建筑電氣工程自動化設計及實現分析

丁大為

（濰坊工程職業學院，山東 濰坊 262500）

隨著社會經濟的快速發展，當前的電氣工程技術已經不能適應社會的發展需求，因此，電氣自動化技術要不斷地創新。在學習國外電氣自動化技術的前提下，我們要根據自己的實際情況，發展我國的電氣自動化技術。在建筑領域，電氣工程對建筑的進程有著十分重要的影響，電氣工程涉及到建筑的各各方面，電氣自動化技術的順利應用，關系到整個建筑電氣設備的安全運營。

1 電氣自動化系統的概念

電氣工程自動化控制系統豐要通過設備接地信號處理、傳輸信號屏蔽、選擇合適的抗干擾措施等，完成電氣自動化。

采用計算機集中控制是20 世紀80 年代主要電氣工程的方式手段，這種方式可靠性較差，運行速度較慢，到90年代之后逐步被集散式控制方式取代，隨著計算機技術、控制技術、網絡與通信技術的發展和結合，90年代末，電氣設備控制技術得到了迅速發展，電氣工程自動化控制得到廣泛的應用。

2 電氣自動化的主要功能

依據單元機組的運行和電氣控制的特點，通過ECS 監控應用到發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制系統中。電氣自動化的基本功能主要包括以下幾個方面：

柴油發電機組和保安電源控制和操作；高壓啟，備變壓器控制和操作(2臺機共用)；220kV／500kV開關自動同期并網及手動同期并網；保護控制發變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器；發電機勵磁系統包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS的投退；隔離開關的控制、發變組出口220kV／500kV斷路器及操作；380V低壓廠用電源監視、操作、低壓備自投裝置控制；6kV 高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等；直流系統和LPS系統的監視。

在發變組保護等主保護和安全自動裝置的方面，因為有一定難度，設備要求全部在DCS中實現其功能，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與DCS之間要求接口，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過DCS進行事故追憶。

3 電氣自動化技術設計理念

3.1 電氣自動化DCS控制系統

DCS系統是指電氣自動化分布式控制系統，“DCS”這個名稱是由英語單詞縮寫而來的，即T0taIDistrbutedMicropro—cessorContralSystem。相對于集中式的控制系統而言，DCS 系統是一種新型電腦控制體系，這種系統相對與傳統電氣控制而言，更為高級和更為先進。該系統是在傳統的集中式的控制系統的基礎至上演變、發展起來的，可靠、實時和可擴充等是該系統的優點，因此，在電氣工程的過程中DCS系統得到了廣泛應用。但是此系統通過廣泛的應用，出現一些問題，比如受DCS系統模擬混合體系所限制，其仍然采用的是模擬的傳統的儀表，因此，降低了系統的可靠性，在維修維護的時候起來也比較困難；缺乏一種統一的標準，增加了維修的成本。因此，在現代科技進步下，創新電氣自動化控制系統是必不可少的。

3.2 信息集成化的電氣自動化控制系統

電氣自動化控制系統所包含的主要信息技術表現在兩個方面，一是在管理層面縱深發展。二是，信息技術能夠在電氣自動化設施、系統和機器之中橫向發展比較。信息集成化系統在電氣工程中的監督控制能夠呈現出動態的、直觀的畫面，所以能夠及時掌握電氣工程中的信息數據資料。

4 電氣自動化在建筑領域的應用

4.1 電氣自動化在電氣接地系統的設計

TN-S系統是電氣接地系統中最重要的一種，中性線與保護線分開，將一個三相四線和PE 線組合的接地系統。通常，在建筑工程項目中設立單獨的變電/配電所的時候，常常采用這種系統。PE不導電，中性線N是外露可導電是此系統的優點。需要注意的是嚴格的獨立分開中性線N和PE線，二者的接地點是變壓器的中性點，除此之外，沒有任何的接地點。此系統的PE 線本身沒有電流，對地沒有電壓，安全系數高。

通常，低壓供電系統的民用和工業建筑使用TN-S系統。在復雜建筑中運用時，要采用技術方法與TN-C-S 接地系統相似的。在一些電子設備的應用上，如果電子設備有特殊要求，一般也可以采用TN-S 系統。具體考慮系統在使用上的出現的問題。仔細考慮在復雜建筑運用TN-S 系統，在這種建筑中，電氣工程設備用電以單相為主，在負荷方面，占的比重相對較大是單相方式，所以隨機電流負載于中性線N 中常常出現。在建筑中照明的熒光燈等設備用電使用量比較大，外加上三次諧波存在于N 線中，二者一同作用在N 線上，加大電流量，不安全因素隨之升高，事故容易發生。假如N 線接在PE 線上，加上與設備外殼接觸，更加嚴重的災難事故更容易發生。因此，要充分考慮安全因素，保證電氣工程的順利運行。

4.2 電氣自動化設計中保護系統的設計分析

在交流和直流接地保護設計中，電氣工作接地的主要部分是地和中性點的接地。輔助配電功能的等電位接線端子在箱柜中存在，最重要的是注意接線端子的安全性；第一，禁止暴露在外；第二，禁止與屏蔽接地混合相接。第三，禁止與PE線連接。

在高壓的系統中，中性點接地的技術能夠有利于確保接地保護安全運行，有利于有效的消除使單相電弧接地過電壓，有利于保持三相電壓的平衡，有利于保證在低壓系統中單相電源能夠穩定的使用。在復雜建筑領域中，因為存在大量的自動化控制設備，在使用這些設備中，加上網絡的應用，微電流和電位快速頻繁的進行，給供電帶來很多不穩定的因素。應對措施有以下幾種：第一，在引線方面，截面較寬的銅芯絕緣線是引線的最佳材料；第二，一頭連接基準點位，另一頭直流接地；第三，N 線和PE線不能與引線連接。

4.3 計算機數據采集與處理系統(DAS)在建筑電氣中的應用

計算機數據采集與處理系統主要功能包括了參數輸入、性能計算異常報警、歷史數據追憶、事故序列記錄、參數顯示、報表打印等。在建筑電氣自動化中，應用計算機技術，能夠有效的保證建筑電氣設備數據與信息的及時準確傳送。便于對建筑電氣設備的管理。

[1]李傳偉.電子電氣設備接地探討[J].中國化工裝備，2009，(1)：33