电气自动化在楼宇智能化中的应用分析

摘要：电气自动化系统在智能楼宇中的应用对于实现现代建筑智能化有着非凡的意义。只有在深入的认识电气化自动系统在智能楼宇中应用的关键技术环节 ，才能够做好电气自动化系统的设计 ，确保智能楼宇设备运行安全可靠。本文将着重对电气自动化在楼宇智能化中的应用进行分析，以供同行参考。

关键词：电气自动化、智能化

中图分类号：TM92文献标识码： A

前言

“楼宇智能化”一般包括建筑自动化、通讯自动化、办公自动化、安全保卫自动化系统和消防自动化系统这五个方面。随着我国国民经济的快速发展，高档智能化建筑已成为当今建筑的主流。楼宇自控系统是建筑自动化控制系统的简称。现在电气自动化已成为楼宇自控系统必不可少的基本环节。在楼宇智能化控制系统中,电气自动化系统有重要的地位。

1、电气自动化在楼宇智能化中的运用简要介绍

1.1电气自动化的运用情况。

在经济飞速发展的今天，人们在选择住房时更加的倾向于高层建筑和智能化的建筑，传统的电气技术已无法满足现代化人们对于居住环境的要求了，并且传统的技术在某种程度上还会制约建筑功能的全面发展。人们对于建筑的基础设施、居住舒适程度以及交通的便利程度都提出了新的要求，为了满足这些要求，电气设备都应全面的发展，自动化技术也将得到广泛应用。

1.2 电气自动化技术的特点。

在我国现代化的建筑中，常见的电子自动化系统主要有暖通空调系统、照明系统、电梯系统以及变配电系统等，而对于这些系统的安装和调试工作也已经成为技术性和专业性都很复杂的工作了，在电气自动化技术中包含了电工学、电子学、信息学以及自动化控制技术等多门复杂学科。而电气自动化系统的安装和使用以及电子自动化的控制工作不但大幅度的提高了电气设备以及整座建筑的安全性和可靠性，同时也增强了各个系统之间的有效联系，提高了优化决策的准确性。

2、楼宇自动化电气系统智能化及其管理总体方案

现代社会对信息的需求量越来越大，计算机技术和网络通信技术的发展，使信息传递速度也越来越快。楼宇智能化是运用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，有完整的控制、管理、维护和通信设施，对信息资源进行管理，进行环境控制、安全管理、监视报警，为用户提供相应的服务，是一种优越的生活环境和工作环境，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的成果。使人们在智能化楼宇中生活和工作都能达到最佳状态，提高办公、通信、决策方面的工作效率。

楼宇建筑是多学科交融的多功能综合体，建筑电气系统集中了供配电系统、消防系统、照明系统、电机拖拽系统、空调系统、以及给排水系统等多个子系统。为了满足建筑物内部相应人性化服务功能需求，各种子系统的优良自动化设计方案和控制管理措施制度是楼宇建筑电气系统实现智能性、安全性、舒适性、经济性运行管理控制的基础，楼宇建筑中增设了许多种智能电气控制系统，是楼宇建筑节能工作重要组成部分。智能化楼宇的优越性主要体现在能够提高建筑物的舒适和高效便捷性。具有良好的信息接收和反应能力，提高工作效率，节省设备运行维护费用，具有良好的节能效果，人员安排更合理，满足用户对不同环境功能的需求。

楼宇建筑人性化服务功能的实现，均以各类电气设备控制系统运行为基础，通过优化各类机电系统的运行方式，楼宇自动化中的集散控制系统是完成建筑电气中各子系统智能控制管理功能的主要网络系统，优化运行耗能大的空调系统、照明系统、电梯系统等设计方案，更是实施建筑电气节能运行控制管理的媒介。建筑电气自动化控制管理是实现空调系统、照明系统、电梯系统、以及给排水系统等自动化运行。电气系统自动化控制管理贯穿于整个楼宇相关管理等的多个阶段，驱动建筑行业电气领域的技术革新和进行，促进建筑节能高效开展具有非常大的工程实际意义。

3、电气接地自动化技术

现代建筑物的接地系统中核心的组成部分就是电气接地自动化技术，而这其中最主要的两个系统则为 TN-S 系统以及TN-C-S 系统，这两种接地技术的应用大大的提高了建筑物中供电系统的可靠性和安全性，而高层建筑以及智能化建筑的建设完成也大大的促进了电气接地技术的发展。

3.1 TN-S 系统。

此系统对于其名称中的各个字母都是有着明确的定义的，T 就是指一点接地，而 N 则是指接地的点与电气直接连接，S 是指中性线和保护线是分开的，这类电气接地系统更加的适用于设置有独立的变配电场所的建筑。此系统最大的特点就是其接地线与中心线只在一个位置处相互连接，而这个位置就是变压器的中性点。在我国的现代建筑中，用电设备通常都是单相的，所以中性线中就会有一定的电流的，而线与线之间的连接就有可能导致火灾事故的发生，所有采用此系统的建筑还应采取直流接地、防雷保护以及安全保护等措施，从而避免火灾事故的发生。

3.2 TN-C-S 系统。

此系统是由两部分组成的，即 TN-S 系统和 TN-C 系统，居民进户之前采用 TN-S 系统，进户之后则采用 TN-C 系统，这样就能够保证 PE 线在连接其它设备和构件时都不带电，建筑中的设备以及使用用户的安全性就都得到了充分的保证。另外，使用方便以及连接便捷也是此系统的主要优点，是现代建筑中接地系统的最重要组成部分，充分的提高了现代建筑的可靠性和智能性。

4、电气保护系统自动化技术

电气自动化技术的另一重要组成部分就是电气保护系统，其在现代建筑中也得到了非常广泛的应用，一般将其分为以下四大类：

4.1 安全保护接地。

安全保护接地的工作原理就是将电气设备中的不带电部分和地体之间连接起来，通常情况下，就是指将用电设备和用电设备周边的金属构件通过 PE 线连接起来，然而在安全保护接地的过程中，是不包含中性线与 PE 线的连接的。现代建筑物中的很多设备都是需要进行此操作的，如强电设备、弱电设备以及其它的带电设备等。因此，这样才能真正的保证电气系统的绝对安全，同时也能够保证建筑物中的各电气设备的高效运行。

4.2 直流接地技术。

在我国的电力系统中，直流电源是我们应必须重视的一部分，其能够为很多装置提供不间断的电源，如通讯装置、自动装置以及继电保护装置等，另外一旦有用电事故发生时，其也可以作为照明电源。而所谓的直流接地技术就是指将基准单位和电子设备通过采用截面积较大的铜芯绝缘线连接起来的方式，从而为现代建筑中的通讯设备、自动化设备以及电子设备等设备提供稳定电源的一类电气自动化技术。采用直列接地技术时应注意保护接地线与中性线是不能够互相连接的，并且在操作时也保证操作的稳定性和可靠性。

4.3 交流工作接地技术。

电气自动化设备的工作接地其实就是变压器中性线或是中性点的接地过程，中性线的材料应是铜芯绝缘线，而接线端子通常储存在配电箱的箱柜里。采用此类电气保护系统时，切忌箱柜内的接线端子是不能与 PE 线相互连接的，同时也不能够和直流接地、防静电接地以及屏蔽接地等接地相互混接，另外接线端子更不能暴露在外面。交流工作接地技术中的中性点接地具有很多优点，其能够消除单相电压，从而保证继电保护动作的准确性，同时它也能够维持三相电压的基本平衡，并且也避免了零序电压偏移现象的发生。

4.4 其他接地技术。

安全保护接地、直流接地技术以及交流工作接地技术是电气保护系统中最重要的三类接地技术，另外还有防静电接地、防雷接地以及屏蔽接地等接地技术。所谓的防静电接地技术就是指将带有静电的物体或是可能带有静电的物体通过导静电体的连接与大地构成回路的过程，这类技术通常是在干燥的环境中使用的，设备的外壳应与 PE 线进行多点连接的操作；而防雷接地则是指以防雷系统为基础的一类接地技术，在我国的高层建筑以及智能化的建筑中，装设有大量的系统，如保安监控系统、通信自动化系统、办公自动化系统、消防控制系统以及闭路电视系统等等，那么势必就会产生大量的布线，所以电子设备就会很容易受到雷击，不但会损害电子设备，同时对用户的人身安全也会带来威胁，所以在现代建筑中必须建立完善并且严密的防雷系统；另外在现代的建筑中还应建立防止电磁干扰的系统，而屏蔽接地技术就是一类最有效的防电磁干扰的方法，因为屏蔽接地技术能够将 PE 线与设备的外壳有效的连接起来，并且这种连接也是相对安全和可靠的。

5、楼宇智能化中电气自动化的应用特点及其技术优势

对于当前我国楼宇智能化中电气自动化的应用情况而言,特点及其技术优势大致体现在以下几个方面:首先，楼宇智能化中电气自动化实现了对设备及其系统运行的全过程有效监控。尤其是在功能颇多的大型楼宇中,电气自动化系统的结构体系多变、功能实现复杂,因此其在传统的运行模式下常常会出现控制盲区,从而造成故障的产生。而现代楼宇智能化中电气自动化技术由于能够对整个系统实现实时的数字信息化有效监控,因此能够将控制中心发出的命令迅速传递到各个系统,同时将其反馈信息迅速返回到控制中心,从而实现一种高效、持续且实时的控制目标。其次，楼宇智能化中电气自动化大大加强了联动性能。该自动化技术不仅将楼宇中的安防消防、通风照明等系统整合为一个大的体系,从而充分加强了其联动性能,并且实现了各个子系统之间的优化配置和联合互动。再次，楼宇智能化中电气自动化的安全性能非常强大。由于楼宇智能化中电气自动化系统本身就具有一定的危险,无论是设备问题还是操作不当甚至是周边环境的不利变化都有可能会对整个系统的安全性造成极大的风险。而该自动化控制技术就可以大大提高整个系统对于这些不利的异常因素作出迅速而有效的反馈,并且能够采取遥控模式来很大程度上减轻各种突况对于系统控制和维护人员带来的伤害风险。最后，楼宇智能化中电气自动化能够提供更加详细的数据和更加精确的计算。该自动化系统可以通过对它的运行流程等各方面的数据进行整合，从而建立一个更加准确详细的数据库,以此来给后期的各种优化决策予以可靠的信息数据保障。

6、楼宇建筑电气系统自动化技术遵循原则

楼宇建筑电气系统自动化技术运用一定的电子技术、计算机技术、自动化控制技术、网络通讯技术及消防、安全防范、建筑电气、给水排水、通风与空调等系统专业知识对现代化建筑进行安装、调试及维护其设备自动化系统、办公自动化系统、通讯网络系统。

配电变压器是是楼宇建筑电能调度的核心电气设备，在供配电系统设计时要确定配电变压器容量，而现在所使用的配电变压器大多超过使用年限；供配电线路长期运行在低效工况状态，照明系统光源和灯具类型选择不合理，电机拖拽系统普遍存在运行方案设计不合理，宇建筑中普遍存在非长明灯没有得到自动化实时控制。

从有益于提高人们实际生产、工作、学习效率、以及生活质量等方面进行充分考虑，采取以下一些原则。

适用原则：根据机电设备对于电力负荷容量、电能综合质量、以及供电可靠性，保证各机电系统正常运行动，促进整个建筑电气系统合理利用。

实际原则：要结合工程实际情况，合理选用先进的节能设备及材料，提高楼宇建筑电气系统自动化性能。

优化节能性原则：通过综合布线优化方式建设供配电线路，通过综合布线优化方式建设供配电线路，发挥楼宇构建物功能。

智能楼宇的电气自动化发展给我国建筑行业的不断发展与进步提供了很大的契机，尤其是在市场经济体制之下，大力发展智能楼宇电气自动化技术可以使我国建筑行业的综合实力大大增强，不断提高其综合竞争力。

结束语

机械自动化技术的实现让机械在某种程度上脱离了人类直接的控制以及操作的自动，某些过程中是人工智能以及电气自动化的交汇点，充分利用人工智能取得的新成果对电气自动化技术尤其是自动控制行业的发展和进步是极其有利的，同时对提高我国电气设备智能化运行的水平也有很大的帮助。电气自动化技术的发展对电气设备系统的改造，控制系统的稳定性提升以及生产效率的提高均有重要的意义。

参考文献

[1]马永翔.电气设备防雷与接地保护分析[M].北京：中国高等教育，2002(6)：89-99.

[2]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).

[3]毛菊英.电气自动化技术在现代建筑中的应用探讨[J].科技创新导报,2012(03)．

[4]郭策，范然.设计智能建筑电气自动化系统的思路[J].中国新技术新产品,2012(05)

[5]卢建兵.智能建筑设备电气自动化系统设计[J].太原城市职业技术学院学报,2012(04)

[6]张言荣，张宏庆.孙求知.建筑中的电气工程及其自动化技术研究——智能建筑弱电技术研究 [J].ElectrotechnicalApplication,2006(02).