供配电设计论文范文
时间：2023-03-16 19:22:45
导语：如何才能写好一篇供配电设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1.1保证能够安全稳定的运行
配电设施要想更加安全可靠的运行，就需要保证配电设备在运行过程中，不会出现停电事故，如短路、外力破坏、绝缘击穿等；在运行操作和维护过程中，有可靠的电气机械联锁等措施防止人员误操作和误触电事故；在配电设施附近做好防护措施，居民和过往行人不会错误地触碰到电路；可以对常见的恶劣天气进行抵抗，如风、雷、雨水等，尽可能避免事故发生。
1.2充足的容量
要按照最大负荷要求来控制配电容量，设备不能够出现过负荷运行状态，并且还需要留有一定的裕度。
1.3电能质量
电能质量指标包括诸多方面的内容，其中，频率偏差、电压偏差以及流动和闪变等，都是我们所经常使用的。配电设计主要是对电压偏差进行计算。
1.4供电的连续可靠性需要得到保证
在对电源的数量和网路的形式进行确定时，需要将负荷大小充分纳入考虑范围，要最大限度地降低用户的停电次数和停电时间。
210kV电源进线工程设计
2.110kV电气主接线
对于大部分住宅来说，负荷比较单一，因此设计电气主接线也相对容易。但对于高层或小高层的住宅小区来说，其负荷较重，电气主接线的设计就显得相对复杂。一般的高层小区住宅都设有用电负荷二级或者二级以上的设施，例如电梯、消防、喷淋等设施。为减轻负荷，在小区范围内设置一座开闭所，采用两条单独的母线接入10kV电气主接线，以满足小区相关负荷的要求，适应小区供电网络的特殊情况。以某住宅小区为例，该小区总建筑面积200000m2，包括综合商业街、酒楼、高层公寓、幼儿园等。该工程有一、二级负荷，要求由两个电源供电。当一个电源发生故障或检修时，另一个电源应能保证供电，即两个电源不应同时停电。为保证消防负荷及其它重要负荷的供电可靠性，设置柴油发电机组作为应急电源。10kV高压系统采用单母线分段接线，如右图所示。系统正常工作时两路电源独立运行，母线联络开关此时为断开状态。其中一路电源发生故障或检修时，母线联络开关自动合上，全部负荷由另一路电源供电。400V低压侧同样采用单母线分段接线，设母线联络开关，与进线开关采用电气加机械联锁。
2.210kV开关柜
根据绝缘介质的不同，配电常用负荷开关柜主要包括以下3种：SF6负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜以及真空断路器开关柜。通过对比发现，目前这3类负荷开关柜中SF6负荷开关柜因其占地面积小、分段能力强、稳定性好、检修周期长等特点，符合供电企业设备运行维护以及住宅小区供电可靠性的要求，因此在住宅小区供配电设计中使用越来越广泛。
2.3变压器的选择
变压器是10kV配电设计当中的关键部分，变压器的选择关系着供电网的安全、稳定，因此必须结合住宅区的实际情况，选择合理的变压器。干式变压器与全密封油浸式变压器是变压器的常见类型。首先选择变压器的额定电压，高压侧电压与所接入电网电压相等，低压侧电压比低压侧电网的电压高10%或5%（取决变压器电压等级和阻抗电压大小）；额定容量选择，计算变压器所带负荷的大小（要求统计最大综合负荷，将有功负荷kW值换算成视在功率kVA），如果是两台变压器，那么每台变压器的容量可按照最大综合负荷的70%选择，一台变压器要按总负荷考虑，并留有适当的裕度。其它名牌参数可结合变压器产品适当考虑。变压器的选择还与变电所的位置息息相关，若变电所处于地下，则适宜采用干式变压器；若变电所处于地上，则适宜采用油浸式变压器，这样设计能够确保其与消防及其他配套设施的要求不发生冲突，确保供电系统运行的稳定。
3配电房电气工程设计
3.1配电房的位置选择
小区配电设施如配电室、箱室变压器、电缆沟管走向等应纳入住宅小区设计的总体规划，应与小区内其他管线统筹规划；住宅小区的配电房以独立建筑物为宜，也可结合主体建筑建设，一般设在地面一层或二层，但不应与居民住宅毗邻。当条件限制而必须设在地下层且当地下层有多层时，不应设置在最底层，以防受潮或水淹。目前一般新建小区的配电房常常设置在建筑物的首层或地下室。当设置在建筑物的首层时，应注意不应与厕所、浴室、蓄水池、下水道、空调系统等容易积水、发热的场所相邻，不应有供水管和排污管等非电管线穿越。当小区配电房设置在建筑物的地下室时，要注意配电房内的地面标高要比室外地面标高高10cm，防止室外积水渗入配电房。配电房应具有排水、防渗水功能；还应具备通风机独立的消防设施，并设通向室外的安全出口平台及检验通道。
3.2配电房防雷保护及接地装置
进线部分应在10kV电源进线内、变压器低压侧装设避雷器，作为防止直击雷、入侵雷电波对电气设备危害的保护装置。配电房设备接地与防雷接地系统可以共用接地体，称为联合接地，接地电阻不应大于1Ω。新建小区的电房配电系统接地形式，一般都采用TN-S型接地系统。接地装置安装时，利用配电站室内基础，用50×5扁钢焊接成环形地网并与建筑物接地装置多点连接；金属构支架、金属设备外壳，变压器中性点与接地装置多点连接；配电装置接地电阻应≤4Ω，如果达不到要求,则沿着电缆沟方向向外增加接地装置。
3.3线路走廊选择
小区外电力电缆、输电线路的路迳应在供电方案确定后，由设计单位提供路迳图给建设单位，上报当地规划部门批准并办理《规划许可证》。设计单位按照批准的方案进行施工设计。小区内电力电缆的布置应和给水、煤气、弱电网络统筹考虑。
4小区高低压供配电工程设计
4.1低压配电系统宜采用单母线分段运行方式。在用电高峰季节(夏、冬季)，两台变压器分别向各自的低压网络供电，在用电负荷较小的季节(春、秋季)，则可根据负荷量的情况，必要时退出一台变压器，通过低压母联开关联络，由一台变压器供电，以达到经济运行的目的。
4.2低压线路宜采用全放射式，各栋均设独立电源回路，直接引人各栋总配电箱。在选择各栋的电源电缆截面时，其载流量应在计算电流的基础上，适当考虑一定的裕量。例如：某用电设备的额定电流为20A，考虑到留有一定的余量，确定所需要的电流为22A。然后，根据绝缘导线所要求通过的总电流，当电流在10～50A之间，每平方毫米可通过电流为4A。最后将22A除4A，得到所应该选择的导线截面S=22/4=5.5（平方毫米），根据这个数值，可以选择对应截面的导线，若计算出来的截面积不在导线截面规格系列中，可以选择略大的导线截面。
5结语
篇2
关键词：建筑电气；供配电系统；设计
中图分类号：TU2 文献标识码:A
就目前而言，在满足相应设计规范，实现预定功能的前提下，电气设计师对同一或同类建筑可能做出多种配电方案。各方案的特点会有所不同。在很多具体工程中，因受到多方面因素的限制，配电方案的合理性、灵活性、实用性等优点不可能同时兼备，但我们可以在设计工作中认真总结，广泛交流，统筹兼顾，扬长避短，力求做到最优。建筑供配电系统设计的目的，就是要采用一切可能的、恰当的技术手段，在数量上、质量上满足各种用电设备在正常事故状况下的不同用电要求，保证供电的安全和可靠，同时考虑技术与经济的统一。
一、供配电系统设计的规范要点
供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
1.负荷分级及供电要求
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。
一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重
大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。
1.2 二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。
1.3 三级负荷：三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。
2.电源及供电系统
供配电系统的设计，除一级负荷别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。
3.电压选择和电能质量
用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。
二、建筑供配电系统设计原则
建筑供配电自动化系统应遵循稳定可靠性原则、规范性原则、分层分布式原则、独立原则、分散和灵活开放性原则等。要保证供配电的稳定，宜选用技术成熟且通过国家检测检验机构认定的，经过现场运行考验的综合保护与测量于一体的自动化系统；供配电自动化系统的设计应执行国家和行业制定的相关标准、规范、规定等；系统的各种接口规约应逐步采用国家或行业标准执行，对特殊的通讯规约应具备详尽的规约文本，并通盘考虑直流系统及计量系统的建设；分层分布顾名思义即按不同的建筑楼层进行分布，以充分应用现场总线等通讯技术楼层内数据交换问题；由于供配电系统的特殊性，自动化系统保护功能也相应独立，不能依赖于其他的控制设备，而应设置专门装置；单元之间的装置需要较高的可靠性和抗干扰能力，能向全分散全下放化过渡，结构平台应灵活方便系统扩展且具备与建筑自动化其他系统集成的能力。
三、高层建筑供电系统的设计
1.负荷等级的计算。负荷等级的确定应按有关规范进行，一般情况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。
2.供电电源。供配电系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施。各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用中较为常见。供电电源采用一路独立的l0KV 高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380/220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。
3.变配电所的设置。一般应根据负荷容量、负荷分布以及建筑物功能分区的实际情况，与相关专业协调确定变配电所的位置以及数量。变压器容量应根据计算容量选择，变压器的负荷率一般取70%～85%。低压线路的供电半径一般不宜超过200m，当供电容量超过500KW，供电距离超过200m时，宜考虑增设变配电所。只要条件许可，变配电所的位置应尽量靠近负荷中心，从而简化了配电系统，有利于增强系统的稳定性与安全性，同时也减少了线缆的使用量，降低因线路造成的电能损耗.由于首层空间的商业价值比较高，一般高层建筑的变配电所设于负一层，便于通过地下停车库的车道运输变配电设备。
4.高低压供电系统结线型式及运行方式。对于高层建筑，其高低压供电系统结线型式及运行方式一般做如下设计：高压系统采用一路l0kV 高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。
5.电能计量装置。商业用电采用高压计量，居民用电采用低压计量到户。商业高压10kV 进线侧装设专用计量柜，安装有功电度表、无功电度表；变压器低压侧不同用户的供电回路分别装设有功电度表，监视仪表根据供电部门及建设方要求设置。为了方便管理，一般商铺分户电表集中设于每层电表间或配电间，住宅用户采用一户一表，九层以下(包括九层)的住宅楼，电表箱可集中设于首层电表间内；九层以上的住宅楼，电表箱分设于每层的电井内，为方便管理可设置远程抄表系统，梯灯及电梯用电单独计量，由住户分摊。
6.备用电源和应急电源。自备柴油发电机组的容量按照需供电的最大稳定负荷，计算时分别考虑消防情况和非消防情况下必须保证的电源容量，取其较大者。 当市电中断时，柴油发电机组应立即启动，并在15s内投入正常带负荷运行；当市电恢复时，机组自动退出工作并延时停机。
四、结束语
总之，高层建筑供配电系统就应该贯彻经济、合理、技术和材料先进的原则，仔细斟酌具体的设计细节，保证在建造时可以合理分配各个部件安装到位尽量减少误差达到安全的标准，设备的选择要按地点和位置来进行最佳的配置。在现在高层建筑供配电系统中最主要的是在建造完成后使用时的安全。因此，在对高层建筑供配电系统进行设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。
参考文献：
篇3
[关键词]毕业设计 CDIO 电气工程及其自动化 改革
[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）24-0060-02
一、引言
毕业设计作为一次实验性的教学环节，学生在专业教师或工程技术人员的指导下围绕一个课题任务进行有计划有步骤的学习、实践、探索和开发的过程。其目的是培养学生独立地综合运用所学地理论基础、专业知识和基本技能，提高分析和解决实际问题的能力。检查学生能否融会贯通大学时期的所学及能否将其拓展和升华。同时，毕业设计的成果是检验学生能否合格毕业和能否获得学位资格认证的标准。
本专业培养的学生应具有一定的获取知识的能力，具备综合运用知识解决实际工程问题的能力。能够在供配电、电气设备制造、电力电子及新能源与节能技术应用、智能电网等领域从事系统设计开发和系统运行、管理、维护等技术工作。
C（Conceive—构思）、D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。其改革愿景是为学生提供一种在实际系统和产品的构思—设计—实施—运行的背景环境下强调工程基础的工程教育，使学生能够掌握深厚的技术基础知识，领导新产品和新系统的开发与运行；理解工程技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。本专业在接近实际工程的环境下，以中小型电力系统和新能源系统项目为主要载体，培养学生获取知识的能力、较强综合运用知识解决实际工程问题的能力。本专业面向中低压供配电技术和新能源及其应用领域，服务于地方经济建设，培养从事电气工程技术应用的生产工程师、服务工程师及少量设计工程师。因此，在毕业设计环节精心进行CDIO改革，是必要及可行的。
二、改革思路及配套方法
（一）课题来源及学生选题
根据题目来源可分为科研项目、自选题目、生产实践和其它等类型；题目类型：设计开发、理论研究、科学实验和其它。分为四个阶段：选题、调研、设计和答辩，每个阶段都有不同的任务和目标。
毕业设计课题首先应符合学生所学专业的培养目标，要体现可行性、实用性和创新性。而学生选择题目时，应选择与专业需求一致，难度和工作量适当。并且自己要感兴趣，如果设计题目和就业方向相关则更好。除此之外，学生也可以自行构思设计题目，体现CDIO的构思C（Conceive）。指导教师则应把握好学生构思出的设计题目是否与专业相关，其难度和工作量是否合适。供配电和智能电网等领域的毕业设计选题，适用于CD或者CDI。电力电子及新能源与节能技术应用等方面则适用于CDI或者CDIO。
（二）开题工作
开题工作也是属于CDIO的C（Conceive—构思）和D（Design—设计）。毕业设计开题是指学生从选择课题到完成课题详细设计调研报告（或开题报告）的阶段。该阶段约占四分之一的时间，是相对较辛苦和细致的阶段，关系到设计能否最终成功。在选定毕业设计课题后，老师便将毕业设计任务书下达给相关学生，其中包含设计题目、设计内容、基本要求、设计条件及参考资料。而课题调研则就是围绕设计任务书的要求尽可能地收集详尽资料，从而对课题涉及的各方面有较深入的理解。具体的实现方式主要有：
1.参与课题相关的专题讲座，学术报告，了解本课题的技术成分，前沿动态和发展趋势。
2.充分利用网络资源，搜索有价值的参考资料。
3.图书馆、院系资料室及书店查阅各类书籍和期刊。
4.在实验室和生产中实地调查研究，多想多问。
通过对文献资料进行仔细研读及完成一定的实践调查后，应该对如何完成设计有一定的见解了，由此提出两到三种课题的解决方案，并详细分析各个方案的优缺点和可行性。然后在教师的指导下将各方案进行定性分析和初步估算，针对设计条件确定出一个最佳的设计方案。在依据方案，拟定设计详细的时间计划表，体现每个阶段的工作内容，需完成的任务，视需要可以具体安排到每周需完成的任务。因此，开题阶段衔接了CDIO的构思与设计两个阶段，属于承上启下的阶段。
（三）设计实施工作
开题报告审核通过后，进入到毕业设计实施阶段，其属于CDIO的D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。首先可以按照课题的难度将设计内容分解成系列任务模块。如果遇到技术困难，要客观分析，积极寻找原因，并寻找合适的解决方法。该阶段的D（Design—设计）可包括原理图设计、PCB设计或者供配电方案设计；I（Implement—实施）可包括元器件购买、焊接，调试或者供配电系统图绘制、预算表拟制。O（Operate—运行）则是软硬件联调后通过后的整机运行，供配电方案设计则不包含运行这一步。
如果在设计中遇到之前无法预见的困难，在征求导师的意见后，可考虑适当调整设计内容。调整内容不是降低难度，而是寻找另外一种新的替代途径。但要把握好调整的分寸，应保证总体格局尽量不变。这一点关系到设计最终能否顺利完成。
设计阶段非常重要的一点就是指导老师需每周定时对每个学生的工作进度进行监督和指导，做好过程管理。
（四）毕业论文撰写工作
完成整体设计并调试通过后，紧接的一项重要的工作就是毕业论文的撰写了。毕业论文一般有以下组成部分：中英文摘要、关键词、前言、正文、结论、致谢、参考文献、附录。
1.中文摘要的内容则应阐述设计研究的前提、目的和任务，使用的理论、算法、材料和设备，实验研究的数据和由此推出的结论及该结论对今后的课题研究有何启发。写作时应该保持客观性，简洁性。英文摘要则要求尽量何中文摘要相对应，无语发错误。
2.关键词是应采用能覆盖毕业设计（论文）主要内容的通用技术词条，选为3～6个较为合适。
3.前言是在概要介绍本领域国内外前人研究成果状况的基础上，提出尚待解决的问题，从而引出毕业设计（论文）的研究目的、理论依据和实验基础。主要回答为什么研究。文字简练，直入主题，避免将前言写成综述。
4.论文的正文部分是核心部分，所占篇幅也最长。设计的研究成果都应体现在该部分，一般包括下面几个方面：任务和目标；总体方案设计；各部分的设计和实现，比如：硬件、软件设计和调试。正文要求结构清晰严谨，内容翔实准确。
5.结论是对整个设计的一个总结，是经过推理、判断、归纳等逻辑分析后得到的综合观点，包含设计的创新点所在，也可以提出进一步完善的意见或建议。
6.其余部分可按照论文的格式模版如实进行编写。
三、考核办法及改革成效
毕业设计的考核办法，总结起来就是：重视中期检查关，严守毕业答辩关。这个准则也体现了CDIO中对于过程的有效管理。中期检查对进度超前的学生，是一种认可和鼓励，对进度滞后的学生，则是一种督促和鞭策。对设计者而言，毕业答辩是一种有组织、有计划、有鉴定的正规的审查毕业设计（论文）的重要形式。毕业答辩，是完成了CDI后，最后在老师评审面前进行O（Operate—运行）的演示。作为指导老师，应在答辩前，对学生进行指导，指导其做好答辩前的准备工作。
笔者紧跟本校的CDIO教育改革步伐，在2008年本校推行CDIO改革后，对于指导的几届毕业设计，严格过程管理。所带学生均取得较好的设计成绩，每一届没有不及格学生，学生毕业设计成绩优良率占所带学生比例的70%以上。并且将每一届所带的优秀毕业设计学生召集起来，与低年级学生的相关CDIO工程实践项目进行专门的技术交流及指导。并从CDIO工程实践项目的小组成员中，鼓励学生发挥创造力，对将来的毕业设计进行方向思考，凝练出一个好的设计题目。最终使得好的构思能有创新性和传承性。
四、结论
毕业设计作为高等学校本科教育人才培养计划中的重要组成部分，是本科教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。本文通过对毕业设计的流程进行梳理，结合CDIO的理念，对培养学生如何用工程的观点正确对待毕业设计工作的各个环节，并顺利开展工程实践工作，都有一定的参考价值。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 成都信息工程学院电气工程及其自动化2010版培养方案[Z].2010.
[2] 顾佩华，沈民奋，陆小华，译.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.
[3] 康万新.毕业设计指导及案例剖析-应用电子技术方向[M].北京：清华大学出版社，2007.
篇4
【关键字】高速公路，机电工程，电力监控系统，作用
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
一．前言
高速公路综合电力监控系统是近年来随着高速公路的发展而不断兴起的系统，是为了适应现代化高速公路管理的需要。综合电力监控系统能够实现高速公路的自动化管理，同时还能促使高速公路的管理更加的科学化。本文笔者结合自己多年来在高速公路综合电力监控系统方面的研究，现简要谈谈机电工程电力监控系统在高速公路中的作用，希望能够使电力监控系统广泛的应用于高速公路，同时为电力监控系统的不断发展作应有的贡献。
二．高速公路综合电力监控需求分析
在以往高速公路沿线的收费站、互通枢纽、服务区、隧道或隧道群变电站或隧道监控室全部靠人工进行日常表计抄录、操作控制、日常维护、故障巡查等，因此．每个变电站或隧道监控都要配备24小时值班人员，人工成本高，效率十分低。高速公路综合电力监控系统需求如下：
（一）监视高速公路全线关键设备的工作状态和故障报警，如市电停电或高压柜故障、发电机故障、收费站UPS故障、隧道埋地变故障、隧道风机故障等，确保高速公路安全畅通：
（二）对站的高低压配电室、发电机室及隧道进行视频遥视：变电站偷盗报警及外场电力或照明电缆偷盗报警：
（三）对站高低压配电室和发电机室进行温度遥测，并根据测量温度控制室内通风风机：对隧道一氧化碳进行遥测，并根据一氧化碳浓度对隧道风机进行启停控制：
（四）站点实现无人值守，故障自动定位：
（五）数据、视频及报警信息满足高速公路分布式实时远程传输要求：
（六）满足高速公路所处环境和管理运行所要求的可靠性与安全性要求：
（七）与高速公路运行管理模式相适应，全线综合电力监控数据无纸记录，自动统计，自动显示与打印。
三．简谈机电工程电力监控系统作用
1．有着遥信、遥测及遥控的作用
通过现场的控制的网络，整个电力设备的运行的情况以及电量等等各种信息，将会通过光纤输送到控制枢纽并自动的存放到数据库中。只需要观察工作站内监控系统的荧光屏幕，工作人员能够直观的知道设备运行的具体的情况、电量、设备开关等情况，显示甚至自动地打印所有的电量上下波动的的曲线、潮流越线报警和设备出现故障时的报警，并经过监控中心来远程控制电力开关和设备。通过自身携带有通信接口的微机继电保护设备，检测线路的三相电压、电流，功率、电量、频率、设备温度、断路器状态等数据，实现速断保护、过流保护以及重合闸等保护功能。
2．数据处理
数据处理的功能非常的强大，具体包括：遥测数据综合的处理、系统的统计、报表的生成、数据的整合、事件顺序记录的处理；非寻常的情况、趋势弧线的生成以及操作的记录等提示的告警和打印；历史文档的采集、分析、整理和保存。
历史数据库管理系统根据实时数据的存储的具体的情况，定时将数据从实时数据库转存到历史数据库中，以实现数据的交换和传输。
3．人机界面
机电工程电力监控系统能够模拟接线图的一些功能，比如报警的功能、实时显示的功能、数据查询的功能、图形自动编辑的功能等。此外，机电工程电力监控系统还具有系统的自动的对时、容错、安全管理、通道监视和站端系统维护等功能。
三．监控系统组成
高速公路供配电系统的主要负荷有：收费、通信、监控设施的用电；服务设施、管养设施、收费站等场区用电；特殊区段的动力及照明用电等。受当地电网条件和地理条件的限制，路段变配电所通常都为分散独立设置，同时配备柴油发电机组或者采用双电源和UPS作为备用电源以提高一、二级负荷供电可靠性。机电工程电力监控系统采用分布式设计，利用网络通信技术和网络控制技术将高、低压设备进行组网，实现供配电的综合自动化和网络管理化。土千网络采用单模光纤，组成光纤环网。对于设备相对集中的区域，用通信网关构成现场子网。现场设备采用RS一485／422或RS一232等通信接口和现场总线接入到通信集中器，集中接入主干网络。整个机电工程电力监控系统由监控中心、配电 站和通信系统(数据传输网络)组成。
1.监控中心
监控中心是机电工程电力监控系统的核心，采用多机单网模式，包括监控工作站、数据服务器、通信服务器、网络交换机、 激光打印机等。监控中心软件系统由服务器操作系统、工作站操作系统、支持软件、数据库管理系统和电力监控系统软件组成。监控中心负责数据的集中通信、分析计算，可实时显示系统一
次主接线图、二次设备配置图、系统运行的曲线图、电量报表、保护定值等各种数据信息，并且可随时打印各种数据报表、故障信息、历史记录等，通过人机接口，实现对整个配电网(照明、动力等)的监控管理。
2．通信系统
通信系统在机电工程电力监控系统中处于关键的地位，它能够把控制中心的控制命令准确无误的传送到数量众多的远方终端，反映并搜集远方设备的运行情况的数据信息，并提交到监控中心。可以这么说，通讯系统就像快递员，负责着把信息从监控终端传递到各个端口。
四．监控系统建设必要性
一般来说，监控系统的主要功能是对全线路面的交通、天气等状况的搜集与分析整理，但是在实际工作中，人们往往忽视机电工程电力监控系统的作用。而在实际运营的机电系统的维护过程中，机电T程电力监控系统在监控系统中是不可或缺的一部分。建立完善的机电工程电力监控系统，关系到收费系统是否能够正常、便捷的工作。
想要采用高速公路联网收费的方式，就必须有可靠的高速公路收费系统，同时要求该系统能够便利、稳定的工作。要保证收费系统顺利的工作，就必须保证供电系统能为整个系统提供正常的运作环境。一旦发生停电的现象，虽然收费站收费系统所配备的专用UPS可以保证至少30min的供电，若是超过这个规定的上限的时间，市电仍然无法正常的供应，而备用柴油发电机又没有自动切换启动，则收费站将在UPS电量耗尽后瘫痪，这将影响整个联网收费片区的收费工作。故而，我们必须在机电工程电力监测系统上做文章，加大投入，建立高效的机电工程电力监控系统。这样，就能够迅速的发现问题，及时的排除问题，由监控中心统一集中监控，很显然这样就能够大大的提高设备运行的可靠性和安全性，以实现供电系统的高效性、科学性、自动性的目标。
另外，现阶段小偷盗窃高速公路沿线的电缆的情况非常的普遍，如果建立了机电工程电力监控系统，就可以对全线的外场设备的供电情况进行有效的监控，当小偷切断电缆的时候，外场设备供电系统就会中断，监控中心的工作人员就会快速的收到供电异常报警信息，并根据外场设备的具体的里程桩号通知路政队的工作人员上路巡查，这在一定的程度上，为当场抓获盗窃者提供了可能性，能够极大的震慑电缆盗窃者，保卫高速公路沿线的电缆的安全。因此，机电工程电力监控系统是高速公路监控系统中不可缺少的重要的组成部分，一个相对完整的监控系统毫无疑问应该包含一个科学、高效、全方位的机电工程电力监控系统。
四．结束语
高速公路综合电力监控系统的设计对于高速公路的现代化自动管理具有重要意义，应该注重加强这方面的研究和应用。
参考文献：
[1]丁书文 胡起宙 赵勇 变电站自动化系统设计中的几点建议(被引用 6 次)[期刊论文] 《电力自动化设备》ISTICEIPKU-2000年4期
[2]陆曙东 轻轨明珠线工程中的电力调度及设备监控综合控制系统[期刊论文] 《上海电器技术》-2003年3期
[3]郑杰 余臻 基于CDT规约的变电站电力监控系统设计[会议论文]，2004 - 中国自动化学会华东地区第十七届学术年会
[4]李中伟 佟为明 刘勇 PCI DeviceNet板卡和短窗Morlet复小波在继电保护监控系统中的应用[会议论文]，2005 - 第五届输配电技术国际会议
篇5
关键词：电气工程设计；安全供电；节能降耗
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
引言：节能是当今世界已成共识的头等大事，电气自动化中对于节能技术的应用具有非凡的意义。现在电气工程设计对于节能的考虑在不断的增加，但是仍存在一些缺点和疏漏，对于电气自动化中应用节能技术的研究应当引起足够的重视。
一、电气工程设计原则
1、优化供配电设计。促进电能合理利用
在做电气工程设计时首先考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度；确保供电、配电与用电设各的安全运行：有可靠的防雷装置：防雷击技术措施；在特殊功能的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施；按建筑物的重要性与火灾潜在危险程度设置相应必要的技术措施。其次考虑的是适用性，就是要能为电气设备的运行提供必要的动力：为在建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；应该满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求；应能保证电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。在满足电气工程的实用性和安全性的基础上，利用先进的技术，优化供配电设计。促进电能合理利用。
2、提高设备运行效率。减少电能的直接或间接损耗
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率、减少电能的间接或直接损耗。
3、合理调整负荷，选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。
二、电气自动化节能技术
在进行电气自动化的技能设计时，主要就是希望能够通过一些可靠的新技术和新思路来保证设备的安全运行和成本的有效控制。在实际的设计与施工过程中，可以从多个角度多个方面来实现，下文中分类简述之。
1、减少电能传输的损耗
电路线路上必然会存在电阻，因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗，对于这样一种形式的能量损失，我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理，考虑到线路上的电流是不允许改变的，因此就只能够在线路的电阻上做文章，也就是说，只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，相应的节能方式也就可以分为三个大类：一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线；二是尽可能的减少线路的长度，这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现；三是适当的增大导线截面的面积。
2、无功补偿
在电气自动化系统中，无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此增大了线路的损耗，从而造成电网的电压下降，从而大幅度影响到电能质量和电网的经济运行。因此，为了实现无功就地平衡，减少损耗，可以选用恰当的无功补偿设备，这样也能够有效提高社会和经济的双重效益。具体而言，对无功补偿设备有以下几点要求：一是在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据具体参数，如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等，通过对这些参数的计算来确定；二是为了达到良好的补偿效果，应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式，因为以前的补偿电容组中电容器的分担方式、投切开关的方式、按编码配置的方式、按比例分配的方式等，都不能达到现在我们想要的补偿效果；三是最好选择无功功率作为投切参数物理量，以有效防止投切振荡、无功倒送等情况的发生。此外，无功补偿装置最好就地安装，实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能的目的。
3、使用有源滤波器
为了有效避免与电网联结电气设备的误动作，就必须消除谐波，而消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。误动作主要是由于电气设备数量的增加，产生的谐波越来越多，又由于这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠，就会引起电压的畸变，从而造成电气设备产生误动作。概括起来，有源滤波器主要以下特性：具有优异的动态性能；反应快；能使功率范围更宽大等，能使无功补偿达到更好的效果。一般情况下，采用有源滤波器对产生的谐波进行过滤，在电气设备误操作之前就能够将其阻止，使电气设备的运行更加有效率，从而达到节能的目的。
4、选择电压等级
电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果，一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择，另一方面就是在进行供电电压的确定时，需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行，包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。
5、供配电系统的设计
通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一，具体来说可以从以下三个方面来着手进行：一是尽可能的减少配电的级别，这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性；二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定，尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置，这样就能够最大程度的降低供电半径，从而实现电力节能，并且，这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。
6、提高自然功率因数
自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类，而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在，这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率，我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到，提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中，实现功率因数降低的方式有两种：一是直接采用功率因数较高的同步电动机，二是采用电容器来实现补偿。
7、照明节能
在电气自动化的节能设计中，还可以通过照明节能来实现，具体来说同样是有两种方式，一种就是直接利用高效光源，传统的白炽灯虽然简单便宜，但是其发光的效率比较低；另一种就是充分的利用自然光，这就需要对构筑物的门窗进行扩大，或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。
三、结束语：
社会还在不断的发展，电气系统也随着社会的发展在不断的进步，而对于电气自动化中的节能技术而占也正处于发展阶段。现在的节能技术能够达到节能的效果，而今后研究的节能技术将会朝着更好的方向发展。而现在要做好电气自动化的节能设计则应该从导线的选择到最后安装的完成都应该做到最好，并且还要让节能技术在电气系统中发挥到最好的效果。
参考文献：
篇6
论文关键词：MC9S08QB8,DH11,半导体制冷
传统高压开关柜一般通过加热器提升柜内温度的方法防止凝露的发生，但空气中包含的水分并没有降低，当环境温度急剧降低后，凝露现象还会发生，危害高压开关柜的安全运行。
该文设计了一种采用半导体制冷技术的除湿装置，该装置能使空气中的水分不断地在冷凝板表面冷凝成水珠后排出柜外，快速降低高压开关柜内的湿度。
1 硬件设计
除湿装置的硬件主要包括：湿度传感器、控制单元、除湿单元、显示单元、通讯单元和供电单元，其结构框图如图1所示。
1.1 控制单元
控制单元是整个装置的核心，选用飞思卡尔的MC9S08QB8芯片。MC9S08QB8是飞思卡尔8位微控制器系列中具有很高集成度的芯片，采用高性能、低功耗的HCS08内核，其内置8KB FLASH存储器，512B RAM，SCI/SPI/IIC接口，8位模/数定时器模块，A/D模块等。MC9S08QB8还集成了背景调试系统以及可进行实时总线捕捉的内置在线仿真（ICE）功能，具有单线的调试及仿真接口（BDM）[2]。
1.2 湿度传感器
湿度传感器选用品质卓越、响应速度快、抗干扰能力强、性价比高的数字湿度传感器DH11。它应用专用的数字模块采集技术和湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
1.3 除湿单元
除湿单元选用先进的半导体制冷片，中小企业融资论文配合散热片和制冷风机，使潮气快速凝结成水珠，然后通过导水管排出开关柜外。
1.4 显示单元
显示单元包括：高亮度LED、高清晰数码管和耐久的操作按键，主要实现人机操控，实现就地显示湿度值，并可完成参数设置。
1.5 通讯单元
通讯单元主要有RS-485通讯接口组成，采用Modbus-RTU协议。能实时将高压开关柜内的湿度信息上传给后台监控设备。同时可接收后台设备的控制信息，远程启动除湿器。
2 软件设计
除湿装置的主要功能包括以下几方面。
（1）湿度监测：装置实时监测高压开关柜内的湿度。
（2）自动除湿：当湿度超过设定值时启动除湿，当湿度低于设定值时）停止除湿。
（3）人工除湿：通过按压装置上的除湿按键，可强制启动除湿功能，当到达设定时间后停止除湿。
（4）数据上传：装置将采集到的湿度信息及工作状态上传给后台设备。
（5）远程除湿：后台设备可发出命令，强制启动除湿功能，当达到设定时间后装置自动停止除湿。
（6）人机界面：装置实时就地显示湿度值等信息，并可对所有参数设定。
其主程序流程如图2所示。
3 结语
该文所设计的半导体除湿装置可有效解决变电所高压室因潮湿而影响开关柜正常运行的难题，避免因湿度过大而引发恶性事故，提高供配电网络的可靠性和安全性。
参考文献
篇7
论文摘要：高校网络中心机房是校园网络的核心枢纽，该文结合广东理工职业学院中心机房工程建设实践，简单介绍了校园网中心机房设计原则及机房建设的整体规划，对详细设计部分内容做了重点论述。
中心机房是校园网络的核心与枢纽， 是数据交换的中心和数据存储中心， 如何严格按照国家标准，参照国际先进规范，建设一个现代化、规范化的机房，为计算机的可靠运行提供一个稳定的环境，成为人们日益关心的课题。
校园网络中心机房环境，包括硬件与软件环境，是一门多学科综合技术，为了保证各种智能设备与计算机系统稳定可靠运转，计算机机房环境必须满足计算机等微电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁强度、屏蔽、防漏、电源质量、振动、防雷、接地和安全保卫等要求。中心机房建设工程是一种涉及到空调技术、供配电技术、抗干扰技术、防雷防过压技术、净化技术、消防技术、安防技术、建筑和装饰技术等多种专业的综合性的产业。
1 项目介绍
广东理工职业学院中山校区网络中心机房，面积共约150平方米。层高4.5米，装修完成后要求净高达2.8米，包括各类功能房间，整个中心机房基本工程包括有机房装修系统、配电系统、防雷接地系统、空调及新风系统、消防系统、综合布线系统、门禁系统、闭路监视系统、KVM系统等。机房区域规划基本可分为四大部份，主机房、配线间、气瓶间、配电间。
1) 主机房：用于放置UPS电源主机及各种服务器设备等各弱电系统设备安装区域。面积为105.3平方米。
2) 配线区：用于放置网络机柜、网络设备、光配线架、网络配线架等设备安装区域。面积为12.3平方米。
3) 配电间：用于放置电池、市电配电柜、UPS配电柜等配电设备。面积为18.6平方米。
4) 气瓶间：用于放置气瓶等消防设备。面积为14.4平方米。
2 设计原则
机房建设工程，要以兼顾人机并重之原则，设计应以运行条件、安全可靠作为首要的考虑因素，在保证系统运行的可靠性、系统的设计寿命、信息安全的要求的基础上保证操作人员的工作环境。
先进性：立足于高起点，采用先进、成熟、实用的技术。机房系统中各个子系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构并通过集成，实现信息资源共享，提高设备利用率，降低能耗，实现科学的机房管理。
高安全可靠性：为保证机房能为用户提供连续不间断的服务，机房须具有高可靠性。系统设计时应尽量减少单点故障的存在。
机房内部计算机系统涉及到机密信息，需要保证机房的安全性，必须具有视频监控系统、门禁系统等安保系统以保证用户的设备和数据不受侵害。
可扩展性：由于信息网络系统需求的不断变化，技术的不断提高，在施工建设时应考虑对资源需求的改变，以使整个系统具有灵活的可扩展性。
易管理维护：通过使用先进和可靠的管理工具来实现系统的高质量管理，以节约人力资源，实时监控、监测整个中心机房的运行状况、语音报警，实时事件记录，迅速确定故障，提高可靠性，简化机房管理人员的维护工作。
高性能价格比：保证在保证机房的高可靠性的基础上，机房的材料产品、设备的选型应合理选择材料与设备；以较高的性能价格比设计机房，提供高效能与高效益。
舒适性：机房设计中对空调、照明、声响及环境进行优化调整，为管理人员提供舒适的工作环境。
3 总体规划
机房总体规划就是按照标准化的流程、规模化的运作，优质、快速规划机房工程建设方案。机房总体建设方案由机房装修系统、供配电系统、空调系统、消防系统、防雷接地系统、通讯系统、机房监控系统和KVM系统等部分组成，包含了机房工程的全部过程：从前期的规划选址，到后期内部系统的设计施工；从前期整个项目的总体管理，到后期的调试、开通；从前期对用户的使用培训，到后期的维护保养等方面。
4 详细设计
4.1 机房装修系统
机房装修系统，是整个机房的基础。它主要起着功能区划分及保证机房环境的作用。可分为电磁屏蔽系统、抗静电地板系统、防尘天花系统及其他装饰等四个子系统。
本方案装饰选用的材料必须全部采用符合国际标准[1-2]或国内优质标准。所有材料应具备环保、阻燃、无毒、防火性能好；安全耐用，不易变形，美观不变色；不起尘，易清洁，吸音效果好；防静电、抗电磁干扰等性能。
4.2 空调系统
空调系统，是机房运行环境的保障。计算机主机及通讯设备是高精密的电子设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是温度、湿度和洁净度。即是所谓的“三度”要求。
根据我院工程现场勘测的实际情况，主机房设计为风冷式下送风精密空调。采用1台35kw的国际名牌精密空调和2台5匹工业级普通柜式空调负责主机房和网络配线间的温湿度调节，精密空调采用下送风，顶回风方式。以保证机房空调系统的稳定性、可靠性，2台5匹普通柜式空调作为备份使用，确保了区域内设备的安全运行。
4.3 供配电系统
配电系统，是整体机房高可用性的后盾。计算机及网络通讯设备投入服务后如无一个长期稳定的供电系统来保证计算机及网络通讯设备和有关外围设备正常运行，势必造成严重的后果。
计算机机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机等微电子设备的用电问题，还要解决其他设备的用电问题。
广东理工职业学院中山校区网络中心机房配电系统设计具体如下：
1) 机房内插座分二种：不间断电源（UPS）供电的计算机主机和重要通信设备专用插座；市电直接供电的辅助设备用标准插座。
2) 在市电配电箱，主要包括空调机、照明及机房内维修插座的配电，应分开回路设计，每一回路设置单独电源开关控制。
3) 在机房设专用UPS配电柜，主要负责计算机用电设备、应急照明、安全出口等供电，配电方式采用放射式。
4) 主机房内每个机柜位置提供2个UPS供电专用插座，由UPS通过配电箱为每个机柜组提供一个UPS回路。回路采用ZR-BV-3×4mm2阻燃电线，使用25A空开控制。所有这些插座安装于地板下并做垫高处理，相应的防静电地板处需有出线口。
4.4 消防系统
消防系统，是整体机房安全运行的盾牌。火灾报警采用烟感探测器和温感探测器，探测器安装在吊顶上和活动地板下，两者联合使用提高报警的可靠性，火灾自动探测器即能发出警报信号，控制器显示报警的探测器所在位置。灭火系统采用七氟丙烷（FM200）自动气体灭火系统。
该工程共分2个防护区（即：配电间、主机房和配线间），而且设有气瓶贮存间，七氟丙烷可以集中放置在气瓶间，实现三层布控(即天花顶、地板下及使用空间)，立体式灭火系统。
4.5 防雷接地系统
防雷接地系统，是整体机房安全运行的保证。机房设施的雷击过压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路畅通、设备安全运行不可缺少的技术环节。
一个完整的防雷系统包括三个方面：直接雷击的防护、感应雷击的防护和接地系统。
4.6 通讯系统
通讯系统，是整体机房的神经中枢。计算机及其他微电子设备之间的信号传输以及机房与外界的“联系”都要靠稳定的通讯系统来实现。主要包括结构化布线系统[3]。网络中心机房及运维、监控办公室采用六类非屏蔽双绞线，按其功能区域设计信息点，并考虑预留余量，中心机房布线集中在配线间，配线间和主机房通过地板下预留线槽走线连接。机房静地板下敷设镀锌铁槽、镀锌钢管、铁皮分线盒等，采取下走线方式。所有管槽均做垫高处理，要求接地良好。
4.7 机房监控系统[4]
机房监控系统是机房运行的“守护神”。确保做到“三防犯”及“双保险”。
本机房采用数字硬盘录像系统，对中心机房实现24小时安全监控。结构上采用B/S架构，采用分散监控，集中管理。由中心控制软件平台统一控制各软件系统。各个软件系统间相互独立，在其中某个软件系统出现故障的情况下，其余的各个系统仍能够继续正常工作。
4.8 KVM系统
KVM系统使中心机房的各种服务器、网络设备实现“一站式”管理。本方案采用2台数字交换机对32台服务器进行管理，实现1个本地用户、2个远程用户对服务器的集中控制。机房内的所有64台服务器都与专用服务器接口电缆进行连接，专用服务器接口电缆通过六类线连接到数字式KVM交换机上，数字式KVM交换机的网络端口通过普通六类线缆连接至以太网上，控制终端通过TCP/IP对所有服务器进行统一管理。
5 结束语
在进行网络中心机房建设过程中，作为网络中心机房设计者和建设者应具有超前意识，优化机房的硬件及软件环境，并采用高新技术管理模式—智能化机房管理，确保机房正常工作。
参考文献
[1] GB2887-89.计算站场地技术要求[S].
[2] GB 50174-2008.电子计算机机房设计规范[S].
篇8
关键词： 数据中心；自然通风；自然冷却；气流组织；云计算；PUE
0 引言
随着云计算时代的来临，在互联网时代已经大量释放的计算需求进一步得到释放，这导致全球数据中心呈爆炸式增长，而且服务器部署密度进一步提高。与此同时，全球能源危机却日益临近，对企业而言，信息化程度的日益提升意味着运营成本的飞速增长。因此提升密度、降低PUE，逐渐成为下一代数据中心的设计方向。
在下一代数据中心的技术研究和实践上，以Google、Facebook、Yahoo为代表的互联网公司走在了前列。
以Google为例，其核心业务搜索引擎的性能极度依赖数据中心的规模和效率。互联网公司基本上都是技术型公司，有非常鲜明的技术导向；又由于创业时的艰难，他们非常热衷于利用技术手段降低成本，特别是釆用廉价的部件搭建高性能、高可靠性的系统。在数据中心的建设上也是如此。与传统数据中心相比，互联网公司没有采用传统技术，摒弃了高冗余供电系统设计，少采用甚至不釆用空调系统，大大降低了基础设施的建造成本。同时，互联网公司又使用先进的软件技术，使系统高度并行化，在应用层设置备份机制，用应用层的冗余代替了基础设施的冗余，建立起了一整套高效、可靠、廉价的系统。
Google最为人熟知的3篇论文：GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3]，是Google大规模分布式计算系统的基础模型，GFS是Google的分布式文件系统，MapReduce是并行计算模型，Bigtable是分布式结构化数据布储，它们合起来代表了Google的应用系统架构。这种架构对服务器、存储的需求与传统应用完全不同，它们不要求服务器的单机性能，但要求服务器的数量非常庞大，并且具有高速互联能力，以及大量的本地存储，另外少量服务器还需求大量内存。Google的数据中心必须提供这样的IT基础能力，再加之Google的服务器数量实在过于庞大，还必须考虑电力、水的消耗，所以Google采用了全新的数据中心设计理念，其它互联网公司，如Facebook也类似。它们采用的理念主要包括：
1）数据中心选址：一般选择高纬度地区，并兼顾气候干燥、空气洁净、接近水源等条件。
2）服务器定制：放弃使用标准的机架服务器或刀片服务器，按自己的需要进行定制。如Google采用整机柜高速背板设计，每一台服务器采用类似刀片服务器的设计方案，插入背板；再如Facebook采用1.5U的机架式服务器设计方案，并去除机箱顶盖，更利于散热；再如它们都使用特殊的电源设计，以接入高压直流的数据中心电源系统。
3）自然冷源：多使用自然冷源可减少制冷机组的开机时间，而近期建设的一些数据中心已做全部使有然冷源，完全不使用冷机。在自然冷源的使用中，大部分是采用自然通风技术，还有少量采用了自然水源制冷。
4）高压直流：除了制冷系统有全新设计外，它们在供配电系统设计上也与传统方案截然不同，如放弃使用UPS，采用全直流供电，在供电备份上也有很多创新，如直流供电与市电互备等等。
所有这些技术的综合运用，使用这些互联网公司在低成本上构建了大规模、高效的系统。从近年来数据中心的PUE排名，可以看到互联网公司的数据中心技术已经非常领先，Facebook的美国俄勒冈数据中心PUE达到1.07，Yahoo“鸡窝”式数据中心达到1.08，Google的比利时数据中心达到1.16，而传统数据中心一般在2.5以上。
1 制冷系统
IT设备对环境的要求是非常高的，如服务器一般要求工作温度10℃-35℃，工作湿度RH10%-90%[4]，为了保持IT设备正常高效的运行，数据中心机房一般会设定温度22℃±2℃，相对湿度RH50%±5%，并且7*24*365的保持这样的机房环境。要保持这样环境条件，精密空调系统一般是必不可少的。在数据中心的能耗分布，空调系统的电力消耗是除了IT设备之外最大的。
从上图我们可以看到，在传统数据中心中，用于制冷系统的能耗几乎占到总能耗的35%-45%（Chiller+Humidifier+CRAC）。
在这里简要介绍一下PUE的概念。PUE（Power Usage Effectiveness）是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCiE（Data Center Infrastructure Efficiency）的反比。
Total Facility Power：数据中心总能耗
IT Equipment Power：IT设备总能耗
PUE值越低意味着除IT设备之外的能源消耗越少，也就是数据中心越节能。而除IT设备耗能之外的能耗主要是在制冷设备的能耗和供配电设备的损耗，因此减少制冷系统的能耗和供配电系统的损耗是绿色节能设计的主要方向。
当前先进的数据中心的设计中，无一例外的都采用了自然冷却（Free Cooling）技术。按维基百科的解释，自然冷却的定义如下：
篇9
关键词：水泥工业 余热发电系统 并网问题 解析
中图分类号：TQ172.8；TM617 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0112-01
1 水泥窖余热利用发电系统并网运行难现状
对于水泥工业余热发电系统来说，即便它在我国位居十大节能工程之列，可以对水泥窖本来排放到大气中的余热加以利用来发电，与全世界所倡导的“低碳经济”相吻合。但是，其涉入到水泥和电力这两个行业当中，所以水泥余热这一发电项目并网就成为了目前亟待解决的主要问题。对于一些地区来说，电网企业要以余热发电系统发电量的额数为依据，对水泥工业进行所谓的上网费、并网费的收取。此外，余热发电机组还要受电网企业的电力系统调控部门的控制，来进行电机组的启、停机程序的操作。有些地区甚至是因为并网问题的存在而影响了发电的正常运行，即使将此类问题上报，也得不到有效的解决，在一定程度上制约了国家能源减排政策的有效实施。据资料显示，有很多企业在筑建余热发电项目以后，没办法进行并网发电的有很多，通常情况下，这种问题产生所带来的损失是非常巨大的。
2 水泥窖余热利用发电系统并网运行技术
基本来说，余热发电系统自身是有其工作原理的，这一工作原理主要是通过余热锅炉这一余热回收装置对工业生产中排出的大量废气所散发的废热进行热交换回收。在这一过程中，就产生了过热蒸汽，这种蒸汽会促使汽轮机的热能向机械能的转换，在这之后，发电机受机械能的带动发电。水泥窑的窑头和窑尾在水泥熟料的生产过程中，会产生大量的废气，然后安装被称为窖头炉和窖尾炉的余热锅炉在废气排出处。废气和水在余热锅炉的内部，会实现热交换。在这样的情况下，水就会变成高温，有足够压力的过热蒸汽，这种过热蒸汽会流通进汽轮发电机组，实现发电工作。
就当前而言，热力循环系统的热力循环方式主要由三种模式构成，即单压系统、闪蒸系统、双压系统，以及由此衍生的复合系统。这一系统，是我国水泥工业纯低温余热发电技术的主要内容，通过大量的实践我们可以证明，要以企业的实际情况为依据，对上面的三种系统进行选择。此外，应该对热平衡计算、生产规模、管理、投资等具体问题，进行具体理性的分析论证，然后才能决定要应用哪种热力循环方式才最为合理。
3 水泥窖余热利用发电系统并网运行与电力部门之间的关系
依据水泥余热发电系统的并网连接点都在水泥企业的内部供配电网线路上这一情况，并网对象是水泥企业的内部供配电网，而不是电力部门管理的外部常规供配电网，所以就不存在与外部电力部门进行电售交换这一说法。
我们以技术这一层面为突破点，倘若水泥窑余热利用发电系统的内部并网发电要以“并网不上网”的方式来实现的话，水泥窑余热利用发电机组就是功率强大的用电设备。从目前来看，并网的操作，基本上都运用了先进的技术、安全精准的现代同步指示装置以及自动化并联装置，而且再加上多种保护技术及保护设备的发展，从安全的角度来分析，丝毫不会给电力部门外部电网的运行带来不必要的影响。进一步来说，在安全技术的方面，水泥工业配套余热发电系统的设计已经有很大的飞跃，并渐趋于先进。所以无论如何，我们都要以“公平公正”科学合理的发展观为原则，对该设备进行合理科学的使用。并网这一问题得到了一定程度上的解决，电力部门已经无权干涉水泥窑余热利用发电系统的“内部并网”发电工作的进行，并且电力部门要以用电客户的视角来看待水泥企业，继而树立良好的市场经营理念，促成服务意识的加强。
4 结语
对于水泥窑余热利用发电系统这一极其重要的节能技术而言，我们要将其重视起来。找出存在的问题，并采取有效的方式解决这一问题的痼疾。以并网运行这一层面为观焦点，我们可以清楚明晰他只是针对水泥企业内部的常规配电网进行的，对于“并内网不上外网”这一概念来说，它也是一项非常可行的技术，这种技术的运用不存在与外部电力部门上网返售电能的交换。对于水泥企业来说，完全可以不理会电力部门并网协议的签订，只需在供用电合同上将双方的责任细列出来即可。
参考文献
[1] 崔星太，姜亦民.新世纪大型水泥集团战略探讨[C]//加入WTO和中国科技与可持续发展—— 挑战与机遇、责任和对策（上册），2002.
[2] 隋同波，文寨军.我国水泥工业的绿色化发展方向[C]//中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集（上册），2003.
[3] 隋同波，文寨军.我国水泥工业的绿色化发展方向[C]//中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集（上册），2003.
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【关键词】弱电系统；系统管理；系统维护
当今社会，弱电系统作为一个独立的建筑安装系统，越来越多地被应用于一些新建的大厦、智能社区的建设中，为了保障弱电系统的正常工作，及其可靠的服务寿命周期，专业的弱电系统管理及维护也显得越来越必不可少。但是目前而言，对于弱电系统的专业维护及系统管理，缺乏有效的可操作性的管理维护措施及建议。本文结合笔者自身的工作内容，浅谈对弱电系统的管理维护策略，以期和同行共享。
1 完善弱电工程的自动化检测，提高弱电系统管理维护效率
为了更好的实现弱电工程的管理及维护，可以在各弱电系统的自动检测及控制方面下功夫，通过完善弱电系统自身的自动检测、控制功能，来提升弱电系统的管理及维护水平，提高管理维护效率和水平，降低弱电系统的工作故障发生的概率。笔者曾经参与过某科技展览馆的弱电系统改造及维护项目，结合实际，针对公共场馆各弱电系统的特点，可以从以下几个方面进行管理及维护：
空调系统。通过对空调控制系统进行传感检测，可以实现对冷冻机组、热泵、新风机组、送排风机组及风机盘管等的自动监视和控制，发生故障时能显示故障的位置及性质，使控制人员及时掌握情况。
给排水系统。通过对给排水系统安装弱电控制系统，使其能自动监视和控制生活水箱、各种水泵、污水池和污水处理装置的运行，自动计算水流量，自动与主机通信；当某处发生运行故障时，控制室会自动显示。
供配电系统。供配电系统的弱电管理维护，可以从自动显示并记录供配电设备的运行情况入手，包括电压、电流、功率因素等，并与管理系统联网；能在控制室实现对整个变配电系统的操作，当发生异常情况（如变压器高温）时自动报警；当二路进线中一路发生故障时能自动切换到另一路。
消防系统。通过加强对消防系统的弱电控制及其自动检测功能，使其能自动控制消防系统的各种设备，当火警发生时，能自动切断电源，打开排/抽风机，消防泵自动启动，消防喷头自动喷水灭火。 其他诸如照明系统、广播系统等，也都可以通过完善、提升弱电自动检测的手段实现对公共场馆内的弱电系统的有效管理及维护。
2 实施弱电工程过程化管理，降低弱电系统故障维护概率
加强对弱电系统的管理维护，还可以从加强弱电工程施工管理的角度来降低弱电系统的故障发生概率，从而提高弱电系统的管理维护水平。按照弱电系统的施工环节，可以从以下几个方面进行弱电工程施工的过程化管理。
前期准备阶段。每一个弱电系统项目的开始都必须组建一个项目管理机构，安排以项目经理为核心的项目管理部进驻工地，根据项目的实际需求和情况，制定相关的管理制度，并编制初步的施工进度计划。
深化设计阶段。根据初步确认的系统功能，对整个弱电系统的初步方案进行深化，并与建筑设计、装潢设计及招标单位进行沟通协商，最终确认深化设计方案及图纸。
工程安装阶段。同施工单位落实相关预埋管、箱、盒的现场协调，按照制定的按照进度计划和现场管理制度，对系统的供货、安装、接线等各阶段工作全面的监督、协调、管理，以确保弱电工程的施工质量。
调试、测试及试运行阶段。编制系统调试方案，分步落实系统的单体调试和总体联调，编制系统试运行方案，合理地实施系统试运行，并对试运行中出现的问题及时反馈、总结、整改，以完善和提升弱电系统的管理，降低维护工作量，确保弱电系统的可靠工作。
3 弱电系统的防雷接地维护
公共场馆内弱电系统的防雷接地是非常重要的，如果对防雷接地的设计没有足够重视，那么最终整套弱电系统的工作也无法得到可靠的保障。总的说来，防雷接地主要需要考虑以下几个方面：
防雷接地应采用专用接地干线。由外在的本体系统引入接地体，专用接地干线采用铜芯绝缘导线或电缆。
弱电系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接，接地线不能形成封闭回路。
弱电系统中的监控系统及其专业设备的接地线，应选用铜芯绝缘软线。
弱电系统中三芯电源插座的接地端，应与系统的接地端相连（保护地线）。
公共场馆弱电系统的传输线路(与环境、土壤有关)要求单端接地，在调度室室屏蔽层接地(接到机柜上)，干扰信号通过屏蔽层隔开，两端都接地，有浮点；在特殊情况下，要两端都接地。有些地方控制线会受到干扰(杂波信号导致信号不良)，应将位置移动。干扰无论大小都会表现出来，导致弱电系统控制不灵敏。另一方面，在布线时，由于现场要布很多线，且一般是由多人来布线，容易错接，因此建议在布线时要做好标识，以提高效率。
与其它设备维护一样，弱电系统的管理维护也离不开问题的主动发现与处理，这样能够将故障消除于无形之中，大多故障会有一段时间的预兆，因而要主动去发现问题，解决问题；不仅需要在弱电系统的施工过程中进行质量管理，更重要的是在后期的维护中，要多动脑筋，多与相关技术人员交流合作，辅以现代化的检测设备，活学活用，归纳总结，提高弱电系统管理维护的水平。
参考文献
［1］ 金红峰《浅谈弱电系统管理及维护的一点心得》，［J］.《艺术科技》2007 (3)：30-32