明用电负荷500W,娱乐用电(包括电视机、音响、电脑等)负荷950W,厨房用电(包括电饭煲、电热开水器等)负荷3500W,卫生间用电(洗衣机、排气扇)负荷1170W,空调用电负荷2250W,综合上述各类用电负荷共8370W,中型住宅乘1.3系数10881W,大型住宅乘2.6系数21762W。根据统计调查,一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间,这时用电负荷有:电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调,共有住宅用电负荷的40%,查设计手册得需要系数0.4~0.6,所以根据实际情况,我们设计时取0.4系数便可以,则小型住宅负荷计算取3.5kW,中型住宅负荷计算取4.5kW,大型住宅负荷计算取8.5kW即可。

2住宅的电源与配电系统

一般住宅供电由小区变配电所引入,应采用三相四线(TN-C系统),经重复接地后进入单元总电表开关箱,改成三相五线制(TN-S系统)后再放射到各用户,配电箱中应有短路、过载、漏电保护,断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制,建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响,户内配电系统应采用多回路形式,至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路,如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。此外考虑到家庭办公和信息化的发展,还应增加一条专用回路。

3导线及电器设备的选择

室内外导线及电器设备的选择合理与否,直接关系到住宅用电的安全及经济效益,因而必须在工程设计中合理选用导线和有关电器设备。

3.1导线的选择

导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择;导线的规格(导线截面)可按下列要求进行选择:

(1)有足够的机械强度。为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10A),其导线都应按机械强度选择。

(2)能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点:

a.在选择进户线及干线截面时应留有适当余量;

b.单相制中的中性线应与相线截面相同;

c.三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。

(3)能确保电压质量。对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失值大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。

总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。

3.2电器设备的选择

电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格,注意设备的容量等级宁大勿小,但又要避免选得过大造成浪费,一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量,应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准,并具有产品质量认可证书的电器产品。总之,电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。

4防雷与接地

4.1防雷内容与措施

防雷内容一般可分为:防直击雷,防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言,一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器,然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接,安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置,这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害,可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地,同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结,也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体,这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差,从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。

4.2安全接地的形式与要求

在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种:TT、TN-C-S和TN-S系统,在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。

在中性点不接地的低压供电系统中,电气设备必须保护接地,接地电阻R≤4Ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地,也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠,必须将中性线干线或支线的终端再次接地,这称为重复接地。重复接地有以下作用:增大流过线路保护装置的电流使其加速动作,从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压,减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠,按规定必须做到以下几点:(1)重复接地的接地电阻必须小于10Ω;(2)保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;(3)在任何情况下,同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”,另一部份采用“保护接中性线”;(4)用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。

此外,随着家用电器的增多及智能化的发展,应作好防静电接地和屏蔽接地工作。

5消防系统

大型现代住宅中由于电气设备越多就越容易发生火灾,因此应安装完善的消防系统。大型现代住宅在电气消防方面应做到以下几点:

(1)供电电源应采用两路方式,一路为市电电源,另一路为应急电源;

(2)有应急照明系统;

(3)应用手动响鸣火警警报系统,如可能,可加装火灾自动报警系统;

(4)开关和导线应选用符合防火规范的开关和阻燃型的电线电缆。

6智能化发展

电气设计论文第9篇

摘要摘要:文章阐述了建筑电气设计中的节能原则、节能方法,从变压器容量选择、功率因数补偿、照明调光设备、电动机起动设备选择等方面,论述电气设计中的几种节能方法。摘要:电气节能变压器损耗功率因数照明节能变频调速软起动器由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源--电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则摘要:1.满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足非凡工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。2.考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3.节省无谓消耗的能量节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是和发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么办法节能。如变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,又如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。因此,节能办法也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑电气节能的途径1.减少变压器的有功功率损耗变压器的有功功率损耗如下式表示摘要:Pb=Po+Pkβ2其中摘要:Pb--变压器有功损耗(KW);Po--变压器的空载损耗(KW);Pk--变压器的有载损耗(KW);β--变压器的负载率。Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、SL9及SC8等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于"取向"处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的设计人员一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计摘要:天天12小时,365天全营业,则总节约电能摘要:W=7.56×12×365=33113KW·h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约摘要:33113×0.78=25828元。按每千瓦的初装费投资摘要:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的办法。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能摘要:P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。在变压器选择中,能把握好上述三点原则,即满足了节约能源,又经济合理的原则。减少线路上的能量损耗由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下摘要:P=3IΦ2R×10-3(KW)式中摘要:IΦ--相电流(A)R--线路电阻(Ω)例如,在L=100m的VV-3×50+2×25的电缆上传输60KW,cosφ=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得摘要:IΦ=60×103/(×380×0.8)=113.6A芯线温度70℃的50mm2铜芯线每公里电阻R0=0.44,则R=0.1×0.44=0.044(Ω)P=3×113.62×0.044×10-3=1.704KW从以上可看到,线路上的功率损耗相当于每6m的线路上安一个100W的灯泡。在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起设计重视。线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻和电导P成正比,和线路截面S成反比,和线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少往返线路上的电能损失;第三,变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离,当建筑物每层平面在10000m2左右时,至少要设两个变配电所,以减少干线的长度;第四,在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不至于产生支线沿着干线倒送的现象。亦即低压配电室和竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线。增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面,所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般而言,导线截面小于70mm2,线路长度超过100m的增加一级导线截面比较轻易实现上述条件。其次,利用某些季节性负荷的线路,这些用户不用时,可提供给常期用户作供电线路使用,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管和照明、电开水等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,既可便于用一个火警命令切除非消防用电,又可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗,这就相当于充分利用了季节负荷的线路。在设计中,认真落实上述三条办法,就可减少线路上的能量损耗,达到了线路节能的目的。提高系统的功率因数提高系统的功率因数,减少无功在线路上传输,以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得下列计算式摘要:P=3IΦ2R×10-3=(RP2/UL2+RQ2/UL2)10-3(KW)式中摘要:UL--线电压(V)P--有功功率(KW)Q--无功功率(KVar)前项RP2/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗,后项RQ2/UL2为线路上传输无功功率而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的,因此是不可变的。系统中的用电设备,如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感,会产生滞后的无功,需要从系统中引入超前的无功相抵消,这样超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备,在线路上就产生了有功损耗,而这部分损耗是可以想办法改变的,其办法有以下几种。提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高到0.85~0.95,这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,即Q=QL-QC,因此无功补偿,可以提高功率因数,因而也减小了无功的需求量。无功补偿装置应就地安装,实行就地补偿,这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能的目的。目前,民用建筑设计中,绝大部分采用变压器低压侧集中补偿,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数,可以不受或少受电业局的罚款。而对用户,无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点,低压线路上的无功传输并没有减少,那么无功补偿也就达不到节能的目的。在日本,东京电力公司的法规规定容量达0.75KW的电动机端,都要安装30μF的静电电容器,以减少由于线路上传输无功而引起的有功损耗。在我国即将颁布的《工业和民用供电设计规范》中规定"容量较大,负荷平稳又长期使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿,……"。陕西省"三电办"在1989年就规定"10KV及以上的异步电动机,负荷较稳定的应采用就地补偿,……"。我国目前生产的自愈式静电电容器的最小容量为3KVar,可以使7.5KW及以上的电动机无功获得就地补偿。为什么常提到负荷平稳的电动机可采用就地补偿,因为负荷变动时电机端电压也变化,使电容器没有放完电又充电,这时电容器会产生无功浪涌电流,使电机易产生过电压而损坏。因此,断续负载,如电梯、自动扶梯、自动步行道等不应在电动机端加装补偿电容器;另外,如星三角起动的异步电动机也不能在电动机端加装补偿电容器,因为它起动过程中有开路闭路瞬时转换,使电容器在放电瞬间又充电,也会使电机过电压而损坏。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其四周设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。电动机就地补偿装置的接线有二种方式,一是并接在热元件的一次线后,热元件的整定电流应按补偿后的电机工作电流计,这种接线适合新安装的电机;另一种是装补偿电容器在接触器主接点之后,热元件一次线圈之前,热元件的整定电流就不计补偿的影响,这适合于进行改造的电机接线,这样做可使电容器和电动机一起投切。处理好上述三部分,即减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。照明部分的节能因为照明用量大而面广,因此,照明节能的潜力很大,应从下列几方面着手摘要:采用高效光源。白炽灯过去用得最广泛,因为它便宜,安装维护简单,它致命的弱点是发光率太低,因此目前常被各种发光率高,光色好,显色性能优异的新光源取代。表1列出了各种光源每W的光通量Lm。从表中可以看出低压钠灯和高压钠灯的发光率最高,但由于色温低,光色偏暖,显色指数在40~60之间,颜色失真度大,只能在路灯或广场照明用,其中显色指数在60的高显色性钠灯可和汞灯组成混合灯,用于工厂及体育馆照明,这也是量大面广的照明部分;发光率很高的金属卤化物灯,三基色荧光灯及稀土金属荧光灯,由于色温范围广,自3200K~4000K,光色选择性好,显色指数又高,可达80~95,颜色失真度小,尤其金属卤化物灯对人的皮肤显色性非凡好,因此除用作商场、展厅的照明外,还广泛用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯可用在写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自整流高压汞灯、钠灯及三者组合的混光灯常用于生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯,只有在局部艺术照明或防止高频光谱照射的古董字画照明中才使用,虽然它光色好,显色指数最高,但达不到节能的目的。建筑物尽量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面积,应将门窗开大,采用透光率较好的玻璃门窗,以达到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的这部分的照明,可采用按照度标准检测现场照度,进行灯光自动调节。对气体放电灯,采用灯光无级自动调节,即调节灯丝从而达到调光的目的。但其代价太高,每套36W的灯管需要增加2000元~3000元的投资,而节省下来的电能,其电价是有限的,因为这仅在白天日照强时(一般在上午10时到下午3~4点钟这段时间内)可减少一点人工照明,每支灯充其量节能25%,天天按12小时计,每年按365天计,则节省运行费用摘要:m=36×0.25×12×365×0.78×10-3=30.7元所以增加控制的投资需要2000~3000/30.7=65~97年才能回收,这是没有实用意义的。在工作照明中采用这种调光方案是不可取的。它只适宜用于非凡条件下,如气象台、导航站等小面积控制室,要求室内的照度和室外自然光自然协调的环境,才可采用这种调光设备。另外,这种调光设备用于稀土金属荧光灯,其频闪效应使人眼不易接受。对于可以充分利用自然光而且需要调光的场合,可采用分组分片自动开停的控制方案,虽然会有突变过程,但不会影响视力,也不会影响人的情绪,是可取的方式。对长期需要开停,但又要按人流的多少自动调整照度的场合,在增加投资不多的情况下,对荧光灯可利用调压的方式,固定几级调节,如北京地铁采用澳大利亚的调光设备就是如此。荧光灯采用调电压调光,其节能效果并不显著。因为,气体放电灯的发光是靠离子在高电压下产生碰撞,达到一定能级而使荧光粉发光,因此光通量并不和电压成正比,电压下降10%,光通量差不多下降30%~40%,电压下降30%,灯会全熄。因此,气体放电灯采用调压方式调光,在实际工程中也很少采用。照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,应采用高效光源及高效灯具,对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。电动机在运行过程中的节能在建筑电气中的电动机都是和暖通、水道、建筑等工种的设备配套的,由设备制造厂商统一供给的。因此,其节能办法只能贯彻在运行过程中,除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外,还应减少电机轻载和空载运行。因为,在这种情况下,电机的效率是很低的,消耗的电能并不和负载的下降成正比。采用变频调速器,使其在负载下降时,采用变频的方式,自动调节转速,使其和负载的变化相适应。采用这种方式,可提高电机在轻载时的效率,达到节能的目的。但是,这种设备的价格仍偏高,因此在应用中受到一定的限制。另一种节能方式是采用软起动器,软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角,以控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此起动平稳,起动完毕,则全压投入运行。此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈,利用反馈信息控制可控硅导通角,以达到速度随负载的变化而变化。它可用在电动机容量较大,又需要频繁起动的设备,以及四周用电设备对电压的稳定要求较高的场合。因为它从起动到运行,其电流变化不超过三倍,可保证电网电压的波动在所要求的范围内。但它是采用可控硅调压,正弦波未导通部分的电能全部消耗在可控硅上,不会返回电网。因此,它要求散热、通风办法完善。其价格比变频器便宜,在水泵系统中的大容量电动机的控制设备中可以应用。民用建筑的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。

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