电气自动化在智能建筑中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电气自动化在智能建筑中的应用 【摘要】随着我国经济的高速发 展,建筑用户对于建筑物功能的多样化与 个性化需求促使传统电气系统的缺陷逐 渐暴露出来。一方面,人们越来越重视生 活环境的舒适性、服务设施的完善性、 信息沟通的便捷性等问题,造成电气设备 与建筑设备的复杂性不断的提升;另一方 面,建筑物高度的不断提升也是对供电、 给排水、消防等大量电气系统的运行和 管理提出了更高的标准与要求, 传统的 电气技术严重制约了现代建筑功能的拓 展。正是这一前提下，以电气自动化作 为技术支撑的智能建筑设计布局得到了 飞跃式的发展和应用。笔者将从多个方 面探讨电气自动化在智能建筑中的应用。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /2/view-12791147.htm 【关键词】智能建筑；电气自动 化；应用 中图分类号：TU855 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 智能建筑是指通过将建筑物的整 体结构、各项设备以及服务管理依据用 户的具体需求进行对比优化组合，为用 户提供一个舒适、方便的人性化家居环 境。智能建筑行业是在现代信息产业发 展的基础上逐步发展形成的一个新兴产 业，其集结了自动化控制方式、电子技 术、传感技术以及网络通讯等先进技术 与一体，将建筑作为平台，为用户提供 通讯网络化、办公自动化等人性化服务。 而智能建筑中应用的电气技术也经历了 电气化、自动化以及智能化三个不同的 发展阶段，现已成为智能化建筑不可缺 少的一部分。 二、现代建筑中电气技术的应用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 特点以及发展趋势 1.实现了设备与系统全工作流程 内的高效监控 在结构复杂的大型建筑中,电气系 统组件繁多、结构复杂、功能多样,传统 运行方式常常留下管理盲区,导致故障的 发生。而现代自动化技术则通过“采 集处理反馈” 模块,对系统进行实时 的数字化监控,能及时将控制中心的指令 传达到系统, 并将反馈信息同时传递到 控制中心,以实现对整个系统高效、实时、 不间断的控制和管理。 2.联动性的提高。电气自动化技 术将建筑中配电、照明、消防、空调等 系统连接为一个整体,大大提高了其联动 效果,解决了电梯系统依照各层用户流量 实现其速度的自动调节,以及紧急情况下 (火灾、水管爆裂等) 系统的自动识别、 判断,及时实现预设的应急处理方案,开 启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋 灭火系统等,实现子系统间的配置与互动。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3.安全性强。由于电气系统固有 的危险性,设备故障、操作失误以及环境 变化等因素都可能导致系统产生严重的 安全风险。而自动化控制有利于系统对 异常情况及时作出反应,并可通过遥控模 式降低故障对维修管理人员产生直接伤 害的风险。 4.数据完备、计算精确。自动化 系统可综合其操作流程、故障处理等数 据建立准确清晰的数据库,以便为后期优 化的决策提供信息支持。 三、电气自动化在智能建筑中的 应用 1.电气自动化系统设计的两个关 键系统 （一）TN-S 系统 TN-S 系统是指将中性线 N 与 PE 保护接地线严格分开的一个低压配电系 统，是采用 PE 线加上三相四线的接地 系统。PE 保护接地线和中性线 N 除在 变压器中性点处进行共同接地外，两线 在其他地方均不再出现电气连接。在系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 统正常运行状态下，PE 线不携带电， 而中性线 N 携带电。这种接地系统具备 可靠、安全的基准电位，PE 线应保持 连线，对地不产生电压，因此金属外壳 的设备在 PE 线上可靠、安全。所以， TN-S 系统适合作为智能化建筑中的电 气接线系统。智能建筑中，使用的单相 设备较多，单相负荷大，通常显示三相 负荷是不平衡的，因此需在中性线 N 中 携带随机电流。 另外，由于使用荧光灯照明较多， 其产生 3 次谐波都叠加在中性线 N 上， 增加了 N 线的电流量，若将 N 线连接 到设备外壳，可造成火灾或电击等完全 事故；若是在 TN-S 系统里把 N 线与 PE 线同时连接到设备外壳上，那么造 成的危险会更大，连接到 PE 线的所有 设备，其外壳都会带电，这会扩大电击 事故范围；若将 PE 线、中性线 N 以及 直流接地线同时连接在一起，不仅会发 生上述描述的危险事件，还会导致电子 设备受到强烈干扰而无法正常工作。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 因此，智能建筑需要设置电子设 备的交流工作接地、直流接地以及安全 保护接地，普通建筑也需设置电子设备 的防雷保护接地。除此之外，由于智能 建筑中增加有计算机室、火灾和消防报 警监控房、程控交换机房，还有许多易 受电磁波信号干扰的该高科技、精密电 子设备，因此在智能楼房的设计和建筑 施工中，还需考虑屏蔽接地、防静电接 地的需求。 （二） TN-C-S 系统 TN-C-S 系统是由 2 个接地系统 构成，即 TN-C 系统和 TN-S 系统，PE 线与 N 线的连接点即为分界面。该系统 通常应用在智能建筑中供电由区域在变 电时所引来的空间环境，在进户前选用 TN-C 系统，进户位置处应做重复接地， 进户后采用 TN-S 系统。TN-S 系统显著 提高了安全性，保证人和物的安全。如 果同时采取接地引线、各自分开从接地 处引出、选择正确的接地电阻值等方法 可以使电子设备获得一个等电位基准点， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 因此，TN-C-S 系统可作为智能化建筑 楼宇的一种接地系统。 2.安全保护接地方式 在智能化建筑内具有较多强电设 备、弱电设备设施以及构件和不带电导 电设备，因此需要采用严格、系统的安 全保护接地方法。如果安全保护接地工 作做得不好，当电子设备的绝缘出现损 坏时，其外壳就很容易携带电，人或物 不小心接触到此类问题电气设备，极有 可能会被电击伤，严重时还会造成人员 死亡，严重危害人们的生命安全。所以， 智能建筑内应选用严格安全保护接地设 备，其主要是把电气设备非带电的部分 与接地体相连接的部位选用金属进行连 接，把保护接地线与智能建筑内的用电 仪器进行连接，其附近范围的金属构件 最好也进行连接，但应注意不能其与中 线相互连接。 3.交流与直流的工作接地 考虑到智能化楼宇中存在大量多 媒体设备、计算机等大型电器设备，要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 求直流电工作接地方式应具备电流稳定 性良好、准确度高，以便能满足能量转 化、大量信息资料传输等要求。一般采 用截面较大的绝缘铜线作为引线，对电 子设备进行直流电接地，并将其与基准 点进行相互连接。变流电工作接地方式 是将变压器中性线或中性点接地，其中 选用的中性线也是选用铜芯绝缘线，并 且还应保证其不显露在外，也不可将与 其他接地系统相混接。 4. 防静电与屏蔽接地 智能化楼宇内一般都需要实行防 电磁干扰措施，通常选用正确接地以及 屏蔽等方式。一般将保护地接线与电子 设备外壳进行连接，并与保护地接线处 的屏蔽管路两个端口都进行连接，并尽 可能将楼室内部的屏蔽多点与保护地线 相互连接。此外，防静电工作量较大， 对室内和电气设备都应定时进行清洁、 除尘等卫生工作。 5.新型灯具的节能措施 型灯具的开发和利用，让我们的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 生活变的五彩缤纷，彻底改变了白日化 的格局，照明电路亦有过去的单一纯阻 性电路演化为现今的感性电路，感性光 源的整灯自然功率因数比较低，一般在 0.380.6 之间，照明中广泛采用的高压 纳灯的功率因数在 0.380.45 之间。气 体放电光源在使用的过程中，其从电网 上吸取的电能不仅仅是有功功率，而且 还要占有比有功功率多出一倍多的无功 功率，这样就导致了无功损耗大于了有 功输出，大大降低了电能的效率。例如 一盏 NG-250 钠灯，其额定工作电流 I=3A，额定工作电压为 U=220V，灯泡 的有功功率 P=250W。 由气体放电光源整灯有功功率的 估算公式 P=Pd (1+10%)和单相视在功率 的计算公式 S=IU 及功率三角形的计算 公式 Q =S2 - P2 计算可知 灯的有功功率 P 275（W） 视在功率为 S660 （VA） 无功功率 Q=600（VAR） 灯具功率因数 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 cosP/S275/6600.42 如果我们将 NG-250 的钠灯照明 电路的整灯功率因数由 0.42 提高到 1.0 时，同样是 660VA 的视在功率可以满 足 2.4 盏 NG-250 钠灯的供电能力;这也 就是说我们把无功损耗降低至一定值就 可以节约一半还要多的电能，这样我们 节约的电就可以创造出更