時間:2022-10-24 12:49:22
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇供配電設計論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】低壓配電 配電線路 導線截面 節能 降損
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:
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[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
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供電設計的原則
關鍵詞:供配電;負荷;火災;設計
一、電力負荷等級劃分及供電要求
(一)負荷分級
由于不可能對所有的用電單位和用電設備都采取相同的供電措施,所以供配電設計應首先對用電單位和用電設備進行負荷分級。負荷分級應根據用電單位(即電能用戶)和用電設備的規模、功能、性質及其在政治、經濟上的重要性進行確定。國際上普遍的做法是將負荷按應急電源自動切換的允許中斷供電時間劃分為0s、小于0.15s、0.5s、15s和大于15s五個級別,而我國則是沿用前蘇聯的做法,按用電單位或用電設備突然中斷供電所導致后果的危險性和嚴重程度分為一、二、三級。另外人防工程負荷分級中用電負荷應分別按平時和戰時用電負荷的重要性、供電連續性及中斷供電后可能造成的損失或影響程度分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。平時用電負荷分級,應同時滿足《人民防空地下室設計規范》和地面同類建筑國家現行有關標準之規定。由于各行業的各類負荷很多,通用性規范只能對負荷分級作原則性規定,具體行業中負荷等級詳細的劃分需在相應行業標準中規定。常用的重要用電負荷分級(含人防戰時負荷分級)。
(二)供電要求
1.供配電系統力求簡單可靠,操作安全,運行靈活,檢修方便。正常工作電源與柴油發電機組的應急電源應自成系統、獨立配電,事故時應能自動切換。消防用電等一類負荷在火災情況下,由應急電源保證連續供電,二類負荷應保證兩回路切換供電.低壓配電級數不宜過多。如從變電所的低壓配電裝置算起,則配電級數一般不多于四級,重要負荷不超過一級。總配電長度一般不宜超過200m,每路干線的負荷計算電流一般不宜大于200A.
2.變配電設備的布置應便于安裝和維護。高層民用建筑的地下層通常有兩層,宜將總配電室(變電所)設在地下一層。柴油發電機宜用風冷式機組,且機房最好設置在地下一層;一是便于通風冷卻;二是可與變配電室中的設備共用運輸通道。為防火的需要,不宜設置可燃油浸的電力變壓器、高壓電容器和多油開關,而應采用干式變壓器與高壓真空開關.各樓層配電室宜設在電氣豎井內,一般情況下配電箱與電纜分裝在豎井內的不同側面.
3.供配電系統的網絡設計應合理。民用建筑中的低壓配電網絡多采用混合式配電系統。其中地下室與裙樓部分采用放射式配電,主體部分采用樹干式配電。根據負荷大小和樓層層數的多少,決定選用分區樹干式還是母線樹干式配電系統。樹千式的配電形式一般為電纜或插接式絕緣母線槽沿垂直的電氣豎井內敷設.
4.要適應建筑的發展。隨著經濟的發展,新設備、新材料、新功能等不斷增多,因此供配電系統應適應高層民用建筑不斷發展的需要。供配電系統的設計,是建筑電氣設計的重要組成部分,合理與否會影響整個建筑使用功能及安全。
二、合理選擇供電設備
(一)高、低壓設備的選擇
高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求,同時設備應工作安全可靠,運行方便,投資經濟合理。高壓刀開關柜的選擇要滿足變電所一次電路圖的要求,并各方案經濟比較優選出開關柜型號及一次結線方案編號。同時確定其中所有一次設備的型號規格。
(二)導線、電纜的選擇
為了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行,進行導線和電纜截面選擇時必須滿足供電所需的發熱條件、電壓損耗條件、經濟電流密度和導線電纜的機械強度等各方面的要求,對于絕緣導線和電纜,還應滿足工作電壓的要求。根據設計經驗,一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路,通常先按發熱條件來選擇截面.再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路,因其對電壓水平要求較高,因此通常先按允許電壓損耗進行選擇,再校驗發熱條件和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路。則可先按經濟電流密度確定經濟截面,再校驗其它條件。
(三)配電所高壓開關柜的選擇
高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置,在發電廠和變配電所中作為控制和保護發電機、變壓器和高壓線路之用,也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監視儀表和母線、絕緣子等。
三、電氣照明設計
人眼對外界環境明亮差異的知覺,取決于外界景物的亮度。但是,規定適當的亮度水平相當復雜,因為它涉及各種物體不同的反射特性。所以,在實踐中是以照度水平作為照明的數量指標。設計中應根據不同場所的特點和作業對視覺的要求確定照度,并應按照GB50034-2004《建筑照明設計標準》的相關規定執行。
照度標準值分級應為0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx。標準值是以維持平均照度作為照度標準值。
四、火災自動報警及聯動系統
按國標GB50116-98《火災自動報警系統設計規范》要求,建筑物火災自動報警系統的保護共分三級,即特級、一級、二級。
建筑高度為24米及以下的建筑物消防系統設計按國標《建筑設計防火規范》執行,24~100米高的建筑物按國標《高層民用建筑設計防火規范》執行。國標是約束業主、設計單位、施工單位和驗收單位強制性技術規定。超高層建筑尚無相應國標,在實際設計中可參照有關國標及國際標準,并依據當地消防主管部門意見,本著安全第一的精神,仔細周詳的完成設計工作。
民用建筑的火災自動報警及聯動系統包括:火災探測器、消防報警控制器、消防通風系統和自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。
(一)關于消防自動報警和自動滅火系統的設計應從以下幾個方面入手:
報警探測器安裝、報警手段、自動滅火方面、手動滅火方面、通訊設備、擋煙垂壁的設置以及避難層的消防安排等。
(二)其他重要的防火手段,在高層建筑中包括:
防火閥:為了防止煙火沿風管蔓延而設置,因而一般在通風機房外側裝設。通風風管穿越電氣設備間時在電氣設備間過墻處的風管上的墻內、墻外要各設一個防火閥,使設備間的煙火不能外傳,也避免外面的煙火導入設備間。
平時防火閥處于開啟狀態,火災時當風管中溫度達到70℃,防火閥中的易熔片熔斷,防火閥在彈簧的作用下迅速關閉,阻斷管道。滅火結束后,防火閥可手動復位。
排煙閥:設于排煙風機的排煙管道上,多位于出戶風口附近。排煙閥平時關閉。火災之初打開,隨之排煙風機聯動啟動排煙,當煙氣溫度達到280℃時,排煙閥自動關閉。
正壓送風系統:正壓風機一般處于屋頂,與各層的電動風口聯動?;馂某跗诖蜷_送風口,啟動正壓送風機,使樓梯間、電梯廳等疏散區域處于較高的風壓狀態。阻止煙氣進入。
火災報警系統的有效起作用有賴于噴淋系統的可靠工作。當室溫升到68℃時,噴淋頭的玻璃球會爆破噴灑,此為滅火直接有力的措施,為了監測該系統的正常工作,噴淋系統設水流指示器,濕式報警閥、噴淋閥等探測信號裝置,以及時反映水噴淋系統的工作狀態。
火災自動報警及聯動系統設計不僅要深刻理解消防規范的相關規定、條文,更要與水暖專業密切配合,了解各專業消防對電氣的要求,使設計做到合理、經濟、適用。
五、結語
以上論文介紹的概括,結合部分規范闡述一下該系統。就電負荷、消防方面,合理性,安全性作了闡述。建筑工程的電氣設計中,需要講究設計的可操作性、延續性、系統性和整體協調性。所以在建筑工程中尤為重要。
參考文獻:
[1]《民用建筑電氣設計規范應用圖解》 機械工業出版社
強電部分主要內容包括:本論文由應屆畢業生網yjbys.com/整理提供配電系統、照明系統及防雷接地系統的設計,其中包括負荷計算等。
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
4.3本建筑的防雷系統 22
1、產生與技術標準分支電纜是在普通塑力纜基礎上發展而來。
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?!鄙鲜鲆幏扼w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?!?/p>
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?!?/p>
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,
員認同并使用。本文旨在說明分支電纜配電與現有建筑電氣相關規范的一致性,并能更好地體現規范的指導思想。是一種能滿足現有規范的一種最先進、經濟的配電方式。因水平所限,文中如有謬誤,敬請讀者指正。
論文摘要:文章就電氣節能設計應遵循的原則,從供配電系統設計、合理使用電動機、功率因數補償、諧波治理、照明節能、可再生能源利用、能源管理系統等方面,論述了建筑電氣節能的合理應用。
隨著我國經濟的持續快速增長,作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天,如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。下面結合工作實際,就建筑電氣設計的幾種節能措施談談一些看法。
1 電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能是建筑節能的重要組成部分,電氣設計人員在設計過程中,應從適用性、安全性、可靠性及經濟性多方面綜合考慮,通過合理的設計及運行方案減少不必要的能源損耗。
2 電氣節能設計包括以下幾方面內容
2.1 合理設計供配電系統
根據用戶的重要性、負荷性質、用電容量、工程特點、系統規模,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行。
2.1.1 根據用電負荷的容量及分布,使變、配電所靠近負荷中心,以縮短低壓供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量要求。供配電線路長度不宜超過250m。
2.1.2 供配電系統應簡單可靠,配電級數不宜過多,同一用戶內,高壓配電級數不宜多于兩級;變壓器二次側至用電設備間的低壓配電級數不宜超過三級,盡量減少電能損耗。由兩路進線供電的系統,宜采用兩路電源同時運行的方式,以減少正常運行時的線路損耗。
2.1.3 合理選擇供電電壓。同等情況下,電壓越高,損耗越小。供電電壓等級的確定應考慮技術經濟合理性及電力公司的相關規定等因素。當用電設備總容量在250kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時,宜以10(6)kV供電。對大型公共建筑的空調冷水機組,考慮節能因素,經方案比較盡量采用10(6)kV冷水機組,但應考慮大容量電動機啟動時對變壓器的影響。
2.1.4 合理選擇變壓器。電力變壓器應當選用10型及以上、非晶合金等節能環保、低損耗和低噪聲的變壓器。變壓器的長期工作負載率不宜大于0.85,在選擇變壓器容量和臺數時,應靈活根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,以實現其經濟運行,減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。此外,降低變壓器的環境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式、季節性造成的負荷變化時靈活投切變壓器等也是降低能耗的有效途徑。
2.1.5 減少線路能量損耗。在滿足允許載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等技術指標前提下,應按經濟電流密度合理校驗、選擇導線截面,從而達到降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬的目的。
2.2 降低電動機電能損耗,提高電動機使用效率
2.2.1 根據負荷特性合理選擇高效率電動機,提高電動機運行的效率和功率因數。
2.2.2 功率較大的電動機可以采用變頻調速器(消防設備除外),可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。
2.2.3 采用軟啟動器,使電機啟動平穩,保證電網電壓的波動在要求范圍內。
2.3 合理提高供配電系統中的功率因數
設計中應通過正確選擇電動機、變壓器的容量以及照明燈具啟動器,降低線路感抗,采用正確的電線、電纜敷設方式,提高用電單位的自然功率因數。當自然功率因數偏低,達不到電網合理運行要求時,應采用并聯電力電容器作為無功補償裝置。
2.4 諧波治理
隨著大量非線性負載的廣泛使用,產生的大量諧波電流注入電網中,使電壓波形產生畸變??赏ㄟ^選用D,yn11變壓器;設置濾波或隔離濾波裝置;合理選擇中性線截面;功率因數補償電容器組串聯消諧電抗器等措施抑制諧波,提高電能質量。
2.5 照明節能
照明節能的基本原則是在保證不降低生產、作業視覺要求,不降低照明質量的條件下,力求減少照明系統中光能的損失,最有效地使用照明用電。做好照明節能工作應注意以下幾點:
2.5.1 根據視覺作業要求,應根據《建筑照明設計標準》確定合理的照明標準,不同場所應有目的地進行照明。由于我國幅員遼闊,各地區經濟條件差別較大,民族習慣不同,因此還應結合現場實際情況,在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準,對標準值的確定應掌握適度,并合理利用局部照明。
2.5.2 充分利用自然光。照明的最佳光源是陽光。太陽光是免費的,不需電力,也不造成污染。在寫字樓里,如果在設計時能在大樓內部引入自然光線,員工會情緒更好,效率更高。在醫院里,住在靠近窗戶附近的病人康復得更快?,F在有些窗戶可以對光譜進行選擇,引入日光的同時還可保持舒適。有一些創新的技術如側窗、天窗、光柵板和光線管道等,可將日光引入大樓內部。在燈具布置時,將所控燈列與側窗平行,跟據日照強弱來進行燈具控制也是照明節能的有效手段。
2.5.3 合理選擇光源和燈具。應在不同的使用場合,在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效的光源。為充分利用光源發出的光通量,在燈具選用時應注意選用配光合理、效率高、利用系數高的燈具,優先選用開啟式直接照明燈具,并選擇電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器以提高功率因數。
2.5.4 采用合理的照明控制方式是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。照明控制系統分兩大類:手動控制和自動控制。手動控制是指按照使用者的個人意愿來控制所屬區域的照度水平。在照明開關應用中,我們應注意:1 居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明,除應急照明外,宜采用節能自熄開關。2 每個照明開關所控光源數不宜太多。每個房間燈的開關數不宜少于2個(只設置一只光源的除外)。但手動控制最不利的一點是:當人們意識到自然光線不足時會開燈,但當天然光又恢復充足時沒有什么因素促使他們把燈關掉。而且工作結束后如果燈還開著,這將浪費大量的電能。與傳統的照明控制方式相比,近年來逐步發展起來的智能化照明控制系統體現出了強大的優越性。目前智能照明控制系統多數采用現場總線技術,借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理,實現節能。只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度,利用最少的能源保證所要求的照度水平,節電效果十分明顯。
2.6 可再生能源利用
在條件允許的場所,合理利用太陽能、風能等可再生資源,有利于節能減排、改善能源結構、保護環境。
2.7 采用建筑設備自動化管理控制系統
自動控制、監視和測量是自動化管理控制系統的三大要素。通過應用信息通信、計算機網絡、自動化控制等智能化技術,對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。
3 結束語
電氣節能已成為電氣設計中的重中之重,作為建筑電氣設計人員,應結合工程項目自身特點,精心設計、精心比較,采用切實可行的節能措施,把節能貫穿于電氣設計過程始終,真正把節能理念落到實處,促進資源節約型社會的更好建立。
參考文獻
關鍵詞:建筑電氣 供配電線路設計 節能設計 線路損耗 接地設計
Abstract: China is a relative resources scarcity, is in the development of the country's population, energy consumption is rapidly increasing, the energy crisis is around the corner, as the major energy consumers of building energy consumption has become endanger the sustainable development of a major problem. So in building electrical design should be focused on energy conservation.
Keywords: building electrical distribution circuit design for energy saving design line loss grounding design
前言
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
電能作為當今社會最主要的能源之一,隨著工業用電和生活用電的迅猛增加,供不應求的局面日益顯現,供需矛盾越來越突出。節能問題一直是我國發展國民經濟的一項長遠戰略方針,節約電能是每一位電氣設計人員必須認真考慮的問題。事實上,隨著社會的發展、人民生活水平的提高,整個社會的用電需求量直線上升,建筑電氣能耗在建筑能耗中占有相當大的比例。所以,建筑電氣的節能設計就顯得尤為重要,如何降低損耗、高效利用,如何將節能技術合理應用到工程項目當中,也就成為建筑電氣設計的焦點。
電氣節能的途徑很多,主要從供配電系統、用電設備及智能控制等方面節能。
一、建筑電氣設計節能的基本原則
(1)應滿足建筑物的功能;
(2)節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地增加運行費用:
(3)節能的著眼點,應是節省無為損耗能量。
(4)節能無謂消耗的能量。節能的著眼點應是節省無謂消耗的能量。
如變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗.都是無用的能量損耗:又如量大面廣的照明容量.宜采用先進的調光技術、控制
技術使其能耗降低。
二、線路上的電能損耗分析及措施
2.1線路損耗分析
由于線路上存在電阻,有電流流過時,就會產生
有功功率損耗。
其公式為:P=3I2pR
試中Ip----相電流
R----線路電阻
若芯線溫度是70°C的銅芯線每公里電阻R’=0.44 ,則R=0.1×0.44=0.044 。故在該線路上的有功損耗為:
p=3×151.522×0.044≈3030.50 W≈3 kW
從上面的計算可以看出,線路上的功率損耗相當于每2 m的線路上安裝了一個60 w的燈泡(3000÷(100÷2)=60)。
在一個大的工程中,如一個高檔住宅小區、新建的工廠廠區等,線路縱橫交錯,線路總長度動轍數萬米,線路上的總有功功率損耗是不容忽視的,減少線路上的能耗必須引起足夠的重視。
2.2減少線路損耗措施
線路上的電流是不能改變的,要減少線路損耗,只有減少線路
電阻R:
R=p×L/S
式中.P為電導率;L為導線長度;S為導線截面積。因此減少線路的損耗應從以下幾方面人手:
(1) 選用電導率P較小的材質做導線。銅芯最佳,但又要貫徹節約用銅的原則。
(2)配電室或配電箱應位于負荷中心,減少配電導線長度L,以減少來回線路上的電能損失。
(3)增大線纜截面S。①對于比較長的線路,在滿足載流量、動熱穩定、保護配合和電壓損失等條件下,可根據情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為M,由于節約能耗而減少的年運行費用為m,則M/m為回收年限,若回收年限為幾個月或一、二年,則應加大一級導線截面。一般來說,當線纜截面小于70 mm2,線路長度超過100 m時,增加一級線纜截面可達到經濟合理的節能效果。②合理調劑季節性負荷、充分利用供電線路。
(4)合理選擇線路路徑以減小導線長度. 變配電室及配電箱應盡量靠近負荷中心,以縮短線路供電距離,減少線路損失。低壓線路的供電半徑一般不超過200 m,當建筑物每層面積不少于10000 m2時,至少要設2個變配電所,以減少干線的長度。
三、接地系統
在任何的建筑電氣設計中,接地系統都相當關鍵。因其不僅關系到供電系統的可靠性,也關系到用電的安全性。
建筑電器中應選用工作接地。為保證電力系統和設備達到正常工作要求而進行的接地叫工作接地。主要是指變壓器中性點直接或經消弧線圈接地及中性線(N線)接地,實驗樓設有專用變壓器或低壓電網進戶處應設置此類接地。應注意的是N線必須采用銅芯絕緣線并有足夠的截面積,接地電阻R小于等于4歐姆。并保持恒定.配電中的等電位接線端不能外露,一般設在電氣柜內,且不能與其它接地系統,如直流接地、屏蔽接地、防靜電接地等混接。
四、合理設計供配電系統及線路
4.1合理計算負載,保證三相負載平衡
由于三相負載的不平衡,往往會造成中性線電位偏移,使單相電壓出現較大的偏差,使電器不能正常的工作,這個問題是電氣設計過程中必須考慮的重要環節。
4.2采用分路供電及控制,區分負載性質
建筑內負載電器比較多,且各種負載對電源及接地要求各不相同,設計時應著重考慮分路供電。照明線路中的熒光燈等非線性負荷,產生的諧波會影響電氣設備的正常工作,因此,計算機房的供電,應設計獨立的供電系統,并且在回路中加設交流不間斷電源,以防意外停電對設備造成嚴重的影響。建筑樓內應設置專門的配電室,實現對上述電路的集中控制,配電室位置應設置在靠近用電量大的區域,以減少線路的電能損耗。
4.3 保護元件的選用
由于樓內各室負荷大小不一,儀器設備承載能力不同,所需的保護要求業不一樣,為了起可靠的保護,需要采用上下級的電氣保護系統.即在配電窒、各摟層、各室均裝設保護元件。如果在各樓層、配電室及有大功率用電器的實驗室,因負載大,電流大,當發生大電流短路時,空氣開關分斷能力往往不夠,必須采用熔斷器才能可靠分斷。而一般情況下只需在各室裝設帶漏電保護的空氣開關即可,發生脫扣時,一般人員即可恢復。
4.4 布線合理,避免相互干擾
建筑樓內有多種布線系統,包括有供電線路布線系統、火災報警及消防聯動系統、保安監控系統、辦公自動化系統、通信自動化系統、閉路電視系統等。在這里面有些是強電系統,有些是弱電系統,而弱電線路容易受強電線路的電磁干擾,造成信號模糊、噪聲大,甚至不能正確使用。
在供配電系統的設計中,積極采取上述各項技術措施,就可有效減少線路上的電能損耗,達到線路節能的目的。
結束語
建筑電氣的節能潛力很大,理性設計的思維方式和科學程序的
把握,工程設計中應精心考慮,采用各種措施節約電能,來提高綠色建筑環境效益,同時應滿足科學性、經濟性的要求。并且要求關注建筑的全壽命周期,從建筑全壽命周期的思路出發來進行設計。我們需要認真予以考慮,并切實進行實施的,爭取使我國建筑能耗下降。由于我國屬于典型的冬冷夏熱氣候,采暖、空調能耗都很高,這些決定了我國建筑能耗基數大。因此,在建筑節能技術上的微小改進,節約的能源總量都是十分可觀的。尤其與發達國家相比,在技術上我國處于相對落后狀態,這更決定了我國的建筑節能工作潛力很大。只要我
們能夠科學規劃,努力研究,認真實施,我國的建筑節能工作就一定能取得很大的成績,以達到節能和緩解我國能源緊張的局面。
參考文獻
【1】劉昌明.建筑供配電系統安裝[M].北京:機械工業出版社,
2007.
【2】吳九龍 建筑配電線路電氣設計節能措施―城市建設2010
論文摘 要:在分析了煤礦井下低壓供電系統現狀后,對提高煤礦供電安全可靠性的技術措施進行了詳細分析談論。
眾所周知,我國煤炭資源開采大多是在井下進行,其特殊的開采空間、煤層結構使得煤礦井下環境十分惡劣。采掘面周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質,如果用電不當,很容易由于用電設備出現漏電等發生電火花引起井下發生瓦斯、煤塵爆炸等嚴重事故。本文將結合我的工作經驗,就工程中常用的提高煤礦礦井供電系統安全可靠性的具體對策和措施進行歸納總結,以便為其它相關工程提供一點借鑒意義[1]。
1 煤礦井下供電系統現狀分析
煤礦井下供電系統中采用防爆型及增安型電器設備,在很大程度上提高了低壓供電系統的安全水平,但是由于大多煤礦井下供電系統存在負荷分配不均、諧波污染嚴重、設備型號不匹配等問題,給井下安全用電埋下了許多安全隱患。
1.1主變壓器容量不足
井下負荷容量遠遠大于供電系統原設計容量,從而造成主變壓器長期運行在低效運行工況條件下,不僅降低了供電系統供電可靠性和供電質量水平,同時系統長期運行在過負荷條件下,很容易導致變壓器出現過熱、絕緣老化、供電電纜出現發熱燃燒引起瓦斯爆炸事故,不僅給煤炭開采企業帶來巨大經濟損失,同時還會影響企業的社會信譽。
1.2供電電能質量水平較低
隨著電力電子技術、通信技術、自動控制技術等在煤礦井下機電設備中應用的不斷完善,大量自動化水平較高的大功率機電設備已成為煤礦井下主要操作設備,在很大程度上提高了煤礦井下開采綜合自動水平,但同時大量變頻整流設備(如變頻調速控制系統、軟啟動智能控制系統等)在井下供電系統中的廣泛使用,其正常工作時所產生的諧波分量,會通過低壓供電線路直接反饋入煤礦礦井低壓供電系統中,使井下配電網有功和無功間不能保持原有的平衡,供電電壓出現畸變等低質量電能,不僅影響井下開采設備的高效運行,同時還可能造成井下各類繼電保護和在線監測系統出現“誤動”或“拒動”情況,大大降低井下供電系統運行安全可靠性。
1.3人為誤操作
煤礦礦井不僅操作范圍較小,同時還是一個多工種同時作業環境,這就給井下煤炭生產安全用電提出了更高的要求。
1.4防爆電器自身防爆性能不符合規范要求
為了提高井下供電系統的安全可靠性,保證井下作業員工的人身財產安全,國家已經在相關文件或規范中明令淘汰或禁止使用一批在操作過程中會產生較大能量電弧的分支線路空氣開關。在實際生產過程中發現,有些煤礦由于改造資金缺乏或相關企業法人不重視等因素的影響,這些明令禁止的開關設備依然在煤礦礦井中作為主要的電源控制開關,直接影響到煤礦礦井低壓供電系統可靠性,嚴重威脅著井下從事煤炭生產人員和設備的安全。
1.5煤礦礦井供電系統在線安全監測系統自動化水平較低
由于受當時建設技術水平和投資資金的制約,很多煤礦礦井低壓供電系統均沒有配置供電系統安全實時監測監控系統,致使井下供電系統的綜合運行工況數據信息不能實時反饋回地面,導致地面相關電力調度管理人員無法技術掌握井下供電系統運行情況,對可能發生的安全隱患和故障無法及時作出有針對性的操作和補救決策,引起事故進一步擴大,造成巨大的人身財產損失。
2 提高煤礦礦井供電系統安全可靠性措施研究
2.1構筑合理的井下供電結構
合理可靠的供配電結構是煤礦井下開采安全可靠、節能經濟用電的重要基礎保證。任何分支回路都是獨立運行的,不能在在分支線路上“T”接其它負荷,并及時調整進行開采供電結構,動態優化內部配電線路結構,減少供配電過渡環節和冗余線路,提高供電系統運行安全經濟可靠性。
2.2選用先進動態無功補償及消諧裝置
通過設備無功和有功容量間的自調節,不僅可以提高礦井低壓供電系統的安全可靠性和供電綜合質量水平,為井下各電氣設備提供功率因數和供電質量均優越的電能資源,同時還可以有效抑制井下低壓供電系統中各機電設備運行時產生的高次諧波分量,降低諧波對供配電網的沖擊,保證各煤礦開采機電設備高效穩定運行,提高其綜合使用壽命。
2.3構筑完善井下低壓供電系統繼電保護系統
在低壓供電系統繼電保護設計和技術改造時,應充分結合分級閉鎖和選擇性斷電控制技術,保證井下各機電設備高效穩定、節能經濟運行,為礦井低壓供電系統安全可靠供電提供重要支持。在低壓供電系統中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則,構筑完善的繼電保護系統,可以有效杜絕井下工人的人為誤操作事故發生,從而有效提高礦井供電系統防火防爆綜合安全性能。
2.4配置先進供電安全實時在線監測系統
對于供電系統中存在的高隱患非安全型或高耗能型設備應予淘汰并重新規劃選型。要下大力氣加大資金投入,以提高低壓供電系統的安全可靠性能,保證井下煤炭開采工作高效經濟進行。
3 結束語
煤礦井下供電系統運行在一個復雜環境中,提高其運行安全可靠性是一項系統、長期持久的工作,必須結合煤礦井下煤礦開采的實際情況,將人力、物力、環境等多方面因素有機結合起來,整體協調配合進行充分考慮設計,制定完善井下安全供電措施方案,有效提高煤礦井下低壓供電系統供電可靠性,保障井下煤礦開采安全穩定、節能經濟的高效進行。
參考文獻:
論文關鍵詞:配電網自動化 網絡學堂 課程建設
論文摘要:近年來,配電網綜合自動化技術發展非常迅猛,很多高校相繼開設了與之對應的課程,然而由于該課程為新開設的前沿課程,很多教學內容值得探討。針對該課程綜合性強、覆蓋面廣的特點,建設網絡學堂,從課程建設計劃的制定、課程建設的過程和具體內容、課程特色創新及評價等諸多方面進行了詳細介紹,給出了大量實際案例分析,為培養更多高尖端人才提供了重要依據。
“配電網綜合自動化技術”是電氣工程及其自動化專業的一門重要必修、專業技術課程,是一門實踐性、應用性、綜合性都很強的前沿課程。其知識點多、覆蓋面廣,網絡學堂為此提供了一個非常好的學習平臺。本文就該課程網絡學堂建設中的一些經驗與大家分享,為進一步的教學改革提供重要依據。
一、制定網絡課程建設計劃
網絡課程建設內容主要有:明確課程定位、課程教學目的、教學任務;明確教學內容和要求,按照 “了解”、“掌握”、“重點”三個層次完成課程教學內容和要求;授課前廣泛收集資料,仔細備課,充分組織教案,以保證信息量,電子教案內容豐富生動,給出動畫說明、視頻、音頻等信息,例如對于饋線自動化的發展情況,以手拉手環網結構為例給出動畫說明,在SCADA、GIS等內容介紹上給出視音頻等信息,同時可以充分利用網絡的優勢,給出豐富的相關資源,如圖書期刊、學科網站等。由于課程綜合性實踐性很強,教學內容與實際結合,及時將技術的新進展引入課堂,[1]注意培養學生分析和解決問題的能力。
開展的網絡教學活動有:做一次問卷調查;布置3次網上作業、4次在線測試,建立完善試題庫工作;積極開展答疑討論,發起多于2次網上專題討論,專題討論的內容可以是工程實際問題,也可以是本課程相關前沿有爭議的問題,鼓勵學生積極發言,并主動回復他人的疑問,充分發揮學生的自主學習能力,獨立思考能力;豐富教學博客,根據情況開展“主題教學”,充分發揮網絡優勢。
二、課程建設過程和內容
1.課程定位
本課程是電氣工程及其自動化專業的一門主干專業課程,開設在第7學期。先修課程主要為電力系統分析、微機原理與接口技術等,并修課程主要為建筑供配電、電力拖動控制系統等。
2.支持教學的資源
(1)網上提供了全部的教學課件。
(2)課程面向大四學生,結合畢生生就業的特點,網上為大家提供了與課程有關的公司、科研結構的網站信息等。
(3)課程實踐性很強,網上提供了相關的一些實例照片。
(4)課程講授中提供了動畫演示。例如介紹饋線自動化的發展歷程及饋線自動化故障處理的過程等等。
(5)課程講授中提供了視頻、音頻信息。例如在介紹GIS系統時,負荷密度分析、設備管理、用戶報裝參考等等均提供了視音頻信息,利于學生理解。
(6)購買了國家電網公司電化教育中心制作的農電大課堂光盤。例如在介紹斷路器的知識時,為使學生更直觀了解其原理、結構等內容,廣泛搜集信息,購買了介紹真空斷路器、斷路器操動機構的光盤。
3.學習動機激勵
(1)參與學生人數。課程內“學生數量”大于等于實際授課的學生數量,學生進入課程的數量大于等于實際授課學生數量的5倍。每一位學生都多次參與到了網絡學堂的建設中,特別包括一些留降級、跟班試讀的學生都補辦了相關手續,參與進來,并積極發言,另外,從課程日訪問排行記錄看,也常常居于學校前三的位置。
(2)學生經常在討論區發言,能主動回復其他人提出的疑問。
例1:學生主動提問,并且同學能積極回復。例如高峰同學發表的《一道面試題,關于開閉所》,將課程內容與畢業面試內容結合起來,同學能積極回復探討,達到了課程教學的目的。再如孫宇同學發表的《提問!一個身邊的實例》,還配有圖片,張博超、孫宇、程旭、朱月征等積極回復,大家一起探討。
例2:學生主動查閱資料,將課程的相關知識上傳,實現大家共享。例如魏堯同學上傳的《配電網知識共享》、楊宇同學上傳的《配電網綜合自動化及其發展》等等。
4.教學評價
(1)問卷調查:在課程結束時,做了一次問卷調查,主要是希望同學提出他們的一些想法、建議。實際發放33份,實際收回33份,均為有效問卷。
(2)網上作業:除作業本作業外,網上還布置了3次作業,3次作業上交人數分別是77、56、76,3次作業均全部批改。
(3)在線測試:共了4次在線測試。4次學生提交人數分別為75、75、76、76,4次在線測試均全部批改且公布成績。
5.教學交互
(1)教師會經常在答疑討論區中提出問題,引發學生對學習內容的深入思考,例如筆者發表的《PQ進一步》等,很多同學跟貼;針對學生提出的問題筆者提供了及時、具體、有啟發意義的反饋。
(2)專題討論:筆者發起了2次大型的專題討論,2次專題討論學生參與的人數均遠超過了1/2,學生自主也發起了幾次討論。
三、課程的主要特色和創新
1.支持教學的資源豐富
課件、網站、照片、動畫、視音頻、教學光盤。例如不同配網結構形式FA的故障定位、隔離、恢復供電過程的動畫演示等;GIS的視音頻信息;斷路器教學光盤的應用等等。 轉貼于
2.學習動機激勵
學生能夠經常在討論區發言。這體現在兩個方面,一是學生能結合討論專題、結合課程內容、結合實際、結合就業面試等主動提問,同學們積極回復探討;二是能主動上傳與課程相關的資料共享使用。
四、自我評價及后續建設
1.自我評價
在這次“配電網綜合自動化技術”課程的網絡學堂建設中,筆者按照《網絡學堂課程建設驗收指標》一項一項具體實施,對于指標要求的基本項均達到要求,同時,對于指標要求的4個達優選項,也完成了其中的兩個,即指標“支持教學的資源”和指標“學生經常在討論區發言,能主動回復其他人提出的疑問”。
2.學生評價
摘自《學生調查問卷》:配電網這門課與我們的專業結合很緊密,對我們在知識儲備上和找工作時都有很大的幫助,老師也體諒了我們的難處,充分的利用了網絡學堂這個平臺,幫助同學答疑解惑,給我們提供了便利。
摘自《學生調查問卷》:尤其是課上的PPT做的非常不錯,動態效果及其視圖效果都非常好,讓人很直觀的可以理解到在配電網上的知識。而且有很多知識在供配電中出現,比如開始斷路器的一個幻燈片模型,直接可以看到內部的結構,可以很好的理解配電網的這方面知識,而且也是進一步的復習理解了供配電知識。
3.后續建設
(1)教材建設:由于課程內容很新,目前市場上沒有一本較好的經典配套教材,針對此問題,筆者已經于2008年主編教材《配電網綜合自動化技術》,并由機械工業出版社出版。
(2)實驗室建設:[2]課程工程實踐性很強,很有必要對學生開設實驗,2007年成功申報了北京市的實驗專項資金90萬并獲得批準,已經開設出配套實驗三個:網絡結構變化電網監控設計實驗、網絡結構變化電網監控設計實驗、配電自動化四遙實驗。
(3)實踐建設:本課程應用性很強,安排一些實地參觀,校企聯合,建設實習基地。
五、結束語
配電網綜合自動化技術是近年來隨著通信、計算機技術的發展而發展起來的一門新型學科,它對于提高供電可靠性、擴大供電能力、降低線路損耗和減輕勞動強度具有重要意義。[3]為適應新形勢的發展,本文詳細分析了該門課程網絡學堂建設中的諸多關鍵問題,給出了大量具體的第一手數據資料,具有重要的實用價值和借鑒意義,為進一步提高教學質量提供了重要依據。
參考文獻:
[1]范明天,張祖平.中國配電網發展戰略相關問題研究[M].北京:中國電力出版社,2008.
[關鍵詞]地鐵 弱電系統 系統管理 系統維護
中圖分類號:U231+.1 文獻標識碼:U 文章編號:1009914X(2013)34007701
1.引言
當今社會,弱電系統作為一個獨立的建筑安裝系統,越來越多地被應用于地鐵的建設中,為了保障弱電系統的正常工作,及其可靠的服務壽命周期,專業的弱電系統管理及維護也顯得越來越必不可少。但是目前而言,對于弱電系統的專業維護及系統管理,缺乏有效的可操作性的管理維護措施及建議。因此,對弱電系統的管理及維護,顯得尤為重要。
2.弱電系統的構成及管理維護分析
2.1 弱電系統的構成
弱電系統按照不同的功能來劃分,主要包含安全防范系統和自動控制系統兩個方面。
2.2 弱電系統管理維護中的問題
在實際的弱電工程中存在著較多的問題,概括起來,主要表現在以下幾個方面:
管理維護缺乏系統性和科學性。目前對于一個集成度較高的弱電工程系統,實施的管理維護方案是沿襲傳統的設備維護方案而進行的,將各個弱電系統相互割裂開來,彼此單獨進行管理和維護,并且對弱電系統的維護也基本遵循著沒有問題不維護,小問題小維護,大問題大維修的思路進行管理維護,致使整個車站或者車輛段的弱電工程管理維護缺乏系統性和科學性。
管理維護缺乏專業檢測設備。目前,很多弱電工程或項目的管理維護,都依靠技術人員的手工進行管理維護,發現問題,查找根源,提出解決措施,實現系統正常工作,這樣的管理維護效率較低,缺乏高效的管理維護方案,同時在具體的管理維護檢測設備方面,大多還依賴于萬用表等傳統的檢測設備,無法真正實現對大型的弱電工程進行系統的專業化的管理和維護。
管理維護缺乏專業人才。弱電控制技術在我國起步較晚,但是發展非常快,因而專業的弱電管理維護人員在我國的缺口較大,很難真正的實現對一些大型的復雜的弱電工程的管理及維護;而弱電工程管理維護需要的是在上述各方面均能夠獨立實施管理和維護的專業技術人才。
3.弱電系統的管理維護策略
3.1 完善弱電工程的自動化檢測,提高弱電系統管理維護效率
為了更好的實現弱電工程的管理及維護,可以在各弱電系統的自動檢測及控制方面下功夫,通過完善弱電系統自身的自動檢測、控制功能,來提升弱電系統的管理及維護水平,提高管理維護效率和水平,降低弱電系統的工作故障發生的概率。針對地鐵各弱電系統的特點,可以從以下幾個方面進行管理及維護:
空調系統。通過對空調控制系統進行傳感檢測,可以實現對冷凍機組、熱泵、新風機組、送排風機組及風機盤管等的自動監視和控制,發生故障時能顯示故障的位置及性質,使控制人員及時掌握情況。
供配電系統。供配電系統的弱電管理維護,可以從自動顯示并記錄供配電設備的運行情況入手,包括電壓、電流、功率因素等,并與管理系統聯網;能在控制室實現對整個變配電系統的操作,當發生異常情況(如變壓器高溫)時自動報警;當二路進線中一路發生故障時能自動切換到另一路。
消防系統。通過加強對消防系統的弱電控制及其自動檢測功能,使其能自動控制消防系統的各種設備,當火警發生時,能自動切斷電源,打開排/抽風機,消防泵自動啟動,消防噴頭自動噴水滅火。
其他諸如照明系統、通信、廣播、pids、門禁、自動售票系統等,也都可以通過完善、提升弱電自動檢測的手段實現對地鐵內的弱電系統的有效管理及維護。
3.2 實施弱電工程過程化管理,降低弱電系統故障維護概率
加強對弱電系統的管理維護,還可以從加強弱電工程施工管理的角度來降低弱電系統的故障發生概率,從而提高弱電系統的管理維護水平。按照弱電系統的施工環節,可以從以下幾個方面進行弱電工程施工的過程化管理。
前期準備階段。每一個弱電系統項目的開始都必須組建一個項目管理機構,安排以項目經理為核心的項目管理部進駐工地,根據項目的實際需求和情況,制定相關的管理制度,并編制初步的施工進度計劃。
深化設計階段。根據初步確認的系統功能,對整個弱電系統的初步方案進行深化,并與建筑設計、裝潢設計及招標單位進行溝通協商,最終確認深化設計方案及圖紙。
工程安裝階段。同施工單位落實相關預埋管、箱、盒的現場協調,按照制定的按照進度計劃和現場管理制度,對系統的供貨、安裝、接線等各階段工作全面的監督、協調、管理,以確保弱電工程的施工質量。
調試、測試及試運行階段。編制系統調試方案,分步落實系統的單體調試和總體聯調,編制系統試運行方案,合理地實施系統試運行,并對試運行中出現的問題及時反饋、總結、整改,以完善和提升弱電系統的管理,降低維護工作量,確保弱電系統的可靠工作。
3.3 弱電系統的防雷接地維護
地鐵內弱電系統的防雷接地是非常重要的,如果對防雷接地的設計沒有足夠重視,那么最終整套弱電系統的工作也無法得到可靠的保障??偟恼f來,防雷接地主要需要考慮以下幾個方面:
防雷接地應采用專用接地干線。由外在的本體系統引入接地體,專用接地干線采用銅芯絕緣導線或電纜。
弱電系統的接地線不能與強電交流的地線以及電網零線短接或混接,接地線不能形成封閉回路。
弱電系統中的監控系統及其專業設備的接地線,應選用銅芯絕緣軟線。
弱電系統中三芯電源插座的接地端,應與系統的接地端相連(保護地線)
地鐵弱電系統的傳輸線路(與環境、土壤有關)要求單端接地,在調度室室屏蔽層接地(接到機柜上),干擾信號通過屏蔽層隔開,兩端都接地,有浮點;在特殊情況下,要兩端都接地。有些地方控制線會受到干擾(雜波信號導致信號不良),應將位置移動。干擾無論大小都會表現出來,導致弱電系統控制不靈敏。另一方面,在布線時,由于現場要布很多線,且一般是由多人來布線,容易錯接,因此建議在布線時要做好標識,以提高效率。
4.結語
與其它設備維護一樣,弱電系統的管理維護也離不開問題的主動發現與處理,這樣能夠將故障消除于無形之中,大多故障會有一段時間的預兆,因而要主動去發現問題,解決問題;不僅需要在弱電系統的施工過程中進行質量管理,更重要的是在后期的維護中,要多動腦筋,多與相關技術人員交流合作,輔以現代化的檢測設備,活學活用,歸納總結,提高弱電系統管理維護的水平。
參考文獻
[1]金紅峰.淺談弱電系統管理及維護的一點心得[J].藝術科技,2007,(3)
論文摘要:電梯的電氣控制設備由制造廠成套供應,電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。
1 概述
電梯電氣控制設備由制造廠成套供應,電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。
電梯主電源;轎廂、機房和滑輪間的照明和通風;轎頂和底坑的電源插座;機房和滑輪間的電源插座;電梯井道的照明;報警裝置。
2 配電設計
2.1電梯的負荷分級和供電要求,應與建筑的重要性和對電梯可靠性的要求相一致,并符合國家標準《供配電系統設計規范》的規定。高層建筑和重要公建的電梯為二級,重要的為一級;一般載貨電梯、醫用電梯為三級,重要的為二級;多層住宅和普通公建的電梯為三級。高層建筑中的消防電梯,應符合國家標準《高層民用建筑設計防火規范》的規定。
2.2電梯的供電,宜從變壓器低壓出口(或低壓配電屏)處分開自成供電系統。
一級負荷電梯的供電電源應有兩個電源,供電采用兩個電源送至最末一級配電裝置處,并自動切換,為一級負荷供電的回路應專用,不應接入其它級別的負荷;
二級負荷電梯的供電電源宜有兩個電源(或兩個回路),供電可采用兩個回路送至最末一級配電裝置處,并自動切換。當變電系統低壓側為單母線分段且母聯斷路器采用自動投入方式時,可采用線路可靠獨立出線的單回路供電。亦可由應急母線或區域雙電源自動互投配電裝置出線的、可靠的單回路供電。
消防電梯的供電,應采用兩個電源(或兩個回路)送至最末一級配電裝置處,并自動切換。
三級負荷電梯的供電,宜采用專用回路供電。
2.3 每臺電梯應裝設單獨的隔離電器和保護裝置,并設置在機房內便于操作和維修的地點,應能從機房入口處方便、迅速地接近。如果機房為幾臺電梯共用,各臺電梯的隔離電器應易于識別。隔離電器應具有切斷電梯正常使用情況下最大電流的能力但不應切斷下列設備的供電:轎廂、機房和滑輪間的照明和通風;轎頂和底坑的電源插座;機房和滑輪間的電源插座;
電梯井道的照明;報警裝置。
上述照明、通風裝置和插座的電源,可以從電梯的主電源開關前取得,由機房內電源配電箱(柜)供電或單設照明配電箱,或另引照明供電回路并單設照明配電箱。
2.4 主開關選擇
電梯電源設備的饋電開關宜采用低壓斷路器。低壓斷路器的額定電流應根據持續負荷電流和拖動電動機的起動電流來確定。過電流保護裝置的負載-時間特性應設備負載-時間特性曲線相配合。
2.5 照明、通風裝置和插座的供電回路,根據設備所在部位和工作特點劃分,至少應分為兩個供電回路并分別設置隔離電器和保護裝置:
轎廂用電設備(照明、通風、插座和報警裝置)供電回路和保護斷路器(如同機房中有幾臺電梯驅動主機,每個轎廂均應設置一個),此斷路器應設置在相應的主開關旁。
機房、井道和底坑用電設備(照明、通風和插座)供電回路和保護斷路器,此斷路器應設置在機房內,靠近其入口處。
3 電氣照明、通風裝置和插座設置及控制
3.1 電梯井道照明
封閉式電梯井道應設置永久性的電氣照明,在維護修理期間,即使門全部關上,井道亦能被照亮。井道最高和最低點 0.5米以內,各裝設一盞燈,中間最大每間隔7m設一盞燈,照度應不小于50lx,分別在機房和底坑設置一控制開關。
3.2 電梯機房照明和電源插座
機房應設有固定式電氣照明,地板表面上照度應不小于 200lx。在機房內靠近入口(或幾個入口)的適當高度處設有一個開關,以便進入時能控制機房照明。機房內應設置一個或多個電源插座。
3.3 轎廂照明和電源插座
轎廂應裝備永久性的電氣照明,控制裝置上的照度應不小于 50lx,轎廂地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白熾燈,至少要有兩只并聯的燈泡。
要有可自動再充電的緊急電源,在正常照明電源被中斷的情況下,它能至少供 1W燈泡用電1h。在正常照明電源一旦發生故障情況下,應自動接通照明電源。轎頂應設置一個或多個電源插座。
3.4 底坑插座
底坑距底 0.5m處應設置一個電源插座。插座需有防護措施和有一定的防水能力,宜至少達到 IP21。
4 線路敷設
4.1 線纜選擇
選擇電梯供電導線時,應按電動機銘牌電流及其相應的工作制確定,導線的連續工作載流量應不小于計算電流,線路較長時,還應校驗其電壓損失(直流電梯電源電壓波動范圍應不大于± 3%,交流電梯±5%)。
4.2配線選型
根據不同用途,配線可選用導線、硬電纜和軟電纜,應有不同的保護方式和敷設方式.
5 防災及報警裝置
5.1消防電梯和平時兼作普通電梯的消防電梯,在撤離層靠近層門的候梯處增設消防專用開關及優先呼梯開關,供火災時消防隊員使用。
5.2為使乘客在需要時能有效地向轎廂外求援,應在轎廂內裝設乘客易于識別和觸及的報警裝置。該裝置應采用警鈴,對講系統,外部電話或類似形式的裝置。
5.3超高層建筑和級別高的公建,在防災控制中心宜設置電梯運行狀態指示盤。
5.4消防電梯轎廂內應設消防專用固定電話,根據需要可以設閉路監視攝像機。
6 防雷等電位聯結
二類防雷建筑物超過 45m和三類防雷建筑物超過60m的建筑,應采取防雷等電位連接措施,電梯導軌的底端和頂端分別與防雷裝置連接(接閃器、引下線、接地裝置和其它連接導體等)。
7 電梯機房、井道和轎廂中電器裝置的間接接觸保護
7.1低壓配電系統零線和接地線應始終分開。
7.2整個電梯裝置的金屬件,應采取等電位聯結措施。接地支線應分別接至接地干線接線柱上,不得互相連接后再接地。
在各個底坑和各機房均設置等電位連接端子盒,并與防雷裝置連接。端子盒分別單獨用接地線接至等電位聯結端子板,以便于檢查和維護。采用銅芯導體,芯線截面不得小于 6mm2,當兼用作防雷等電位聯結時,采用銅芯導體,芯線截面不得小于16mm2。
轎廂接地線如利用電纜芯線時,不得少于兩根,采用銅芯導體,每根芯線截面不得小于 2.5mm2。
7.3 電位連接、保護接地及電梯控制計算機工作接地與建筑內其它功能的接地共用接地裝置。
關鍵詞:電氣工程及其自動化;CDIO;模塊化教學
作者簡介:劉超(1985-),男,吉林省吉林市人,南京理工大學泰州科技學院電子電氣工程學院,助教;楊蕾(1986-),女,江蘇徐州人,南京理工大學泰州科技學院商學院,助教。(江蘇 泰州 225300)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0069-02
CDIO是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學提出的一種新的教育模式。CDIO包括構思(conceive)設計(design)實現(implement)運作(operate)四個方面。“構思”是指明確客戶的需求,考慮技術、企業戰略和制度等因素,不斷改進概念、技術和商業要求?!霸O計”指指定開發的產品系統所需的各種計劃、圖紙和算法;“實現”指把設計轉變為產品的過程,包括硬件制造、軟件編程、測試、檢查和驗證;“運行”指對產品系統的維護、優化和淘汰等。CDIO教育思想的核心內容是著重強調學生的實際動手能力和工程實踐能力,是將教學過程與工程實踐項目相結合,通過理論學習解決工程實踐的問題,也通過工程實踐的問題強化理論學習內容。使學生在“學中做、做中學”達到工程實踐與理論教學相輔相成的效果。
電氣工程及其自動化作為極具工程背景的專業,最應該以CDIO為基本思想進行教學實踐。南京理工大學泰州科技學院(以下簡稱本校)電氣工程及其自動化專業,以培養“現場工程師”為教育目標,2010年被吸納為CDIO工程教育改革試點高校,成為江蘇省獨立學院中唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,教學效果在應用型本科院校中處于前列。
一、以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業改革特點
1.以求職為導向的電氣工程及其自動化的教學方法
培養學生學以致用、理論聯系實際以適應將來求職之需的能力和素質是所有專業教育的共性。CDIO理念說明本科應用型人才培養方案既不是一蹴而就的,也不是一成不變的。工程教育應當是動態的,隨著新科技成果地不斷出現,本科應用型人才培養目標必須通過市場調研,不斷進行更新和調整。對于高校來說,人才培養方案地制訂和調整絕不僅僅是高校內部的事情,高校在制訂和調整人才培養方案時,應當把雇主對人才培養的需求作為重要依據。同時,廣泛征求用人單位、學術界、政府以及學生群體的意見和建議,確保人才培養方案的科學性、全面性和可操作性。以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業建設應從教學大綱、教材、實驗、課程設計、畢業設計等方面與企業需求相結合,形成一切圍繞企業需求的教學方法。
2.以大工程為主的宏觀教學手段
寬口徑人才一直是各大高校所追求的目標。CDIO模式從一個寬廣的視野來解讀工程,在這個視野中工程不再局限于技術,工程與社會發展、市場規律、管理模式、歷史文化、價值觀念、心理、審美等緊密結合起來。CDIO模式根據這樣一個大工程的理念來建構課程體系,CDIO模式培養的不僅僅是技術專家,而且是能在現代組織管理模式和市場運行機制下從事產品系統開發的工程師,更是以人類福祉為宗旨的具有社會責任感的工程人才與社會文明的締造者。
對于電氣工程及其自動化專業來說,要教育學生對整個系統有一個整體的概念。不能將學生的視野局限于簡單的一點、一門學科,而是要讓學生深刻理解所做工作在整個工程中的意義和地位,這樣才能實現寬口徑人才的目標。以一種系統宏觀的視角來培養工程人才,無論是課程體系、教學模式還是培養目標,都應該在這個教育理念下制訂。在學生畢業設計中,可以將一個大項目拆成幾個小的課題,讓學生組成一個完整的項目組,分攤項目中的一個部分。比如說:將一個建筑電氣化的項目分成三個部分:建筑供配電、電梯控制、監控系統。這三部分看似相互獨立,實際緊密相連。建筑供配電要給電梯控制;監控系統提供電源,保證其穩定運行;電梯控制需要監控系統的輔助,才能保證運行的安全性,監控系統服務于建筑供配電,實時監控各部分的穩定運行。通過三部分的設計,形成一套完整的解決方案。在這個項目的設計中,將大工程的理念貫穿其中,培養學生工程實踐中的大局觀使其更加真實地了解工程實踐的各個細節分工。
本校將“工程導論”作為大一的必修課,請多年從事實踐工程的教授作為主講教師,以其豐富的工程經驗讓學生了解電氣工程及其自動化專業的發展方向。課程中全部以大工程為案例,讓學生主動思考工程的每一個部分。使學生明確工程師的角色和職責,并且進行簡單的問題解決和設計實踐,養成初步的個人能力、人際交往能力和構思、設計、實施、運行能力,為今后的學習打下基礎,并提高學習的興趣。同時進行考核方式的改革,不通過筆試的方式給學生評定分數,而是讓學生通過PPT展示自己對電氣工程及其自動化專業的理解,使學生積極參與到課程之中,獲得了良好的效果。
二、以企業項目需求為核心的模塊化教學改革
1.以企業項目需求為核心的模塊化教學特點
所謂模塊化教學模式是按照程序模塊化的構想和原則來設計教學內容的一整套教學體系,它是在既定的培養目標指導下,將全部教學內容按照一定標準或規則進行分解,使其成為多個相對獨立的教學模塊,且各教學模塊之間可以按照一定的規則有選擇性地重新組合。
以企業項目需求為核心的模塊化教學改革就是將企業需求放在第一位,學校的課程設置根據企業項目需求做一系列地調整,形成職業化的教學模塊,這些模塊既相對獨立又相互聯系。對于實現大學生的培養必須注重“寬口徑、厚基礎、強實踐、重創新”的目標有很重要的作用。以企業項目需求為核心的模塊化教育,是服務于企業項目的,將學生課程的理論學習與企業項目直接掛鉤,從專業課程的層面就開始讓學生了解所學內容在項目中所處的位置,既符合以求職為導向的教育方法,又符合CDIO大工程的理念。
2.以企業項目需求為核心的電氣工程及其自動化專業模塊化教學分析
電氣工程一級學科目錄下有五個方向:電力系統自動化、電機與電器、電工理論與新技術、高壓電與絕緣技術、電力電子與電力傳動。結合獨立院校的自身特點,依據市場需求和企業需求可將電氣工程及其自動化專業分為以下幾個模塊:
(1)電氣控制模塊。電氣工程及其自動化專業的學生和自動化專業的學生有很多知識的交叉,而且又兼顧了電氣、電機方面的知識,所以在控制領域有很廣的就業前景。電氣控制模塊不僅直接與工業控制方面掛鉤,甚至涉及火力發電廠集控運行等方面,應用領域極為廣泛,是應用型本科院校學生就業的重點,也是“現場工程師”所必須掌握的一個重要模塊。
其核心課程包括:“電器控制技術”、“PLC原理與應用”、“變頻器原理與應用”等。本校單獨開設了電氣控制實驗室,以西門子S7-200系列PLC為例,引導學生自己動手調試。完成了“五層電梯PLC控制”、“郵件分檢系統PLC控制”等課程設計。在此基礎上,還開設了組態軟件課程,將下位機與上位機連接起來,更加貼近真實項目,使枯燥的編程變得更加生動,也對學生畢業設計地完成起到了拋磚引玉的作用。畢業設計中不僅完成了工業控制PLC下位機的編程和調試,還要將下位機控制的情況通過組態軟件真實地反應,畢業設計論文與工程實踐更加緊密貼合,具有較高的水平。
(2)電子電路設計模塊。根據江蘇省經濟發展的特點,電子產業有著廣闊的就業前景。單片機以及電路方面的知識是學生就業擇業的一大重點。各種電子產品的生產與開發,都離不開軟件或者硬件工程師。
其核心課程包括:“數字邏輯電路”、“模擬電子技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“電力電子技術”等。作為上述課程的補充,本校還開設了“嵌入式系統開發”等現階段應用廣泛的專業課,以及大學生創新實驗室。該實驗室為完全開放的實驗室,學生自己動手,操作開發板、調試電源器件。在這個實驗室鍛煉過的學生進步很快,就業選擇優勢明顯。
(3)電力系統設計運行模塊。能源問題一直是工業社會發展的熱點問題,電氣工程及其自動化專業的一個極為重要的就業方向就是電力系統設計運行。發電廠、供電公司需要大量的“現場工程師”來保證電力系統穩定安全的運行;建筑行業需要大量的設計施工人員進行供配電系統的設計、施工、調試,該模塊有廣闊的就業前景。
其核心課程包括:“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”、“發電廠電氣部分”等。對于應用型本科院校,上述課程要以“輕理論,重實踐”為指導思想,通過課程設計和畢業設計等手段,讓學生從整個電力系統“大網”運行為入手點,掌握電力系統運行的基本原理。
三、結語
對于應用型本科院校來說,CDIO工程教育模式是極具借鑒意義的教育改革理念。本校作為江蘇省獨立學院唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,在“現場工程師”的培養道路上不斷摸索,積極總結,取得了顯著效果。本文總結了以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業改革,提出一種以企業項目需求為目標的分模塊的電氣工程及其自動化專業的教學改革。這將對以CDIO工程教育為理念的高校教學改革提供參考。
參考文獻:
[1]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).
您好,根據作者的專業,這篇論文我把電氣內容放在前邊,結構內容放后邊了
關鍵詞:高層;鋼結構建筑;消防;電氣;結構;設計要點
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
前言:高層鋼結構建筑的電氣消防設計水平和結構設計的安全、可靠,直接關系到高層建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能,建筑行業在進行建筑結構設計和消防電氣設計中應該根據國家標準和規范,做好建筑工程的消防電源及配電設計、火災自動報警系統設計、鋼結構設計等方面的設計工作,通過優化建筑工程結構設計和消防電氣設計不僅可以有效避免安全隱患的出現,防止重大安全事故的發生保障人員的人生安全。
一、高層鋼結構建筑消防電氣設計的特點
高層鋼結構建筑的結構本身在高溫下容易失去承載力,室內裝修的材料也是可燃的,加上存在人員及貨物過于密集、樓層過多的問題,高層建筑存在著嚴重的安全隱患。高層鋼結構建筑容易發生的“煙囪模式”是由于豎井內電氣管線多、管道敷設彎曲、電梯間通風設備多等多種原因造成的。煙囪模式在遇到明火的時候,會加快火勢的增大和蔓延。經過對許多火災事故和現場的分析,相關部門發現火災發生十五分鐘之后,火勢會不斷加大并以極快的速度蔓延,煙霧的擴散程度也會迅速加快。所以,高層鋼結構建筑的火災撲救十分困難,假如發生火災,就會對人民的身體健康和財產安全造成極大的損害。
二、高層鋼結構建筑的消防電氣設計要點
1、供配電設計
高層建筑的防火規范必須按《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95執行。國家標準《供配電系統設計規范》GB50052-2009規定了供電負荷等級和供電要求。一級負荷應由獨立的雙重電源供電,當一電源發生故障時,另一電源不應同時受到損壞。許多高層鋼結構的建筑為一類高層建筑,所以它的供電負荷等級也應該是一級。一類高層鋼結構的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、漏電火災報警系統、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防電氣的負荷應該是一級負荷別重要的負荷供電。
2、火災事故照明和疏散指示照明
高層鋼結構建筑的樓梯間、前室、配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、供消防用電的蓄電池室、自備發電機房、電話總機房以及發生火災時仍需堅持工作的其它房間、人員密集的場所、公共建筑內的疏散走道和居住建筑內走道長度超過20m的內走道應設置應急照明。疏散用的應急照明,其地面最低照度不應低于0.5Lx,疏散照明最少持續供電時間為30min。
3、先進可靠的火災自動報警控制系統
高層鋼結構建筑的火災報警系統按《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98的要求執行,將火災報警系統分為三種基本形式:區域報警系統,集中報警系統和控制中心報警系統?;馂淖詣訄缶到y的保護對象應根據其使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度等分為特級、一級和二級。鋼結構的高層建筑的火災自動報警系統基本上采用控制中心報警系統。控制中心報警系統中至少應設置一臺集中火災報警控制器、一臺專用消防聯動控制設備和兩臺及以上區域火災報警控制器;或至少設置一臺火災報警控制器、一臺消防聯動控制設備和兩臺及以上區域顯示器,應能集中顯示火災報警部位信號和聯動控制狀態信號,系統中設置的集中火災報警控制器或火災報警控制器和消防聯動控制設備在消防控制室內的布置應滿足規范要求,宜用于特級和一級保護對象。
4、火災漏電探測報警系統
高層鋼結構建筑內火災危險性大、人員密集,根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98的要求需設置漏電火災報警系統?;馂穆╇娞綔y報警系統主要探測線路的漏電電流、過電流等信號,發出聲光信號報警,準確報出故障線路地址,監視故障點的變化,并儲存各種故障和操作試驗信號不應少于12個月?;馂穆╇姷奶綔y模塊安裝在供配電的每一個回路的空氣開關下端,探測每一路需要檢測回路的漏電電流、過電流情況。每一個探測回路只發出聲光信號報警,準確報出故障線路地址,監視故障點的變化,不切斷回路的電源?;馂穆╇娞綔y報警系統的主機安裝在消防控制中心的墻上,給值班人員提供準確的報警信號和故障點位置。
5、做好建筑物的防雷與接地
高層建筑的火災中,由雷擊造成的原因占一定的比例。所以建筑設計時必須計安全可靠的防雷和接地裝置 ,防止直擊雷、側擊雷的直接破壞和雷電波的浸入造成的破壞。鋼材是良好的導電體,鋼結構的高層建筑像一個導電的鐵籠子,所以更要做好建筑物的防雷和接地,還應及時與結構等專業溝通,合理確定位置,使其滿足規范要求,減少和預防由于雷擊造成的安全事故。
三、高層鋼結構建筑的結構設計應注意的問題
1、鋼結構設計要安全可靠
鋼結構要做到安全合理、符合電氣專業相關要求、節點構造方便可靠,并為構件生產、運輸、安裝提供保障。 結構方案盡可能節約鋼材,減輕鋼結構重量;鋼結構設計生產盡可能縮短制造、安裝時間,節約勞動工日;鋼結構必須有足夠的強度、剛度和穩定性,保證整個結構安全可靠,符合建筑物的使用要求,有良好的耐久性;結構構件應便于運輸、便于維護。而且還要注意鋼結構使用價值和觀賞價值兼備。
2、鋼結構建筑設計要實用、安全
鋼結構建筑設計要發揮鋼結構的優勢,滿足電氣消防設計規范,建筑鋼結構的平面布置應力求規則、對稱,而且避免鋼結構帶來的建筑平、立面單調呆板;注意設計深度,保證達到有關的規定要求;注意解決鋼結構建筑建筑防腐蝕、防火、防震問題。做好鋼結構防銹、防腐處理,使結構布置符合規則性要求,提高防震能力,保證鋼結構建筑的實用安全性統一。
四、高層鋼結構建筑結構設計技術要點
1、判斷鋼結構在建筑設計中的適用性
在進行鋼結構建筑設計、選用結構設計方案之前,要充分考察建筑項目建設是否適合用鋼結構 。鋼結構通常用于大跨度、高層、荷載、體型復雜或有較大振動、密封性要求高、吊車起重量大、要求能便于安裝拆卸的結構。為了避免不必要的經濟損失,要認真考察鋼結構在建筑設計中的適用性。
2、確定結構選型與結構布置
“概念設計”這一理念應貫穿于在鋼結構設計的整體過程中,運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇,它在結構選型與布置階段尤其重要。國內常見的鋼結構類型主要有:框架、塔桅索膜、網架、平面架、輕鋼等。在鋼結構選型環節,要注意依據結構設計中主體系與分體系之間試驗現象、破壞機理、工程經驗、力學關系與震害等因素的綜合深入分析,從而全面性整體性的選擇最為科學、合理的結構,并且注意合理布置細節。
3、分析結構、預估截面
建筑設計在確定鋼結構選型和布置后要注意對鋼結構進行分析,以便鋼結構于在實際設計中的合理應用,例如利用線彈性分析鋼結構。另外還需對構件截面作初步估算,包括梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。設計時應及時與電氣等專業溝通,使設計更加優化,這些也是鋼結構建筑設計的重要環節。
結語:綜上所述,在高層鋼結構建筑的消防電氣設計以及結構設計過程中,深入了解其消防電氣的設計特點以及結構設計特點是關鍵,做好電氣和結構兩個專業間的相互配合工作,這既是現代化高層建筑物得到安全保障的體現,也是建筑火災得到有效控制的體現,極大地保障了人們的生命財產安全。并且隨著現代科學技術的快速發展的同時,促進人們不斷在建筑電氣消防技術中引入了很多新型的現代化設備,不斷的完善結構優化設計,進而大幅度地提升了超高層建筑物的安全穩定功能,使其更加符合現代化超高層建筑設計的新要求。
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