建筑电气工程自动化设计及实现分析

2013-08-15丁大为

河南科技 2013年6期

丁大为

（潍坊工程职业学院，山东潍坊 262500）

随着社会经济的快速发展，当前的电气工程技术已经不能适应社会的发展需求，因此，电气自动化技术要不断地创新。在学习国外电气自动化技术的前提下，我们要根据自己的实际情况，发展我国的电气自动化技术。在建筑领域，电气工程对建筑的进程有着十分重要的影响，电气工程涉及到建筑的各各方面，电气自动化技术的顺利应用，关系到整个建筑电气设备的安全运营。

1 电气自动化系统的概念

电气工程自动化控制系统丰要通过设备接地信号处理、传输信号屏蔽、选择合适的抗干扰措施等，完成电气自动化。

采用计算机集中控制是20 世纪80 年代主要电气工程的方式手段，这种方式可靠性较差，运行速度较慢，到90年代之后逐步被集散式控制方式取代，随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合，90年代末，电气设备控制技术得到了迅速发展，电气工程自动化控制得到广泛的应用。

2 电气自动化的主要功能

依据单元机组的运行和电气控制的特点，通过ECS 监控应用到发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制系统中。电气自动化的基本功能主要包括以下几个方面：

柴油发电机组和保安电源控制和操作；高压启，备变压器控制和操作(2台机共用)；220kV／500kV开关自动同期并网及手动同期并网；保护控制发变组保护、厂高变保护、励磁变压器；发电机励磁系统包括启励、灭磁操作，控制方式切换，增磁、减磁操作，PSS的投退；隔离开关的控制、发变组出口220kV／500kV断路器及操作；380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制；6kV 高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等；直流系统和LPS系统的监视。

在发变组保护等主保护和安全自动装置的方面，因为有一定难度，设备要求全部在DCS中实现其功能，可能增加相当大的费用，故可以保留。但是它们与DCS之间要求接口，控制采用硬接线，利用通讯方式传输自动装置信息，并可以通过DCS进行事故追忆。

3 电气自动化技术设计理念

3.1 电气自动化DCS控制系统

DCS系统是指电气自动化分布式控制系统，“DCS”这个名称是由英语单词缩写而来的，即T0taIDistrbutedMicropro—cessorContralSystem。相对于集中式的控制系统而言，DCS 系统是一种新型电脑控制体系，这种系统相对与传统电气控制而言，更为高级和更为先进。该系统是在传统的集中式的控制系统的基础至上演变、发展起来的，可靠、实时和可扩充等是该系统的优点，因此，在电气工程的过程中DCS系统得到了广泛应用。但是此系统通过广泛的应用，出现一些问题，比如受DCS系统模拟混合体系所限制，其仍然采用的是模拟的传统的仪表，因此，降低了系统的可靠性，在维修维护的时候起来也比较困难；缺乏一种统一的标准，增加了维修的成本。因此，在现代科技进步下，创新电气自动化控制系统是必不可少的。

3.2 信息集成化的电气自动化控制系统

电气自动化控制系统所包含的主要信息技术表现在两个方面，一是在管理层面纵深发展。二是，信息技术能够在电气自动化设施、系统和机器之中横向发展比较。信息集成化系统在电气工程中的监督控制能够呈现出动态的、直观的画面，所以能够及时掌握电气工程中的信息数据资料。

4 电气自动化在建筑领域的应用

4.1 电气自动化在电气接地系统的设计

TN-S系统是电气接地系统中最重要的一种，中性线与保护线分开，将一个三相四线和PE 线组合的接地系统。通常，在建筑工程项目中设立单独的变电/配电所的时候，常常采用这种系统。PE不导电，中性线N是外露可导电是此系统的优点。需要注意的是严格的独立分开中性线N和PE线，二者的接地点是变压器的中性点，除此之外，没有任何的接地点。此系统的PE 线本身没有电流，对地没有电压，安全系数高。

通常，低压供电系统的民用和工业建筑使用TN-S系统。在复杂建筑中运用时，要采用技术方法与TN-C-S 接地系统相似的。在一些电子设备的应用上，如果电子设备有特殊要求，一般也可以采用TN-S 系统。具体考虑系统在使用上的出现的问题。仔细考虑在复杂建筑运用TN-S 系统，在这种建筑中，电气工程设备用电以单相为主，在负荷方面，占的比重相对较大是单相方式，所以随机电流负载于中性线N 中常常出现。在建筑中照明的荧光灯等设备用电使用量比较大，外加上三次谐波存在于N 线中，二者一同作用在N 线上，加大电流量，不安全因素随之升高，事故容易发生。假如N 线接在PE 线上，加上与设备外壳接触，更加严重的灾难事故更容易发生。因此，要充分考虑安全因素，保证电气工程的顺利运行。

4.2 电气自动化设计中保护系统的设计分析

在交流和直流接地保护设计中，电气工作接地的主要部分是地和中性点的接地。辅助配电功能的等电位接线端子在箱柜中存在，最重要的是注意接线端子的安全性；第一，禁止暴露在外；第二，禁止与屏蔽接地混合相接。第三，禁止与PE线连接。

在高压的系统中，中性点接地的技术能够有利于确保接地保护安全运行，有利于有效的消除使单相电弧接地过电压，有利于保持三相电压的平衡，有利于保证在低压系统中单相电源能够稳定的使用。在复杂建筑领域中，因为存在大量的自动化控制设备，在使用这些设备中，加上网络的应用，微电流和电位快速频繁的进行，给供电带来很多不稳定的因素。应对措施有以下几种：第一，在引线方面，截面较宽的铜芯绝缘线是引线的最佳材料；第二，一头连接基准点位，另一头直流接地；第三，N 线和PE线不能与引线连接。