BLDC无刷直流电动机-设计

摘要摘 要序言由于BLDC无刷直流电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。其主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种。由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。针对上述传统直流电动机的弊病，早在上世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的BLDC无刷直流电动机。经过了几十年的努力，直至上世纪60年代初终于实现了这一愿望。上世纪70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相继出现，以及高性能永磁材料的问世，均为BLDC无刷直流电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。关键字：BLDC，各个领域，发展，高性能37目录ABSTRACTPreface由于BLDC无刷直流电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。Due to a series of advantages of the structure of BLDC brushless DC motor not only has the simple AC motor, reliable operation, convenient maintenance and so on, but also have many advantages of DC motor and high operation efficiency, no excitation loss and good speed performance, the application in various fields of todays national economy growing popularity.一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。其主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种。由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。More than a century, the motor as an electromechanical energy conversion devices, its application scope has been in every field of the national economy and peoples daily life. A synchronous motor, induction motor and DC motor for the three main types of. Because the conventional DC motor adopts brush reversing in a mechanical way, so there are relative mechanical frictions, which brings the cremation, radio interference and noise, short life and other weaknesses, shortcomings coupled with high manufacturing cost and difficult maintenance etc, which greatly limits its scope of application, resulting in the current agricultural and industrial production most adopt the three-phase asynchronous motor.针对上述传统直流电动机的弊病，早在上世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的BLDC无刷直流电动机。经过了几十年的努力，直至上世纪60年代初终于实现了这一愿望。上世纪70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相继出现，以及高性能永磁材料的问世，均为BLDC无刷直流电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。In view of the disadvantages of traditional DC motor, in the early 30s of the last century began to develop in the electronic commutation instead of brush commutation of Brushless DC motor BLDC. After decades of effort, until in the early 60 century finally realized this desire. The last century since the 70s, with the rapid development of power electronics industry, many high performance semiconductor power devices, such as GTR, MOSFET, IGBT, IPM appeared in succession, and the advent of high performance permanent magnetic materials, and laid a solid foundation for wide application of BLDC in Brushless DC motor.关键字：BLDC，各个领域，发展，高性能Keywords: BLDC, each field, the development of high performance关键字：BLDC，各个领域，发展，高性能目 录摘 要I目录III第1章引言11.1设计目的和要求11.1.1设计的目的11.1.2设计的要求11.2设计的主要内容11.3设计原则1第2章小区环境与住宅情况32.1 小区的位置与气候32.2 住宅小区基本情况3第3章住宅小区负荷计算43.1供配电系统概述43.2负荷分级及供电要求43.2.1 负荷分级的相关规范43.2.2本工程的负荷情况53.3 电源及高压供配电系统63.3.1电源的选择63.3.2根据用户的需求判断73.3负荷计算83.3.1住宅小区住户照明用电计算方法83.3.2其他负荷计算方法103.3.3详细负荷计算方法113.3.4其他用电负荷计算13第4章电源配电房设备及发电油机的比较与选择154.1配电房设备154.1.1断路器与熔断器174.1.2直流供电系统174.2电油机184.2.1油机发电机组184.2.2柴油发动机和汽油发动机的比较184.2.3电动机的启动194.2.4对双电源切换的要求214.2.5发电机循环运行时间22第5章电气安全、防雷和接地保护245.1安全常识245.2防雷系统的概述、等级和措施245.2.1防雷系统的概述245.2.2建筑物的防雷等级245.2.3高层建筑物的防雷措施265.3接地系统概述29参考文献32致谢33附录34附表一 噪声的标准34附表二 变压器进线柜图35附表三 配电柜出线图36附表四 发电机接线图37附表五 配电室接地图38第1章 引言第1章 引言1.1设计目的和要求1.1.1设计的目的随着人们对生活环境和品质的不断提高，高科技的发展，电与人们的生活越来越密切相关了。建筑物的用电系统的重要性就越来越突出，范围越来越广。而世界的资源是有限的。所以我们要合理的使用电力资源。本次设计就是为了让电力更好的得到合理使用，减少无功功率的消耗，也让用电更加安全、可靠、便捷。1.1.2设计的要求把居民用电和非居民用电分开调控；设计电路的线路简单，降低造价成本；如：减少电缆的米数;备用发电机电源的独立和消防、紧急照明的用电安全等。1.2设计的主要内容这次的设计内容为小区配送电线路设计，我们要通过对小区配电方案的合理选择及配电线路的合理设计来实现小区配电的合理性、安全性、可靠性、经济性和可持续发展性。1.3设计原则节能环保安全是设计的唯一原则，我们以这个出发点去思考，去设计这个小区的配送电电路图。1、城网规划应坚持建设资源节约型和环境友好型电网的原则，应同时考虑降低投资成本和提高运行经济性。2、城网规划设计时应在噪声、工频电场和磁场、高频电磁波、通信干扰等多方面满足国家相关标准和技术要求。3、应推广采用大截面、大容量、同杆并架及紧凑型线路，节约线路走廊。应采用节能型线路金具，淘汰高能耗线路金具。4、推广采用高可靠性、小型化和节能型设备建设与环境相协调的节约型变电站。第2章 小区环境与住宅情况第2章 小区环境与住宅情况2.1 小区的位置与气候当地最高温度是38C，当地最低温度为2C，年平均温度为16C，瞬间最大风速是20m/s ，当地平均风速为0.9m/s，年降水量为1000ml ，潮湿、极少覆冰，小区海拔为：500m。2.2 住宅小区基本情况该小区占地面积为2400平方米，共有11座楼层，其中7座17层、4座16层，每层两户，且每座下面都是连通了的地下室。4栋和5栋的底层因靠街道，而设计为商业店铺。该小区还配有地下车库等公共设施。表2-1 小区楼层情况表一栋一单元17层34户二单元17层34户二栋一单元17层34户二单元17层34户三栋一单元17层34户二单元17层34户三单元17层34户四栋一单元16层32户二单元16层32户五栋一单元16层32户二单元16层32户第3章 住宅小区负荷计算第3章 住宅小区负荷计算3.1供配电系统概述随着我们国家人民的生活水平的提高和房地产业的发展，各种新建的住宅小区越来越多。那就需要我们准确的计算出住宅小区的用电负荷，合理选择各种配变电设施，这样才能既满足小区居民现在及将来的用电负荷，又能合理降低工程造价、节省投资。供配电系统设计要彻底执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。另外，供配电系统的还需要做到统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求：一、正确选择变压器的变压比和电压分接头;二、降低系统阻抗;三、采取补偿无功功率的措施;四、宜使三相负荷平衡。3.2负荷分级及供电要求3.2.1 负荷分级的相关规范电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应负荷下列规定：（一）符合下列情况之一时，应为一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡的负荷。（2）中断供电将造成重大政治、经济损失的负荷。例如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、有害物质溢出严重污染环境、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。（3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位正常工作的负荷。例如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷应视为特别重要的负荷。例如在工业生产中正常电源中断时处理安全生产所必须的应急照明、通信系统、保证安全停产的自动控制装置等；民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场（馆）的记分系统及监控系统等。（二）符合下列情况之一时，应为二级负荷（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷。例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。（2）中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的负荷。（三）符合下列情况之一时，应为三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。由于各行业的一级负荷、二级负荷很多，规范只能对负荷分级作原则性规定，具体划分需在行业标准中规定。3.2.2本工程的负荷情况按我国现有的有关规范规定，凡多层住宅用电均按三级负荷供电，而小区的配套设施面积较大或地下停车库等应根据建筑防火设计规范（GBJ 16-87）、火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-98）、汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB 50057-97）设置相应的消防设施，且上述消防设备为二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级，即宜由二回线供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用10KV架空线路或电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。本工程包含高层普通住宅、多层住宅、车库等，属于规范规定的二级负荷。3.3 电源及高压供配电系统小区位于城市主城区域内，高压电源由附近110kv的高压源接引而来，通过降压得到10kv的配网线再接入，由高压电缆输送至小区负荷中心。近年来，为保证供电质量和供电可靠性，某些小区高压部分采用双电源的供电模式，但对于本设计的小区来说，参考城市电力网规划设计导则的规定。3.3.1电源的选择一、符合下列条件之一时，用电单位宜设置自备电源：（1）需要设置自备电源作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源时。（2）设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求的条件时。（3）所在地区偏僻，远离电力系统，经与供电部门共同规划，设置自备电源作为主电源经济合理时。二、应急电源与工作电源之间必须采取可靠措施防止并列运行。三、在设计供配电系统时，对于一级负荷中的特别重要负荷，应考虑一电源系统检修或故障的同时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时应从电力系统取得第三电源或自备电源。四、需要两回电源线路的用电单位，宜采用同级电压供电，但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，也可采用不同电压供电。五、同时供电的两回及以上供配电线路中，一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级和全部或部分二级负荷的用电需要。六、供配电系统应简单可靠，同一电压的正常配电级数不宜多于两级。七、高压配电线路应深入负荷中心。根据负荷容量和分布、宜使总变电所和配电所靠近高压负荷中心，变电所靠近各自的低压用电负荷中心。八、对供电电压为35kV且负荷小而集中的用电单位，如没有高压用电设备，发展可能性小且面积受到限制，在取得供电部门同意后，可采用35/0.4kV直降配电变压器。九、室外配电线路当有下列情况之一时，应采用电缆：（1）没有架空线路走廊时。（2）城市规划不允许通过架空线路时。（3）高层建筑多，架空线路的安全运行受到严重威胁时。（4）环境对架空线路有严重腐蚀时。（5）重点风景旅游区的建筑群。（6）大型民用建筑。十、在用电单位内部为提高供电可靠性或出于节约用电及检修电源设备的需要，临近的变电所之间宜设置低压联络线。十一、小负荷的一般用电单位宜纳入当地低压电网。3.3.2根据用户的需求判断一、中断供电后造成的后果负荷下列情况之一的用户为重要用户：（1）中断供电将造成人身伤亡者；（2）中断供电将造成环境严重污染者；（3）中断供电将造成重要设备损坏，连续生产过程长期不能恢复或大量产品报废者；（4）中断供电将在政治上或军事上造成重大影响者。（5）中断供电将造成重要公共场所秩序混乱者。（6）对供电质量和可靠性有特殊要求的用户统称为重要用户。二、重要用户除正常供电电源外，还应有保安备用电源。保安备用电源原则上应与正常供电电源来自两个独立的电源，如来自不同变电所（发电厂）的电源，或虽来自同一变电所而系互不影响的不同母线段供电的电源。三、保安备用电源由何种电压供电，决定于用户需要的容量和电网的具体情况。一般不采用专线供电方式。保安备用电源的供电容量只限于用户的有关重要负荷，不包括其他负荷。四、保安备用电源可由供电部门提供，也可由用户自备。在电力系统瓦解时仍需保证供电的重要负荷，以及通信枢纽、矿井等不能片刻停电的重要负荷，应由用户自备保安备用电源。如重要负荷容量不大，或由电网供给保安备用电源不经济时，应由用户自备保安备用电源。五、当重要用户由两路及以上线路供电时，用户侧各级电压网络一般不应环并，以简化保护，当其中任一回路故障重合闸（电缆除外）不成功时，采用备用电源自投，互为备用，以提高供电可靠性。本设计中的小区用电面积不大，且并不负荷规定中的重要用户标准，因此，只允许接入一回路高压电源。如有需要，可对电梯、消防设施自备应急电源，但应急电源与工作电源之间必须采取措施，防止并行运行对10kv供电网络造成反送电事故。应急电源的设置需经过供电部门审查同意后方能接入。小区正门左边100米为10kv高空架空配电线路，可直接接引一回路10kv。用高压电力电缆至小区的地下配电房。3.3负荷计算3.3.1住宅小区住户照明用电计算方法照度计算 照度计算方法有利用系数法、单位容量法和逐点法等3种。任何一种计算方法，都只能做到基本准确。 利用系数法 此法适用于灯具均匀布置的一般照明以及利用墙和天棚作为光线反射面的场合。当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照明灯具时，必须采用此法计算在工作面上的平均照度E系由光源光通的直射分量以及经房间多次反射的分射分量所造成的。投射在工作面上的这两个光通之和F与照明灯具在受照房间内所发出的总光通NF之比称为利用系数h。 （3-1） 式中F每一个照明灯具所发出的光通量，流明。 照明装置的利用系数与下列因素有关： 照明灯具的效率及光强分布的情况； 墙壁、天棚和地板的反射系数Pq、Pt和Pd； 室形指数。 对于方形的房间，室形指数i按下式确定： （3-2） 式中AB房间的长度和宽度，米； h照明灯具的计算高度，米。 利用系数法的基本公式为 （3-3）（3-4）式中 F每一个灯泡的光通量，流明；Emin最小照度K减光补偿系数 S房间面积N灯具数量 Z最小照度 h 光通利用系数 单位容量法 单位容量法的基本公式： （3-5） W在最低照度下每单位面积的安装功率（W） P房间内全部灯泡（管）的总安装功率（W）A房间的面积（） 根据已知的面积和所选的灯具形式、最小照度E、计算高度h，查表得每单位面积的安装容量W，从上式算出全部灯泡的总安装功率P。然后除以灯具的功率，再考虑到室形及对灯具布置的要求即可得灯具数量。电气照明设计的基本原则 本设计照度标准选用国家民用建筑照明标准为基准，并参照有关国外照明标准进行设计。 照明电源，根据国家节能要求特殊装修要求外，均选用高效，低耗的节能型日光灯和节能筒灯为主。 3.3.2其他负荷计算方法根据以上两种方法求出照明及家用符合外，结合小区的实际情况，还需考虑其它用电负荷。例如小区还包括小区物业公司，泵房，热力交换站及车库、自行车棚等用电负荷；另外还有四座小搞成，还用考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷（供生活及消防用水），以上诸负荷在计算住宅小区负荷重占比重较大的是照明及家用电负荷，而照明及家用电负荷出现最大值的时段为每天19:0022:00，因而在计算小区的最大负荷时就以19:00222:00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为：1.电梯（3-6）式中 PD电梯实际最大总负荷，kW PDI单部电梯负荷，kW D多部电梯运行时的同时系数（取值范围见下表）电梯同时系数一览表电梯台数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10同时系数 1 0.91 0.85 0.80 0.76 0.72 0.68 0.64 0.60 0.54二次加压水泵：（3-7）式中 PMS 二次加压水泵最大运行方式下（开泵最多的方式）的实际最大负荷 PSI 各类水泵的单台最大负荷 NSI 最大运行方式下各类水泵的台数3.物业楼（3-8）式中 PWM物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷 PWS物业楼设计最大负荷，KW h W物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数4.路灯及公用照明：按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL（kW）。5.住宅小区的综合最大负荷（3-9） 3.3.3详细负荷计算方法居民用电负荷计算：首先按照单位面积法计算每户居民最大用电负荷，一次为做单位用电指标，再用单位指标法计算每座住宅楼的负荷并合并计算结果。（3-10）式中 PM实际最大负荷，kW Ped单位面积计算负荷，W/ S小区总面积， 同时系数其中单位面积计算负荷按某市的用电标准，取40W/，小区内户型种类较多，从80到140左右，其中小户型居多，为方便计算，去平均值100，则每户负荷为：PM=10W/100=4kW再将PM作单位指标Pei带入单位指标法公式（3-11）可求出每座住宅楼的用电负荷，如下表：表3-1 小区住宿负荷情况表 序号楼号户数单位指标（KW）计算负荷（KW）负荷同时率实际负荷11栋一单元3441360.681.621栋二单元3441360.681.632栋一单元3441360.681.642栋二单元3441360.681.653栋一单元3441360.681.663栋二单元3441360.681.673栋三单元3441360.681.684栋一单元3241280.676.894栋二单元3241280.676.8105栋一单元3241280.676.8115栋二单元3241280.676.8合计878.4商铺用电负荷计算：根据已知商铺面积，可按单位面积法求取每个商铺的用电负荷：（3-12）式中 PM实际最大负荷，kW Ped单位面积计算负荷，W/ S小区总面积， 同时系数将商铺面积带入上式得负荷值如下表：表3-2 商铺负荷情况表序号楼号户数面积单位面积负荷（w/m）计算负荷（KW）负荷同时率实际负荷（KW）14栋一单元底商42408019.20.713.4424栋二单元底商42408019.20.713.4435栋一单元底商42408019.20.713.4445栋二单元底商42408019.20.713.44合计53.763.3.4其他用电负荷计算电梯：电梯的负荷分级电梯的负荷分级应符合2.2.1的负荷分级规范要求。客梯的供电要求应负荷下列要求：一级复合的客梯，应由引自两路独立电源的专用回路供电；二级复合的客梯，可由两回路供电，其中一回路应为专用贿赂；三级复合的客梯，宜由建筑低压配电柜以一回路专用贿赂供电，当有困难时，电源可由同层配电箱接引；本工程电梯建筑均为小高层，小区规模为普通城镇住宅小区均属于二级负荷，不允许双电源引入，如需用双电源接引的，可由用户自备发电机电源接引，在本设计中，电梯用电由用户从建筑电表下表位或配电室内自行接引低压电源。1栋电梯负荷：PD=PDIh D=8kW2台电梯0.8=12.8kW2栋电梯负荷：PD=PDIh D=8kW2台电梯0.8=12.8kW3栋电梯负荷：PD=PDIh D=8kW3台电梯0.8=19.2kW4栋电梯负荷：PD=PDIh D=8kW2台电梯0.8=12.8kW5栋电梯负荷：PD=PDIh D=8kW2台电梯0.8=12.8kW 物业管理中心物业管理中心的用电负荷主要为照明，办公室用电器（电脑、复印机等），可能会有热水器，电视机等家电设施，基本上可以按照普通具名的负荷计算方式来考虑，实用单位面积可得：PM=PedSh=40W/5401000=21.6kW（3）其它：热力交换站、水泵房、自行车棚、地下车库热力交换站按用户提供资料可知所有设备合计负荷为110kW，水泵房按用户提供资料可知所有设备合计负荷为128kW，此类负荷在用电时一般为全部设备投入运行，按满负荷考虑用电。地下车库的用电时间主要在早晨7:008:00、中午12:0012:30、晚上5:306:00左右几个时间段，与住户用电高峰期并不重合，且多层住宅的地下车库数量少、用电负荷较小。用电同时率低，所以在负荷计算时刻忽略不计，仅按低标准配置线路即可。自行车棚负荷主要为照明用电，通常单个车棚用电负荷不足1kW，刻忽略不计，配电线路按最低标准配置。第4章 电源配电房设备及发电机的比较与选择第4章 电源配电房设备及发电油机的比较与选择4.1配电房设备一、进线隔离柜进线隔离柜主要采用手车式隔离柜，内置高压隔离开关。由动触头、静触头、支持瓷瓶或套管瓷瓶、导电铜排、辅助开关、手车机械移动装置等组成，另外可根据用户需要选配带电显示装置二、计量柜计量柜就是计量电能用的。其设备包含：电流互感器，为电度表提供电流信号；电压互感器，为电度表提供电压信号；高压熔断器，为电压互感器提供电压信号；三线三相电度表，计量电能。三、进线柜就是一段母线的进线开关柜，内装有主断器。四、PT柜PT柜也叫电压互感器柜：一般是直接装设到母线上，以检测母线电压和实际保护功能。内部主要安装电压互感器PT、隔离刀、熔断器和避雷针等。高压G3：G12电柜（两路高压进线柜）内有高压真空断路器和PT柜，装在同一个电柜内，所以我们小区没有设高压G3。五、母联柜 母联柜内部主开关是真空断路器，电经隔离柜过来经真空断路器进线控制，因为真空断路器具有多种保护的功能，而隔离开关没有、内装有两段母线之间的联络。两路高压连接的开关。六、隔离柜隔离柜也称之为母线隔离柜，内部有隔离手车，高压电缆一般从隔离柜下口接入。主要是和外部电源隔开。七、变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。八、直流屏直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。上海至仁自动化科技直流屏监控主机部分高度集成化，采用单板结构（All in one），内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以汉字显示，整体设计方便简洁，人机界面友好，符合用户使用习惯。直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能，并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数，还可通过该接口设定和修改运行状态及定值，满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求；配有标准RS232/485串行接口和以太网接口，可方便纳入电站自动化系统。九、电容柜电力系统中的负载类型大部分属于感性负载，加上用电企业普遍广泛地使用电力电子设备，使电网功率因数较低。较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。十、低压联络柜低压联络柜也叫母线分段柜，是用来连接两段母线的设备，在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络柜，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。十一、馈线柜馈线柜也就是配线柜，它可以是强电或弱电的总线进来线之后再分配到各个终端；例电力线的空气开关箱和近来装修用的较多的多媒体配接箱等，在企事业单位、工矿企业、商场、娱乐场所处因容量较大，可叫“馈线柜”。居家场所就叫馈线箱，通俗叫法（配线箱、馈线盘）。4.1.1断路器与熔断器断路器（自动空气开关）既起开关作用，又起过流与短路保护作用当负载电流过大或短路时，断路器自动跳闸，切断供电；故障排除后，需人工合闸。熔断器起过流与短路保护作用当负载电流过大或短路时，熔芯熔断，切断供电；故障排除后，换上同规格的熔芯恢复供电。交流熔断器的额定电流值，应不大于最大负载电流的2倍（照明回路按实际负荷配置）。熔断器的温升应低于80。 4.1.2直流供电系统不间断直流电源供电系统由交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器（监控模块）组成，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统 。图4-1 直流供电系统图在这个小区中，直流供电功率所需很少，主要是楼梯应急灯和设备指示灯等一些小设备。功率忽略不计，不做计算了。4.2电油机4.2.1油机发电机组油机发电系统由发动机（油机）、发电机和控制设备等主要部分组成。 发动机（油机）多为汽油机或柴油机。这里主要介绍容量在800千瓦柴油发电机，转速为1500转/分。用于建筑方面主要作为工程、小区供电等动力设备的备用电源。 发电机组基本结构为：燃油系统，点火系统，润滑系统，冷却系统，进气系统，排气系统，连杆曲轴，机体。四行程油机经过进气、压缩、作功和排气行程完成一个工作循环：（1）进气行程；活塞从上止点向下止点运动，排气门关闭，进气门打开。可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。（2）压缩行程；活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。（3）作功行程；进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点位置时，火花塞点火，可燃混合气燃烧并推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，当活塞运动到下止点时，作功行程结束。（4）排气行程； 作功接近终了，排气门开启，进气门仍然关闭，废气靠压力进行自由排气，活塞接近上止点，排气门关闭，排气行程结束。 4.2.2柴油发动机和汽油发动机的比较汽油发动机的进气是空气和燃油混合气，而柴油发动机在进气冲程只吸入空气因为汽油发动机的压缩比较低，所以压缩压力较小，压缩温度也较低。汽油发动机的燃烧是由火花塞引发的，而柴油发动机是压燃的。汽油发动机的功压力大约为460PSI,而柴油发动机的做功压力接近1200PSI.汽油发动机的排气温度要远远高于柴油机柴油发动机的效率比汽油发动机大约高10%。 原因是柴油发动机的压缩比更高，并且柴油的热能值也高于汽油。交流发电机工作原理油机带动的交流发电机一般都是同步发电机。所谓同步发电机就是它的旋转速度n 和电网频率f 及发电机本身的磁极对数之间保持着严格的恒定关系。即：f=n/60（4-1） 或n=60 f /（4-2）发电机的转子由油机带动旋转后，磁极绕组中流有电流，磁极便产生磁性，就在定子和转子之间的空隙里产生一个磁极旋转磁场。旋转磁场切割定子槽中电枢绕组的线圈便产生交变的电流（接通外电路后），此交变电流也在空气隙中形成一个电枢旋转磁场，电枢旋转磁场的转速与发电机的转速始终保持相等的关系。两者保持同步，所以称为同步发电机。当磁极对数一定后，要获得恒定的频率，必须严格要求发电机的转速稳定不变，也就是要求带动它的油机的转速稳定不变。4.2.3电动机的启动启动方法：1、人力启动 2、电动机启动电动机启动：广泛用于各种柴油机，用铅酸蓄电池作电源，由直流电动机拖动发动机的曲轴旋转，将发动机发动起来，为保证启动可靠，延长电池的寿命，每次启动通电时间不得超过15s，连续启动不得超过3次。电磁线圈及保持线圈通电，铁心移动带动驱动杆摆动，使启动机的齿轮与飞轮齿圈啮合，铁心继续移动接通直流电动机电路开始运转工作，直至柴油机启动启动注意事项如果不能启动，每次启动时间不超过57秒，每次启动间隔不小于10秒。如此3次任不能着车运行，请勿再启动,按有关要求查找原因排烟1、柴油发电机组，柴油燃烧后产生尾气，含有炭黑、二氧化硫、氮氧化物等。2、尽可能降低排烟系统的背压值，过高的背压会影响柴油的燃烧效率，增加排气温度，导致发动机功率拆损，缩短机组的工作寿命。 3、排烟系统设计和安装时，注意尽量使用烟管路最短且弯头最少。采用弯头时，尽量使用大半径的弯头，减少阻力。 4、将烟气引至高空，或不会对人构成干拢的地方。 烟口跟地面,不可低于2.5米。 5、在机房内和人易接触的地方，应用隔热材料包裹烟管。烟管的安装1、烟管布置尽量直，减少弯头（烟管90弯头不超过3个为适），以降低背压。2、烟管与机组之间应安装软联接。 3、一次消声器尽量靠近机组，在支撑消声器时，应采用隔振措施，选用减振吊架。 4、排烟终端应安装防雨帽，防雨雪进入。进风要求一、自然进风1、须计算冷却时所需的风量2、必要的进排风口面积.3、应尽量避免进排风口位于同一立面，如同一立面，间距应在10米以上。同时，排风口尽量避开人行通道。 二、强制进风通过加装低噪声轴流风扇强制抽入新鲜空气并经散热器排到户外。 1、所选风机需与冷却所需的风量匹配2、考虑进排风系统的背压3、必要的进排风口面积.4、风机控制需与发电机组联动噪声控制系统发电机组的噪声源主要有:1、机械噪声2、排烟噪声3、机组振动噪声针对这些声源，采取相对的方法处置。 发电机组的噪声一般为95 db7米。在室内机组的噪声为103-110db1米。 4.2.4对双电源切换的要求一、具备手动/自动功能避免启动切换失效的情况下，可以手动控制 。切换部分应采用ATSE（三相四极或单相两极切换），禁止采用交流接触器。 交流接触器安全性能差，当市电电压不稳时，交流接触器将发生抖动。严重时将损坏交流接触器。当交流接触器带感性负载时，触点有可能烧融粘住等各种严重事故。二、双电源的切换规则双电源的切换可采用单切换和双切换两种。双切换是指用一个切换开关带空调负载，另一个切换开关带机房开关电源负载，空调及开关电源之间可以相互切换。 避免同时启动开关电源和空调。如遇开关电源和空调都需要供电时，须先给保证开关电源的供电。如开关电源的充电电流小及机房温度高后须给空调供电。可以设置夜间油机运行或禁止启动时间：在指定时间段（如深夜，但电池达到保护电压优先），关闭发电机 。（保证发电机在功率不足的情况下，同时满足开关电源及空调的供电）三、功能要求自动控制：发电机智能控制器可对发电机组的启动和停机等实现全自动控制；机组启动成功到额定工况时间少于3分钟；可设置发电机的启动次数。四、自动控制切换开关的切换市电恢复10秒30秒内，负载将自动转换到市电供电，发电机将仍然空载运行35分钟（怠速运行），然后自动停机。等待发电时间和机房基础备用电源启动电压。等待发电时间是指在检测到停电后等待多少时间才启动发电机。机房基础备用电源电压在降到设置的启动电压的时候就启动发电机。双切换系统在机房温度高时立即启动发电机并给空调供电。（这样在机房市电故障后，可以先用机房基础备用电源给机房设备供电，无需启动发电机，节约了能源的消耗）4.2.5发电机循环运行时间发电机在运行的时候，开关电源同时在给机房的基础蓄电池组充电，当单次运行满所设置的时间后，就应停止发电机运行，让机房的基础蓄电池组给机房设备供电，当蓄电池电压降到启动电压值后又会启动发电机。（保护发电机，提高发电机的使用寿命，最大限度的节约能源） 可设置发电机的启动次数。可以设置发电机最多点火次数，在高山基站、气温很低的情况下尤为重要。一、自动补给功能 智能控制系统应有自动补给功能，包括燃油及充电。（发电机蓄电池在发电机长期未运行的情况下电能会泄放，这样应在发电机未运行的时候，控制器也应对电池进行充电）二、机房温度检测，门限设置 控制器应具备机房温度检测检测功能，并能设置门限下限值，门限可设置到0.060.0（连续可调），当温度高于设置值，并且市电异常且发电机未启动时要立即启动油机并切换到空调负载。三、发电机温度检测发电机温度过低时应立即启动发电机。四、浪涌保护 系统交流市电输入端应提供可靠的雷击浪涌保护装置，在下列模拟雷电波发生时，保护装置应起保护作用，设备不应损坏：电流脉冲 8/20us，20kA；产品须通过国家或信息产业部指定的权威检测机构的检验。该雷击浪涌保护装置与电源B级SPD之间应能达到退耦要求 ，接口部位应具备浪涌保护。 设备按防雷要求安装，发电机、智能控制器、切换柜均接地。 （防雷在高山基站尤为重要）须对燃油油量检测并报警。（可设置油量报警门限值）1、当燃油油量低于门限值时，通过监控网络或GSM短信向运维人员报警。2、油量传感器和控制器必须兼容；转速检测告警； 可设置欠速和超速的告警值和停机值；当达到告警门限后即报警。3、如果进一步达到停机门限后立即停机；控制油机房的通风系统 ；降低油机房的油气浓度，保证油机房的安全；油机发动机正常运行后，由于发电机电压不足或故障不发电时，应避免监控器反复输出启动信号给发动机的情况，造成马达损坏。第5章 电气安全、防雷和接地保护第5章 电气安全、防雷和接地保护5.1安全常识（1）10kv下工作人员工作中正常活动范围与带电设备的安全距离不小于0.35m；（2）进行地电位带电作业时人身与带电体间安全距离为0.4m；（3）等电位作业人员对邻近导线的安全距离不得小于0.6m；（4）如果有人触电，应立即设法使触电者脱离电源或断开电源，并进行触电急救。并使用二氧化碳灭火器，或干粉灭火器进行灭火。总之，一切以人身安全为主。小心操作，遵守规章制度，做到“两票三制”。5.2防雷系统的概述、等级和措施5.2.1防雷系统的概述雷电是大气层中的一种自然放电现象。雷击的发生可能引起建筑物或设备的严重破坏。高层建筑高度很高，落雷容易，发生雷害危险性更大，故在设计高层建筑时，具备有效的避雷设施，从人员安全和建筑物保护来说都是极为重要的。5.2.2建筑物的防雷等级建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三娄。 当为下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物： 一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。 三、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大坡坏和人身伤亡者。当为下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： 一、国家级重点文物保护的建筑物。 二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。 四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 五、具有1区爆危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。 七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 当为下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物： 一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其重要或人员密集的公共建筑物。 三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。 五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素