電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)

1、<p>　　電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　【摘要】伴隨電氣設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備及其技術(shù)的發(fā)展成熟，使得電氣設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作發(fā)生了很大的變化。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】電氣系統(tǒng) 自動(dòng)化設(shè)計(jì) 電氣保護(hù) 接地 發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　一、傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)和特點(diǎn) </p><p&g

2、t;　　按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造方式提供的電氣設(shè)備其控制、保護(hù)和計(jì)量主要由分立的、機(jī)械的、物理的方式和部件來(lái)完成，其相互之間的功能組合構(gòu)成達(dá)到用戶(hù)要求的配電產(chǎn)品。與其對(duì)應(yīng)的完全由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件組態(tài)達(dá)到用戶(hù)要求的系統(tǒng)控制管理功能。上述兩類(lèi)設(shè)備分別由不同類(lèi)的制造商提供，界限徑渭分明，它們由項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)條件和統(tǒng)一的控制管理原則劃定互聯(lián)的明顯界面，進(jìn)行協(xié)調(diào)連接。電氣設(shè)計(jì)根據(jù)用電設(shè)備的用電負(fù)荷、負(fù)荷特點(diǎn)和用電設(shè)備的

3、分布情況，設(shè)置高中低壓變配電系統(tǒng)。進(jìn)而根據(jù)供電方條件、要求和用電設(shè)備要求和特點(diǎn)進(jìn)行高中低壓變配電系統(tǒng)二次計(jì)量、保護(hù)、控制的設(shè)計(jì)；根據(jù)工藝控制要求和自動(dòng)化系統(tǒng)要求，進(jìn)行配電系統(tǒng)末端的用電設(shè)備就地控制設(shè)備的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　二、設(shè)備與技術(shù)發(fā)展為設(shè)計(jì)提供的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)條件 </p><p>　　高壓配電柜內(nèi)的綜合保護(hù)控制器、綜合電量計(jì)量器，低壓配電柜內(nèi)的自動(dòng)空氣斷路器中的計(jì)算機(jī)控制模塊、

4、馬達(dá)控制中心中的軟啟動(dòng)器、變頻器的可控硅觸發(fā)數(shù)字控制器，就地機(jī)電設(shè)備中的小型PLC控制器，閥門(mén)電動(dòng)裝置調(diào)節(jié)控制器，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程儀表，這些都可用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接在一起，以相同的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。這些由于芯片嵌入、機(jī)電一體化、網(wǎng)絡(luò)通訊及其標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一所帶來(lái)的發(fā)展變化，使得測(cè)量和控制徹底的分散化于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)通訊總線(xiàn)上的人機(jī)界面設(shè)備通過(guò)DDE方式采用商業(yè)化通用多平臺(tái)監(jiān)控軟件，提供運(yùn)行管理人員介入系統(tǒng)的手段，并且不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。同時(shí)

5、現(xiàn)在的監(jiān)控組態(tài)工具軟件亦有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)IEC1131-3，系統(tǒng)制造商均對(duì)此予以支持。從控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看，以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為通訊媒介，只分為人機(jī)界面管理計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)控制器兩個(gè)層面?，F(xiàn)在有幾大現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組織制定了相應(yīng)的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議，符合同種通訊協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)控制器、儀表、嵌入式控制裝置可方便的通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接組成控制系統(tǒng)。監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)可通過(guò)專(zhuān)用或商用通訊網(wǎng)絡(luò)與更加廣泛的管理系統(tǒng)相聯(lián)系。 </p><p>　　三、新設(shè)

6、計(jì)思想的內(nèi)容和特點(diǎn) </p><p>　　由于現(xiàn)在高低壓變配電設(shè)備中具有嵌入式控制裝置、用電設(shè)備就地控制設(shè)備中具有的小型PLC控制器等，所以進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，不用像傳統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮集中的二次信號(hào)、計(jì)量、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的預(yù)留互聯(lián)條件，只要按用電設(shè)備要求、工藝控制要求進(jìn)行高低壓變配電系統(tǒng)、用電設(shè)備就地控制設(shè)備的一次電氣設(shè)計(jì)。同時(shí)按工藝控制要求進(jìn)行儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)供電方條件、要求和用電設(shè)備的要求和特點(diǎn)進(jìn)行高

7、低壓變配電系統(tǒng)二次計(jì)量、保護(hù)、控制的控制流程圖設(shè)計(jì)；根據(jù)工藝控制要求和自動(dòng)控制要求，進(jìn)行配電系統(tǒng)末端的用電設(shè)備就地控制設(shè)備的控制流程圖設(shè)計(jì)；在人機(jī)界面管理計(jì)算機(jī)上按上述各部分的控制流程圖，以符合IEC113-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)工具軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件組態(tài)，包括對(duì)儀表系統(tǒng)的組態(tài)。 </p><p><b>　　四、電氣保護(hù) </b></p><p>　　（一）交流工作接地

8、：工作接地主要指的是變壓器中性點(diǎn)或中性線(xiàn)（N線(xiàn)）接地。N線(xiàn)必須用銅芯絕緣線(xiàn)。在配電中存在輔助等電位接線(xiàn)端子，等電位接線(xiàn)端子一般均在箱柜內(nèi)。必須注意，該接線(xiàn)端子不能外露；不能與其它接地系統(tǒng)，如直流接地，屏蔽接地，防靜電接地等混接；也不能與PE線(xiàn)連接。在高壓系統(tǒng)里，采用中性點(diǎn)接地方式可使接地繼電保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作并消除單相電弧接地過(guò)電壓。中性點(diǎn)接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對(duì)于低壓系統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。 <

9、/p><p>　?。ǘ┌踩Ｗo(hù)接地：安全保護(hù)接地就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內(nèi)的用電設(shè)備以及設(shè)備附近的一些金屬構(gòu)件，用PE線(xiàn)連接起來(lái)，但嚴(yán)禁將PE線(xiàn)與N線(xiàn)連接。 </p><p>　?。ㄈ┢帘谓拥嘏c防靜電接地：在現(xiàn)代建筑中，屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護(hù)方法。可將設(shè)備外殼與PE線(xiàn)連接；導(dǎo)線(xiàn)的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線(xiàn)可靠連接；室內(nèi)屏蔽

10、也應(yīng)多點(diǎn)與PE線(xiàn)可靠連接。防靜電干擾也很重要。在潔凈、干燥的房間內(nèi)，人的走步、移動(dòng)設(shè)備，各自磨擦均會(huì)產(chǎn)生大量靜電。例如在相對(duì)濕度10～20%的環(huán)境中人的走步可以積聚3.5萬(wàn)伏的靜電電壓、如果沒(méi)有良好的接地，不僅僅會(huì)產(chǎn)生對(duì)電子設(shè)備的干擾，甚至?xí)⒃O(shè)備芯片擊壞。將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）通過(guò)導(dǎo)靜電體與大地構(gòu)成電氣回路的接地叫防靜電接地。防靜電接地要求在潔靜干燥環(huán)境中，所有設(shè)備外殼及室內(nèi)（包括地坪）設(shè)施必須均與PE線(xiàn)多點(diǎn)可

11、靠連接。智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨(dú)立的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)≤10Ω；獨(dú)立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)≤4Ω；獨(dú)立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω；獨(dú)立的直流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω；防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。 </p><p>　?。ㄋ模┲绷鹘拥兀涸谝淮敝悄芑瘶怯顑?nèi)，包含有大量的計(jì)算機(jī)，通訊設(shè)備和帶有電腦的大樓自動(dòng)化設(shè)備。在這些電子設(shè)備在進(jìn)行輸入信息，傳輸信息，轉(zhuǎn)換能量，放大信號(hào)，邏輯動(dòng)作，輸出信息等一系列過(guò)程

12、中都是通過(guò)微電位或微電流快速進(jìn)行，且設(shè)備之間常要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。因此為了使其準(zhǔn)確性高，穩(wěn)定性好，除了需有一個(gè)穩(wěn)定的供電電源外，還必須具備一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線(xiàn)作為引線(xiàn)，一端直接與基準(zhǔn)電位連接，另一端供電子設(shè)備直流接地。該引線(xiàn)不宜與PE線(xiàn)連接，嚴(yán)禁與N線(xiàn)連接。 </p><p>　　（五）防雷接地：智能化樓宇內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線(xiàn)系統(tǒng)，如通信自動(dòng)化系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，樓

13、宇自動(dòng)化系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，閉路電視系統(tǒng)等，以及他們相應(yīng)的布線(xiàn)系統(tǒng)。這些電子設(shè)備及布線(xiàn)系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級(jí)低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊，串擊，反擊都會(huì)使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此智能化樓宇的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴(yán)密，完整的防雷結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　五、結(jié)語(yǔ) </b></p><