智能化供配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)研究

劉秋立

摘要：就現(xiàn)階段來講，電氣自動(dòng)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和其他專業(yè)的設(shè)計(jì)類似，在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用。利用MATLAB、CAD制圖等計(jì)算機(jī)軟件對(duì)供配電設(shè)計(jì)軟件主程序進(jìn)行計(jì)算分析、編程和仿真運(yùn)行的一系列操作被稱為供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)元件多、數(shù)據(jù)量大、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容較多等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)軟件需要具有比較強(qiáng)大的計(jì)算能力和處理龐大數(shù)據(jù)的能力，所以對(duì)于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求很高。換個(gè)角度講，智能化供配電系統(tǒng)需要滿足可以呈現(xiàn)各種使用電器元件模型跟數(shù)據(jù)庫(kù)里的電器元件實(shí)現(xiàn)同步鏈接。

關(guān)鍵詞：變配電設(shè)計(jì);信息化建模;專家系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

引言

智能建筑電氣設(shè)計(jì)涉及通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、建筑藝術(shù)以及信息技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，具有涉及面廣、設(shè)計(jì)難度大的特點(diǎn)。因此在進(jìn)行智能建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)電氣系統(tǒng)的施工全過程進(jìn)行綜合性考慮，充分發(fā)揮出電氣設(shè)計(jì)的作用，為后續(xù)智能建筑電氣系統(tǒng)的施工安裝奠定良好基礎(chǔ)。

1常見智能建筑電氣配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

（1）PCL和遠(yuǎn)程I/O模塊組成的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。可編程控制器PCL是由PLC系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程I/O模塊一起構(gòu)成的系統(tǒng)核心控制部件，根據(jù)系統(tǒng)建模以及系統(tǒng)可靠性要求，此仿真系統(tǒng)的組成方法可以分為很多種，所有以上方案的仿真系統(tǒng)模型都離不開可編程控制器PLC對(duì)配電柜的自動(dòng)化以及智能化管控。設(shè)計(jì)施工人員需要在該供配電管理系統(tǒng)里設(shè)置好合理PLC和遠(yuǎn)程I/O模塊，供配電管理系統(tǒng)可以很好地幫助施工建設(shè)人員隨時(shí)獲取空氣開關(guān)和其他電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果電氣設(shè)備或者空氣開關(guān)發(fā)生短路故障，該管理系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警通知值班人員，然后自動(dòng)切斷電源直至值班人員發(fā)現(xiàn)故障切換為人工操作狀態(tài)。（2）PCL和智能監(jiān)控模塊組成的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)也是由PLC作為系統(tǒng)核心控制部件，要求施工設(shè)計(jì)人員在該仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)斷路器等電氣設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的合理設(shè)置，并加裝有效的自動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器以及其他電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員的反復(fù)性工作，節(jié)省人工成本，提高施工效率。在設(shè)計(jì)階段就為以后的現(xiàn)場(chǎng)施工打好基礎(chǔ)，降低人力物力消耗，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2智能化供配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)措施

2.1低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，配電室應(yīng)位于或鄰近負(fù)荷中心，且要留出一定的發(fā)展余地。配電室中，除必要管道外，不可存在其他管道。對(duì)于落地式配電箱，應(yīng)將底部抬高，位于室內(nèi)的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于50mm。位于室外的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于200mm，且底座應(yīng)進(jìn)行封閉。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，同一個(gè)配電室中呈并列分布的線，需在分段位置設(shè)置防火隔斷，母線出現(xiàn)負(fù)荷的時(shí)候，能夠迅速做出反應(yīng)。配電室內(nèi)如果同時(shí)存在低壓配電設(shè)備、高壓配電設(shè)備，則要對(duì)兩者進(jìn)行分隔，兩者間的距離不可小于2m。例如，某建筑工程，在電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)配電屏進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于其整體長(zhǎng)度大于6m，因此設(shè)置了2個(gè)出口通道，并分別設(shè)置在屏后通道兩端，且若2個(gè)出口的間距在15m以上，還要增加出口。此外，針對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，為保障其用電安全性，應(yīng)構(gòu)建電能智能監(jiān)測(cè)改善系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)在線分析、監(jiān)測(cè)、改善大容量非線性負(fù)載回路、重要回路的電能質(zhì)量。

2.2做好配電負(fù)荷的合理設(shè)計(jì)

為了獲得良好的配電負(fù)荷設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員需要做好數(shù)據(jù)采集工作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化配電負(fù)荷設(shè)計(jì)。（1）做好外部環(huán)境的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作，對(duì)不用時(shí)間段內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集。（2）加強(qiáng)對(duì)建筑需求的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作，該過程中需要包含有建筑自身的光照情況、居住舒適度以及特殊工藝的功能需求等。（3）做好建筑物自身排水等擴(kuò)展功能的實(shí)際用電需求，做好數(shù)據(jù)采集工作，進(jìn)行配電負(fù)荷布置情況的合理設(shè)計(jì)，滿足建筑物的功能需求，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，對(duì)于智能建筑自身使用功能的提升具有重要意義。在設(shè)計(jì)電力負(fù)載的過程中需要根據(jù)住宅內(nèi)部的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及供電要求，來設(shè)計(jì)合適的供電系統(tǒng)。如對(duì)一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其內(nèi)部含有一組可持續(xù)供電的電源，并應(yīng)設(shè)置兩組獨(dú)立電源以保證其中一組電源中斷供電，另一組電源仍能正常供電或者兩組電源均中斷供電后，工作人員需迅速恢復(fù)其中一個(gè)電源供電。與此同時(shí)，為了避免住宅內(nèi)部的電源系統(tǒng)因故障而影響其他電氣設(shè)備正常使用，需根據(jù)一級(jí)負(fù)荷在住宅內(nèi)部的運(yùn)行狀況，提前設(shè)計(jì)一套能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電源系統(tǒng)運(yùn)行及檢修情況的系統(tǒng)。

2.3供配電所的選址要求

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)正朝著高、大的方向發(fā)展，施工現(xiàn)場(chǎng)的用電負(fù)荷越來越集中。為了節(jié)省有色金屬投資和電能損耗，電力負(fù)荷集中設(shè)計(jì)可以節(jié)省配電電纜溝的開挖，節(jié)省大量人工成本，提高施工效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。出于上述目的，一般來說，施工現(xiàn)場(chǎng)供配電位置的選擇重點(diǎn)如下：靠近電源和中心負(fù)荷，進(jìn)出線接口方便。不要靠近高溫和暴力活動(dòng)的地方。不可設(shè)置在塵土飛揚(yáng)、有水霧或是腐蝕性的地方，如果迫不得已，必須離腐蝕性氣體下風(fēng)口有一定距離。不可臨近廁所、衛(wèi)浴等常年積水的場(chǎng)所。遠(yuǎn)離危險(xiǎn)爆炸物，不可臨近容易發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)所。應(yīng)在通風(fēng)條件好的地點(diǎn)設(shè)置。高層居民樓地下室的配電室應(yīng)設(shè)置在散熱通風(fēng)條件好的位置，不可設(shè)置在最下層。在獨(dú)立建筑物中，不可設(shè)置在有可能發(fā)生積水的場(chǎng)所。

2.4做好電氣照明系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)

電氣照明系統(tǒng)是智能建筑電氣設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，其設(shè)計(jì)效果關(guān)系到居民們的生活質(zhì)量。在電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)提升節(jié)能燈具的使用頻率，降低照明系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電能消耗。對(duì)建筑物的自然光情況進(jìn)行明確，盡可能提升自然光的利用率，比如通過采光井的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)自然光的收集與利用，保障建筑物內(nèi)部的光亮度。在進(jìn)行走廊照明材料的選擇過程中，可以積極采用一些透光性較高的材料，促進(jìn)自然光的利用率進(jìn)一步提高。在進(jìn)行照明燈具的開關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，可以積極采用聲光控制系統(tǒng)等智能化控制系統(tǒng)，在滿足智能建筑照明需求基礎(chǔ)上，降低電力能源的消耗量，提高智能建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能效果。通過設(shè)置備用電源以及自鎖繼電器裝置的方式，保障應(yīng)急燈具的照明效果，出現(xiàn)電源供電停止或者火災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，照明指示功能能夠正常發(fā)揮作用。

結(jié)束語

本文在分析建筑智能供配電工程設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀后，對(duì)于目前在工程設(shè)計(jì)階段存在的計(jì)算機(jī)輔助軟件繪圖出現(xiàn)的問題提出一些解決辦法，結(jié)合大型建筑智能化供配電設(shè)計(jì)的各種特點(diǎn)，建議采用建立核心數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，對(duì)制圖、設(shè)計(jì)、計(jì)算分析以及信息化管理的供配電智能設(shè)計(jì)，對(duì)此系統(tǒng)由設(shè)計(jì)階段到建模仿真進(jìn)行了全面的分析，希望研究成果可以對(duì)以后此類的研究具有一定的指導(dǎo)性。

參考文獻(xiàn)

[1]謝亞軍.淺析低壓配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)體會(huì)[J].建材與裝飾，2018（01）：244?-245.

[2]蔡薇薇.建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2020（7）：103-104.

[3]馬楠.智能建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的相關(guān)問題[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：下，2019，17（11）：373.

[4]那忻宇，張文靜.基于現(xiàn)代智能建筑理念下的建筑電氣智能化設(shè)計(jì)方法探討[J].數(shù)碼世界，2018（7）：86-87.