自动化楼与应用控制技术探讨

摘要：本文作者根据多年来的工作经验，对电气自动化在楼宇智能化中的应用进行了探究，具有一定的参考意义。

【关键词】电气自动化；楼宇；智能化

中图分类号： TM92 文献标识码： A

0.引言

我国住房的现状是人口众多，城镇人均居住面积世界排名倒数，根据“十五”计划，全国城乡住宅累计竣工面积要达到 57 亿平方米，2008 年城镇人均住宅建筑面积达到 28 平方米左右。住宅小区建设潜在需求量极大。建筑智能化的研究也将会带来新的经济效益，并且成为国民经济发展的新的增长点之一。同时随着我国加入 WTO，融入世界经济大潮，国内外的旅游、商务活动将更频繁。

面对这样大的市场需求，高档旅游及会议接待场所，商业中心，如：高档商务型酒店、高档写字楼、会议中心、培训中心、旅游景点接待中心、高档招待所等，配备符合当今信息化社会所要求的“智能化系统”，提供先进的多媒体商务服务，提供各类个性化和便捷、舒适的服务，将是各类商业建筑经营制胜的必要法宝。商业建筑尤其是星级酒店是集居住、饮食、娱乐、休闲、会议及各种商务活动为一体的场所，作为以提供多功能和全方位服务为主的建筑，吸引客户是该类建筑生存的重要条件。如何提高该类建筑的综合服务水平、确保各种设施的稳定运行、大幅度降低其日常运营成本等已成为经营者管理的关键。所以，智能化的建设也需要从客人的角度、从服务人员和各级管理人员的角度考虑需要使用哪些智能化系统，各系统如何衔接；因此各类建筑的智能化建设的研究也是一个新兴课题。本文作者根据多年来的工作经验，对电气自动化在楼宇智能化中的应用进行了探究。

楼宇自动化系统对智能建筑的各种机电设施进行自动控制，包括供热、通风、空气调节、给排水、供配电、照明、电梯、消防、保安、停车场等。BAS 系统通过信息通信网络组成分集控制、集中监视与管理相互关联的设备，发挥设备整体的优势和潜力，随时检测、显示机电设备的运行参数，监视其运行状态，根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，优化设备的运行状态和时间(但并不影响设备的工效)，从而可延长设备的服役寿命，降低能源消耗，减低维护人员的劳动强度和工时数量，最终，降低了设备的运行成本，为人们提供一个安全、舒适、高效率而且节能的环境。

1 TN-S系统

在TN-S系统中,将中性线(N)与保护接地线(PE)分开布置,属于低压配电系统的一部分,即三相四线接地系统。对于中性线(N)与保护接地线(PE)结合方式来说,除了具备变压器中性点的一般特征,二者无需额外的电气连接。在系统正常运行情况下,PE线不带电,而中性线则带电。这一接地系统的基准电位相对安全、可靠,不允许出现PE线断线现象,设备的金属外壳与PE线连接,提高安全性与可靠性。因此,选择将TN-S系统作为智能楼宇中的电气接线系统,其中单相用电的设备比较多,且负荷量大,如果采取三相负荷,往往出现不平衡现象,因此在中性线中,应设置随机电流。另外,由于建筑中多采取荧光灯作为照明设备,其中产生三次谐波,在N线中叠加,再加上较大的电量作用,如果在设备外壳连接N线,极易引发电击事故或者火灾事故。在TN-S系统中,如果先将N线和PE线连接,然后再接入设备外壳,将增大危险可能性。因此可以说,所有连接到PE线中的设备,外壳都带电,都可能引发电击事故;而且N线与PE线连接,再加上直流接地方式,除了增加发生事故的可能性,还会对电子设备的正常运行造成干扰。鉴于此,楼宇智能化建设中,适宜采取直流接地、交流工作接地形式,再加上安全保护、防雷保护等措施保障。另外,在智能楼宇中,还存在对防静电要求较高的计算机房、程控交换机房、消防与火灾报警室以及大量的精密电子仪器等,因此电气自动化在楼宇智能化中的应用,还应考虑到防静电接地以及屏蔽接地等要求。

2 TN-C-S 系统

该系统主要由两大接地系统构成,即TN- S系统与 TN -C 系统 ,其 分 界 面 处 于 N线和PE线的连接位置。在TN-C-S系统中,一般应用于智能楼宇的供电区或者变电所。在进户之前,应用TN-C系统;进户位置进行重复接地处理;进户之后则采取TN-S系统。对于TN-C系统来说,中性线和保护线接地处于进户之后,无需再有额外的电气连接。其中,中性线带电而PE线不带电。通过应用TN-C接 地 系 统 ,可 较 好 地 保 护人与物的安全性,确保设备的高效、稳定运行 。因 此 ,TN-C-S系统,是 当 前 智 能 建 筑中应用较为合适的接地系统。

3 直流接地系统

在一座智能楼宇中,包含了大量的通信设备、计算机、自动办公系统等。通过电子设备实现信息输入、传输、能量转换、信号放大以及逻辑动作等一系列过程,都需要微电流或者微电位的支持,同时设备与设备之间通过局域网、互联网开展工作。因此,为了确保信息传输的安全性、稳定性、准确性,除了对供电电源要求较高之外,还应具备基准电位。引线可采取截面较大的绝缘铜芯线,一端与电子设备进行直流接地,另一端则连接到基准电位。这种引线形式不能直接连接到PE线或N线上。

4 交流接地系统

工作接地主要指,变压器中的中性线或者中性点接地形式。其中中性线必须为绝缘铜芯线。在配电过程中,存在各种电位接线端子,一般将等电位接线端子置放在箱柜中。应该注意的是,该接线端子不能暴露在外边,且不与其他接地系统混接,如屏蔽接地、直流接地或者防静电接地等;也不能与PE线混接。在高压系统中,应用中性点接地方式,便于接地继电保护动作的应用,并可消除单相电弧接地过高压现象。对于中性点接地方式,可避免出现零序电压偏移移现象,确保三相电压的相对平衡。

5 安全保护接地

所谓安全保护接地,主要将机电设备中不带电的金属部分和接地体之间进行较好的连接。也就是对楼宇中的用电设备或者楼宇设备的金属构件,利用PE线连接。但应该注意,严令禁止N线和PE线的连接。在智能化楼宇中,对安全保护接地有需求的设备比较多,包括各种强电设备、弱电设备、非带电导电设备等。对于没有进行安全保护接地处理的电气设备,一旦发生绝缘损害,则外壳可能带电,造成人身电击伤害或者财产损失。众所周知,在并联电路中,每一条支路中通过的电流值和电阻成反比,也就是说,接地电阻越小,经过人体产生的电流也就越小。一般人体中的电阻与接地电阻相比,约大于数百倍;而经过人体的电流与接地电流相比,则小于数百倍。当接地电阻降为最低状态,那么人体中流过的电流接近零。实际上,由于接地电阻非常小,当接地短路电流流过时,压降也会降低,因此设备外壳对大地的电压也十分有限。当人站在大地中,接触设备外壳,由于人体受到的电压极小,则不会产生危险。通过加装接地保护设备,同时减少接地电阻,既可保障智能建筑的电气安全,也可确保设备稳定运行,保障设备与人身安全。

小结

由上可见,本文结合笔者实际工作经验,对电子接地系统以及电气自动化在楼宇智能化中的应用进行阐述。通过应用电气自动化设备,确保楼宇各种用电设备的安全、稳定运行,节约能耗与费用。因此,电气自动化技术在现代化楼宇中应用非常广泛,并将成为房地产业未来发展建设的必然趋势。

参考文献

[1] 于海英.浅谈电气自动化在楼宇自控系统中的应用[J].黑龙江科技信息,2009(1).

[2] 李坤.电气自动化在楼宇智能化中的应用[J].商品储运与养护,2008(7).

[3] 徐岩.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统[J].智能建筑电气技术,2008(5).

[4] 王丽萍,宋潇,李亨.基于XML技术的楼宇智能化系统集成研究[J].电脑与电信,2009(1).