探析高層建筑電氣自動化設(shè)計要點

信息時代的到來為高層建筑電氣設(shè)計注入新鮮的活力，以其中自動化設(shè)計為典型代表，其要求將許多現(xiàn)代技術(shù)學(xué)科內(nèi)容包括電子計算機、自動控制技術(shù)以及電氣設(shè)備等融入其中，確保高層建筑設(shè)計為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。本文主要對電氣自動化設(shè)計在高層建筑中的具體體現(xiàn)以及相關(guān)設(shè)計要點進行探析。

前言

不可否認我國近年來建筑領(lǐng)域取得突破性的發(fā)展，在電氣設(shè)計方面更注重自動化與智能化目標的實現(xiàn)，但與發(fā)達國家相比，我們在設(shè)計方面還略顯一定的滯后性特征，究其原因在于高層建筑設(shè)計過程中未做好自動化設(shè)計要點的分析，制約電氣自動化水平的進一步提高。因此，對電氣自動化設(shè)計的分析對推動建筑行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

電氣自動化設(shè)計在高層建筑中的具體體現(xiàn)

1.電氣自動化設(shè)計的相關(guān)概述

現(xiàn)行變配電設(shè)施在不斷完善過程中逐漸將相關(guān)的控制裝置、監(jiān)視系統(tǒng)與輔助操作設(shè)備等引入其中，使電氣策劃過程中無需考慮電氣維護設(shè)施構(gòu)建、二次回路信號聚集等，僅需結(jié)合相關(guān)規(guī)范標準進行一次策劃便可使電氣裝置滿足自動化要求。為實現(xiàn)自動化控制目標，在實際設(shè)計過程中首先應(yīng)結(jié)合用電設(shè)施標準對變配電體系進行策劃，在此基礎(chǔ)上引入計算機管理系統(tǒng)，使其可對整個建筑中的設(shè)備裝置運行狀況進行監(jiān)控。但需注意在設(shè)計過程中應(yīng)保證電線連接以及相關(guān)電氣裝置安裝合理，以此實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的目標。

2.電氣自動化設(shè)計的主要功能

高層建筑中進行電氣自動化設(shè)計，其功能主要體現(xiàn)在：第一，可使所有機電設(shè)備得到統(tǒng)一控制與管理，管理人員可根據(jù)設(shè)備負載變化、外界環(huán)境情況進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，保證設(shè)備以最佳狀態(tài)運行。第二，自動化設(shè)計中的監(jiān)控系統(tǒng)，其不僅可將故障問題顯示出來，而且能夠進行警報信息的發(fā)送，將記錄的數(shù)據(jù)向管理人員發(fā)送，使安全隱患得到及時控制。第三，電氣自動化設(shè)計中引入的計算機系統(tǒng)可為信息數(shù)據(jù)的處理提供保障，如相關(guān)的水電收費與計量，可使資源利用管理更具自動化特征。除此之外，電氣系統(tǒng)在高層建筑中本身具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性特征，一旦存在電氣設(shè)備或管線設(shè)計不合理等問題，極易在運行中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，甚至導(dǎo)致重大安全事故發(fā)生。因此，通過自動化控制系統(tǒng)的引入，當(dāng)建筑內(nèi)出現(xiàn)異常情況便立刻執(zhí)行相應(yīng)的解決措施并發(fā)出警告，很大程度上減少安全事故的發(fā)生。

電氣自動化設(shè)計的要點分析

1.從中央控制系統(tǒng)角度

樅陽控制系統(tǒng)設(shè)計過程中一般需考慮到配電盤的引入，其自身負荷等級需滿足自動化設(shè)計基本要求。高層建筑實際進行電氣設(shè)計過程中，要求中央控制系統(tǒng)能夠保證供電設(shè)備具有不間斷性特征，并結(jié)合用電設(shè)備綜合進行設(shè)備容量的擴大，且使供電時間至少為半小時。同時，在供電電源方面要求做好頻率、電壓以及波形失真率控制工作，通常應(yīng)以20%以內(nèi)的波形失真率、±1Hz頻率以及±10%的電壓為主。另外，中央控制系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)注重做好距離控制工作，如建筑中的機房、電梯以及水泵房應(yīng)與系統(tǒng)距離控制在20m以外，且要求布置操作臺過程中應(yīng)預(yù)留2m的距離，為維護檢修提供便利。現(xiàn)行電氣自動化設(shè)計過程中，通常也將防靜電架空地板設(shè)置于中控室中，其對于中央控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行可起到一定的作用。

2.從電氣接地設(shè)計角度

目前大多高層建筑中，接地系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量關(guān)乎供電系統(tǒng)的可靠運行，是電氣自動化設(shè)計中需考慮的重要內(nèi)容。具體設(shè)計要點主要體現(xiàn)在兩種接地方式方面：第一，以TN-S為主的接地系統(tǒng)。其應(yīng)用的目標旨在使變壓器中性點、接地線能夠共同接地，基準電位具有明顯的安全性特征。需注意的是由于高層建筑中存在許多單相設(shè)備，其負荷量的產(chǎn)生較多，而且不平衡電流會存在于中性線中。第二，以TN-C-S為主的接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由TN-S與TN-C兩部分構(gòu)成，其中前者主要集中在進戶后的系統(tǒng)設(shè)計方面，而后者在進戶前便需做好接地設(shè)計。

3.從電氣監(jiān)控設(shè)計角度

監(jiān)控系統(tǒng)是電氣自動化設(shè)計中的關(guān)鍵部分，其作用在于實時監(jiān)控建筑內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)以及異常情況。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時可自動采取中斷操作，將故障影響控制在最小范圍內(nèi)。從其構(gòu)成上看，主要以測控的相關(guān)參數(shù)、程序以及分析邏輯為主。在設(shè)備運行參數(shù)獲取后會向監(jiān)控系統(tǒng)進行傳輸，參數(shù)處理完成后便自動顯示出來。實際設(shè)計中由于系統(tǒng)具有較高的自動化程度，要求引入相應(yīng)的保護裝置，使其得以可靠運行。

4.從電氣保護設(shè)計角度

關(guān)于電氣保護設(shè)計，主要考慮的內(nèi)容包括：第一，安全保護接地。其主要利用金屬對設(shè)備與接地體進行連接，如典型的強電或弱電設(shè)備是高層建筑電氣設(shè)計中需考慮的重要內(nèi)容。第二，工作接地。其主要針對變壓器中性線接地而設(shè)計，要求引入銅芯絕緣線，有利于三相電壓平衡的維持。第三，防靜電接地。其在高層建筑設(shè)計中更體現(xiàn)利用靜電物體使電氣回路得以形成。除此之外，為解決電磁干擾問題，高層建筑設(shè)計中也將屏蔽接地考慮其中，實現(xiàn)電氣保護設(shè)計的目標。

結(jié)論

電氣自動化設(shè)計是高層建筑質(zhì)量進一步提高的關(guān)鍵所在。實際設(shè)計過程中應(yīng)正視電氣自動化設(shè)計的基本內(nèi)容與功能，從中央控制系統(tǒng)、電氣接地設(shè)計、監(jiān)控系統(tǒng)以及電氣保護設(shè)計等方面實現(xiàn)自動化設(shè)計目標，保證高層建筑為群眾提供更優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。

（作者單位：邵陽學(xué)院電氣工程系12電本一班）