智能化樓宇中電氣自控的運(yùn)用

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摘要: 智能化樓宇電氣自動(dòng)化主要包括的是電氣控制系統(tǒng)和電氣安全控制系統(tǒng) ，在設(shè)計(jì)的過程中控制系統(tǒng)是基礎(chǔ) ，安全系統(tǒng)是保證。只有將二者的設(shè)計(jì)合理化、科學(xué)化才能實(shí)現(xiàn)真正的“智能”。所以在電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中一定要抓住核心 ，并以核心需要來展開系統(tǒng)的各個(gè)組成部分 ，最終達(dá)到建立完整系統(tǒng)的目標(biāo)。 

關(guān)鍵詞:樓宇智能化 電氣自控 應(yīng)用  abstract: intelligent building electrical automation mainly includes is electric control system and electrical control system security, in the design process control system is a foundation, security system is the guarantee. only the design of both the rationalization and scientific process to achieve the real “intelligent”. so in electrical system design process must hold on to the core, and the core of the system needs to come to open each part, eventually to establish a complete system of the target.  keywords: intelligent building electrical control applications  中圖分類號：f407.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：    樓宇智能化通常包括建筑自動(dòng)化、通訊自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化等多個(gè)方面。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,高檔智能化建筑已成為當(dāng)今建筑的主流。樓宇自控系統(tǒng)是建筑設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的簡稱。建筑設(shè)備主要是指為建筑服務(wù)的、那些提供人們基本生存環(huán)境所需的大量機(jī)電設(shè)備,如暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備以及給排水設(shè)備等,通過實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化控制,以達(dá)到合理利用設(shè)備,節(jié)省能源、節(jié)省人力,確保設(shè)備安全運(yùn)行之目的。電氣自動(dòng)化已成為樓宇自控系統(tǒng)不可缺少的基本環(huán)節(jié)。在樓宇自控系統(tǒng)中,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位。前些年人們提到樓宇自控系統(tǒng),指的主要是暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng),而目前自控系統(tǒng)已涵蓋所有可控的電氣設(shè)備,電氣自動(dòng)化已經(jīng)是樓宇自控系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一。在此,文章針對電氣自動(dòng)化在樓宇智能化的電氣接地及保護(hù)兩方面進(jìn)行粗略的探討。  1 電氣接地  在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中,電氣接地占有極為重要的地位,接地系統(tǒng)關(guān)系整個(gè)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性,是保障系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)。隨著樓宇智能化的發(fā)展,電氣自動(dòng)化給樓宇接地系統(tǒng)帶來了新的改變。目前主要有tn—s、tn—c和tn—c—s三種電氣接地系統(tǒng)。  tn—s電氣接地系統(tǒng)是三相五線制,分別是三根火線和一根中性線、一根接地保護(hù)線。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):中性線與保護(hù)接地線共同在所屬變壓器中性點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接地,除此之外二者沒有電氣連接;中性線帶電,保護(hù)接地線不帶電;中性線與保護(hù)接地線均重復(fù)接地;tn—s電氣接地系統(tǒng)具備安全的基準(zhǔn)電位,安全可靠。  tn—c電氣接地系統(tǒng)是三相四線制,分別是三根火線和一根保護(hù)中性線,其中性線與保護(hù)接地線合一,多用于較早的低壓配電系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是三相四線制,中性線只有在三相負(fù)載平衡時(shí)才不帶電,而智能化樓宇中單項(xiàng)負(fù)荷較大,其三相負(fù)荷一般是不均衡的,中性線中通常有隨機(jī)電流。除此之外智能化樓宇中熒光燈使用量大,由此產(chǎn)生的三次諧波加大了中性線的電流量,中性線如果連接設(shè)備外殼可能導(dǎo)致電擊事故或是火災(zāi)事故。因此,使用tn—c電氣接地系統(tǒng)時(shí)必須對電子設(shè)備安設(shè)直流、交流工作、安全保護(hù)和防雷保護(hù)接地。與此同時(shí),考慮到智能化樓宇中的大量的精密電子儀器設(shè)備容易受到電磁波干擾,程控交換機(jī)房、消防報(bào)警監(jiān)控室、計(jì)算機(jī)房等均有防靜電要求,因而在設(shè)計(jì)智能化樓宇以及施工、安裝過程中需要考慮屏蔽、防靜電接地的要求。  tn—c—s電氣接地系統(tǒng)由tn—c系統(tǒng)和tn—s系統(tǒng)兩部分組成,其中tn—c系統(tǒng)用于進(jìn)戶之前,tn—s系統(tǒng)用于進(jìn)戶之后,二者分界面處于中性線與保護(hù)接地線相連處。由于使用tn—c—s系統(tǒng)能夠降低設(shè)備對地電壓,卻不能徹底消除,對地電壓大小受負(fù)載平衡等因素影響,因此需要在進(jìn)戶處布置重復(fù)接地,并控制負(fù)載平衡情況。組合使用tn—c和tn—s系統(tǒng)不僅提高了設(shè)備和人員的安全性,還節(jié)省了建設(shè)成本,兼顧安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。但如果三相負(fù)載不平衡,樓宇內(nèi)有電力變壓器時(shí)應(yīng)選擇tn—s系統(tǒng)。  2 電氣保護(hù)  樓宇智能化中的電氣保護(hù)主要包括交流工作、安全保護(hù)、屏蔽與防靜電、直流工作、防雷保護(hù)接地五方面內(nèi)容。獨(dú)立的交流工作接地或是安全保護(hù)、防靜電、直流工作、防雷保護(hù)接地電阻分別不應(yīng)大于4ω、4ω、100ω、4ω、10ω。  交流工作接地指的是必須在變壓器中性線或者是中性點(diǎn)接地,中性線選擇銅芯絕緣線,配電中存在的等電位接線端子通常在箱柜內(nèi)。需要注意的是,等電位接線端子不僅不能外露,也不能和直流接地、安全保護(hù)接地或是屏蔽接地等其它接地系統(tǒng)混接,還不能和保護(hù)接地線連接。采取中性點(diǎn)接地能夠確保高壓系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作可靠、準(zhǔn)確,并避免零序電壓偏移,確保三相電壓平衡。  安全保護(hù)接地指的是對電氣設(shè)備中沒有帶電的各個(gè)金屬部分使用金屬連接的方式與接地體作良好連接,使用保護(hù)接地線連接智能化樓宇中的用電設(shè)備及其附近的金屬構(gòu)件,但不能連接保護(hù)接地線與中性線。智能化樓宇中的強(qiáng)電、弱電、非帶電導(dǎo)電構(gòu)件或是設(shè)備都需要安全保護(hù)接地,如果不作安全保護(hù)接地,設(shè)備外部絕緣損壞可能使外殼帶電,不僅容易進(jìn)一步損壞設(shè)備,還可能造成人員觸電事故。由于并聯(lián)電路中支路電阻與電流成反比,正常情況下人體電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接地電阻,因此使用安全保護(hù)接地后設(shè)備外殼的電壓十分低,流經(jīng)人體產(chǎn)生的電流極小,不會(huì)對人員造成威脅。使用安全保護(hù)接地,盡量降低接地電阻,能夠保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定、安全,還能保障設(shè)備安全和人身安全。  屏蔽與防靜電接地分別指的是用保護(hù)接地線連接設(shè)備外殼、屏蔽管路兩端、室內(nèi)的多個(gè)部位,用導(dǎo)靜電體連接帶靜電或可能產(chǎn)生靜電的物體與大地,以避免設(shè)備、導(dǎo)線、室內(nèi)受到電磁干擾,消除靜電。由于人員在房間內(nèi)走動(dòng)或是移動(dòng)設(shè)備等行為都可能產(chǎn)生大量靜電,如果接地不好不僅會(huì)對電子設(shè)備產(chǎn)生干擾,還可能損壞設(shè)備芯片,甚至引發(fā)一些安全事故,因此防靜電接地需要將所有可能產(chǎn)生或帶靜電的設(shè)備外殼和設(shè)施與保護(hù)接地線可靠連接,并使接地電阻盡量降低。  直流工作接地指的是用截面積較大的銅芯絕緣線連接電子設(shè)備與基準(zhǔn)電位。由于智能化樓宇中有大量的電子設(shè)備,在計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化設(shè)備、通訊設(shè)備等電子設(shè)備中輸入、傳輸、輸出信息或是放大信號等操作都以微電位或者是微電流進(jìn)行,需要依靠直流工作接地使其基準(zhǔn)電位和供電電源保持穩(wěn)定,以提高其操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。需要注意的是,直流工作接地不宜與保護(hù)接地線連接,更不能與中性線連接。  防雷保護(hù)接地指的是對智能化樓宇中的電子設(shè)備、線路等做防雷保護(hù)接地,并以電力通信運(yùn)維工作的流程化管理,使各種運(yùn)維工單處于有序化、閉環(huán)化的環(huán)境下流轉(zhuǎn),顯示工單在各個(gè)部門間流動(dòng)的情況,使運(yùn)維工單所流經(jīng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都有據(jù)可查。同時(shí),在固化完成一系列運(yùn)維流程基礎(chǔ)上,提供支持流程靈活定制的平臺,以提高運(yùn)維工作人員的效率。    3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則  3 . 1 標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)原則  通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)采用體系結(jié)構(gòu),本次系統(tǒng)將采用tmn網(wǎng)管結(jié)構(gòu)體系,其優(yōu)點(diǎn)在于成熟性和完整性。tmn體系是目前國際上被廣泛接受的體系中最為完整的通信網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)體系;國外的眾多大公司已開發(fā)出tmn的應(yīng)用開發(fā)平臺(如hp的open view,ibm的net view,sun的sol-stice enterprise manager等),以支持tmn的標(biāo)準(zhǔn);而眾多的國際、國內(nèi)的通信設(shè)備制造廠商也已接受q3接口標(biāo)準(zhǔn),并在他們的設(shè)備上配置q3接口。國內(nèi)的公用網(wǎng)、部分專用通信網(wǎng)都有利用tmn來建設(shè)網(wǎng)管系統(tǒng)的成功范例。  3.2 兼容性原則  電力通信網(wǎng)在通信本質(zhì)的角度上與公網(wǎng)是一致,但在業(yè)務(wù)成分以及各業(yè)務(wù)成分qos要求與公網(wǎng)有相應(yīng)差異,對于組織結(jié)構(gòu)較為分散的電力通信網(wǎng)絡(luò)來說,網(wǎng)管系統(tǒng)對各種體系的兼容性很有必要。因tmn體系其各種不足:結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和接口的單一化 。因 此 , 在 本 次 通 信 網(wǎng) 全 程 管 控 系 統(tǒng)建設(shè)中采用tmn體系結(jié)構(gòu),但也會(huì)對此體系結(jié)構(gòu)中存在的問題加以考慮。因此,系統(tǒng)在接受tmn的同時(shí),也需遵循兼容性原則,即兼容其他網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)以解決tmn中存在的問題。系統(tǒng)的兼容性對電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理十分必要, 如snmp協(xié)議,snmp簡單網(wǎng)路管理協(xié)議所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)管理是目前應(yīng)用最為廣泛的tcp/ip網(wǎng)絡(luò)的管理標(biāo)準(zhǔn),snmp網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也是目前應(yīng)用較為廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)類型之一。眾多的通信設(shè)備制造廠商也支持snmp的標(biāo)準(zhǔn)。因此,本次通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)也應(yīng)該兼容snmp簡單網(wǎng)路管理協(xié)議等。另外,通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)還應(yīng)考慮對目前新的網(wǎng)管體系和標(biāo)準(zhǔn)的兼容性,corba體系、開放式分布處理odp體系,基于web的網(wǎng)管體系、tina體系等。  3.3 系統(tǒng)實(shí)用性原則  通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不能好高騖遠(yuǎn),應(yīng)嚴(yán)格遵循系統(tǒng)實(shí)用性原則。充分考慮本次管理對象的實(shí)際情況,對系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。人機(jī)操作界面的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮工作的具體情況和實(shí)際需要。  3.4 接口開放性原則  要保證通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)的先進(jìn)性和實(shí)用性,必須先保證系統(tǒng)接口的開放性,由于傳輸網(wǎng)跨多個(gè)不同行政區(qū)域,各級用戶的管理功能要求的不一致性更大,因此,系統(tǒng)的接口開放性的要求顯得尤為重要。所以,系統(tǒng)的接口應(yīng)遵循開放性原則,能支持滿足應(yīng)用功能接口的第三方應(yīng)用程序,保證其在不改變系統(tǒng)核心功能的條件下進(jìn)行新的應(yīng)用功能的接入或研發(fā)。  3.5 可擴(kuò)展性原則  隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,電力通信網(wǎng)中各類新興通信技術(shù)的應(yīng)用也不斷增加,因此系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也是本次通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)必須遵循的設(shè)計(jì)原則之一。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和功能深入的要求,采用分布式處理體系結(jié)構(gòu),便于升級和擴(kuò)展?，F(xiàn)有系統(tǒng)的處理能力需充分考慮未來5年至10年的發(fā)展,采用的硬件平臺應(yīng)充分支持應(yīng)用的擴(kuò)展性。可通過增加主機(jī)等設(shè)備擴(kuò)展系統(tǒng)的負(fù)荷能力或通過擴(kuò)充硬件配置達(dá)到系統(tǒng)擴(kuò)展要求。  3.6 穩(wěn)定性原則  電力通信網(wǎng)關(guān)乎電力生產(chǎn)安全,因此通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)應(yīng)遵循穩(wěn)定性原則,系統(tǒng)的硬件配置中網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、前置機(jī)結(jié)構(gòu)均采用雙機(jī)配置,以保證系統(tǒng)的高可靠性。同時(shí),系統(tǒng)自身的功能設(shè)計(jì)也具有自診斷能力,在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠?qū)ζ渥陨硭幁h(huán)境如系統(tǒng)應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫及構(gòu)成網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行自診斷功能。  4 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)  根據(jù)對系統(tǒng)前期的調(diào)研,遵照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及設(shè)計(jì)原則,智能全程管控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)南網(wǎng)、省、地系統(tǒng)的縱向互聯(lián)互通,其總體架構(gòu)設(shè)計(jì)如(圖1）所示。各級智能全程管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制通過北向接口收集傳輸網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、支撐網(wǎng)等各類設(shè)備網(wǎng)管信息。數(shù)據(jù)采集與控制模塊將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理模塊,在數(shù)據(jù)處理模塊之上構(gòu)建綜合監(jiān)視、資源管理、運(yùn)維管理三類應(yīng)用功能。南網(wǎng)、省級系統(tǒng)及地級系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián),完成縱向一體化運(yùn)行和管理。通過數(shù)據(jù)交換平臺將各級系統(tǒng)架構(gòu)互聯(lián)起來形成電力通信網(wǎng)智能全程管控系統(tǒng)的整體架構(gòu)。  5 結(jié)語  電力通信網(wǎng)全程管控系統(tǒng)對電力傳輸網(wǎng)所涉及的各級系統(tǒng)電力通信運(yùn)維工作進(jìn)行流程化管理,實(shí)現(xiàn)故障工單、電路調(diào)度、計(jì)劃檢修等各種工單的閉環(huán)管理,并實(shí)現(xiàn)各級系統(tǒng)中電力通信運(yùn)維流程的交互。它是一套貼近實(shí)際生產(chǎn)需要、高可用性的通信資源管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的成功建設(shè)必將使南方電網(wǎng)通信網(wǎng)資源管理工作提高到一個(gè)新的臺階。