电气系统设计论文范文

导语：如何才能写好一篇电气系统设计论文，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

以杏南小区污水泵站建设工程为例，阐述污水提升泵站污水处理流程。该泵站中有两台潜水泵（一用一备），生活污水不断的注入集水池内，当集水池内水位升至一个高水位时，一台泵启动，水位下降至一个低水位时，泵自动停止工作。当集水池再次充满水时，起动另外一台水泵，直至停止工作。

2电气系统设计组成

根据污水泵站污水处理过程的流程和现场设备的要求，整个污水泵站污水处理站控制部分由电气部分、PLC控制系统以及监控系统。系统为集散型计算机控制系统。系统采用以太网和现场总线混合型结构，PLC作为现场总线中的一个站，又作为以太网上的一个站点，而监控中心不作为现场总线网络中的站点，只作为以太网中的节点，此网上的各站点相互之间的数据交换通过以太网进行，而现场的信息也通过以太网从PLC的寄存器中读取，控制现场的参数也由以太网送到主站PLC的寄存器中，再通过主/从协议传送到现场总线中的各从站。从而实现污水站的远程监视控制。

2.1电气部分设计。

由于污水处理是一个连续的非常重要的项目，如果在正常生产中有电源中断，那样会引起工艺状态混乱，需要很长时间才能恢复。所以供电负荷要求为二级，供电电源采用双回线路。泵站的主要用电负荷为一台90kW的潜水泵。电机实现手动/自动两种控制方式，手动方式下实现就地控制，正常运行情况下PLC控制为主。电机采用软启动方式启动。另外还要给轴流风机和泵站的一些正常用电配电。

2.2PLC控制系统设计。

在整个控制系统中，自动控制部分主要有集水池的液位控制、潜水泵本身的温度、漏油控制。下面仍以泵站中有两台潜水泵（一用一备）为例，具体的说明集水池的液位控制流程及程序设计。集水内安装2个浮球液位计和1个投入式液位变送器。投入式液位变送器预先设定启泵（-3.0m）和停泵（-5.95m）的数值（可更改的）。污水不断的注入集水池内，当集水池内水位升至-3.0m时，一台泵启动，水位下降至-5.95m时，泵自动停止工作。当集水池再次充满水时，起动另外一台水泵，直至停止工作。两台水泵可由程序控制自动切换使用，以保证各台泵平均使用；泵出口电动阀门与相应泵联锁。开泵过程为：先启泵后开阀；停泵过程为：先关阀后停泵。2个浮球液位计分别设在高低液位的两个值，当达到这两个值时，通过PLC与报警呼叫装置连接，通过通信网络传到监控中心。

2.3监控及安防系统设计。

污水站，除了有远程监控系统外，还必须有远程视频监控及防盗等的安防系统。

2.3.1周界防范报警系统。

周界防范报警系统通过在泵站的四周围墙上安置主动红外对射探测器，对周界分段警戒，防范闲杂人员翻越围墙进入泵站，当围墙上有人翻越时，泵站报警主机上会出现声光报警，同时报警信号自动传输到监控中心，并自动记录报警时间与保存报警信息。

2.3.2防盗系统。

在泵站的室内安装了幕帘式被动红外入侵探测器，用于防止他人未经许可进入房间实施破坏。

2.3.3远程视频图象监控系统。

远程视频图象监控系统是在污水泵站配电间、污水泵站院内等设置前端摄像机，将图象传送到监控中心，由监控中心对整个泵站进行实时监控和记录，使管理人员充分了解泵站的动态。该系统与泵站室内防盗报警、周界报警等系统联动，通过数字硬盘录像机，完成监视、报警、设防和监视图象的存储和检索。

3设计时应该注意的一些问题

这几年做污水提升泵站的电气系统设计，设计时出现过一些问题，值得大家以后在设计中应该注意的。

3.1电源的问题。

污水站属于二级负荷。在水专业的规范中有说明，在电气规范中没有说明，说以在设计时，我们都查了规范，可以没有看到是二级负荷，就没有按照二级负荷考虑电源的问题。根据民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）3.2.10，二级负荷的供电系统，宜采用两回线路供电。一定要跟高压部门结合好引电源的位置，是不是可以增容。

3.2配电柜内设备的问题。

从现场的实际来看，进线柜若是双电源切换柜，1000mm宽的柜子还是比较小，排的满满的，电缆在后面都没有多余的空间，所以柜体宽度最好为1200mm。

3.3自控设备的问题。

设计中采用了超声波液位计和浮球液位计，以后的设计中可以考虑雷达液位计、激光液位计等。设计时，可根据每个物业的情况选择相应的液位计。

3.4加装雨棚灯、院内照明的问题。

在做拥军污水泵站设计时给我们的图纸就没有雨棚，也没有道路规划，所以电气设计时就没有安装雨棚灯，也没有设计道路照明。在以后的设计中，细节的地方最好沟通一下，解决方法有很多：可以安装声光控雨棚灯；污水泵房顶四周增设投光灯；有砖围栏的，也可在围栏柱上安装灯具；站内道路也可以增设路灯。另外一定要注意的是：污水池内的照明灯具要选用防爆灯。从人性化的考虑，可以在大门处增加门铃，以便来访人员。

4结语

篇2

【关键词】电涌保护器;供电系统;接地类型;保护抑制

1.引言

在当今电子高新技术飞速发展的今天，现代科学技术不断快速发展，使得精密电子仪器、计算机等弱电设备应用更加广泛，几乎涉及到各个领域，同样，雷电灾害对此造成的影响也比较巨大[1]。本文主要研讨了供电防雷系统相关问题，具体介绍了TN系统中几种保护器，以期能够有助于今后的实际安装，并能有效防止雷电灾害。

2.供电系统中安全保护接地类型及应用保护抑制

2.1 IT 系统

电气设备正常情况下，中性点不接地系统中，所谓IT系统就是利用不带电的金属部分和接地体之间的良好的金属连接。PE线和中心线在IT系统中还连接了相关的阻抗，并不能简单认为两者为直接相通。对于在电气装置的电源进线端或者其附近的位置来说，有时候并不直接相连PE保护线和中性线，而采用下述的接线方式[2]：第一，比较并判断接地端子或总保护和每一相线之间以及接地端子或总保护和中性线之间的距离，选择路径最短者;第二，比较并判断总保护端子或总保护线和中性线以及每一相线与中性线之间的距离，选择路径最短者。

2.2 IN系统

1-装置的电压;2-配电盘;3-总接地端或总接地连接带;4-电涌保护器（SPD）;5-电涌保护器的接地连接，5a或5b;6-需要保护的设备;7-PE与N线的连接带;F-保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器;RA-本装置的接地电阻;RB-供电系统的接地电阻

图1 TN系统中的4+0电涌保护器

电气设备在正常情况下的中性点直接接地系统中，通过IN系统，不带电的金属部分利用相应的保护线，通过中性点进行连接。下面则具体对比分析TN系统中的4+0电涌保护器和3+NPE电涌保护器。

1-装置的电压;2-配电盘;3-总接地端或总接地连接带;4-电涌保护器（SPD）;4a-电涌保护器或放电间隙;5-电涌保护器的接地连接，5a或5b;6-需要保护的设备;F-保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器;RA-本装置的接地电阻;RB-供电系统的接地电阻

图2 TN系统中的3+NPE电涌保护器

图1则为TN系统中的4+0电涌保护器结构图，图2则为TN系统中的3+NPE电涌保护器，通过对比发现，4+0电涌保护器是三根相线和零线同时对地的保护，而3+NPE电涌保护器是三根相线对零线的保护加零线对地线的保护。4+0的电涌保护器一般用于TN-S三相系统中，而3+NPE的电涌保护器一般用于TT、TN-C-S、TN-S三相系统中，用途更为广泛。在产品自身来讲，4+0的是四个模块都是压敏，而3+NPE的是三个压敏模块加一个气体放电管模块的结构。其中，4+0电涌保护器是属于共模保护，3+NPE电涌保护器是属于差模保护。共模干扰电压会对线路的绝缘和与它们连接的设备构成危害。而差模干扰电压会对信号的测量产生误差或误动作。共模保护是指电涌保护器接在相线，中性线对地线之间，线路与设备内电路和器件对地绝缘。差模保护接在相线对中性线之间和相线与相线之间。保护设备两个输入端之间的电路与器件。我们一般讲共模保护是指L1、L2、L3、N四线对PE线的保护;差模保护是指L1、L2、L3三线之间的保护;L1-N，L2-N，L3-N和L1-L2，L2-L3，L1-L3均可称之为差模。一般情况对单相系统共模保护是指L1、N线分别对PE线的保护;差模保护是指L1对N线的保护。对三相供电的设备差模保护可以是L1-L2，L2-L3，L1-L3，L1-N，L2-N，L3-N所以L-L和L-N都可以是差模。这个剩余电流保护器也可以装在母线的上方或者下方配合电涌保护器使用。

2.3 TT系统

在中性点接地系统中的这种保护系统，利用和系统接地无关的接地体，把电器外壳直接进行接地处理。

2.4 应用保护抵制

把电涌保护器直接安装在电气装置中，可以实现电压水平的保护抑制，具体措施如下：

第一，在电网的结点进行架空供配电网，对于每个长度超过500m线路来说，相应的电压保护则在线路末端建立，过电压保护器件应该在沿供配电线路的间隔500m进行安装，保证过电压保护器件的距离在1000m之内。

第二，对于供电网中部分为架空线路来说，存在部分为地下线路的情况，则应该根据上述方式，在架空电网上进行过电压保护，并且过电压保护应该从架空线至地下电缆的转换点进行。

第三，对于TN配电网供电的电气装置来说，间接接触提供保护则是通过自动切断电源，相连相应的相导体的过电压保护器件，保证接地导体和PE导体、PEN导体相连。

第四，对于TT配电网供电的电气装置来说，间接接触提供保护则是通过自动切断电源，过电压保护器件则应该为中性导体和相导体所提供。对于供电网的中性导体来说，其直接接地则并不需要把过电压保护器件安装在中性导体上。

3.结束语

在分析电涌保护器（SPD）的作用原理基础上，重点探讨了TN系统中的4+0电涌保护器和3+NPE电涌保护器相关内容，能够更好起到防雷减灾的作用，具有安全有效的运行效果。

参考文献

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【关键词】FSAE 电动赛车 STM32 安全回路 Can总线 整车控制器

Formula SAE（FSAE） 是一项面向大学生的综合性工程教育赛事，中国自2010年引入该赛事，并于2013年增加电车组。要求学生设计制造一辆单人纯电动方程式赛车，并对电气及机械提出相关规则要求。对电气部分设计者而言，安全可靠和高性能成为主要考虑因素。围绕电机控制器和电池管理系统为通信控制核心的整车电气系统要求解决包括急停，绝缘监控，制动可靠，传感器信息采集（包括踏板，温度，速度等）一系列问题。本文提出基于安全回路和STM32的整车控制器的整车电气系统可行性设计方案，并实际验证。本文分整车控制器和安全回路两部分介绍该设计方案。

1 整车控制器

整车控制器实为赛车动力系统控制核心，其完成功能包括：1、踏板信号采集2、Can总线信息处理3、整车传感器信息采集4、仪表和无线通信5、实时数据存储。

基于以上的任务选用基于Cortex-M3内核的STM32F103单片机，搭配处理电路，构成整车控制器。

配合电气盒和接插件，最后达到模块化设计效果。图一接头从左到右接头依次为轮速传感器接头，仪表显示，方向盘转角，减速箱温度和水泵调速，油门踏板1，油门踏板2，无线模块，制动踏板，背面有整车控制接头。

1.1 踏板信号采集方案

通过自主设计踏板结构，搭配角度传感器获得油门和制动信号。

旋转编码器可靠性更好，使用寿命更长，数字总线式的绝对编码器又具有灵敏度高抗干扰能力强的优点。SSI总线较为常见，基于差分式信号经由MAX490解码，极大减轻处理器负担，提高通信速度。实际测试获取角度信息频率>5kHz。

常见的模拟量旋转编码式传感器通过屏蔽线有效接地，并联电容滤波，处理器配置DMA模式，软件多次测量、大小排序、去极值、取平均几种方式共用，实际验证可有效解决大功率同步电机工作的电磁干扰。

1.2 Can总线（基于J1939协议）方案

Can总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，基于J1939协议的Can总线被大多数车用器件兼容。

整车控制器微处理器STM32集成Can（2.0B）模块，可替代基于TJA1040模块的通用性方案，搭配CTM1051A通用Can隔离收发器同时解决电气隔离和电平转换问题。通过设置微处理器屏蔽模块，屏蔽电机控制器和电池管理系统内部通信，减轻处理器负担，提高通信效率。且电路构成简单可靠配备多级缓存。

1.3 整车传感器信息采集

整车传感器主要包括齿轮传感器，方向盘角度传感器，变速箱温度传感器，姿态传感器等。

齿轮传感器选用霍尔式，但需保证在安装精度。方向盘传感器选择电位器式，经由AD模块采集处理并存储。温度传感器模块（非线性），通过多次实际测量获取多组数据，通过曲线模拟获得3阶多项式以拟合实际对应关系，可获足够精度。

1.4 仪表显示和无线通信

为了方便车手了解赛车实时信息，仪表采用独立CPU的智能PS-LCD，可独立自主二次开发显示界面，但刷新频率较低。

通过界面设计软件Designer在线仿真界面设计。通过RS233协议与整车控制器通信，实时显示当前赛车状态，包括速度，电压，电量，故障等。

无线模块选用基于ZigBee通信协议的1.6公里的无线模块，配合基于Labview软件开发的上位机软件，完成实时监控。

1.5 实时数据存储

由于赛车运行时传感器信息量较大，无线模块传输信息通信速率无法满足需求，无法实现大量数据的实时存储，通过文件管理芯片CH376S实现U盘或SD卡的实时信息读写。其内置了FAT32文件系统的管理固件，支持SPI接口。

通过该模块实现了大量数据的实时存储，经过测试，该模块的数据块写入速度高于1Mb/s，综合有效速率达100Kb/s，且稳定性良好。

2 安全回路的设计

安全回路为连接各可靠性模块及保护开关等的电气回路，在整车电气系统中占有重要位置。包括：两个主开关，3个急停开关，制动超程开关，绝缘可靠性装置（IMD），惯性开关，制动可靠性装置，电池管理系统（AMS）等。以上除了开关外其余模块直接控制继电器开关串联在安全回路中，任何一个模块被激活均直接断开安全回路，进而断开电池箱内的直流接触器，确保赛车无动力输出。整车控制电源（12V）经由为控制系统开关和驱动系统开关为系统供电。在该过程中，组成安全回路的绝缘监控和制动可靠性装置成为难点。绝缘监控临界值应规则要求需要达到500Ω/V，该装置需在到达响应值后独立断开安全回路。Bender A-ISOMETER ? iso-F1 IR155-3203 或 -3204均符合规则要求，测试中用外接电阻模拟故障，5次测试中均成功断开回路。

制动可靠性装置用于避免制动时有动力输出，通过霍尔式电流传感器和接近开关，独立采集制动踏板角度和电机电流，当二者同时达到阈值时，模块动作断开安全回路。

3 结论

经过对该方案的具体实施，成功完成了符合规则的电动方程式赛车的电气系统构建，在实际1h的连续跑动测试过程中：

（1）无意外断开安全回路状况。

（2）U盘存储、仪表、无线模块均正常工作。

（3）跑动结束后的绝缘、制动可靠性测试通过。

各个模块均得到了验证，其可靠性和稳定性均有所保证，方案的可行性得到验证。但仍存在整车布线杂乱的情况，有待优化模块机械安装位置。

参考文献

[1]孙启富.基于STM32的通用智能仪表设计与应用[J].技术仪表与传感器，2010（10）：34-38.

[2]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，I996.

[3]孟晓楠.SAE J1939协议分析和Smart [J].1939系统设计实现[学位论文]硕士，2006.

[4]张河新.基于STM32和CAN总线的智能数据采集节点设计[J].化工自动化及仪表，2012，39（1）.

[5]张元明.基于LabVIEW的发动机ECU自动测试系统[D].长春：吉林大学，2012.

[6]周飞.通用车用ECU设计[D].北京：北方工业大学，2008.

[7]李海燕.基于LabVIEW的分布式控制系统研究[D].南京：南京邮电大学，2011.

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1 电气自动化的，节能概述

电气自动化是一门重要的电力学科，与工业生产和人们日常生活息息相关，在改善劳动条件和提高劳动生产率、运行成本、工作效率等方面发挥着重要作用。由于当前电网线路中有大量谐波，从节能和消除谐波方面考虑，电气自动化系统应积极利用有源滤波器、无功补偿、变压器等技术[1]，减少电路传输损耗，实现电气自动化系统的节能效果。

2 电气工程的节能设计

2.1 高运行效率

为了提高电气自动化系统的运行效率，应尽量选择节能型的电力设备，通过减少系统损耗、无功补偿、均衡负荷等方法，治理电网线路的不平衡电压，平均分担导线负荷压力，不仅可有效提高系统运行效率，并且获得明显的节能效果。例如，在电气自动系统配电设计时，可合理选取设计参数和调整电路负荷，从而提高电气系统电源设备的综合利用率和运行效率，直接或者间接地降低电能损耗。

2.2 完善配电设计  [本文转自DylW.Net专业提供写作物理教学论文和职称论文的服务，欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]

配电设计应首先考虑电气自动化系统的适用性，满足供电设备的稳定性、可靠性要求和用电设备的电力负荷容量要求以及电气设备度对控制方法的要求等。在设计配电系统时，除了要满足电气设备和用电设备的运行要求外，还要确保电力系统的可靠、灵活、易控、稳定、高效等。其次，重点考虑电力系统的稳定和安全性，第一要确保电气自动化系统线路具有良好的绝缘性，第二，在设计走线时，应严格控制水平导线的绝缘距离，第三，确保导线的动态稳定、热稳定和负荷能力的裕度，保障电气自动化系统运行中配电设备和用电设备的安全、稳定性，同时应做好电气自动化系统的接地和防雷设计[2]。

3 节能技术在电气自动化中的应用

3.1 加装有源滤波器

电网线路中的大量谐波易导致电气自动化系统中的电气设备出现误操作，为了提高电气自动化系统的安全性，可在电气设计时加装有源滤波器，消除电网的大量谐波，降低电气自动化系统的线路损耗。随着电网线路中各种电气设备数量不断增加，电网线路谐波也不断增加，这时基波电压和谐波阻抗电压易发生重叠，导致电力系统电压发生不同程序畸变，引起电气设备误动作。在电气自动化系统中加装有源滤波器可有效解决这个问题，有源滤波器使用功率宽、动态性能好、反应速度快，并且可有效补偿电网线路的无功功率，通过有源滤波器过滤电网线路的谐波，有效减少电气设备的误操作和误动作，提高电气自动化系统的节能效果。

3.2 加装无功补偿装置

在电气自动化设计中，可适当加装无功补偿装置，减少电路损耗，确保电网的运行效率和运行质量，提高电力系统的安全性和稳定性。通过加强无功补偿装置补偿电网线路的无功功率，应满足以下要求：其一，根据电网无功功率情况，设置无功补偿装置的投切参数物理量，可有效避免无功补偿装置发生投切震荡、无功倒送等情况；其二，安装无功补偿装置时，对电网线路的局部区域进行就地补偿，特别是用电量较大的线路，不仅可保障电网供电质量，而且可有效减少电网线路无功功率的长距离传输，具有显著的节能效果；其三，为了获得更好地武功补偿效果，在选择无功补偿装置的投切方式时，由于无功补偿装置的分担方式、投切开关方式、按编码分配方式、按比例分配方式等难以达到预期的无功补偿效果，因此最好采用具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等特点的模糊投切方式[3]；其四，在使用无功补偿装置对电网线路进行无功功率补偿时，要根据电气自动化系统的具体运行参数值，如目标功率因数、配电电压值、电流负荷等，来合理确定电容器容量。

3.3 优化变压器选择

为了提高电气自动化系统的节能效果，应优化变压器的选择，一方面，电气自动化系统应尽量选择节能型变压器，降低变压器的有功功率损耗；另一方面，变压器电气设计，通过在三相电源上均匀分解单相设备、单相无功功率补偿装置、三相四线制供电等方式，减少电网线路的不平衡负荷，具有良好的节能效果。

3.4 减少线路传输损耗

由于电网线路上有电阻，在电能传输过程中不可避免会产生有功功率损耗，虽然这部分损耗不可能完全消除，但是可通过一定措施，最大程度的降低线路损耗。第一，增大导线横截面积，在确保电气自动化系统的电气特性基础上，适当增加导线横截面积，降低导线电阻，从而减少线路损耗；第二，合理设计布线路径，电气自动化系统设计在导线布线时，应合理设计布线路径，避免线路过度弯曲，可有效减少导线电阻；第三，减少负荷中心和变压器之间的距离，缩短供电距离，减少电网线路传输电能的功率损耗；第四，为了减少电网线路电能损耗，尽量选择电导率较小的导线材质，提高电网线路的节能性。

4 结语  [本文转自DylW.Net专业提供写作物理教学论文和职称论文的服务，欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]

在节能减排的社会大环境下，电气自动化节能设计引起人们的广泛关注，结合电气自动化系统的运行要求，积极应用多种节能技术，优化电气自动化系统节能设计，最大限度地发挥节能技术在电气自动化中的作用，减少电网损耗，实现最大化的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].制造业自动化，2012，06：142-144.

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随着科学技术的快速发展，电力行业也有了翻天覆地的变化，作为电力行业的重要技术，电力传动技术也日益成熟和发展了起来，近几年，电力传动系统已经用崭新的面貌呈现在大众眼前，也取得了很好的效果，如今在各式各样的工业场所中都可以看见电力传动系统的身影，本文就从电力传动系统的控制这一问题入手，重点分析一下在电力传动系统中应用控制的意义和具体的应用措施，同时介绍一下控制系统的特点和相关原理。

关键词：电力传动系统, 控制 , 应用措施 , 应用意义

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着控制手段的日益更新和控制技术的不断发展，智能控制技术已经逐渐在控制行业中占据主导地位，相应的大量的智能控制软件也逐渐取代了常规的控制软件，像在生活中经常提到的神经网络，模糊控制等都属于智能控制的范畴。由于智能控制的控制效果很好，很适合应用在电力传动系统中，因此有必要研究适合电力系统的更简便，性能更优异的智能控制系统。同时，要想将智能控制这一理念成功的应用在电力传动系统中就必须充分了解智能控制的原理和应用特点，虽然现在已经有了一些应用实例，但是这并不普及，还有许多缺陷。因此，在电力系统中应用智能控制系统仍然是一个很大的挑战。

电气控制对象的特点和要求

电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为:

1. 电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少，操作频率低，但强调快速性、准确性;

2. 电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快;同时对抗干扰要求较高。

3. 热力系统控制处理信息量大，系统复杂，以过程控制为主;电气控制系统(ECS)主要以数据采集系统和顺序控制为主，联锁保护较多。

因此，机组的电气系统纳入DCS 控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能实现正常起停和运行操作外，尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统自动控制在最安全合理的工况下工作。

电气自动化控制系统的设计

1. 集中监控方式

这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2. 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks 总线，CAN总线等)的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。

3. 现场总线监控方式

目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

电力系统中的智能控制

在电力传动系统中应用智能控制理论已经引起了许多学者的研究兴趣，专家表示通过智能系统的合理应用很可能将电力系统的控制水平提升一个台阶。目前所使用的交直流传动系统的控制手段比较成熟，如矢量控制，闭环控制等都有很好的效果。虽然利用PID控制法可以很容易的完成数学建模进行传统的控制，但是可以发现实际的电力传动系统并不是稳定不变的，电机本身的一些参数要随着其工作状态的改变而不断变化，这就为传统的建模控制带来了很大的困难。智能控制便可以很好的解决这一问题，首先智能控制是采取非线性，变结构的模式来进行工作的，它可以很好的克服电力传动系统的变参数问题，从而在很大程度上提高电力传动系统的鲁棒性。另外值得注意的是将智能控制应用到电力传动系统中时要结合传统的控制理念共同作用，如果完全排斥传统控制方法，生搬硬套的直接应用智能控制不但不能发挥其优势反而会引发一系列问题，因此在引入这一控制手段时要注意继承一些传统的控制理念，做到扬长避短。就拿交流电机为例来说，前面已经说到交流电机以往采取矢量控制和闭环控制，因此在将智能控制引入之一系统中时，应该保留一些矢量控制法和PID控制法，可以将智能能控制作为外环控制，将一些传统的控制手段用做内环做辅助控制，这样新旧相结合的方法可以将智能控制的优势充分的发挥出来，提高系统的工作效率。这主要是因为内环的控制可以帮助外环完成采样工作，提高外环采样频率同时通过内环的控制可以减少外环的控制误差。

探讨电气自动化控制系统的发展趋势

OPC(OIJEforProcess Control)技术的出现，IEC61131 的颁布，以及Microsoft 的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT 平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet／Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。

参考文献：

[1]戴汝为,杨一平.一类智能控制和决策支持系统的体系结构[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C] ,1995 年.

[2]费敏锐,陈伯时,郎文鹏.综合智能控制方法概述[A].1995 年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C] ,1 995 年.

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论文摘要：城市化的发展带动了建筑技术的飞速发展，智能建筑作为现代城市化建设的主要内容，其电气设备运行保护也是值得关注的问题，电气保护接地系统应得到广泛使用，文章就对几种电气保护接地系统设计使用进行了分析和探讨。

一、现代智能化建筑的几种接地系统

接地就是将各种设备连接到大地的电气系统捉中，要求接地的设备主要包括电力设备、通信设备、电子设备、防雷装置等。接地的目的就是为了维护设备正常有序的运转，电力系统能安全有效，最终保护使用者的人身安全。

（一）工作接地。为了确保每一项电力系统都能正常稳定的工作，并得到工作目标，必须将其与大地链接，称为工作接地，变压器中性点的直接接地或经消弧线圈的接地或者防雷设备接地等都是主要的接地项目。每一种工作接地都有自己的功能，例如变压器的中性点接地，它能保证电气设备三相系统中相线对地的电压不变，保证电压的平衡，有效预防了零序电压偏移，这对智能建筑电气来说是十分重要的。变压器中性点经消弧线圈的接地，在接地时有效消除接地短路点的电弧，预防电压过高，而防雷设备接地就是为了更好的释放地面的雷电流。

（二）低压配电系统接地方式。1.TT系统。用电设备一般采取单独极地接地法，和电源接地没有电气上的联系。当系统正常运行时，可有效保证用电的安全性，还能提供基准接地电位，这种方法在低压公共电网供电、接地要求较高的精密电子设备和数据处理设备中常常使用。该系统的主要危险来源于其保护接地的灵敏度低，如果接地时电流不足，就无法保证装置的正常运作，其电气设备的金属外壳就会出现危险电位。而将TT系统用放在智能建筑中，就需要大容量的漏电电流保护装置和电流保护装置。2.TN-C系统。电气设备系统的中性线（N线）与保护线（PE线）是二合一的，通称PEN线，所有可漏电的部分均与PEN线相连。这种系统安装简单、方便，安全性高，常用与三相负荷较平衡、单相负荷容量较小的工程中。如果系统出现三相负荷不平衡时，PEN线就会有不稳定的电流经过，会让有金属外壳的设备带电，也缺少一个准确的电位基准点，所以会影响电子设备和数据处理的稳定性和有效性。TN-C系统的缺陷证明，其不适宜使用在智能建筑中。3.TN-S系统。该系统的中性线（N线）与保护线（PE线）分开，在接地应用中，PE线无不良电流经过，看电磁干扰程度、安全性都较高，因此TN-S系统可作为智能建筑接地。4.TN-C-S系统。该系统前半部分是TN-C系统，在配电箱中就成为TN-S系统。因此TN-C-S系统也能成为智能建筑接地系统。 　 二、智能建筑的接地防范措施

（一）交流工作接地。通过电力系统中的某点直接或利用其它电气设备作为地面的金属连接，我们通常就认为是接地。工作接地通过设备中性线的接地，按照相关标准，中性线线应是铜芯绝缘体，即使在高压工作环境中，系统中性点的接地方式还是能继续保护电气设备的正常运行，中性点接地有效防治了零序电压的便宜，保证三相电压的平衡，这对低电压系统来说有重要辅助作用，也方便单相电压的使用。（二）安全保护接地。安全接地是利用那些不带电的金属部分进行接地，但要与接地做好良好的金属连接。例如将建筑物内所有的电设备和附近的金属构造物用PE线连接起来，N线和PE线不能连接。在我们当代的智能建筑物中，这种连接非常常见，常用的强电的设备，弱电的设备或非带点导电设备等都是通过这种方式接地的，以便电气设备得到更好的保护。如果绝缘体被损坏，但电流直接接触到人体，就会产生导电，严重的电击会造成人员伤亡甚至更严重的问题。但在中性点接地中，接地短路电流经过人体后再回到大地，在中性点非直接接地的电力系统中，接地电流就直接进入大地，这会对附近电路的电气设备造成影响，也很容易导致触电事故。（三）防雷接地。将雷电引入大地，预防人员或建筑物遭受雷电损害，这就是防雷接地的目的。在智能化的建筑里，大楼内的顶板、地板和侧墙都布满了线路，这些电子设备都有遭受雷电袭击的危险，所以，防雷接地必须是智能建筑物的接地重点，有必要建立完整、严密的防雷结构。在我们日常工作重点中的各类防雷接地设置的电阻，通常是根据落雷的反击实际情况而定的。防雷设置和电气设备的工作共同使用一个网络时，接地电阻必须保证在最小值。（四）屏蔽接地。为了减少外来电磁波侵袭和干扰，预防电子设备因此产生的误动作或通信质量的下降，更为了预防电子设备所产生的高频能量对外释放，设计人员需要讲线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的屏蔽层、屏蔽室的屏蔽网都进行接地，这就是屏蔽接地。在智能化的建筑物中，电磁的兼容设计尤为重要，所以，设计中必须制定有效的保护措施来确保电气设备和建筑布线，预防外来的各种干扰。屏蔽就是减少电磁波干扰的最好办法，例如可将设备外壳与PE线连接；室内屏蔽也可多点与PE线连接。

三、结论

智能建筑的电气设计，其中接地设计十分关键，它对保护整个建筑电气设备有积极作用。如今，3A化智能建筑的发展前景广阔，在现代智能建筑中可选用TN-S系统，它对电气的保护效果较好，还能有效防雷、屏蔽接地与防静电接地，当然还有其它保护接地的系统也值得积极推广和使用，全面发挥智能建筑的作用。

参考文献

[2]郑永延.论现代社会的社会动员[J].中山大学学报:社会科学版，2005，2

[4]易丹.智能建筑电气保护接地技术[J].建筑电气，2006，10

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【关键词】建筑电气；照明；节电技术

近些年来我国经济不断发展，生活水平不断提高，人民变得更加富裕。同时建筑领域的电能消耗快速增加，但也带来了电能利用不合理的现象。建筑电气中照明部分占用电耗高达20%左右，而照明电气设计及照明设备选用不合理都导致耗电性大大提高。特别是在我国沿海地区，在夏季常常出现用电紧张的情况。就目前建筑照明电气而言，有必要对其进行分析探讨。本文将从节电设计技术与节电设备选用两个方面进行分析，探讨提高民用建筑电气照明节电性能的技术。

一、民用建筑电气照明节电设计

在民用建筑电气照明设计中，要遵守绿色照明的原则。但我国建筑电气设计往往都是参考发达国家做法，缺少完善的技术措施。就目前而言我国在针对节能方面设计的力度还不够，尚有较大的提升空间。照明部分在民用建筑电气耗电量中占有较大比例，而实际中部分照明耗电并是不消耗在有价值的地方。为降低电力能源的无谓消耗，且保证不影响照明的要求下，应当从照明节电设计进行改进。在实际照明节电设计中还应当考虑经济费用问题，且不可为节能节电而大大增加造价费用。在照明电器节能设计的同时还要做到照明电器安全有所保障，经济造价合理适当。笔者提出以下几点技术措施可用于作为民用建筑电气照明节电设计的参考。

1.合理设计照明线路

在民用建筑电气照明设计中线路的合理布置是决定电耗的重要因素。在线路设计中要按一定规范要求，保障电器安全的情况下来实行电能的节约。照明系统的电能消耗并不是全部用于发光，而是有一部分消耗在电能传输的线路中，此时线路的完善布置能减少线路中的电能消耗。导线材料的选择对照明线路也起着较为重要的影响，合理的导线材料在降低电能消耗的同时还能满足发热量小的要求以，此来保障供电安全。

1）导线材料选择

在选用导线时要从节能、用电安全和经济三个角度综合考虑。就目前而言，大多数民用建筑的线路铺设采用暗敷形式。这种形式可以提高建筑内部的整体性，但是同时带来了不易检查的缺点。所以在民用建筑线路的铺设时，要合理选择导线以避免不必要的返修。在普通电气设计时，大多数情况都注重动力负荷方面的计算，而将照明负荷通过相应的经验公式计算得到。但是在就民用建筑照明系统的设计中，应当重视照明负荷计算，将该计算作为选择导线的重要依据。不然在选择导线的时候容易造成导线截面不满足要求的情况：一旦在选择导线截面时大幅度超出计算值，会造成材料的浪费而提升工程造价；如果遇到导线截面过小，在遇到较大的电流时，导线容易发出大量热量，甚至破坏线路的绝缘而引起火灾。如有需要可采用足够强度的阻燃性PVC管来保护导线，防止导线在外力撞击中损坏造成漏电事故的发生。

2）照明线路的优化

据相关部门统计，至少有5%的电能损耗发生在线路中。减少照明线路中的电能消耗是民用建筑电气照明节电技术的重要难题。根据线路的电阻R=ρ*L/S，它与导线电阻率ρ、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。可以通过以下途径对照明线路进行优化：合理选择布置线路缩短路径及适当的增加导线的截面积，这两措施都能减少导线电阻，从而减少导线上的电能消耗。为减少电压损失，可以在照明电源的设计中采用三相供电系统。在满足使用的前提下要尽量做到三相负荷的平衡，达到减少电能损耗的目的。

2.优化照明控制系统

目前建筑照明的控制方式种类较多，应当针对具体建筑要求要合理选择，充分利用到不同控制系统的特点。

1）控制方案的选择

建筑照明的控制可以采用单灯控制、多灯控制，在要求较高的建筑中可以采用楼宇自控制系统或者智能控制系统等。在照明线路设计时，应当对建筑特点进行分析，选用较为合适的控制方案。若建筑分区较多，可增设必要的照明开关，方便随手关闭不用的照明灯具。比如在建筑楼道中设置延时自动关闭开关；在卧室床头设置可调节开关，在正常使用的范围内，对灯进行调节降低用电的消耗；像学校教室、体育馆等公共集中场所可以采用控制室集中管理，在人员散场后可以一并关闭，从而减少相应人力资源；在较高档的酒店住宅可以采用自动控制系统，根据对室外室内的光线采集分析，适时调控照明系统，以减少电能消耗。

2）控制设备的优化

在建筑电气设计中，为提高照明线路的可靠性，应当将照明线路与插座线路严格的分开。插座线路上使用的电器设备较多将导致负荷加大。相对于插座线路，照明上所连接的为灯具，所需要的负荷恒定且较小。将这两个线路分开有利于提高照明线路的稳定性，从而延长照明灯具的寿命。在将照明线路与插座线路分开的同时还需设置高分断能力的空气开关，这种开关能较好的保护线路。一旦发生漏电及过负荷现象，可以自动断电来保证线路的安全，还能达到节约电能的作用。

民用建筑电气照明设计时，要参考按规范要求选择适当的照度。在实际生活中，建筑物中并不是所有地区都有较高照度的需求，通过控制设备适当的降低这些地区的照度，可以减少电能的消耗。比如在较为大型的超市中可以选用一般照明和局部重点照明两种方式；在地下停车场，可以采用停车位与车道分区照明控制；普通道路在夜晚时可以采用半夜灯的照明形式。

3.提高系统的功率因数

设备在使用时需要消耗电能，功率大的设备消耗的电能自然也大。但是功率又分有功功率和无功功率，有功功率是设备在利用电能时所必要，但是无功功率是设备将电能进行转换时所占有的，降低系统中无功功率可以实现减少额外电能消耗的作用。民用建筑照明系统中存在较多能产生无功功率的设备，这些设备中都具有电感元件。电感元件是一种储能元件，并不直接参与到电能的消耗中，但是在存储和释放电能时还产生一定的损耗。电感元件主要存在于变压器、镇流器等设备中。提高功率因数能将无功功率消耗降低。依靠这个思想，可以通过一定的技术措施来降低无功功率，提高功率因数。例如将补偿电容器安装在电感镇流器回路中，以此来抵消镇流器的功率因数。而在变压器容量的较低的设计中，变压器高低侧两端可以选用集中电容来补偿，从而将区域变电站到用户处的线路上的无功功率降低。

4.充分利用自然光

在建筑照明设计中应当参考规范要求，相应国家节能号召，充分选用绿色照明技术。在建筑设计时可以增大采光面积，让更多的自然光能进入室内，从而到达节约电能的目的。自然光能改善居住者的生活方式，必要的光照能保障人体健康。在实际的建筑设计中，可以采用将窗户面积增大的措施来达到正常的使用需求 。但是对日光有较高要求的建筑中，可以采用主动式导光系统。这种系统由无电照明系统和管道天窗系统组成，首先将自然光中的热量和对人体不利的光线在采光器中去除，然后通过光导管传输到建筑中。依靠这种技术可以减少白天照明时间，增加人体必要的日光照射相对于传统建筑设计中的天窗及采光罩，光照明系统可以将光引导到它所不能达到的建筑位置。这种自然光照明系统可以用于地下停车场，地下通道，高档酒店等建筑构筑物中。

二、民用建筑电照明气节电设备选用

为达到民用建筑电气照明节电的需求，可以选择节能型的照明设备：

1.节能光源的选择

由于科学技术的发展，如今的民用建筑照明系统中已广泛采用节能灯。节能灯的高效性是照明系统能耗降低的重要因素，下面将介绍其中的两种节能灯：

1）荧光灯

相对于传统的照明灯，荧光灯的能耗较低，同时还具有寿命长的特点。荧光灯的种类很多，主要分为紧凑型荧光灯、直管型荧光灯及T5型荧光灯等。紧凑型荧光灯主适用于装有设备监控的房间，而直管型荧光灯主要适用于卧室、普通房间等。T5荧光灯时近些年被广泛应用的荧光灯，相比于前两者，它的优点更加突出。由于加工技术的进步，该荧光灯管径只有16mm。与传统的荧光灯相比，它可以做到减少存储运输的成本。在相同的光通量时，T5具有更低的电能消耗，能节约将近20%的电能。

2）HID灯

HID是指通过激活高强度气体放电来达到发光的灯。HID灯主要种类有钠灯和金属卤化物灯。由于采用的是高强度气体放电技术，所以HID灯具有亮度高、使用寿命长、消耗电能少及不容易结锈等特点。因其突出的高亮度，被广泛用于是室外，例如广场公园、码头、火车站等公共场所。

由于科学技术的发展，以钠灯为代表的HID灯正在被逐步推广。钠灯主要分为高压、低压两种。相比于传统白炽灯，钠灯的亮度是其8倍以上，且在正常使用中寿命长达1万小时以上，这些特点都是白炽灯所不能及的。因钠灯具有高效地将电能转换为光能的能力，所以再节能方面也比较突出。

2.结合光源情况选择相应的灯具

光源是民用建筑照明系统中主要耗电因数，而灯具是配套于灯源决定其能耗的次要因数。灯具的作用是将光源在物理原理下再次分布。选择较好的灯源将更有利于节能。相关数据显示灯具选择不合理将间接导致电能消耗增加25%以上，选择合理的灯具将提高光源的利用率从而达到节能地目的。在建筑照明系统设计中应当按照规范要求进行必要的计算，结合建筑性质的不同来推算房间及其装修后的反射系数，从而作为灯具选择的重要依据。在民用建筑照明灯具布置时一般采用非对称的布置方式，这种方式可将反射眩光降低，减少人在房间中的眩晕感。合适的灯具能将灯源充分发挥，将其反射到所需要的位置，在减少光不必要的损失时到达节能地效果。

3.采用新型光纤维技术

在民用建筑照明系统中可以采用光纤维照明技术，适合于地下室等自然光不然进入的场所。该技术一般分为两个部分：第一部分是安置在室外的自然光收集系统，通个这个收集系统可以就室外的自然光收集。第二个部分为光线传导系统，通个这个系统可以将自然光传递到室内。光纤维技术最大特点是不消耗电能，从本质上减少电能的消耗。

总结：

在建筑电气系统中，照明系统所消耗的电能较高。就目前我国民用建筑照明系统的状况，进行照明节电技术的推广是很有必要的。按照国家相关规范要求，通过照明系统的合理设计及照明设备的合理选择，将有利于提高照明系统的节能性。

参考文献：

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关键词 温度控制器；湿度调节器

中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0161-01

我公司在检修冰箱方面以前一直都是采用蒸汽采暖的方式对冰箱试验间进行加热以满足冰箱试验的工况需要，但是蒸汽采暖无论是从节能、可控性、稳定性都有很多的弊病。

本人根据几年来对空调机组性能试验工况的工艺设计及实践和对冰箱性能试验工况要求的研究学习，设计实施了一套简单的餐车冰箱试验工况自动调节系统。目的是为了稳定试验工况，通过试验工况的稳定提高检修餐车冰箱的各种性能试验的准确性以确保产品质量。

根据《铁标TB/T 2041-97铁路餐车电冰箱型式及技术条件》和《TB 2042-97铁路餐车电冰箱试验方法》的要求，模拟冰箱试验的工况，为技术人员提供分析问题的稳定的工况依据，以提高出厂冰箱的产品质量。本论文即针对温湿度工况系统作主要的研究，从而建立起实验与实践的桥梁。

《TB 2042-97铁路餐车电冰箱试验方法》对冰箱试验的工况作了如下要求：

1）温度。①测试储藏温度时环境温度33℃～45℃；②测试能量消耗时环境温度35℃±1℃；③所有其他试验按试验要求的规定温度进行。

2）湿度。除非另有规定相对湿度应保持在45%～75%之间。

另外，根据25K型客车A4修规程8.2.1.2中第4项冰箱性能试验须符合电冰箱处于自动控制状态，箱内温度应能从（43±2）℃降至-5℃。这就说明为了满足该实验要求环境温度要在尽量短的时间内能够达到（43±2）℃。

1 实验室简介

本设计的实验室主要是一间54平米的房间，墙上安装两台轴流风机（对开式保温门），轴流风机是为了在试验后通过空气的快速流动来使试验间迅速降温以便于操作者能够节省等待时间。

试验间安装了两台18Kw的电加热器和一台3 Kw的电加湿器。

这套系统采用欧姆龙温度控制器、湿度控制器相结合的方法，对实验间内冰箱运行的温、湿度工况进行调节。使列车冰箱能够在稳定的工况下运行及完成相关数据的采集以及对实验工况的适时监测等。实验结束后可以通过打开实验室门和启动轴流风机迅速的把热量散发掉以节省等待时间。

2 实验硬件的设计

本设计是在厂房现有的条件下增加用两台管式电加热器和一台特制的电加湿器。

2.1 电加热器设计

电加热器采用1.5 mm厚钢板焊接的加热箱，为了提高加热管的散热效果，在箱体的后面装了三台小轴流风机，加热管与通风机之间用钢板隔开使得空气由通风机外进入电热器箱内通过加热管加热以后成型流出电热箱，以确保电加热管都能够充分的散热，通过轻微的空气流动实现整个房间的温度平衡，经过实际试验我们测定了一个小时左右的时间就可以将试验间的温度从25℃升高到35℃。应该说从时间上可以满足试验要求，利用蒸汽升温有着严重的缺点就是无法使试验工况稳定在规定的范围内，且每天的蒸汽费用也比较高。而利用电采暖可以有效的控制试验间内的温度，使得冰箱性能试验更加真实，更能够准确的测出冰箱的性能。

2.2 电加湿器设计

电加湿器就是根据温水箱的原理设计的，最开始选择的是在商场里面买的负离子加湿器，由于功率小、加上工作环境的原因最终没有采用，而且鉴于试验间的实际情况我们选择了自行制作加湿器的方案。首先在进入加湿器之前的管路上加了一个球阀以便于维修加湿器，用不锈钢浮球控制加湿器内的水量，水箱根据连通器的原理设计成冷水和热水两个水腔，浮球在冷水腔内控制液位并负责加湿器的缺水控制，水箱上面开了一条蒸汽出口，使得加热后的水蒸汽可以飘到外面给房间加湿。

3 电气系统设计

3.1 总开关的启、停控制

控制柜内设三个主空断，一个控制部分的空断，用来对两台加热器、一台加湿器和电气部分的控制，采用分路控制便于

维修。

3.2 温度调节控制设计

根据试验间内PT100温度传感器来检测试验间内的温度。控制柜内选用的是欧姆龙E5AZ型温度控制器，借鉴于列车空调电气原理中自动控制部分来设计的。启动电源后温度的调节主要靠温度控制器针对传感器传回的信号控制两个接触器的吸合与断开来启动或者停止电热器的工作从而达到自动调节试验间内的温度的目的。

通风机采用的是断电延时设计，这种设计主要是为了在电加热管停止加热的时候通风机必须海的运行及分钟以保证加热管迅速散热。

3.3 湿度调节控制设计

根据试验间内湿度传感器来检测试验间内的湿度。控制柜内选用的是AXDFGR型湿度控制器，也是借鉴于列车空调电气原理中自动控制部分来设计的。启动电源后湿度的调节主要靠湿度控制器针对传感器传回的信号控制接触器的吸合与断开来启动或者停止电加湿器的工作从而达到自动调节试验间内的湿度的目的。

3.4 试验完后的散热考虑

当试验结束以后，为了使操作者能够尽快地进行下一步作业，我们设计了两台轴流风机，通过合上空断使得通风机运转来将试验间内的空气流动使得试验间内的温度尽快地下降节省了等待的时间，使得整个试验增加了人性化的一面。

通过电气控制实现了对试验间内温、湿度的调节控制，使得冰箱性能试验更加真实、准确、精密、快捷、可靠。可以节省很多的时间、人力和能源。

工况调节系统流程图如下：

4 结束语

鉴于当时公司蒸汽采暖达不到试验的要求，设计初衷只是对温、湿度进行自动控制，本人做了工况控制系统的工作，而且实现了自动控制的方式，提高了冰箱试验工况系统的稳定性，通过稳定的工况提高了试验结果的真实可靠性从而确保检修冰箱的产品质量，自使用以来比以前有了很大改观。

为了减少操作者在试验过程中频繁的进出试验间确保工况的稳定，冰箱压缩机电流的检测、冰箱工作时间的测定、冰箱的冷却速度和冰箱的工作系数等工作因为后来笔者的工作调动，这些后续工作被中断，但是也为以后车间完善试验设备奠定了基础。

参考文献

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关键词：节能设计；民用建筑；功率因数

中图分类号： TU201.5 文献标识码： A 文章编号：

1 民用建筑电气节能设计的原则

1.1 节能性

节能性是民用建筑电气节能设计工作的核心所在，必须要遵守节能性原则，采取具体节能措施，如电气设备自身的电能消耗、传输线路上的电能消耗等，以推动工作的顺利展开与完成。

1.2 经济实用性

开展民用建筑电气节能设计工作时，应经济效益为基础，符合实际的需求。不能因为节能而采用各种高端技术或者是高端材料，增加运行成本费用，造成人们难以负担的局面。所以，在设计时应衡量增加的投资能否在有限的时间内进行回收，贯彻落实民用建筑电气节能设计的经济实用性原则。

2 配电系统的节能

2.1 合理选用变压器

民用建筑应按照负荷实际情况合理选择变压器容量和投切方式。如果容量选择过小，会容易导致负荷运行，增加损耗；对于负荷系数长期偏低的变压器，应选择容量较小的，因为如果变压器选择容量过大，不能使其得到充分利用，会使得变压器长期处于低于经济运行的负荷率，造成有功损耗增加。当容量大并需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的条件下，尽量减少变压器的台数，选用大容量的变压器，也可在负荷低时切除一台或采用在负荷变化自动调整运行台数的装置。在设计配电系统中，为了保证变压器在最佳负荷状态运行，应根据计算负荷，合理选配变压器容量，使其负荷率不应低于30%，并且在70%~80%的容量范围内工作。

2.2 线路节能设计

由于工程中的线路长而复杂交错，使得线路上的总有功损耗很大，而线路的电流是一定的，为了降低线路损耗，只能使线路电阻尽可能小。由线路电阻公式R=ρ×L/S(式中：ρ为电导率；L为导线长度；S为导线截面积)中可以得出：减少线路的损耗可以从这三方面入手。首先，应选用电导率ρ较小的材质作导线，其中铜芯最佳。其次，尽量减少导线长度L。在工程设计中，线路尽可能走直线，少走弯路，减少导线、电缆的长度。配电室或配电箱应位于负荷中心，低压线路的供电半径应小于100m，密集负荷地区供电半径应在150m的范围内，小负荷地区供电半径不应超过250m，这样可以缩短供电距离，从而达到降低线路损耗的目的。由于民用建筑是以空调用电为主，所以民用建筑的负荷中心一般是在空调主机附近，而在大型的公共建筑电气工程设计中，变配电室的位置应靠近电气竖井，以减少电缆的敷设长度。最后，应适当增大导线截面S，对于较长线路的设计，在已满足载流量及其他相关要求上，在导线、电缆截面的选择上，应选择往上加大一级截面的导线和电缆，以延长导线的使用寿命，进一步降低线路的损耗，降低火灾发生的风险。

2.3 提高系统的功率因数

功率因数是由负荷的性质和有功功率的比例所决定的，在电力输送过程中，传输的有功功率是固定不变的数值，由于电气系统的用电设备，如电动机、变压器、线路以及气体放电灯中的整流器都具电感，使线路产生滞后的无功功率。对于感抗产生的滞后无功功率，需要从系统中引入超前的无功功率来进行补偿，提高功率因数。无功功率从系统经高低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了功率损耗。所以在供配电系统设计中，应尽量提高功率因数，以减少无功功率造成的电能损耗。在低压系统设计中，民用建筑内其他的无功功率主要在变电所内采用集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加固定补偿方式。对于供电点较远且无功功率较大的电动机，一般在55kW 以上的电机采用就地补偿，这样可以减少线路上的无功传输损耗，有效地节约线路输送的有功功率，以达到节能的目的。其次，提高设备的自然功率因数，可以降低对超前的无功功率的需求。如果功率因数由0.7 提高到0.9时，线路损耗一般可以减少40%。通过采用功率因数较高的同步电动机，荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器。设计中我们还可以对静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流可以和用电设备的滞后无功电流相抵消，从而将无功电流控制在限定的范围内，以实现降低整体无功电流数量、提高功率因数的目标。

3 照明用电的节能设计

民用建筑的照明用电量大而且面积广，所以在照明上进行节能设计应十分有效。在照明节能设计中，除了要满足照度、光色、显色指数外，应对自然采光，改善环境的反射条件进行充分利用，推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式，提高节能效率。

3.1合理选用照明设备及附件

尽可能选择那些使用方便、发热与发光效率高、能耗比较低、性价比相对较高的设备。一般情况下，采用紧凑型荧光灯比白炽灯省电约75% ；T8荧光灯管比T12省电约10%；高压钠灯、金属卤化物灯比高压汞灯省电约60%―70%。这通常会视安装的高度而定，在灯具悬挂较高的场所照明，适合采用高压钠灯、金属卤化物灯，除了特殊情况外，一般都不会采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯。在灯具悬挂较低的场所的照明，则适合采用荧光灯，除一些特殊功能建筑物外，一般不会使用普通白炽灯，合理使用电子镇流器，可以在极大程度上达到节能的目的。

3.2改善照明器的控制方式

应根据民用建筑的具体情况来对照明器的控制方式进行调整，根据各房间的用途特点和要求来进行控制。面积较小的房间宜采用一灯一控或二灯一控的方式；面积较大的房间可采用多灯一控的方式，但每个开关控制的灯数应在合理的数量。对于建筑内的楼梯间、走廊等公共通道，宜采用红外探测器加光控或声控加光控的节能自熄开关，合理控制设备运行时间，降低不必要能源损耗；对于宴会厅、体育场、候机厅等公共场所的照明，可根据实际使用状况设置调光控制系统；对于天然采光不足区域，应采用光电控制的自动调光装置以随天然光的变化而自动地调节电器照明的强弱，确保室内照明光线稳定。

4 电动机节能设计

电动机损耗的主要是通过提高电动机的工作效率和功率因数来降低的。在正常的工作状态时，电机设备运行的负载通常会比设计值低得多，很多时候风机和水泵都是轻载运行，从而使整个系统能源利用率低，造成严重的能源浪费。为了提高电动机轻载时的效率，可采用变频调速控制电动机，使其在负载率变化时自动调节转速与负载变化相适应，提高在轻载时电动机的工作效率，从而节约能源。另一方面，由于电机一直处于长期高速运转的状态，这会造成机械磨损很大，增加了设备维护费用。此时，应当采取新型的智能化节电设备，利用计算机模糊控制理论和变频技术，跟踪记录设备负荷的状态，对风机的风量进行合理的调整，以最大限度的节约电能消耗。

5 结语

节能与老百姓的日常生活和国家、社会的可持续发展息息相关。电气节能贯穿于整个民用建筑工程的全过程，电气设计人员要遵循安全性、可靠性、经济性及节能性的原则，合理比较并选择可行性强的设计方案，尽可能做到既节能降耗又降低投资成本，提高资源的合理利用率，以实现节能减排、经济效益和社会效益最大化的目标。

参考文献：

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关键词:棒材 计数 图像

棒材自动计数分隔一直是未能彻底解决的问题,目前我国棒材生产企业普遍采用人工计数方法。该方法劳动强度大,工作效率低,系统生产能力有限,而且准确性难以保证。针对这种情况,我们想通过采用现代化手段和技术创新,能否开发出适合我国钢铁企业的棒材自动计数系统,以有效提高劳动生产率,把工人从繁重的体力劳动和恶劣环境中解放出来,力求为企业提供高科技设备,现从以下方面论证自动计数系统可行性。

针对轧钢厂棒材生产工艺现状,为了实现标准化打捆包装要求,我们希望利用综合图像识别、机械系统、光电检测和控制技术,实现棒材生产线计数定支环节机械化和自动化操作。

轧钢厂中,生产线上的棒材在进行打捆包装之前需要计数,每种规格的每捆数量是不同的,计数必须按不同规格的棒材要求在线完成。当棒材从传输辊道上移送到计数链条台架上时,有重叠和交叉现象,尤其是对φ6mm～φ14mm小规模棒材更是如此,这就使棒材的分离工作难度增加,也给计数工作带来了一定的误差。所以需要特定的执行机构对棒材进行处理。下面浅谈一下棒材自动计数系统的思路和原理。

棒材在线自动计数分隔系统可由振动装置、阻挡振动平铺振动装置、光电计数、分离装置、图像处理和控制系统几部分组成,如图1所示。

图像处理系统包括软件和硬件部分,通过对棒材分散程度进行辨别确定是否符合平铺前要求。振动装置用来振动直径较小的多层棒材的情况。棒材阻挡振动平铺装置是一个齿臂结构,其上有主齿臂和副齿臂,可以调整齿形的大小。光电计数利用光纤传感器检测棒材通过,可编程控制器进行计数累加。控制系统以目前在工业现场应用。

图1 棒材在线自动计数分隔系统的组成

阻挡振动平铺装置是本系统的一个最重要的组件,安装在二段传送链之间的轧道上。该装置为一个齿臂机构放在一个振动平台上,上有主齿臂和副齿臂,可以调节齿的大小,该装置结构简单,并且具有振动功能,能够适应现场复杂状况,不会出现堵死现象。此机构在挡住棒材的同时,又进行图像处理的计数。当计数值超过设定值时,齿臂机构升起,对棒材进行平铺处理,只有实现了平铺,后面的光电计数装置才有意义。其结构简图如图2所示。

设计齿臂时,应考虑以下因素:

(1)齿臂的数量不宜过多或过少。齿臂安置过多,会使整个系统庞大、笨重,并且增加制造成本造成浪费。(2)将齿臂安装在棒线材平铺于传送链条上时挠度最大的位置（即两链条的中间处）,以减少棒材可能出现交叉情况的点,同时,也便于安装。(3)齿形设计。齿的深度应保证棒线材落如齿槽后,高点与齿的上表面在同一水平面上,以减小下滑棒材与齿臂间的摩擦系数,便于棒材滑落。齿槽间距过窄可能导致计数分离环节的分离手无法准确开要分离的棒材,因此,最小齿间距应足够宽。(4)为了满足不同直径棒材批量生产的需要将齿槽宽设计成可调整,可以有效降低系统的生产、安装成本,并避免由于拆换齿臂造成的生产效率降低。

分离装置是系统重要的执行机构,是实现棒材自动分离的关键设备,也是机械系统设计的另一个重点和难点。

分离系统可以采用汽缸装置组成。当计数值达到定支数时,可编程控制器发出信号,链条停止运动,分离系汽缸升起,以挡住后面的棒材,链条运动,把棒材自动分离开来,而前面的棒材由传送链输送到收集槽中,进行捆扎打包。

图像采集区:齿臂正上方即为图像采集区。当传送链将棒材运送致齿臂上方时,齿臂前端的挡板将阻碍棒线材继续向前运动,从而使棒材处于图像采集区,便于摄像头准确采集棒线材端面图像。

振动平铺:当图像处理计数装置记录的棒材数目超过设定值时,齿臂将缓慢倾斜至临界角度,使齿臂上棒材分为两部分。一部分将落入臂齿;另一部分将沿倾斜的臂齿滑下。

本论文在分析现有棒材计数方法的基础上,对比国内外目前同类棒材自动计数方法,提出了一种利用图像处理和识别技术实现工业生产线上棒材自动计数的新方法,对于小直径棒材,图像处理方法显示出其优越性;提出了一种棒材在线自动计数分隔方法,包括机械系统、图像处理、光电检测以及控制系统,为棒材计数开辟了一条新途径;结合工业现场环境,设计了一套机械系统包括振动装置、阻挡振动平铺装置、分离装置,能够实现棒材的平铺和分离,并分析了振动模型的运动仿真,为棒材在线自动计数分隔系统的实现奠定了基础;通信的可靠实现是系统运行的关键。本论文中,从软、硬件两方面给出了PLC与变频器通信设计方案和具体实现。该种通信设计经济实用,实现方便。

棒材在线计数分隔是一个非常复杂的系统,本文的计数方案是基于现有的图像处理技术,充分考虑了现场因素对系统的影响,具有很强的实用价值。

参考文献

[1]章家岩.棒材自动计数系统的设计与应用[J].全国第二届特种电源与元器件学术年会论文集,2002.

[2]王培珍.图像边缘检测融合方案初探[J].安徽工业大学学报,2001.