《探讨变配电系统的智能化设计在超高层建筑工程中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨变配电系统的智能化设计在超高层建筑工程中的应用（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、探讨变配电系统的智能化设计在超高层建筑工程中的应用 黄健林 广东南海电力设计院工程有限公司 摘 要： 随着城市的不断发展, 城市土地资源变得越来越短缺, 所以为了满足人们的需求, 开始不断进行超高层建筑的建设。而在该建筑当中, 变配电系统具有非常重要的作用, 相关人员在对其进行设计时需要充分考虑各个方面的因素, 使其在超高层建筑能够充分发挥自身的作用。本文就针对变配电系统的智能化设计以及其在超高层建筑工程中的应用进行探讨, 希望能够促进超高层建筑变电系统的智能化发展。关键词： 变配电系统; 智能化设计; 超高层建筑; 收稿日期：2017-8-27Received： 2017-8-27前言近些年
2、以来, 超高层建筑成为了城市标志性建筑物, 并在人们的生活当中发挥了重要作用, 而超高层建筑的设计和使用都需要相应的科学技术给予更多的支持, 促使其在使用过程中能够满足人们的需求。文章就超高层建筑中的变配电系统设计和应用进行探讨, 以提高我国此方面的水平。1 超高层建筑及变配电系统的简介1.1 超高层建筑的概念根据我国国家相关条文对超高层建筑所进行的定义来看, 其主要指当建筑物自身的高度达到 100m 以上时为超高层建筑。虽然超高层建筑和普通建筑同为建筑, 但是其在很多方面存在较为明显的区别, 其在一定程度上有效节省了土地资源, 并且还充分利用了空间, 其产生了一定的社会效益。人们通过对超高层
3、建筑进行科学且合理的规划与利用, 在一定程度上能够大大方便城市居民的生活。1.2 超高层建筑变配电系统的要求由于超高层建筑非常高, 电能最为建筑中的主要能源, 其对于超高层建筑来说是非常重要的, 其相对于普通建筑中的变配电系统来说具有以下几点要求: (1) 安全性。安全性是变配电系统最为基础的特点, 由于超高层建筑的特殊性, 应当保障系统在运行过程中应当保持良好的安全性, 从而促使设备和工作人员不会受到威胁, 而且在对系统进行检修时也要具有较高的安全性。 (2) 简洁性。电气系统应当尽量保持简单, 切勿在系统中出现多余的设备, 便于对设备进行切除, 对线路进行操作。在实际操作过程中尽量避免出现
4、误操作的情况, 如此便能够有效提高系统自身的可靠性, 从而降低事故发生的概率, 并且在事故处理上也能够变得更加简单与迅速1。 (3) 可靠性。根据电气系统本身的要求, 需要在任何状态下才都要保障系统依然能够提供连续性供电, 促使系统变得更加可靠。2 超高层建筑工程变配电站系统智能化设计智能化改造是一个相对较为复杂的工程项目, 其不仅在总体结构和硬件等方面要进行综合考虑, 而且还要在设计过程中选择和应用智能化软件, 通过这些措施来控制变配电系统, 促使电能供应变得更加合理。在进行智能化改造时通常会从以下几个方面入手。2.1 主线设计在对其变配电站系统进行智能化设计时, 需要先对其主线进行设计:
5、(1) 从供电角度来说, 需要确保供电本身的可靠性, 并根据各类用电负荷的性质与大小来设计电源具体的回路数, 如图 1 配变电站分布示意图。 (2) 需要从维护的角度出发, 再根据用户具体的需求进行设计。 (3) 在设计系统主线时, 应当将系统在运行过程中所产生的电损耗降到最低。 (4) 系统应当具有较强灵活性, 以此来满足所有用户自身的个性化需求。 (5) 低压母线通常分为正常和应急两部分, 这两部分在运行时应当尽量分开保持运行状态。图 1 配变电站分布示意图 下载原图2.2 总体架构在进行系统设计时, 其本身的设计思想为:在整个系统当中应当选择和使用分布式控制, 一共划分上位机与下位机两部
6、分。下位机主要是指电表单元, 然后对各类数据信息进行相应的采集工作, 如图 2 电表单元数据采集示意图。而上位机则是不断向下位机发送相关指令, 以此来完成对系统内部各项信息数据的记录, 然后再生成相应的数据库来进行管理。下位机与上位机两者通常是利用PROFIBUS 总线进行连接的。在 PROFIBUS-DP 网络当中, 智能从站节点仅仅是其中的一部分, 所以总线系统软件通常分为监控、主站以及智能从站软件。3 变配电系统的智能化设计在超高层建筑工程中的应用3.1 火灾报警系统根据我国所出台的相关规定来看, 如果建筑物的高度达到了 100m 以上, 除了在一些拥有充足水资源的场所 (如游泳池等)
7、, 在各个场所中都需要布置火灾报警系统, 以此来应对突发情况。当超高层建筑发生火灾时, 烟气的飘散将会对人们视觉和嗅觉产生非常大的影响, 此时虽然能够开启应急照明灯, 但是还需要利用声音来对人们进行疏导, 以此帮助人们第一时间逃离火灾现场。通过利用火灾报警和广播这两个系统, 有利于发生火灾时救援工作的展开5。所以, 在设计该系统时需要充分认识到变配电系统布线本身的重要性, 通过电气火灾检测系统, 准确定位事故故障点, 快速切除故障线路。另外, 可通过电力监控系统, 实时查阅各电气设备运行参数, 有效提高系统本身的可靠性与安全性, 为火灾报警系统提供所需要的电能。图 2 电表单元数据采集示意图
8、下载原图3.2 防雷与防电磁系统、系统接地由于超高层建筑在高度上所具有的独特特点, 在一定程度上促使智能化系统本身要具有非常强的抗电磁干扰和防雷性能, 并在此部分不断进行加强, 如果智能化系统受到了严重的影响, 将会对变配电系统产生直接影响, 从而影响到电能的供应, 因此, 必须采取措施确保系统接地设计自身的稳定性。变配电系统接地对于整个系统的安全运行来说具有非常重要的作用和意义, 但是需要对接地电阻来进行确定。如果配变电系统接地形式为经低电阻或是直接接地时, 低压接地系统的形式则为 TN 系统, 而且当低压和高压两者在接地所采取的形式主要为 TN 系统, 而且当低压和高压两种接地装置共同使用
9、时, 变电站接地装置中的电阻:R EU f/IE;如果当低压系统所采取的接地形式为 TT 系统时, 变电所自身的接地电阻为:R E1200/I E。但是当配电变压高压侧系统接地是不接地系统, 那么低压系统接地所采取的形式则是 TN 系统, 而且当低压和高压两种装置共同使用时, 变电所中的接地电阻为:R E50/I E;低压系统在接地形式上采取 TT 系统时, 那么接地电阻为:R E250/I E, 当接地电阻确定以后, 选择智能化软件, 通过利用软件算法快速分析接地电阻相关参数, 变配电系统能够在突发情况时能及时发出指令, 督促相关人员及时采取措施应对, 尽量降低用户所造成的损失和生命危险。依
10、赖于智能化系统对变配电系统接地进行控制, 以此来保障整栋大楼都能够维持正常的运转, 对雷达和基站等防雷及防电磁起保护作用。3.3 电能传输与线路导体的选择对变配电系统进行智能化设计, 在供电系统当中能够对电能的输送产生非常重要的作用。在传统供电系统中, 其在进行电能输送时并没有考虑到各个方面的用电情况, 所进行的供电为统一供电, 造成电能供应不能够根据超高层建筑自身各个方面实际情况来进行电能的优化, 这在一定程度上将降低电能利用率。而智能化供电系统则能够根据超高层建筑各方面在电能上的实际需求来进行供应, 对于应急照明和供电上应当备有应急系统, 而在该系统需要留有充足的电能, 并在突发情况根据建
11、筑的具体要求来进行电能分配, 从而保障建筑物对电能的需求。针对于超高层进行线缆选型时, 如图 3 所示, 应当尽量选择低烟、阻燃的电缆或是电线材料, 而在消防设备配电与分支干线上, 所选择的绝缘类电缆主要为矿物电缆。线路电压在传输过程中应当尽量超出允许值的范围, 导体自身应当满足热稳定的要求, 而导体界面则需要满足在机械强度方面的要求4。虽然密集型母线是供电重要的载体, 所承载的负荷电流能够达到数千安, 但是因母线自身的刚性结构, 造成人们在使用时格外小心与慎重。在选择导体时, 需要充分考虑建筑物本身正常的摇摆, 如果是在地震烈度较高的区域, 则需要将其建设在建筑物当中, 而在供电上则选择电缆
12、供电, 而且抗震性电缆也比母线要具有更好的性能。通过选择性能优异的线路导体能够有效降低电能在传输过程中所产生的消耗, 从而大大提高变配电系统中电能利用率。图 3 电缆、电线选择示意图 下载原图4 总结变配电系统的智能化设计对于超高层建筑的发展能够产生积极的作用和意义, 应当引起人们的重视。设计人员通过对其进行优化和设计, 能够促使变配电系统能够最大程度发挥自身的作用, 以此来促使超高层建筑能够满足人们的需求。参考文献1宋孝洋, 郝敏铭.智能化技术在高层建筑电气中的应用J.科技风, 2014 (18) :156. 2贾俊起.智能化电能管理系统在超高层建筑中的应用J.城市建设理论研究:电子版, 2012 (20) . 3范小亮, 王丹, 郭明亮.对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的探析J.中国科技博览, 2013 (16) :279. 4郭晓岩.超高层建筑智能化系统设计特点分析J.建筑电气, 2011, 30 (10) :810. 5陈力生, 付辉.高层建筑智能供配电系统设计研究J.山东工业技术, 2014 (12) :154.
