供配電系統設計論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇供配電系統設計論文，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達和發展中國家的普遍關注。其中，電力能源的耗費和電力設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能設計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節能設計。

一、電氣工程設計原則

1、優化供配電設計。促進電能合理利用

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

2、提高設備運行效率。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，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、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，提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。

3、合理調整負荷，選取合理的設計系數，提高負荷率和設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，設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。

二、供電節能技術

1、減少電能傳輸的損耗

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，我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理，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能的作用。我們更進一步的來探討，與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度，相應的節能方式也就可以分為三個大類：一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線；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；三是適當的增大導線截面的面積。

2、變壓器的節能設計

變壓器是電力自動化工程中的重要設備，承擔著轉換電壓、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時，低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此，變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。通常，變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮：

（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成所必備的材料，這些材料的設計選擇如果不合理，要消耗供電系統的大量電能，若是本著厲行節約的理念，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，可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。

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

（3）選用節能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點，還具有高效的節能特性，從生產長期運行來看，節能效果比較顯著，可作為節能設計的首選變壓器。同時，設計時，要注意選擇合理的變壓器接線方式，合理的接線方式對節能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產運行期間，不應讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態，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，由于生產負荷率很大，變壓器按設計規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、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起，這樣便于生產管理，更重要的是可以減少現場電纜的長度、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，同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑，為了經濟考慮，應盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。

3、供配電系統的設計

通過供配電系統的合理設計來實現節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的穩定性和可靠性；二是要要結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，從而實現電力節能，并且，這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。

4、照明節能

在電氣自動化的節能設計中，還可以通過照明節能來實現，具體來說同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對構筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。

結束語：

電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步，而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段。現在的節能技術能夠達到節能的效果，而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好，并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。

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）配電網占有相當大的比重。主要原因是低壓配電網電壓低、電流大，特別是負荷功率因數低，更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網的線路損耗，對于提高整個電網的經濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設計時，選擇導線截面的傳統方法是：按導線機械強度、允許電壓降和導線長期允許安全載流量等因素而定。但從節約能源的原則出發，應將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導線截面的依據之一。即在經濟合理的原則下，適當增大導線截面積以減少輸電線路電能損耗，從而達到在不增加發電能力的情況下而增加供電能力的目的。

二．低壓配電線路導線截面選擇

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

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

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

3.選擇導線截面，還應考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導線的電壓降必須限制在一定范圍以內。按規定，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，則配電導線的截面( 線路功率因數改為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，視導線材料，送電電壓而定( 表二)

Kn為需要系數，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%應選擇多少截面的銅導線？

解(1) 按導線的機械強度考慮，導線架空敷設銅絕緣導線的截面不得小于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

選擇導線截面，一般來說，應考慮以上三個因素。但在具體情況下，往往有所側重，針對哪一因素是主要的，起決定作用的，就側重考慮該因素。根據實踐經驗，低壓動力線路的負荷電流較大，一般先按發熱條件選擇導線截面，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線截面，然后驗算其發熱條件和機械強度。在三相四線制供電系統中，零線的允許截流量不應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，導線截面根據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線截面；對于負荷較小的架空線路，一般只根據機械強度來確定導線截面。這樣，選擇導線截面的工作就可大大簡化

三．結束語

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

參考文獻：

[1]劉平甘 陳洪波 劉凡紫外檢測技術在電力系統中的應用及其展望 [會議論文]，2009 - 中國電機工程學會高電壓專業委員會2009年學術年會

[2]吳栩 馮鵬英 高壓電氣設備的在線檢測技術 [期刊論文] 《中國房地產業》 -2011年8期

[3]張川 劉乃濤 賀福敏 李林 李成龍 高壓電力設備的在線絕緣檢測技術 [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的狀態維修 [期刊論文] 《中國農村水電及電氣化》 -2005年9期

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

篇3

弱電部分主要內容包括：有線電視、公共廣播系統及綜合布線系統的設計。

消防部分主要報警系統、聯動系統的設計等。

本次設計完成圖紙共18幅，繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。

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

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設計內容 6

二．配電系統設計 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,結構型式 11

2.5.1變（配）電所所址選擇 11

2.5.2變（配）電所結構型式 12

2.6變壓器類型,臺數,容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數選擇 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 13

2.8.1電纜選擇的原則 13

2.8.2電纜選擇的結果 13

三．照明系統設計 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應急照明 16

3.7照度計算 17

四．建筑物防雷，接地系統設計 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查中我們發現，隧道供配電及照明系統所花費的電費已經是公路隧道建設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技術，多數采用的是高功率因數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、在隧道的兩側鋪設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。

目前國內隧道供配電及照明技術的發展

我國隧道照明節能技術與國外先進水平相比，存在一定差距，主要表現在以下方面：

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用于照明參數的研究；

3、未考慮照明系統的分期實施；

4、規范存在一定缺陷．現行規范忽略了對中、短隧道照明的論述；

5、隨著新型照明技術的迅速發展， 有必要研究其在隧道內的應用性，如LED燈、電磁感應燈；

6、未系統性地考慮照明節能

三．我國隧道供配電及照明系統中節能技術的應用現狀

1、隧道供電針對長大隧道供配電技術的專項研究較少，比如公路隧道供配電節能與管線優化配置、中壓供電技術在長大和連續公路隧道中的應用、通風與照明供配電綜合布線系統、連續隧道變電站的合理布局、適應交通量增長的供配電系統分步實施方法、節能型供電線纜和設備對比。

2、變壓器大馬拉小車現象突出，大多數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

隧道內低壓配電電纜為長距離供電，設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濟電流選擇的電纜截面。目前，供配電設計人員受隧道內環境污染嚴重思想的影響， 通常將隧道變電所設置在隧道洞口外，因此造成隧道內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，沒有從設計上考慮低壓電纜工程造價 同時，設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、系統方案差異大

由于設計者對隧道用電負荷的重要程度理解不同， 國內沒有相關設計手冊， 因此不同設計者的隧道供電系統方案差異很大，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中存在的問題

1、現有隧道照明控制營運中節能與安全的矛盾突出

一些地方的營運者為了節省隧道供配電及照明系統所產生的電費，往往在設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，制定了專門的開關隧道燈的時間，再由人工在規定的時間里進行控制。但是

由于隧道一天里弄內外的亮度變化很大，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。有過隧道駕駛經驗的人都知道，在車子通過隧道的全程中，由于洞內洞外亮度的不一致，在剛進入隧道和要出隧道口的時候，人的視覺會出現短暫的“黑洞效應”，短時間內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的時候，就非常可能出現事故。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的節省電能，這已經成為一個非常尖銳的矛盾。

2、現有隧道照明控制模式設計，在實際運行中存在很大的電能浪費

目前，隧道照明設計者依據規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計照明，其中過渡段有兩個，分別設計在中間段前后。各段的長度和照度是從全年行車安全要求出發，對洞內最大照度的設計是以全年洞外最大亮度和最高行車時速來確定隧道內各段的燈具功率和燈具分布密度。能夠實現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、車流量等參數只是在設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。對于天氣、車速、車流量等時變參數無法從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應方式調制。因此，目前這種傳統設計與使用的隧道照明系統存在著大量電能浪費問題。

3、隧道供配電系統設計中存在著諸多不合理因素

目前國內隧道普遍采用的供電系統模式為：在隧道洞口設置10／0.4KV變電所，采用0．4KV低壓線路向隧道內的用電設施供電。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。設計中變壓器容量的選擇一般參考的是隧道內和隧道洞口所有負荷的容量總和，并考慮一定的預留。隧道尤其是長隧道中具有相當數量的射流風機，但大多數時間這些大功率設備未處于運轉狀態，隧道的照明燈具出于節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濟運行狀態之下，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，我國國內的隧道供配電及照明系統中主要以高壓鈉燈作為光源，它的特點是配置了電感型鎮流器，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，導致了電纜數量的增加，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的選擇。在供配電的設計中應當將各種負荷按照其運行的時間規律來進行分類，并為不同的負荷單獨配備壓器

2、采用新型的節能型燈具。

研發能替代高壓鈉燈的綠色節能型燈具是目前隧道節能的一個突破口。

電磁感應燈：

白光LED燈：L印光源具有節約能源、污染少、光指向性好、壽命長(約為8萬小時)、低電壓、反應快的特點，在隧道誘導系統方面的應用有很大研討空間。

電磁感應燈：它是一種全新的照明光源，具有高光效、高顯色、環保、長壽命、節能、安全、性能穩定的特點和優勢，一般用在景觀照明燈、室內照明，尤其當被照物有較高的顯色要求時，能充分發揮它的優勢。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有著重要的意義。

3、優化燈具布設的設計

在隧道供配電及照明系統的設計中，我們一般設計的時候，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，我們在設計的時候就不能片面的按照我們的常規設計來，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，優化燈具布設的設計。

4、改進供配電系統的設計，更合理的進行設備選型。

中壓供電模式在長隧道和隧道群中應用的推廣。改變以往在長隧道兩端洞口設置10／0．4KV變電所的設計模式，而采用10KV中壓進洞的供電方式。中壓供電是國外已廣泛應用于道路機場、隧道等長距離照明供電的一項技術成熟、設備先進、系統配套的專用型供電設施。

結束語

對于隧道運營節能， 國內業界還任重而道遠，無論是相關政府機構、高速公路建設業主、管理部門，還是相關科研設計從業結構與從業人員，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，為建設節約型社會作出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]高遠望 隧道供配電及照明系統中節能技術綜合應用的探索 [會議論文]2006 - 第八屆中國高速公路信息化管理及技術研討會

篇5

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控系統是近年來隨著高速公路的發展而不斷興起的系統，是為了適應現代化高速公路管理的需要。綜合電力監控系統能夠實現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化。本文筆者結合自己多年來在高速公路綜合電力監控系統方面的研究，現簡要談談機電工程電力監控系統在高速公路中的作用，希望能夠使電力監控系統廣泛的應用于高速公路，同時為電力監控系統的不斷發展作應有的貢獻。

二．高速公路綜合電力監控需求分析

在以往高速公路沿線的收費站、互通樞紐、服務區、隧道或隧道群變電站或隧道監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控系統需求如下：

（一）監視高速公路全線關鍵設備的工作狀態和故障報警，如市電停電或高壓柜故障、發電機故障、收費站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風機故障等，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電機室進行溫度遙測，并根據測量溫度控制室內通風風機：對隧道一氧化碳進行遙測，并根據一氧化碳濃度對隧道風機進行啟停控制：

（四）站點實現無人值守，故障自動定位：

（五）數據、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，全線綜合電力監控數據無紙記錄，自動統計，自動顯示與打印。

三．簡談機電工程電力監控系統作用

1．有著遙信、遙測及遙控的作用

通過現場的控制的網絡，整個電力設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據庫中。只需要觀察工作站內監控系統的熒光屏幕，工作人員能夠直觀的知道設備運行的具體的情況、電量、設備開關等情況，顯示甚至自動地打印所有的電量上下波動的的曲線、潮流越線報警和設備出現故障時的報警，并經過監控中心來遠程控制電力開關和設備。通過自身攜帶有通信接口的微機繼電保護設備，檢測線路的三相電壓、電流，功率、電量、頻率、設備溫度、斷路器狀態等數據，實現速斷保護、過流保護以及重合閘等保護功能。

2．數據處理

數據處理的功能非常的強大，具體包括：遙測數據綜合的處理、系統的統計、報表的生成、數據的整合、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。

歷史數據庫管理系統根據實時數據的存儲的具體的情況，定時將數據從實時數據庫轉存到歷史數據庫中，以實現數據的交換和傳輸。

3．人機界面

機電工程電力監控系統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、數據查詢的功能、圖形自動編輯的功能等。此外，機電工程電力監控系統還具有系統的自動的對時、容錯、安全管理、通道監視和站端系統維護等功能。

三．監控系統組成

高速公路供配電系統的主要負荷有：收費、通信、監控設施的用電；服務設施、管養設施、收費站等場區用電；特殊區段的動力及照明用電等。受當地電網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置，同時配備柴油發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。機電工程電力監控系統采用分布式設計，利用網絡通信技術和網絡控制技術將高、低壓設備進行組網，實現供配電的綜合自動化和網絡管理化。土千網絡采用單模光纖，組成光纖環網。對于設備相對集中的區域，用通信網關構成現場子網。現場設備采用RS一485／422或RS一232等通信接口和現場總線接入到通信集中器，集中接入主干網絡。整個機電工程電力監控系統由監控中心、配電 站和通信系統(數據傳輸網絡)組成。

1.監控中心

監控中心是機電工程電力監控系統的核心，采用多機單網模式，包括監控工作站、數據服務器、通信服務器、網絡交換機、 激光打印機等。監控中心軟件系統由服務器操作系統、工作站操作系統、支持軟件、數據庫管理系統和電力監控系統軟件組成。監控中心負責數據的集中通信、分析計算，可實時顯示系統一

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

2．通信系統

通信系統在機電工程電力監控系統中處于關鍵的地位，它能夠把控制中心的控制命令準確無誤的傳送到數量眾多的遠方終端，反映并搜集遠方設備的運行情況的數據信息，并提交到監控中心。可以這么說，通訊系統就像快遞員，負責著把信息從監控終端傳遞到各個端口。

四．監控系統建設必要性

一般來說，監控系統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控系統的作用。而在實際運營的機電系統的維護過程中，機電T程電力監控系統在監控系統中是不可或缺的一部分。建立完善的機電工程電力監控系統，關系到收費系統是否能夠正常、便捷的工作。

想要采用高速公路聯網收費的方式，就必須有可靠的高速公路收費系統，同時要求該系統能夠便利、穩定的工作。要保證收費系統順利的工作，就必須保證供電系統能為整個系統提供正常的運作環境。一旦發生停電的現象，雖然收費站收費系統所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電，若是超過這個規定的上限的時間，市電仍然無法正常的供應，而備用柴油發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，這將影響整個聯網收費片區的收費工作。故而，我們必須在機電工程電力監測系統上做文章，加大投入，建立高效的機電工程電力監控系統。這樣，就能夠迅速的發現問題，及時的排除問題，由監控中心統一集中監控，很顯然這樣就能夠大大的提高設備運行的可靠性和安全性，以實現供電系統的高效性、科學性、自動性的目標。

另外，現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控系統，就可以對全線的外場設備的供電情況進行有效的監控，當小偷切斷電纜的時候，外場設備供電系統就會中斷，監控中心的工作人員就會快速的收到供電異常報警信息，并根據外場設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，保衛高速公路沿線的電纜的安全。因此，機電工程電力監控系統是高速公路監控系統中不可缺少的重要的組成部分，一個相對完整的監控系統毫無疑問應該包含一個科學、高效、全方位的機電工程電力監控系統。

四．結束語

高速公路綜合電力監控系統的設計對于高速公路的現代化自動管理具有重要意義，應該注重加強這方面的研究和應用。

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篇6

1 問題提出

隨著經濟的迅速發展，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，我國提出節能環保，可持續發展戰略，建筑節能是貫徹可持續發展戰略的一件大事，而電氣系統作為建筑物最主要的能耗，加強對其的節能已勢在必行。

2 功能需求與總體方案

2.1 節能型樓宇大廈的供電需求

供電設計應根據用戶的設備容量使用要求進行設計。對于用電質量很高的樓宇大廈，分別從城市電網引兩路10kV高壓電源，一用一備，采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時根據用電設備的需求特性，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，并就地設置UPS電源供電。也可以使用風光互補發電加儲能設備進行供電，并在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。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光儲系統供電，當蓄電量不能滿足用電負荷時，切換到城市電網供電。

2.2 節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合的供電方式。

2.3 節能型樓宇大廈整體供配電設計

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

由圖1可知，樓宇大廈建筑電氣系統組成主要有供配電系統、照明系統、消防系統、空調系統、電梯系統、以及給排水系統等。合理設計、動態控制及管理各個子系統能量需求，是樓宇大廈節能的重要工作。

3 供配電節能設計

本系統設計以具體工程為例，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層展開節能設計。

3.1 結合節能元素的照明系統設計

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

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

由表1可知，室內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范功率密度的節能目標值，照明設計滿足節能要求。

3.2 結合節能元素的動力系統設計

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

3.3 結合節能元素的變壓器設計

3.3.1 合理選擇變壓器容量和數量

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。變壓器臺數選擇，依據《供配電系統設計規范》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 選用節能型變壓器

2008年頒布施行的《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T 16-1992，在配電變壓器選擇一節中，明確規定配電變壓器選擇應根據建筑物的性質和負荷情況、環境條件確定，并應選用節能型變壓器。節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

樓宇大廈節能燈、熒光燈、計算機、變頻空調、鎮流器、UPS電源等的大量使用，會產生很大的三次諧波。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，也能降低三相系統中的零序阻抗。

3.4 結合新能源利用供電靈活切換

目前風光互補發電效率較低， 無法完全滿足樓宇大廈的電力需求，因此需要市電和風光互補發電共同為居民供電。在用電低谷時，用戶可以直接從電網取電；用電高峰時，切換到風光互補系統蓄電池供電，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，切換到城市電網供電，并根據風光條件與用電負荷合理配置風光互補發電系統，風光互補發電系統基本組成如圖2所示。

4 計算機輔助工程設計

4.1 照明系統

課題在建筑條件圖的基礎上對地下一二層照明進行設計，室內公共場所的照明選用節能型T5熒光燈，疏散指示燈采用低功耗LED光源，根據表1的計算結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，樓梯間采用節能延時自熄開關控制。照明控制根據功能要求采用分組、分區、動靜控制、時間控制、光敏調節照度或開關等方式。照明配電系統圖如圖3所示，車庫照明回路設接觸器，并接入樓宇自控系統（BA）。

4.2 動力系統

對功率大于4KW的電動機（除消防設備）均采用變頻降壓啟動控制，以節約能源。并采用樓宇設備自控管理系統對空調設備、水泵、各類風機及其他用電設備進行能量自動控制、自動調節、實時監察，以實現最優化運行，達到集中管理、程序控制和節約能源等目的。動力配電系統圖如圖4所示。

4.3 低壓配電系y

低壓配電系統采用兩路10kV電源進線，一用一備，兩路進線開關不能同時閉合。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多功能儀表，支持RS485通信，MODBUS協議，可接入多種軟件通訊系統，通過智能聯網設計，可在人機界面實時觀察動態用電情況。

5 總結

課題以某12層大廈為研究對象，結合建筑電氣設計相關新舊標準規范及樓宇大廈主要能耗，分析樓宇大廈電氣節能技術，對樓宇大廈供配電系統進行節能設計，并結合工程案例進行具體分析。同時，引進新能源領域風光互補發電系統，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的用電。

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篇7

由于現代文明的發展，都市的高層建筑越來越普及，在高層建筑配電系統電氣設計中，供電可*性、工程經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一，只能根據不同工程而有所側重。按傳統方法，在樓層配電設計中，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，此法經濟性最佳，但由于層數越多，安全系數越低（安全系數是逐級相乘）。

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

（4）干線電纜分支法，從配電室引出一根（或數根）主干電纜，每個樓層在干線電纜上供頭分支，此法經濟性最好，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，受電纜的結構和現場施工條件以及人員素質的影響，接頭質量參差不齊，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。

分支電纜是把經過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜，根據各具體建筑的結構特點和尺寸量體裁衣，預先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設計制造。是把上面第（4）種方法中現場施工和管理的工作由專業制造廠完成，而且工藝一致性也帶來了質量一致。

分支電纜較早出現于英國和日本，在技術標準方面，1980年，日本電線工業協會頒布了第一部行業性標準JCS376（1980），隨著技術的發展與進步，在1992年對該標準進行了修訂，放寬了對產品結構材料方面的要求，提高了成品技術指標，目前，國內正規的分支電纜生產廠的產品標準主要是以該標準為基礎。

2、結構分支電纜在結構上，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構簡單，本論文由

型分支電纜實質上是多個單芯電纜的絞合體，而不是傳統概念多芯電纜的結構，多芯型分支電纜的每項導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，國內只有為數極少的大型綜合性電纜廠才具備生產能力，目前也已在推廣應用中。

3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜，其關鍵性能有兩項：首先，一根具備良好品質的分支電纜，必須是性能優良的電力電纜，對于國內產品，其導體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產品的基礎指標。

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

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

二、相關規范對建筑電氣系統中配電線路的設計要求

1、建筑電氣相關的設計規范目前與建筑電氣低壓配電系統設計有關的規范主要有：

（1）GB50052-1995供配電系統設計規范

（2）GB50054-1995低壓配電設計規范

（3）JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規范

（4）GBJ16-87建筑設計防火規范（1997年版本）

（5）GB50045-1995高層民用建筑設計防火規范其中：《供配電系統設計規范》和《低壓配電設計規范》是兩項基礎規范，主要內容參照采用了IEC標準。本論文由

致，但由于這是一個建筑行業的專業標準，建筑相關的部分規定更具體，如供電系統的負荷簡等級，除規定分級原則外，更規定了各類具體建筑名稱的負荷級別。

由于上述規范在頒布實施時，分支電纜產品在國內還沒有應用先例，因此在規范中并未提及分支電纜，但在眾多條款中體現了設計指導方向，總的說來，有三種觀點：

1、關于配電級數——越少越好；

2、關于配電方式，從高到低依次為放射式>樹干式>分區樹干式>鏈接式；

3、關于安裝敷設方式，應與環境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。

（一

）、關于配電級數：對配電級數而言，GB50052-95第3.07條規定：供電系統應簡單可*，同一電壓供電系統的變配電級數不宜多于兩級，JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中8.14條規定：“自變壓器一次側至用設備之間的低壓配電級數不宜超過三級，但對非重要負荷供電時，可超過三級。”上述規范體現了一個要領，那就是配電級數越少越好，越少可*性越高，技術越先進。

（二）、關于配電方式，GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出：“在正常環境的車間或建筑物內，當大部分用電設備為中小容量，但無特殊要求時，宜采用樹干式配電”，“當用電設備為大容量，或負荷性質重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內，宜采用放射式配電”，“當部分用電設備離供電點較遠，而彼此相距很近、容量很少的用電設備，可采用鏈式配電，但每一回路環鏈設備不超過5臺，其總容量不宜超過10kW”：“在高層建筑物內，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區樹干式配電，但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應從低壓配電室以放射式配電”。

（三）、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中對配電方式有更為詳細的規定，如：“8.2.15居住小區的高層建筑，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樹干式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電，宜采用放射式與樹干式結合的方式”，“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）工作電源采用分區樹干式，多用電源取自應急照明等電源干線。

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

（四）、關于電纜和母線安裝敷設方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內場所。”

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規定“豎井垂直布線時應考慮下列因素：……。垂直干線與分支線的連接方法。”

GB50054-94中5.7.3豎井內垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時，應滿足下列條件：

1、載流量要留有一定的裕度；本論文由

GBJ16-87《建筑設計防火規范》中10.1.4規定：“消防用電設備的配電線路應穿管保護。當暗敷時應敷時應敷設在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于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燃性材料的電纜時，可不采取穿金屬管保護，但應敷設在電纜井溝內。

GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》中對消防電源及其配電，9.1.4條也規定了相同內容。

上述規范說明：電纜配電比母線具有更好的環境適應性，安裝敷設更便利。

在熟悉電氣規范的相關規定后，讓我們來分析分支電纜配電方法與規范的符合性與技術先進性．

三、分支電纜配電的技術先進性

1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統一般如圖所示，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制的分支電纜完成，PG是總配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是轉接箱，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，節約投資。

2、分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統的分析中，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，符合規范中配電級數越少越好的原則，這是先進性之一。

分支電纜配電系統的實質是一種放射式配電系統，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。

分支電纜是一種經過預制的電力電纜，本論文由

在出廠時經受過水中耐壓和絕緣電阻試驗，因此對環境要求低，能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環境，而母線在規范中明確不能應用于這些環境，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，符合規范中設計應注重經濟性的觀點，這是其技術先進性之三。

四、分支電纜配電設計的注意點

我們已分析：分支電纜配電系統的技術先進性，可以說分支電纜就是一種為現代建筑度身定做，量體裁衣的專業產品，具有最佳的適用性和技術經濟性，但在工程設計中，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，當支線發生過載或短路時，干線保護系統一般不會對其發生作用，必須在支線配電箱中設置保護器，保護器與分支接頭問題不超過3m，如超過，分支線必須受敷設在不燃的管或槽中，且當該段發生單相或兩相短路時，干線保護應能夠斷開。對此，應予以注意。

分支電纜作為一種從國外傳入的新型建筑配電電纜，

篇8

建筑工程設計是一項工程初始階段的重要環節，其設計質量的優劣是決定整個工程質量與安全的關鍵因素。根據我國大量的建筑工程質量事故統計顯示，在所有的工程質量事故中，由于設計問題造成的工程質量事故占了40%左右。由此可見，工程設計的優劣是施工中對工程質量控制的關鍵因素，現代建筑工程配電系統設計同樣如此。

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

一、供配電系統的設計

我國施工現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中，接地、接零保護系統分類為TT、TN-C和TNS三種系統電力。下面對這三種系統加以分析比較。

TT系統是指在中性點接地的電力系統中，將電源電氣設備不帶電的金屬外殼或接地保護的系統。TT系統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，而接地安裝和埋設施工也需要較大的工程量，故這種系統經濟性不高。

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

分析比較這三種系統，在TN-S接零保護系統中，只要在配電裝置中設置漏電保護器，這種系統便可明顯地克服TT系統的缺陷。既經濟，技術操作上也方便，電氣設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。按建設部JGJ4688（施工現場臨時用全技術規范）規定。

建筑工程施工中配電系統設計多采用TN-S系統，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，如暴露在風吹、日曬、雨淋下，對配電系統容易造成機械損傷、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，也無電位聯結，對人員生命安全帶來巨大威脅。

采用'IN—S系統供電時，燈具的金屬外殼都是通過PE線連接的，當某個燈具發生故障時，其故障將PE轉到其他燈具上，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，為戶外燈設置接地極，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為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致零線通過不平街電流，隨著電腦及各種家用電器的發展與普及，低壓電網高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數諧波均構成中性線電流。中性線過大電流并由此引發電火災的現象也日益增多。為此，相關設計規范已規定。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線截面不應小于相線截面……”可見，民用建筑配電系統的干線、支干線及支線的導線截面原則上均應選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而當前仍有為數不少的民用建筑配電設計中仍沿用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計安全問題之一。

三、變電所位置的確定

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

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

四、防雷與接地

現代建筑的防雷設計。采用傳統的避雷方法簡單可靠，更加經濟合算。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，關鍵是做好金屬管線的接地。現代建筑的防雷接地、電氣設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。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作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體己能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位、提高安全性都有好處。

五、電氣照明設計

建筑物照明配電設計，包括光源的選擇、照明度的大小、照明范圍、照明設備造型、位置的選擇、光能控制和配電線路敷設等，而隨著人們對生活居住環境要求的不斷提高，照明設計需要與現代建筑裝飾效果密切聯系，照明設備的造型、光線、照射范圍等都應與建筑藝術意境相結合，并考慮節能效果。選用高光效電光源，可以取得節能的明顯效果。在審核圖紙時，經常發現應急照明支線帶兩個防火分區的燈具，沒有按照建筑電氣工程施工質量驗收規范要求，此類問題應該注意。

六、消防電氣設計

消防電氣設計在設計工作中占有非常重要的地位。它涉及到火災報警、撲救及人民生命財產的重要安全闖題，因此應按國家有關規范作好消防電氣設計。火災報警系統的形式應根據具體設計對象來確定。設計者首先必須搞清楚設計對象的建筑形式、規模、分類、建筑個體的分布等諸多因素，再根據這些因素來確定火災報警系統的形式。

例如：許多電氣設計消防線路采用穿塑料管保護，并從吊頂內走線。而“民用建筑工程配電設計規范”中規定消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路。應穿金屬管保護。并暗敷在非燃燒體結構內。其保護層厚度不應小于30mm。當必須明敷時，應在金屬管上采取防火措施。

七、結束語

在現代建筑工程配電系統設計中，必須充分考慮配電系統的安全穩定運行，從根源上杜絕故障的出現，將安全隱患降至最低，同時還應考慮電氣設備與現代建筑結構相結合的裝飾效果，這也對行業內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，在互聯網時代已經大量釋放的計算需求進一步得到釋放，這導致全球數據中心呈爆炸式增長，而且服務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，逐漸成為下一代數據中心的設計方向。

在下一代數據中心的技術研究和實踐上，以Google、Facebook、Yahoo為代表的互聯網公司走在了前列。

以Google為例，其核心業務搜索引擎的性能極度依賴數據中心的規模和效率。互聯網公司基本上都是技術型公司，有非常鮮明的技術導向；又由于創業時的艱難，他們非常熱衷于利用技術手段降低成本，特別是釆用廉價的部件搭建高性能、高可靠性的系統。在數據中心的建設上也是如此。與傳統數據中心相比，互聯網公司沒有采用傳統技術，摒棄了高冗余供電系統設計，少采用甚至不釆用空調系統，大大降低了基礎設施的建造成本。同時，互聯網公司又使用先進的軟件技術，使系統高度并行化，在應用層設置備份機制，用應用層的冗余代替了基礎設施的冗余，建立起了一整套高效、可靠、廉價的系統。

Google最為人熟知的3篇論文：GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3]，是Google大規模分布式計算系統的基礎模型，GFS是Google的分布式文件系統，MapReduce是并行計算模型，Bigtable是分布式結構化數據布儲，它們合起來代表了Google的應用系統架構。這種架構對服務器、存儲的需求與傳統應用完全不同，它們不要求服務器的單機性能，但要求服務器的數量非常龐大，并且具有高速互聯能力，以及大量的本地存儲，另外少量服務器還需求大量內存。Google的數據中心必須提供這樣的IT基礎能力，再加之Google的服務器數量實在過于龐大，還必須考慮電力、水的消耗，所以Google采用了全新的數據中心設計理念，其它互聯網公司，如Facebook也類似。它們采用的理念主要包括：

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

2）服務器定制：放棄使用標準的機架服務器或刀片服務器，按自己的需要進行定制。如Google采用整機柜高速背板設計，每一臺服務器采用類似刀片服務器的設計方案，插入背板；再如Facebook采用1.5U的機架式服務器設計方案，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計，以接入高壓直流的數據中心電源系統。

3）自然冷源：多使用自然冷源可減少制冷機組的開機時間，而近期建設的一些數據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技術，還有少量采用了自然水源制冷。

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

所有這些技術的綜合運用，使用這些互聯網公司在低成本上構建了大規模、高效的系統。從近年來數據中心的PUE排名，可以看到互聯網公司的數據中心技術已經非常領先，Facebook的美國俄勒岡數據中心PUE達到1.07，Yahoo“雞窩”式數據中心達到1.08，Google的比利時數據中心達到1.16，而傳統數據中心一般在2.5以上。

1 制冷系統

IT設備對環境的要求是非常高的，如服務器一般要求工作溫度10℃-35℃，工作濕度RH10%-90%[4]，為了保持IT設備正常高效的運行，數據中心機房一般會設定溫度22℃±2℃，相對濕度RH50%±5%，并且7*24*365的保持這樣的機房環境。要保持這樣環境條件，精密空調系統一般是必不可少的。在數據中心的能耗分布，空調系統的電力消耗是除了IT設備之外最大的。

從上圖我們可以看到，在傳統數據中心中，用于制冷系統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）是評價數據中心能源效率的指標，是數據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：數據中心總能耗

IT Equipment Power：IT設備總能耗

PUE值越低意味著除IT設備之外的能源消耗越少，也就是數據中心越節能。而除IT設備耗能之外的能耗主要是在制冷設備的能耗和供配電設備的損耗，因此減少制冷系統的能耗和供配電系統的損耗是綠色節能設計的主要方向。

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中心機房是校園網絡的核心與樞紐, 是數據交換的中心和數據存儲中心, 如何嚴格按照國家標準，參照國際先進規范，建設一個現代化、規范化的機房，為計算機的可靠運行提供一個穩定的環境，成為人們日益關心的課題。 

校園網絡中心機房環境，包括硬件與軟件環境，是一門多學科綜合技術，為了保證各種智能設備與計算機系統穩定可靠運轉，計算機機房環境必須滿足計算機等微電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁強度、屏蔽、防漏、電源質量、振動、防雷、接地和安全保衛等要求。中心機房建設工程是一種涉及到空調技術、供配電技術、抗干擾技術、防雷防過壓技術、凈化技術、消防技術、安防技術、建筑和裝飾技術等多種專業的綜合性的產業。 

1 項目介紹 

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房，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、配電系統、防雷接地系統、空調及新風系統、消防系統、綜合布線系統、門禁系統、閉路監視系統、kvm系統等。機房區域規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器設備等各弱電系統設備安裝區域。面積為105.3平方米。 

2) 配線區：用于放置網絡機柜、網絡設備、光配線架、網絡配線架等設備安裝區域。面積為12.3平方米。 

3) 配電間：用于放置電池、市電配電柜、ups配電柜等配電設備。面積為18.6平方米。 

4) 氣瓶間：用于放置氣瓶等消防設備。面積為14.4平方米。 

2 設計原則 

機房建設工程，要以兼顧人機并重之原則，設計應以運行條件、安全可靠作為首要的考慮因素，在保證系統運行的可靠性、系統的設計壽命、信息安全的要求的基礎上保證操作人員的工作環境。 

先進性：立足于高起點，采用先進、成熟、實用的技術。機房系統中各個子系統軟、硬件配置采用模塊化、開放式結構并通過集成，實現信息資源共享，提高設備利用率，降低能耗，實現科學的機房管理。 

高安全可靠性：為保證機房能為用戶提供連續不間斷的服務，機房須具有高可靠性。系統設計時應盡量減少單點故障的存在。 

機房內部計算機系統涉及到機密信息，需要保證機房的安全性，必須具有視頻監控系統、門禁系統等安保系統以保證用戶的設備和數據不受侵害。 

可擴展性：由于信息網絡系統需求的不斷變化，技術的不斷提高，在施工建設時應考慮對資源需求的改變，以使整個系統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系統的高質量管理，以節約人力資源，實時監控、監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上，機房的材料產品、設備的選型應合理選擇材料與設備；以較高的性能價格比設計機房，提供高效能與高效益。 

舒適性：機房設計中對空調、照明、聲響及環境進行優化調整，為管理人員提供舒適的工作環境。 

3 總體規劃 

機房總體規劃就是按照標準化的流程、規模化的運作，優質、快速規劃機房工程建設方案。機房總體建設方案由機房裝修系統、供配電系統、空調系統、消防系統、防雷接地系統、通訊系統、機房監控系統和kvm系統等部分組成，包含了機房工程的全部過程：從前期的規劃選址，到后期內部系統的設計施工；從前期整個項目的總體管理，到后期的調試、開通；從前期對用戶的使用培訓，到后期的維護保養等方面。 

4 詳細設計 

4.1 機房裝修系統 

機房裝修系統，是整個機房的基礎。它主要起著功能區劃分及保證機房環境的作用。可分為電磁屏蔽系統、抗靜電地板系統、防塵天花系統及其他裝飾等四個子系統。 

本方案裝飾選用的材料必須全部采用符合國際標準[1-2]或國內優質標準。所有材料應具備環保、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 空調系統 

空調系統，是機房運行環境的保障。計算機主機及通訊設備是高精密的電子設備，對機房環境有嚴格的要求，其中最重要的是溫度、濕度和潔凈度。即是所謂的“三度”要求。 

根據我院工程現場勘測的實際情況，主機房設計為風冷式下送風精密空調。采用1臺35kw的國際名牌精密空調和2臺5匹工業級普通柜式空調負責主機房和網絡配線間的溫濕度調節，精密空調采用下送風，頂回風方式。以保證機房空調系統的穩定性、可靠性，2臺5匹普通柜式空調作為備份使用，確保了區域內設備的安全運行。

4.3 供配電系統 

配電系統，是整體機房高可用性的后盾。計算機及網絡通訊設備投入服務后如無一個長期穩定的供電系統來保證計算機及網絡通訊設備和有關外圍設備正常運行，勢必造成嚴重的后果。 

計算機機房的供配電系統是一個綜合性供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機等微電子設備的用電問題，還要解決其他設備的用電問題。 

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房配電系統設計具體如下： 

1) 機房內插座分二種：不間斷電源（ups）供電的計算機主機和重要通信設備專用插座；市電直接供電的輔助設備用標準插座。 

2) 在市電配電箱，主要包括空調機、照明及機房內維修插座的配電，應分開回路設計，每一回路設置單獨電源開關控制。 

3) 在機房設專用ups配電柜，主要負責計算機用電設備、應急照明、安全出口等供電，配電方式采用放射式。 

4) 主機房內每個機柜位置提供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。回路采用zr-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，相應的防靜電地板處需有出線口。

4.4 消防系統 

消防系統，是整體機房安全運行的盾牌。火災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，兩者聯合使用提高報警的可靠性，火災自動探測器即能發出警報信號，控制器顯示報警的探測器所在位置。滅火系統采用七氟丙烷（fm200）自動氣體滅火系統。 

該工程共分2個防護區（即：配電間、主機房和配線間），而且設有氣瓶貯存間，七氟丙烷可以集中放置在氣瓶間，實現三層布控(即天花頂、地板下及使用空間)，立體式滅火系統。 

4.5 防雷接地系統 

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

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

4.6 通訊系統 

通訊系統，是整體機房的神經中樞。計算機及其他微電子設備之間的信號傳輸以及機房與外界的“聯系”都要靠穩定的通訊系統來實現。主要包括結構化布線系統[3]。網絡中心機房及運維、監控辦公室采用六類非屏蔽雙絞線，按其功能區域設計信息點，并考慮預留余量，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留線槽走線連接。機房靜地板下敷設鍍鋅鐵槽、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 機房監控系統[4] 

機房監控系統是機房運行的“守護神”。確保做到“三防犯”及“雙保險”。 

本機房采用數字硬盤錄像系統，對中心機房實現24小時安全監控。結構上采用b/s架構，采用分散監控，集中管理。由中心控制軟件平臺統一控制各軟件系統。各個軟件系統間相互獨立，在其中某個軟件系統出現故障的情況下，其余的各個系統仍能夠繼續正常工作。 

4.8 kvm系統 

kvm系統使中心機房的各種服務器、網絡設備實現“一站式”管理。本方案采用2臺數字交換機對32臺服務器進行管理，實現1個本地用戶、2個遠程用戶對服務器的集中控制。機房內的所有64臺服務器都與專用服務器接口電纜進行連接，專用服務器接口電纜通過六類線連接到數字式kvm交換機上，數字式kvm交換機的網絡端口通過普通六類線纜連接至以太網上，控制終端通過tcp/ip對所有服務器進行統一管理。 

5 結束語 

在進行網絡中心機房建設過程中，作為網絡中心機房設計者和建設者應具有超前意識，優化機房的硬件及軟件環境，并采用高新技術管理模式—智能化機房管理，確保機房正常工作。 

參考文獻： 

[1] gb2887-89.計算站場地技術要求[s].