建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析

丁大為

（濰坊工程職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 262500）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)前的電氣工程技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)要不斷地創(chuàng)新。在學(xué)習(xí)國(guó)外電氣自動(dòng)化技術(shù)的前提下，我們要根據(jù)自己的實(shí)際情況，發(fā)展我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)。在建筑領(lǐng)域，電氣工程對(duì)建筑的進(jìn)程有著十分重要的影響，電氣工程涉及到建筑的各各方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)的順利應(yīng)用，關(guān)系到整個(gè)建筑電氣設(shè)備的安全運(yùn)營(yíng)。

1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的概念

電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)豐要通過設(shè)備接地信號(hào)處理、傳輸信號(hào)屏蔽、選擇合適的抗干擾措施等，完成電氣自動(dòng)化。

采用計(jì)算機(jī)集中控制是20 世紀(jì)80 年代主要電氣工程的方式手段，這種方式可靠性較差，運(yùn)行速度較慢，到90年代之后逐步被集散式控制方式取代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展和結(jié)合，90年代末，電氣設(shè)備控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化控制得到廣泛的應(yīng)用。

2 電氣自動(dòng)化的主要功能

依據(jù)單元機(jī)組的運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn)，通過ECS 監(jiān)控應(yīng)用到發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中。電氣自動(dòng)化的基本功能主要包括以下幾個(gè)方面：

柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作；高壓?jiǎn)?，備變壓器控制和操?2臺(tái)機(jī)共用)；220kV／500kV開關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)；保護(hù)控制發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)包括啟勵(lì)、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS的投退；隔離開關(guān)的控制、發(fā)變組出口220kV／500kV斷路器及操作；380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制；6kV 高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等；直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。

在發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的方面，因?yàn)橛幸欢y度，設(shè)備要求全部在DCS中實(shí)現(xiàn)其功能，可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用，故可以保留。但是它們與DCS之間要求接口，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息，并可以通過DCS進(jìn)行事故追憶。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)理念

3.1 電氣自動(dòng)化DCS控制系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)是指電氣自動(dòng)化分布式控制系統(tǒng)，“DCS”這個(gè)名稱是由英語單詞縮寫而來的，即T0taIDistrbutedMicropro—cessorContralSystem。相對(duì)于集中式的控制系統(tǒng)而言，DCS 系統(tǒng)是一種新型電腦控制體系，這種系統(tǒng)相對(duì)與傳統(tǒng)電氣控制而言，更為高級(jí)和更為先進(jìn)。該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的集中式的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)至上演變、發(fā)展起來的，可靠、實(shí)時(shí)和可擴(kuò)充等是該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，因此，在電氣工程的過程中DCS系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。但是此系統(tǒng)通過廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)一些問題，比如受DCS系統(tǒng)模擬混合體系所限制，其仍然采用的是模擬的傳統(tǒng)的儀表，因此，降低了系統(tǒng)的可靠性，在維修維護(hù)的時(shí)候起來也比較困難；缺乏一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，增加了維修的成本。因此，在現(xiàn)代科技進(jìn)步下，創(chuàng)新電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是必不可少的。

3.2 信息集成化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所包含的主要信息技術(shù)表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是在管理層面縱深發(fā)展。二是，信息技術(shù)能夠在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)和機(jī)器之中橫向發(fā)展比較。信息集成化系統(tǒng)在電氣工程中的監(jiān)督控制能夠呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的、直觀的畫面，所以能夠及時(shí)掌握電氣工程中的信息數(shù)據(jù)資料。

4 電氣自動(dòng)化在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 電氣自動(dòng)化在電氣接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

TN-S系統(tǒng)是電氣接地系統(tǒng)中最重要的一種，中性線與保護(hù)線分開，將一個(gè)三相四線和PE 線組合的接地系統(tǒng)。通常，在建筑工程項(xiàng)目中設(shè)立單獨(dú)的變電/配電所的時(shí)候，常常采用這種系統(tǒng)。PE不導(dǎo)電，中性線N是外露可導(dǎo)電是此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。需要注意的是嚴(yán)格的獨(dú)立分開中性線N和PE線，二者的接地點(diǎn)是變壓器的中性點(diǎn)，除此之外，沒有任何的接地點(diǎn)。此系統(tǒng)的PE 線本身沒有電流，對(duì)地沒有電壓，安全系數(shù)高。

通常，低壓供電系統(tǒng)的民用和工業(yè)建筑使用TN-S系統(tǒng)。在復(fù)雜建筑中運(yùn)用時(shí)，要采用技術(shù)方法與TN-C-S 接地系統(tǒng)相似的。在一些電子設(shè)備的應(yīng)用上，如果電子設(shè)備有特殊要求，一般也可以采用TN-S 系統(tǒng)。具體考慮系統(tǒng)在使用上的出現(xiàn)的問題。仔細(xì)考慮在復(fù)雜建筑運(yùn)用TN-S 系統(tǒng)，在這種建筑中，電氣工程設(shè)備用電以單相為主，在負(fù)荷方面，占的比重相對(duì)較大是單相方式，所以隨機(jī)電流負(fù)載于中性線N 中常常出現(xiàn)。在建筑中照明的熒光燈等設(shè)備用電使用量比較大，外加上三次諧波存在于N 線中，二者一同作用在N 線上，加大電流量，不安全因素隨之升高，事故容易發(fā)生。假如N 線接在PE 線上，加上與設(shè)備外殼接觸，更加嚴(yán)重的災(zāi)難事故更容易發(fā)生。因此，要充分考慮安全因素，保證電氣工程的順利運(yùn)行。

4.2 電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

在交流和直流接地保護(hù)設(shè)計(jì)中，電氣工作接地的主要部分是地和中性點(diǎn)的接地。輔助配電功能的等電位接線端子在箱柜中存在，最重要的是注意接線端子的安全性；第一，禁止暴露在外；第二，禁止與屏蔽接地混合相接。第三，禁止與PE線連接。

在高壓的系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地的技術(shù)能夠有利于確保接地保護(hù)安全運(yùn)行，有利于有效的消除使單相電弧接地過電壓，有利于保持三相電壓的平衡，有利于保證在低壓系統(tǒng)中單相電源能夠穩(wěn)定的使用。在復(fù)雜建筑領(lǐng)域中，因?yàn)榇嬖诖罅康淖詣?dòng)化控制設(shè)備，在使用這些設(shè)備中，加上網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，微電流和電位快速頻繁的進(jìn)行，給供電帶來很多不穩(wěn)定的因素。應(yīng)對(duì)措施有以下幾種：第一，在引線方面，截面較寬的銅芯絕緣線是引線的最佳材料；第二，一頭連接基準(zhǔn)點(diǎn)位，另一頭直流接地；第三，N 線和PE線不能與引線連接。

4.3 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(DAS)在建筑電氣中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)主要功能包括了參數(shù)輸入、性能計(jì)算異常報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)追憶、事故序列記錄、參數(shù)顯示、報(bào)表打印等。在建筑電氣自動(dòng)化中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠有效的保證建筑電氣設(shè)備數(shù)據(jù)與信息的及時(shí)準(zhǔn)確傳送。便于對(duì)建筑電氣設(shè)備的管理。

[1]李傳偉.電子電氣設(shè)備接地探討[J].中國(guó)化工裝備，2009，(1)：33