照明配电研究方法论文

摘要：在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。关键词：集成设计选型校验系统模型pivotalwords:IntegratedDesign,Selectandverifyequipmenttype、ConstitutePowerSystemmodel一、引言：在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。二、详述：电气设计的目标我们只有了解了电气设计最终实现目标才能进行更明确的工作，为了详细说明一个变配电所的所有电气内容，通常需要出的图纸有：1．1电气主接线图或高压系统图1．2低压系统图1．3平面布置图、剖面图1．4配电柜立面图1．5电缆清册1．6设备材料表1．7电气计算书1．8二次控制原理图1．9二次外部线路图以上图纸中最复杂的图纸，工作量最大的莫过于高低压系统图，因为他们占用的计算工作量大。过去我们也提供一些计算工具软件，但大都是零散的，不系统的，比如负荷计算、电压损失计算、短路计算等，用户对整个系统的认识，一直停留在修改旧图，反复的计算-填写表格-替换设备-删除-复制等低级的劳动中，造成了劳动效率无法大幅度提高。而且由于缺乏整个供-配电系统结构的认识，往往上一级开关调整以后，没有改下一级开关，或上一级开关整定变了，没有跟着调整配线，造成许多前后不对照的错误图纸和问题工程。旧图中大量的图元各自独立并没有共性，所以难以大规模的一次性修改成功。旧图修改重复劳动特别多，反复的重复删除、复制、替换、文字、移动等命令，容易造成笔误。特别是当前工程设计周期被业主大幅度缩短，怎样提高设计、绘图效率就成为了一个关键性的问题。绘图计算软件的现状目前国内电气设计软件提供这部分的主要偏向于绘图功能。绘制高低压柜的一次方案，许多家厂商生产的软件都包含了这部分图库。我们绘图主要集中在插入相应的图块进行绘制，然后填写定货图表格。计算则是分开的。也有个别软件对高低压系统提供了部分计算，但大都是零碎的，不是对系统整体的计算，或是对其中一个回路、某一种负荷类型（如电动机）进行计算，其他回路或负荷类型无法计算，也无法作到上下级配合选型，也没有全面的综合校验电气设备所有技术参数，没有用电需求表，和实际工程需要的设计过程相差太多等等。所以在设计变配电所过程中，大部分工作仍集中在修改旧图，重新计算，选型上。计算机的辅助设计功能没有什么提高。电气设计的过程分析选型统一规定很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用KYN28，低压柜采用抽屉式MNS，主断路器采用CM1，电缆采用VV系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。用电需求定义水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。现在随着计算机普及，很多设计院已经使用EXCEL互提资料。负荷分配确定配电设备（配电箱、盘、柜）的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。负荷计算对每个配电设备进行负荷计算。主要采用需要系数法。分配电中心计算选分配电中心（如某层的配电间、竖井、或机房的配电间）的配电柜供给下联的配电盘或箱。对这些配电盘、箱、柜进行选型。变配电中心计算选变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。短路计算选型完成以后，查表得出各组件和线缆的阻抗，并设定短路点，计算每个短路点的三相和单相短路电流。校验计算对于高低压设备进行短路校验、电压损失校验、电机启动校验以及灵敏度校验等。校验不合适的值，要重新进行选型。直到校验通过。绘制系统图根据系统模型，绘制系统图。排列柜子。根据平面情况，布置柜子。并绘制立面图、剖面图。根据柜子布置情况分别调整系统图抽屉柜位置和编号以及进线柜、母联柜位置回路库和设备库符号库高低压柜的一次方案是厂家样本提供的。在CAD绘图中要调用这些方案，必须将这些方案组织成一个回路库。每个回路都是由很多组件组成的。这些组件的电气属性（技术参数）则在设备库中定义。符号库是规定了这些组件对应的图例。以上三者在选型绘图过程中必不可少。为了应对众多的厂家和不同的型号规格产品，我们符号库、设备库、回路库都是开放的。用户可以新增设备系列，新增回路方案等等。符号库采用新国标图例。回路库和设备库也采用了最流行最先进的高低柜型号，特别是中国建筑标准所出的《统一技术措施电气设备选型卷》和电力出版社出的最新版《工厂常用电气设备手册》上下册以及上下册补充本。回路库结构中每个回路都可以设定盘内组件的型号规格和数量或额定电流、控制电机功率，这样完全按照样本提供的内容录入，对选型提供了“电子样本”。统一规定设定在做某一工程前，由电气专业项目负责人确定的设备选型的基本方案。该基本方案中将所有电气设备划分为供电、输电、配电、用电几类，用户只须对以上设备进行初步选型，确定设备的系列号以及相关参数。其它参数都可以自动选型。用电需求定义表用电需求表是用户自行录入的工程中所用到的所有用电设备列表。用户需要录入用电设备的安装位置、名称编号，设备容量，负荷性质等内容。可以从EXCEL中将水暖工艺提来的资料导入该表中，也可以将输入好的用电需求表导出到EXCEL中编辑。安装位置提供了一个很好的管理所有设备的结构，非常直观方便。系统模型的建立本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。 所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作（运行）属性、短路属性、电气属性。任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。集成设计的流程是：用电负荷被人工添加到配电柜上。然后进行负荷计算，并自动选择配电柜内元件型号规格，选定短路参数可以进行短路校验。如果短路校验不通过，重新进行选型计算。系统模型的建立：要想实现对变配电所设备的整体选型校验和设计，必须建立整个工程的配电系统模型，才能够实现对所有设备的选校。一个好的系统模型首先比较直观，操作简单。上手快。组织严密。由于电气系统的树状结构和WINDOWS资源管理器的树状结构的相似性，我们完全可以利用WINDOWS资源管理器类似结构的树状系统来搭建一个模型，实现简单的配电系统。电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜 ……..从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。附图1附图系统模型的功能立系统模型是从工程中的配电中心（配电间、配电室）建立。 统模型可以直观看到开关柜一次方案图形。以方便选型 统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置 4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。7、模型在负荷计算、短路计算、和初步选型方案基础上进行自动选型计算 8、系统模型选型计算后对参数进行校验计算，包括高低压设备、配电干线等所有设备都可以按照规范要求进行校验。统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。 10. 可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。软件实现流程图 软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。常用设备选型校验方案（部分） 压器选型:负荷分配->负荷计算->选型 低压母线选型 负荷分配->负荷计算->按正常工作电流选型效验内容如下：电机启动压降计算 电压损失计算 3、过载保护效验4、热稳定效验电缆导线选型 负荷计算->按正常工作电流选型1、效验电压损失：2、效验经济电流密度：3、效验热稳定4、效验过载保护低压开关选型 负荷计算->按照正常工作选型：1、选择壳架等级电流 2、选择脱扣器额定电流 3、根据回路保护设置要求，进行短延时，瞬时，长延时三个脱扣器额定电流的选型。1、效验极限分断能力2、效验开断电流3、效验灵敏度4、上下级配合效验5、过载保护效验高压开关选型 负荷计算->按正常工作电流选型 1、选择额定电流效验开断电流或开断容量。 效验最高工作电压、效验动稳定、效验热稳定。 10、集成设计软件的优点1．实现了真正意义上的供配电系统模型，是面向整体电力系统的电气设计软件。不同于以往零散的孤立模块，这样的好处是比较直观清楚的让电气工程师知道每个电气元件在电力系统中的位置，作用，运行状态和短路状态以及所有电气属性等。i.进行负荷计算、短路计算、选型计算和校验计算。集四大计算于一体，更加清晰明了选型结果。2．成设计便于负荷调整，回路替换，设备技术参数的修改。并提供一系列智能检测系统，保证前后上下级联关系正确，确保电气回路的参数的正确性。集成设计便于输出管理电缆表，设备表。集成设计提供了可扩充的回路库和设备库，完全仿照设备样本，全部开放。用户可增添新设备。集成设计提供给用户最方便直接的查询功能，点击任何一个系统模型上设备元件，都可以看到该设备的电压，流过的电流，功率等运行情况。也可以看到在该点短路时的短路阻抗，短路电流情况，甚至可以查询其他点短路，在该点的短路电流情况。集成设计的界面采用资源管理器式界面，只要会windows的人都可以建立一个系统模型。不需要另外增加学习时间。操作也是类似与资源管理器，极其容易上手。集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。三、结论变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用CAM/CAD软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计CAD将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。参考书目：《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社《建筑电气设计实例图册》，北京照明学会设计委员会编中国建筑工业出版社《工厂常用电气设备手册》兵器部第五设计院编中国电力出版社《民用建筑电气设计手册》湖南电气情报网编中国建筑工业出版社《低压配电设计规范》GB50054-95中国计划出版社《供配电系统设计规范》GB50052-95中国计划出版社《民用建筑电气设计规范》JGJ-T16-92中国计划出版社

住宅应急照明设计及施工常见问题论文

摘要 ：随着科技的不断发展，应急照明设计已经成为了各类建筑中的标配。作为建筑内部必不可少的组成部分，应急照明系统影响着人们的日常生活。但是，就我国目前的应急照明系统来看，在设计与施工方面还存在着一些问题，亟待人们的解决。本文将简要分析应急照明的供电电源以及控制方式，探讨住宅应急照明中的具体设计，研究其中存在的问题，寻求相应的解决方案。

关键词 ：应急照明；设计；施工；常见问题

为了保障照明系统在出现故障时，人们能够正常的进行工作和生活，避免出现人身安全事故，做好应急照明是十分关键的。应急照明就是指当正常的照明出现故障时，能够在最短的时间内恢复照明功能，保障人们的安全。因此，在住宅建筑进行建设的过程中，施工人员应该按照规范要求安装应急灯，做好应急照明系统，以保证应急照明系统的正常使用。

1应急照明的供电电源

在应急照明系统中，供电电源是设计中的主要部分，是关系到应急照明能否正常使用的关键。在正常供电电源不能够使用时，需要转换到应急照明系统的供电电源，主要可以分为如下的几种。

蓄电池电源

利用蓄电池作为电源，是将蓄电池放置在灯内。当线路出现故障时，灯内可以提供电源，对其照明没有影响。这种电源的优点在于供电方式安全可靠、转换速度高，缺点是投资大、耗费资金多、蓄电池出现故障后影响面积大等问题。

柴电发电机组成电源

利用柴电发电机组成供电电源，一般是在条件有限的情况下。这种供电电源的优点在于运行的时间较长，缺点在于启动时间较长，应急照明设备启动大约需要15s。因此，这种供电电源大多数作为后备照明或者是疏散照明，不能够单独的用于安全照明系统。

电网回路分开的电源

这种供电电源是来自与电网、正常电回路分开的电源，其优点在于转换时间短、能够满足各种转换情况、工作时间长、供电安全可靠。缺点在于设置较为复杂，一般只用于大中型工厂中的应急照明，普通住宅不适用此种供电电源。

组合电源

组合电源是指以上两种或者两种以上的供电方式进行组合。根据不同的建筑物使用一种供电电源不能够满足实际情况，往往会选择组合的方式。不仅仅可以节约资金，而且还可以提高线路的安全可靠性，以此来提高应急照明的效果。

2应急照明的控制方式

应急照明系统需要得到相应的控制，才能够在正常照明发生故障时，发挥其应有的作用。应急照明的控制方式主要有集中控制和非集中控制，下面将简述这两种控制方式。

集中控制

集中控制是指把所有应急照明灯的蓄电池放在一起，做一个控制转换系统，对应急照明灯进行统一的控制。在一些公共场合中，如商场的地下停车库、住宅建筑等等的公共场合内，应急照明的控制方式往往选择集中控制。对于此类的控制方法，需要在值班室或者配电间内部设置一个照明配电箱，配置出若干个回路统一控制应急照明系统，这既能够满足火灾时的强制电量要求，也方便管理人员进行管理工作。

非集中控制

非集中控制可以分为单联单控开关控制以及单联双控开关控制。在使用单联单控开关控制时，电源线如果接线不合理，十分容易造成自带蓄电池应急灯断开蓄电池，开始照明工作，在蓄电池耗完电后，不能够进行充电。一旦发生火灾，自带蓄电池的应急灯不能够发挥自身的功能。因此，在使用单联单拍开关控制时，需要保证电源线不会因为开关的断开或者合上而引发发电。采用单联双控开关控制时，可以和火灾自动报警的系统进行联动。能够在火灾的状态下，实行强启切换，使应急灯处于打开的状态。

3住宅应急照明中的具体设计

在安装应急照明系统之前，需要对其制定具体详细的设计方案，考虑到实际的情况，便于施工人员进行安装管理工作。

应急照明的灯具

应急照明的常见方式有如图几种，其中的灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6分别代表了不同的常见类型的应急照明的灯具。其中的灯1代表着发生意外事故时，强制性点亮的.疏散指示灯。这一种类型的灯平常并不点亮，只有在火灾等意外事故发生时，才被强制点亮，常常用在高层住宅的楼梯间。灯2代表着一般照明和应急照明同时兼顾的灯，在平常的时候可以正常的进行工作，在发生火灾等意外事故时，也会持续点亮工作，经常用在住宅楼的楼梯间。灯3代表着常亮性的应急照明灯，此类应急照明灯无论是在事故状态还是在平时状态始终处于点亮的状态。灯4代表着暗型的应急照明灯具，由于平时有自然光，不需要进行点亮。当发生事故时，需要通过消防灯信号强行点亮，此类灯具一般用于楼梯间、电梯间。

应急照明的设置

应急照明可以分为三类照明，备用照明、疏散照明以及安全照明。备用照明属于正常照明系统中的一部分，在使用时，其配电线路以及控制开关应该进行分开设置，并且线路上不能设置插座。备用照明仅仅在事故发生的情况下工作，即为当正常照明断开时，备用照明系统自动投入工作。疏散照明是指在发生安全事故的情况下，让人员从室内能够安全撤离至室外的一种应急照明系统，疏散照明平时就处于点亮的状态下。安全照明一般用于正常照明突然中断会导致人员安全的危险场所。

4住宅应急照明设计中的问题

住宅应急照明系统在火灾发生时，能够起到指引人们逃离的方向的作用，对于人们的生命安全有着很重大的影响，但是，目前的住宅应急照明设计中还存在的一定的问题，不能使应急照明系统充分发挥作用。

设置位置不合理

住宅建筑内部的封闭式楼梯间、疏散走道等等的位置，都应该设置应急照明灯。在安全出口外，还应该设置疏散照明灯。疏散照明灯的安装位置应该在安装距地面相差1m地方的墙上，灯之间的距离不得大于20m。住宅地下车库的疏散标志，也应该按照合理的指导，进行设计。按照人车分流、各行其道的原理。但是，在部分的住宅建筑内，应急照明灯以及疏散照明灯的位置设置的不合理，不能够充分的发挥应急照明系统的功能。一旦发生了火灾之类的意外事故，人员疏散十分困难的情况下，应急照明不能够发挥作用，会影响到人们的生命安全，造成更大的损失。因此住宅建筑内部的疏散走道、封闭楼梯间、地下车库等地方，要按照规定的要求，设置合理的、符合规则的应急照明位置。

设置安装方式不合理

应急照明的安装方式应该按照规定要求中的进行安装，如果住宅的面积较大，应急照明安装位置不宜超过。安全出口灯的安装位置应该在安全出口距离地面小于的位置，疏散照明的装置一般安装在墙上或者是吸顶，其灯具都是单面灯，疏散指示灯在走道中的安装距离为，安装方式为暗装或者为挂墙明装。但是，在实际安装的情况中，许多安装队伍的安装应急照明系统都没有按照规定要求进行安装，草草了事，不符合规定要求的安装方式，可能会导致灯具的使用寿命过短，发生事故时应急照明系统无法发挥作用。

设置控制方式不合理

应急照明系统一般是按照楼层、防火分区设置一组应急电源的装置，但是在设计中常常忽略了楼梯之间应急照明系统的控制方式。应急照明系统中的控制方式一般分为集中控制以及非集中控制两种方式。在实际住宅的应急照明系统控制方式中，有的将应急照明的设置跨越了不同的防火分区，有的将楼梯间的应急照明接入了本层楼梯中的应急照明的电源。楼梯间作为一个独立的防火分区，也是一个重要的疏散渠道，应该设置一个专门的配电箱，专门用来供应楼梯间的应急照明。一旦发生火灾时，应急照明系统出现了问题，也不会影响楼梯间的应急照明，便于人员疏散，提高住宅内部的安全指数。

5结束语

综上所述，应急照明作为住宅内部的重要组成部分，发挥着不可替代的作用，设计人员以及施工人员应该给与高度的重视，防止出现设置位置不合理、设置安装方式不合理以及设置控制方式不合理的问题。在设计的过程中，设计人员应该根据住宅内部的使用特点、其他应急电源的分布情况等等，进行综合的考虑，合理的选择应急照明电源。施工人员则需要按照规定要求进行施工操作，保障住宅内应急照明系统的正常使用，提高人们的安全保障。

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