电源可靠性设计范文

电源可靠性设计篇1

关键词：准谐振；冗余；反激；开关电源

随着社会对能源效率和环保问题的关注度日益提高，人们对开关电源的效率期望越来越高，而减少开关损耗是提高效率的重要途径之一。采用准谐振技术控制开关管，使其在开关管两端电压最小时开通，可以很大程度地减少开关损耗，相比传统的反激式开关电源，最多可以提高5%以上效率；同时开通过程中因开关管承受的电压较低，产生的dv/dt也小，于是产生较小的 EMI，有效的解决电磁干扰等问题。

另一方面，开关电源现已广泛应用于铁路的通信网络等系统中。电源除了要连续运行外，还要经受高低温、高湿、冲击等考验。这就要求电源设备必须有很高的可靠性。采用冗余结构是一种有效提高电源可靠性的方法。本论文通过采用准谐振控制芯片和两路冗余热备份结构，设计出一种高可靠性的准谐振反激式开关电源。

2 两路冗余均流电路工作原理和并联电路设计

（1）两路冗余均流电路工作原理

如图6所示，两路冗余电路中准谐振反激式开关电源与普通的反激式式开关电源相比，通过在反馈环路中加入比例环节的方式，使输出电压具有下垂特性，即输出电压随输出电流的增大而降低。如图7所示。只要保证两点：一是两支路输出电压的曲线与Y轴交点相等，即两支路的空载输出电压相等，二是两支路的输出电压下降斜率相等，则可以确保当两路冗余工作时，均分负载，达到均流的效果。具体的参数需要在试验中结合电源对输出电压的要求，不断调试来确定。

（2）两路并联电路设计

两路并联设计需要注意的是除了控制部分需要有均流电路以外，主电路的输出端最好还要串联一个二极管或者大电感，以防止输出电压较大的模块把输出电压较小的模块当成了一个负载。在传统的冗余方案中，每个支路的输出使用一个冗余二极管，二极管在导通时，它本身存在很大的正向电压，在正常工作时它产生的功率损耗相当大。基于此，本设计用一只MOSFET晶体管和一个集成电路芯片来取代二极管，控制芯片产生驱动MOSFET晶体管栅极的信号。如图6所示，两路电源输出后经MOSFET晶体管（Q3、Q4）并联后合并成一组输出。当其中一路电源故障时，控制芯片检测到MOSFET晶体管的反向压差，而停止驱动该路的MOSFET晶体管，使得该路电源与系统断开，由冗余电源继续供电，从而保证整个系统的正常工作。

3 结果验证

根据以上理论分析，设计完成了一种电源，该种电源的技术参数： 输入电压：66 ～ 154 VDC；输出电压：5.0 ± 0.5 VDC，输出电流：3 A （单路），输出功率：15 W（单路）。主开关管选用FDP20N50，次级整流管选用SUP90N04，输出并联管选用SUP90N04，变压器原边匝数为55匝，原边电感为458 μH，副边匝数6匝。

（1）单路准谐振模式和效率测试

图8、9为测试输入电压为110 V，满载、半载的工况下的主开关管的Vds、Vgs、VRESNE（原边电流检测电阻上的电压）波形图。可以看出电源工作在准谐振模式，主开关管均是在Vds振荡的谷底开通。当负载不同时，通过调整开关频率来实现准谐振模式，满载时，主开关管在Vds振荡的第一个谷底开通；而在半载时，主开关管在Vds振荡的第二个谷底开通。

图10为Vin=110 V，单路电源在不同负载条件下的效率曲线图，从图可以看出，单路电源的效率在加载后迅速增大，最大效率发生在满载时，达86.1%。

（2）两路冗余均流测试

因实验条件限制，无法用电流探头测试两路冗余时单路电源的输出电流波形。需首先分别测试了单路电源的输出电压特性，然后通过对输出电压特性的分析来判断两路冗余时，两支路电源的均流效果。

由图11可以近似得出对应不同输出电压下，两支路的输出电流曲线如图12所示。从图11可以看出，两支路的空载电压并不完全一致，输出电压特性也并不是一条斜率不变的直线。考虑到模拟器件本身存在的误差，不可能精准控制两路输出电压的特性完全一致，轻载时误差影响较大，重载时误差影响很小。从图11上也可以看出在轻载时，两支路的输出电压特性曲线有一些偏差；重载时输出电压特性曲线基本重合。

由图12可知，两路冗余输出在轻载条件下，两支路的输出电流均流效果较差，随着负载加大，在达到输出电流为3 A（对应支路输出电流均为1.5 A）后，两支路的均流效果很好。

4 结束语

通过对该电源的测试表明，采用准谐振技术，降低了开关损耗，单路电源在输入电压为110 V，满载（15 W）输出条件下，效率达86.1%。同时设计的并联均流电路实现了输出电压的下降特性，获得了较好的均流效果，提高了电源的可靠性。

参考文献

[1] 夏一正. 多模式准谐振反激式开关电源控制器设计[D].浙江大学工学硕士学位论文，2007，5-8.

[2] UCC28600 datasheet[Z].Texas Instrument，2006，5-15.

作者简介

王富光（1983-），男。湖南桃江，工程师。

陈修林（1977-），男。四川，工程师。

张顺彪（1963-），男。江西，教授级高级工程师。

电源可靠性设计篇2

关键词:终端;微电源;供电可靠性

配电自动化终端(DTU，DistributionTerminalUnit，后简称终端［1］)在开闭所、柱上综合配电箱、环网柜、变电所等领域应用广泛，它的主要功能是把表计等设备的数据通过无线的方式传送回后台中心设备部署于室外。研究表明［2，3］，电源掉电和通讯异常是终端设备离线的主要原因。通常来说，终端可以配备辅助电源，增加供电接入的能力。因此，在不影响终端设备计量回路可靠性的，通过增加一路光储微电源设备的供电，并接入到终端设备的辅助电源接口，实现市电和光储两种电能来源有序为终端设备供电，可以明显提高终端设备的供电可靠性，并直接提高了终端设备的在线率［4］。

1光储微电源的构成

1．1总体概况

光储微电源主要由光伏组件、储能模块、控制单元、逆变模块和主备双回路切换等器件构成，可以为终端、表计、信号中继和模块等物联设备提供24小时不间断的备用电源，弥补了传统UPS长时间停电后关键设备无电可用的缺点。当主回路(如市电源)断电后，不间断电源内置的自动切换装置快速切换至光储备用回路为负载供电;当主回路回复供电时，双回路切换又切换只主回路供电模式，确保负载24小时不断电运行。

1．2光储微电源各器件作用

光储微电源通过光伏组件为备用回路提供间隙的电能供应;储能模块［6］主要由电池组和电池管理系统组成，确保系统在光伏充电或者为负载供电过程中不过充、不过放、不过流、高低温保护，实现系统的高可靠运行;控制单元则是通过MPPT跟踪与控制，将光伏间隙产生的电最大程度的转化为终端设备用智能供电装置和储能电池模组稳定运行所需的电能;控制单元具有数字电路控制的自适应式三阶段充电模式，有效延长蓄电池的寿命，改善系统性能，并具有过充、过放等全面的电子保护功能，最大程度避免由于安装错误和系统故障而导致系统部件的损坏，能有效地保证太阳能供电系统更安全、更稳定、更长久的运行;逆变模块［7-8］则是将光伏或者储能装置产生的电能逆变或升压为终端等设备所能接受的电压范围［5］。主备双回路切换则控制不同回路的电能，实现有序为终端等负载供电。如当主回路断电后，自动切换装置快速切换至备用回路为负载供电;当主网恢复供电后，终端设备用智能供电装置默认切换至备用回路状态。备用回路通常在光伏发电与储能装置的协同作用下，可以保障终端等负载全年度24小时不间断运行。

2光储微电源在提高配电终端的应用

2．1实现高可靠供电的系统设计

中国幅员辽阔，各地区全年的环境温度、湿度、光照强度、有效光照时长、海拔等特征差异性明显。而终端设备外装地多处于户外，运行环境具有明显的差异性。因此在光储微电源产品提高终端设备供电可靠性时，需要从如下几个角度来保障微电源产品自身的供电可靠性。系统效率:一般来说，终端等设备的功耗只有瓦级，在无光或者弱光情况下，储能需要维持7～15天的电能供应。而光伏发电、交直流转换［8］、器件空载、弱载状态下，系统的效率可能低至50%;发电量:小功率的光伏组件受太阳的辐射强度、光谱特性、环境温湿度、年光照时长、倾角等因素影响，故在系统设计的时候需要重点考虑上述因素;温湿度:光储微电源的储能电池可用容量、切换装置的可靠性严格的受环境影响。在系统设计时，需要考虑安装位置的温湿度;若长期低温运行，建议选用钛酸锂电池或带温控加热功能的锂电池组;有条件的情况下，尽量对系统进行整体灌封，提高三防性能，弱化温湿度等环境因素对设备影响;另外，光储微电源还需要考虑海拔、雷击、静电伤害、运维方便等系列因素。

2．2接线方法

根据计量装置作业相关规定，为保证计量准确性，电气计量回路不允许加装开关及其他设备;电压输入线应单独接入，不得与电流线共用，禁止在母线连接处引出电压线至表计和终端;因此，光储微电源电源为表计和终端设备供电时的接线示意图如下图所示。微电源产品在接线过程中需严格注意电压匹配，严禁不同电压规格混用;作业前应断开电源，避免带电操作。

3结语

(1)终端、表计设备因供电原因导致设备离线的情况频繁发生。在保证计量准确性和可靠性的前提下，根据终端等设备离线类型，通过增加光储微电源系统可以解决因主网停电等原因导致的终端设备离线，降低了设备的运维频次和工程施工量，提高了终端、电表设备在线率和运维经济性，改善了之前终端设备离线、数据无法集抄计算、必须人为去现场整改的弊端。(2)在光储微电源产品设计过程中，需要严格根据工作环境进行系统设计。在复杂的应用场景下，选用高可靠的通用件可以提高设备自身的可靠性，同时也提高了终端设备的供电可靠性;最终再结合运维和成本等因素进行经济效益的分析，最后选择合适的光储微电源最有配置。(3)随着数字南网、泛在电力物联网的建设加速，越来越多的小功率物联设备的安装量将呈指数级的增加;另外，气象、安防、通讯等领域也将进一步推动物联设备的应用。通过光储微电源可以提高物联设备的供电可靠性，促进工业物联网的飞速发展。

参考文献:

［1］何红斌，苏黎，方昀晖，张树永．基于多元化负荷可靠性要求的配电自动化应用研究［J］．东北电力技术，2017，38(4)．

［2］祝宇楠，徐晴，刘建，等．数据挖掘在智能电能表故障分析中的应用［J］．江苏电机工程，2016，35(5):19-23．

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［4］胡一波，张忠会，何乐彰．基于供电可靠性的配电终端模块配置［J］．电测与仪表，2016，53(3)．

［5］田劲．电力系统站所远方终端DTU的设计与应用研究［D］．武汉理工大学，2012．

［6］熊正勇，苗虹，曾成碧，高选杰．考虑储能系统的直流配电网综合负载特性优化［J］．电测与仪表，2019，56(16):26-31．

［7］王继红，郭献洲．直流侧低频电流纹波优化的单相全桥逆变器设计［J］．电测与仪表，2019，56(12)．

［8］汪飞，雷志方，梁东，等．单相逆变器低频脉动电流抑制机理分析与方法综述［J］．电力自动化设备，2017，37(2):184-191．

电源可靠性设计篇3

    目前,变配电站综合自动化装置(微机保护)是利用操动机构的分励线圈来进行事故跳闸,操作电源一旦发生故障,继电保护就会拒动.所以变配电站综合自动化装置(微机保护)用于交流操作时,操作电源必须可靠,需要选用带蓄电池的不间断电源.如果操作电源取自电压互感器的二次侧或控制变压器做操作电源,无法保证供电的可靠性,那么事故跳闸必须采用电流脱扣器.发生短路事故时要进行大电流切换,需要采用专用继电器,接点容量必须进行校验.电流脱扣器动作可靠性也必须进行校验.因此,把变配电站综合自动化装置(微机保护)保护跳闸出口(X-11,12,13,14)配用专用大容量继电器KA,增加一对常开干接点,就可以采用去分流式电路,利用电流脱扣器进行事故跳闸.大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸.保护原理见图3.图3中微机综合保护JZB的设计在章节3“交流操作电源的微机综合保护设计”中阐述.

    2交流操作回路设计方案的优点

    由一次供电系统给交流操作电源供电,可靠性和稳定性不如直流系统,但交流操作电源系统也具有成本低或性能可靠及接线简单的优势.一套智能接口的直流电源需15万元以上,这对于农村、小工矿企业的设备更新和改造是一笔巨资,以交流操作系统取代直流操作系统节省了大量资金.如果用节省下来的资金购买8~12回路出线的微机综合二次保护装置,是非常经济的,同时也大大提高了系统的可靠性;交流操作电源可使二次回路简化,维护方便.交流操作不需要专门的电流变换装置,且二次回路简单,发生故障少,日常运行维护方便[6].交流操作电源主要适合以下场合:中小型水电站;中小型工矿企业变配电站;农村的小型变电站;建筑电气中的变配电所;煤矿系统输煤系统生产线等用电系统[7].

    3交流操作电源的微机综合保护设计

    (1)基本保护功能配置.三段式电流保护(电流速断,限时电流速断,定、反时限过电流);电流闭锁低电压保护;零序电流保护;PT断线报警;接地故障报警;控制回路断线告警.(2)额定交流参数.装置电源:AC220V;交流电压100V;交流电流5A或1A;额定频率50Hz;功率消耗:直流回路正常工作不大于15W,动作时不大于25W;交流电压回路每相不大于0.5VA.交流电流回路:额定电流为5A时,每相不大于1VA;额定电流为1A时,每相不大于0.5VA.接点容量:信号回路为AC220V/5A;跳合闸出口回路为AC380/5A;速断跳闸出口回路为AC380/15A.电源电压范围:DC220V,允许偏差:-20%~+15%;DC110V,允许偏差:-20%~+15%;AC220V允许偏差:-50%~+20%;AC110V,允许偏差:-50%~+20%.(3)交流开入回路设计.采用专用双向光耦并对电路参数进行合理设计后,装置对交流开入的检测速度更快,信号更可靠,检测范围更宽.(4)交流操作电源微机综合保护装置的设计要求.满足交流供电要求;同时支持直流电源和交流电源供电;AC220V输入和AC100V输入自动适应,不需外加跳线区别,在两种电源水平、电源较大波动范围下正常工作,以保证装置在系统故障时仍能可靠动作;双路电源输入具备自动切换告警功能[8];具有掉电记忆功能,若系统故障失电,在一定时间内,保护装置能正确动作;能与交流操作机构配合,大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸;内部增加电容储能元件:在电源板整流回路之前并联大容量电容器件,在外部交流电源消失后,由电容器向装置和操作回路继续供电一段时间,保证装置的正常动作;如果条件允许的场合,可采用交流不间断电源装置(UPS)为保护装置供电[8],则交流操作的微机保护的稳定性和可靠性就更高,可与直流操作电源差不多.

    4结论

电源可靠性设计篇4

【关键词】高层建筑；配电系统；安全性；可靠性

前言

无论是高层、多层还是其他建筑的配电系统，都直接关系到人民群众的生命安全和日常生活，随着我国发展形势的不同，现阶段高层建筑逐步发展，相对高层的一系列配电系统成为一项重要的工程，现代化的配电系统日益复杂，电气设备的数量不断增多，高层里的线路布置错综复杂，在配电系统的制作和操作过程中必须科学化和规范化，选用配电系统的材料要严格要求，必须使用合格达标的产品，才能保障建筑物供配电的安全可靠。

1 现阶段高层建筑供配电系统的设计难点

1.1 建筑结构越来越复杂

和以往的建筑不一样，几年前的高层建筑大部分还都二类高层，再看看现今的高层建筑，一类高层和超高层越来越多。随着建筑楼层的增加，给建筑的相关设施带来了很多布置难题，也给建筑结构的重要组成部分供配电系统带来更多的布置难题。供配电设计过程中，不仅要在建筑空间的相关线路的传输管线的设计上下工夫，还要方便为以后的日常检修和维护工作做好准备，为了能有长久的安全性，还需要不断地研究和发现问题，来迎接不断变化的建筑结构。

1.2 建筑功能越来越多样化

随着科学技术的不断发展，在建筑行业里，不仅建筑规模有所提高，而且建筑功能方面也在不断创新。在科学技术逐渐成熟的今天，对于建筑的设计也注入不少科学元素，而且建筑的功能不再是单一化，相对更为复杂化和多样化，如现代的高层住宅项目，我们不难发现大多小区都有地下车库的设施，从而供电系统不仅要满足房屋的用电需求，还要满足不同功能区位的电力需求，建设好多方面的电力设施，以确保人们对电能的可靠性的认可。

1.3 电气设备越来越多元化

不难想象现在的楼房建筑越来越高，再加上建筑功能的日益复杂和建筑类型上不断变化，用电设备日益成为建筑的重要组成部分，以往的电力设备上只是单一的照明线路就足够了，但现在的供电设备就不一样了，住宅的电力设置要分的很明细，有照明系统设备、自动化系统设备、暖通系统、以及安防监控等系统，随着建筑功能的增多，同时越来越多的用电设备对建筑结构和布局也有新的要求，一般的线路布局都是隐蔽的，为了空间的美观性，所以更要把供电配套系统的可靠性能做到位。

2 对高层建筑供配电系统可靠运行的分析

高层建筑的供配电系统是从不同功能的需要来满足的，如发电系统、输电系统、配电系统和用户系统这四大部分的功能需求。如何对配电系统的可靠性进行分析，必须根据高层的实际建筑结构，再加上一系列全面的科学的和实际的对比参数来定性分析。

2.1 可靠性运行的分析与判定

对于高层建筑供配电系统怎样的状态才算是可靠的呢？影响可靠性的因素就是电子元件，在确定供配电系统是否可靠性之前，要对电子元件进行实验，通过一段时间的比较和分析，得出数据，才能确定是否具有可靠性。

2.2 供配电系统可靠性的分析办法

通过实践经验和相关科学理论得出，分析供配电系统可靠性的方式方法有解析法、模拟法和人工智能法，由于模拟法是建立在大量的数据计算的基础上，所以还可以分为特卡洛模拟法和混合法，每个分析方法都是根据不同的结构和一系列数据因素来确定的。像解析法根据高层的建筑结构和每个系统不同的功能，然后建立相关性数据模型，从而获得整体系统的可靠性指标；模拟法包括其中的蒙特卡洛模拟法与混合法是根据大量的数据统计的基础上反复运用随机和抽样来取得较高的可靠性。无论运用哪种方法最终的目的都是为了确定系统的稳定可靠性，以便日后相仿和借鉴运用。

3 如何提高高层建筑供配电系统的可靠性

做这些都是为人民群众服务，为了人民群众的生命财产安全考虑，无论是在强电还是弱电方面，都必须经过多方面的努力加强把高层建筑供配电系统的安全防范工作做的更好。

3.1 变电所设置

在大多高层建筑设施系统里，大部分会把变电所安放在距离电源较近的位置，这样在利用过程中可以节约很多资源。为了不影响变电所的安全可靠性，可选择干式气体绝缘变压器，并安放在通风好，空气干燥及宽敞明亮的场地。在选用变电所里面的电气设备时，要考察好高层建筑电力系统运行的额定电压，当两者完全统一匹配的情况下才能更可靠的工作。除此之外还有多方面的规定都要符合匹配要求才能更好的稳定工作，如低压配电装置的标称电压、频率及回路电流应满足要求，短路时还应满足动、热稳定性等。

3.2 负荷分级

负荷主要分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。一级负荷应由两个独立电源供电， 以满足对电力供应的连续性、可靠性；一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源；二级负荷宜由两回线路供电，当发生电力变压器故障或线路常见故障时，能够从电能的恢复上得到应有的有效应对，减少停电的时间和损失；三级负荷对供电的稳定性要求不是很高，大多是为了确保对用电设备的正常运行，可按约定供电。因此分级负荷在于电力中断情况发生时带来的影响程度，做好其管理工作就能更好得应对各种停电事件。

3.3 电源布局

由于不同建筑的主体对电源的布局要求都有所不同，如果实际用电过程中出现电源超压现象，就很容易造成电气设备过热而产生火源，引起火灾。因此在电源的设计过程中，要充分考察和确定建筑用电的实际情况。同时，为了保障供电的可靠性，如果高层建筑体需要采用一级负荷供电，就应设计两个独立电源供电；如果高层建筑内有经营及设备管理计算机系统的用电电源，就应增设应急电源，以防止停电带来经济损失。

3.4 供电连接

从建筑的功能设置上进行分析，大多数高层建筑的设计都存在一定的局限性，如果后期增加设备和线路，原来的设计就很难符合当前的需要。高层建筑的布线系统相对复杂，为了电力系统的可靠性和稳定性，都要科学合理的安排布置线路，在供电系统的连接设备来看，主要包括配电设备和线材。因此，合理选择合适的导线是最重要的前提，并应考虑导线电容量为高层建筑以后的电流扩容增加留有发展余地，同时也应增大配套设备的冗余设计，以满足日后供电的可靠性和安全性的重要内容。

3.5 接地方式

在供配电系统中安全接地方式是提高供电系统的安全性和稳定性的基础。如果高层建筑没有安装有效的接地方式，将会对建筑本身以及电器造成很多安全隐患。为了实现接地系统阻力满足国家制定的标准，应结合建筑体自身的结构和基础特点， 选择符合要求的钢筋或链接接地器材来进行人工接地，以对高层建筑形成一个完整的接地网络，增强供电系统的稳定性和安全性。

3.6 自动化切换

为了提高对高层建筑用电的可靠、稳定和安全，通常都会设计安保电源自动切换开关来确保供电的连续和稳定。从电源的结构上看，常用电源一旦发生故障，系统会自动切换到备用电源上，一般的高层建筑都是由两回线路供电或者两个独立电源供电，一用一备，因此当高层建筑一旦发生停电或故障能够在第一时间切换到备用电源，为生产和生活提供必要的整修用电能力。同时电源自动切换开关的可靠性能够有效避免因人为操作不当或不规范而引起供电延时，因而从科学的角度靠电源自动切换装置能够增强电源的稳定性和安全性，为居民的生活和生产带来很大的方便。

3.7 防火供电

考虑高层建筑供配电系统的防火安全，消防用电设备的配电线路与一般配电线路应严格分开，消防用电设备均应采用独立的供电回路，其配电设备应设有紧急情况下方便操作的明显标志，其配电线路和控制回路宜按防火分区划分。发生火灾后，切断工作电源时，消防电源不受影响，保证扑救工作的正常进行。高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警系统、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，均采用双电源供电，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置，消防设备与为其配电的配电箱距离不宜超过30m，以确保供电的可靠性。火灾自动报警系统设AC电源和蓄电池备用电源，AC电源采用消防电源，蓄电池备用电源容量应保证火灾自动报警系统在AC电源中断后，工作3h。

4 结语

综上所述，对于高层建筑供配电系统的科学合理的配置以及设施的规范化，最终的目的都是为了方便居民的日常生活，如加强防火设备供电可靠，也是把居民的生命财产安全放在第一位置。通过提升高层建筑供配电系统的可靠性，保障各种电气设备用电安全，使建筑体安全运转，也能促使社会健康有序地发展。

参考文献：

[1]易晓东.高层建筑供配电技术方案及其可靠性分析[J].机电信息，2010（30）.

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[3]陈伟民.如何提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J].商品与质量・建筑与发展，2011（07）.

电源可靠性设计篇5

[关键词]高层建筑；供配电系统；电气设计

中图分类号：TU386 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0029-01

1.前言

我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。高层建筑的自动化水平一般较高，大多包含各种现代化的电气技术，具有完备的安全和服务系统，但这一切都是以供配电系统的可靠性为基础的，高层建筑供配电系统的设计不仅是建筑电气设计的主要组成部分，还是整个高层建筑设计的重要环节，其性能直接影响到整个建筑的使用功能和安全性能。高层建筑中，机电设备种类数量较多，负荷较重，这要求供配电系统的设计能满足更高的安全可靠性要求，只有设计合理、符合实际的供配电系统才能保障高层建筑的正常运转，保障人民的生命财产安全。

2.高层建筑对供配电系统的需求

高层建筑包含的设施具有用电负荷大、一级负荷多、全天候工作设备多等特点，如何保证供电的连续性和可靠性是高层建筑供配电系统设计时考虑的重点。一般情况下采用双电源互投的运行方式，树干式和放射式相结合的供电方式。

2.1 供电的连续性

由于高层建筑中包含电梯、消防水泵、防排烟设施、照明和污水处理等一级、二级负荷，必须保证在非极端情况下设备在正常工作，断电等情况不被允许，故高层建筑一般采用两个独立电源供电，可以是从电网系统中不同变电站出线母线提供。但对于内部含有十分重要的负荷时，要考虑在一路电源系统故障或检修时，另一路也发生故障的情况，这时就需要采用后备应急电源，一般采用柴油发电机组作为应急电源，在电网无法提供电能时启动柴油机为重要设备提供能源。如果高层建筑仅采用单电源供电，柴油发电机组就要承担起第二电源的任务，在火灾等特殊情况发生时，消防用电设施可以使用蓄电池等供电，保障人民的安全。

2.2 供电的可靠性

由于高层建筑造价成本一般较高，且人员密集度大，供配电系统的供电可靠性直接影响高层建筑的正常运作以及人员设备的安全。当高层建筑出现火灾等事故时，首先依靠的是建筑中的消防设施进行灭火和人员的疏散，而消防设施一般使用电能才能工作，比如消防报警按钮和安全出口指示灯等设备，如果不采用可靠性高的电源，就可能在发生事故时拒动，不能及时报警和有效疏散群众，难以控制火势的蔓延，所以提高供电的可靠性非常重要。

3.高层建筑供配电系统电气设计基本原则

由于高层建筑相比普通建筑群具有一定特殊性，在对其供配电系统进行设计时要严格遵循一部分基本原则，主要包括可靠性原则、简洁性原则和保障安全性原则。

（1）可靠性原则：高层建筑属于人员密集，用电设施种类繁多的类型，供配电系统的设计必须坚持安全性和可靠性原则，首先要对整栋建筑实际用电负荷进行估计，在留有一定裕量的情况下保证系统能在任何运行方式下持续地提供电能，保证电能的可靠供应。（2）简洁性原则：高层建筑建筑层数多，用电设备多，出现老化故障的概率也会相对较高，所以常需要日常的维护和保养，在设计供配电系统线路时要尽可能的简洁，尽量避免过多线路的交叉重叠，易于以后的检查操作。这样才能保证供配电系统的安全运行。（3）保障安全性原则：用电设备数量多，能耗也就更大，大容量、高电压等级变压器的危险程度也就越高，在日常的使用过程中，要多设置一些可靠的保障措施，确保工作人员或维修人员的生命安全。

4.高层建筑供配电系统设计

4.1 常见高层建筑供配电系统类型

常见的高层建筑供配电系统包括双电源进线相互独立的系统、带备用发电机组的系统、带不间断电源装置的系统。图1所示供电系统包括两路电源进线互为备用，且装设低压备用发电机和不间断电源三种电源。但其结构复杂设计成本高，故只有在对十分重要负荷才采用备用发电机或不间断电源装置提供能量。

双电源各自独立的系统一般是采用相互独立的两个电源进线，采用母线分段的方式进行供电，在正常工作时，负荷使用单一电源进线供电，当电源进线出现故障失电后联络开关会迅速动作将该段母线上的负载并接到另一段母线上去，保证电能的持续可靠性。这要求负荷具有能满足允许中断供电时间大于电源切换时间的性能，同时要把消防及非消防负荷通过自动装置进行开断，在火灾发生的情况下，自动切断非消防负荷供电，来保证消防负荷供电的可靠性。

应急备用发电机组一般采用柴油发电机组，具有较高的可靠性，不受外部电路，电网稳定与否的影响，即使当两路电源进线都出现故障时，重要负荷依旧有电源供电，快速自启动的应急发电机组在10s附近便可以提供电能。

不间断电源装置供电的供电可靠性最高，且切换时间很短，对特别重要的负荷，比如消防控制系统的电脑主机或声光报警装置的执行机构，不间断电源装置UPS具有连续供电功能，中断供电时间在毫秒级，应急电源装置EPS可应用于应急照明的供电场合。

4.2 供配电系统设计一般步骤

供配电系统电气设计包括负荷等级的分析、供电电源电压及主接线结构的选择、用电负荷的计算、变压器的选择、变配电所位置选择等内容。

高层建筑的用电负荷大、负载种类多，首先要对各用电负荷进行级别分类，保证一级负荷不会断电，必要时可以切除不重要负荷来确保重要负荷的正常工作，这样可以提高供电的合理性且在相同成本下对资源进行最大利用。负荷分级的原则是首先要注意建筑物类别，其次要针对不同用电负荷的特性来分类。高层建筑在安全等级上也可以分为一、二类级别，对于一类高层建筑，其消防用电必须按照一级负荷的要求来提供电能。当高层建筑主体中存在特别重要负荷时，直接影响其运行的设备也应为一级负荷，要保障其供电的可靠性。

由于高层建筑用电负荷大，故一般采用高压供电方式，多为10kV供电，高压供电系统主接线结构一般为单母线或双母线分段制，单母线结构简单、投资较少，经济性好；双母线分段互为备用，可靠性更高。针对不同等级的高层建筑，在综合考虑建设成本的前提下，选择合适的主接线结构。

采用需求系数法或单位容量法估算用电负荷总量，在设计时提前留好裕量，防止建筑完工后供配电系统无法承受建筑内过重的负荷用电需求。

由于负荷较重，变压器容量必须足够，现多采用多台变压器并联的结构，合理确定单台容量并随负荷变化进行变压器的投切，可以达到最优经济运行。供配电设备的安放位置多选择在接近负荷中心、进出线方便、接近电源侧的位置，一般来说变电设备位于地下室和最高层，必要时在中间层设置变电站。

5.总结

高层建筑供配电系统的电气设计关系到整个供配电系统的安全稳定运行，也关系到高层建筑的正常使用，电气设计可能出现多种配电方案，各方案会有不同的特点，在具体工程中要综合考虑多方面因素，选择最合理的供配电方案。

参考文献

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[2] 李藤强.高层建筑供配电系统的设计[J].铁道运营技术，2011，02：33-35.

[3] 王新宇.浅谈高层建筑供配电系统的设计[J].山西建筑，2009，10：190-191.

电源可靠性设计篇6

1电路设计

机载防撞系统综合适配器的原理框图见图1，它由以下单元构成:电源预处理单元、电源变换、电源滤波单元、音频功率放大单元、MCU微控制器单元、地址译码单元、气压高度表RS-422接收单元、ARINC429收发单元、模拟量至ARINC552变换单元、航向信号X、Y、Z变换单元、激磁信号变换单元、信号直通单元、检测接口输出单元。

1．1电源预处理单元该单元实现电源输入的预处理，对于电源接反、过压、尖峰、瞬时断电提供保护，具体实现方案见图2。电源首先接入极性过压保护电路，防止电源接反和过压;振荡电路输出的交流信号经过倍压整流电路输入到VMOS功率开关的栅极，该电压稳定在30V左右，而且栅极电压不随输入电压升高而变化，这样经过VMOS功率开关后的电压也相应稳定在28V左右，从而可以有效抑制电源的过压、尖峰。

1．2电源变换、电源滤波单元该单元实现输入28V电源到综合信号转换板电源的变换。为了提高电源效率，电源变换使用Inter-Point公司的开关电源模块，把输入28V电源变换为5V和±15V，供综合信号转换板使用。由于开关电源的大量使用，输入电源的开关噪声较大，对电路的工作必然带来影响，为了提高电路可靠性，在电源变换电路前后均设有共模和差模滤波电路，并与滤波电容相结合，大大抑制了输入电源中的开关噪声，保证后级电路电源的干净程度。

1．3音频信号放大单元该单元实现TCAS处理机输出音频信号的阻抗匹配和分路。音频信号放大单元的具体设计实现见图3。音频功放选用低噪声、高信噪比的功率放大器LM1875，通过输出变压器实现信号的阻抗匹配，同时选用两路独立的功率单元实现音频信号的分路输出。

1．4气压高度表RS-422接收单元该单元用于对气压高度表输出的RS-422信号进行接收，信号的输入保护电路可提高接收单元的可靠性。具体实现见图4。

1．5ARINC429收发单元该单元实现ARINC429信号的输入输出，包括低速ARINC429信号到高速ARINC429信号的转换、RS-422信号转换为ARINC429信号的输出等。ARINC429收发使用HS3182、HS3282芯片组，1MHz的时钟使用外部宽温晶体振荡器提供，具体实现见图5。

1．6MCU微控制器单元该单元实现整个控制盒的工作协调和控制，接收气压高度表输出的RS-422数据，并转换为ARINC429的数据格式，通过ARINC429收发单元输出至TCAS处理机;从ARINC429收发单元接收无线高度信号(低速ARINC429)，进行变换为高速ARINC429信号输出。MCU微控制器选用Intel公司的51核微处理器89C51FA(军品级)。

1．7航向信号X、Y、Z变换单元该单元实现36V航向信号X、Y、Z到26V航向信号X、Y、Z的变换。由于此变换为线性变换，在设计时充分考虑到该点，使用线性网络的方式实现变换。具体实现见图6。

1．8激磁信号变换单元该单元实现36V(115V)激磁信号到26V激磁信号的变换。实现方法与航向信号X、Y、Z变换单元的变换方法一致。

1．9检测接口输出单元为了提高机载信号的可观测性，机载防撞系统综合适配器还提供了对输入机载信号直接输出的接口单元，通过该接口可以直观观测机载信号的状态，对设备维护和故障定位提供依据。

1．10机箱结构设计机载防撞系统综合适配器机箱结构参考国外ATR结构形式，选用单元体减震托架形式，盒体选用高强度薄壁结构，体积小、质量轻，可快速安装拆卸，同时具备接插件防插错功能，满足技术指标要求。

2可靠性与电磁兼容性设计

2．1元器件选择在机载防撞系统综合适配器的元器件选择上，按照GJB3404－98《电子元器件选用管理要求》，坚持标准化、通用化的元器件选用原则，特别注重选用成熟产品和已验证可靠性较高的元器件，并进行元器件的老化、筛选，为质量控制和满足可靠性指标要求打下坚实的基础。

2．2电路可靠性设计电源滤波完善，除对电源进行电感、电容滤波外，实现每个集成电路均有滤波电容;元器件布局时，严格实现数字器件与模拟器件物理位置的分离，尤其是晶体振荡器、高速数字器件与精密运算放大器的分离;元器件的焊接由专业人员实施，并需通过严格检验流程，确认合格后方可使用;电路板布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声;电路板上电源线和地线尽量粗，降低电源线和地线上噪声;电路板走线避免直角，广泛使用圆弧方式;电路板上模拟地与数字地相互分离，在电源的输入端进行连接，保证模拟地与数字地的相互影响最小;电路板上强信号与弱信号相互分离，保证弱信号受强信号的影响最小;集成电路闲置的I/O口，在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源;微控制器使用电源监控及硬件看门狗电路;在满足要求的前提下，尽量降低微控制器的运行速度;在微控制器软件设计中采用软件陷阱技术，提高电路的运行可靠性。

2．3软件可靠性设计根据GJB437－88《军用软件开发规范》和GJB439－88《军用软件质量保证规范》的要求，机载防撞系统综合适配器的软件为MCU微控制器的内部软件，设计使用软件工程的设计方法，把软件工程质量的设计理念融入到整个软件开发过程中。软件可靠性保障由以下方面得以体现:(1)成熟的软件开发环境，使用KeilC51开发环境开发软件。(2)使用C语言使调试、阅读更加容易，软件隐患大大减少。(3)对于中断中使用的变量使用Volatile变量类型，防止变量不能及时更新，导致运行错误。(4)主程序中使用中断可编辑的变量时，主程序采取关中断，避免变量调用错误。(5)中断服务程序应尽量简洁，复杂的运算均放置在主程序中，保证中断进入的快速性，提高软件响应中断的性能。(6)主程序循环中使用硬件看门狗，程序运行故障时可复位重新开始。(7)看门狗只使用在主程序的循环中，不能在中断服务程序中使用。(8)软件设计中使用软件陷阱，保证软件运行故障时可复位重新开始。(9)变量地址空间使用固定分配的方式，避免使用动态分配的方式，可提高运行速度，避免变量冲突，提高可靠性。(10)软件设计中可靠的测试方法可有效提高软件的可靠性。

2．3电源异常的安全性设计电源电压异常会严重影响系统的安全。机载防撞系统综合适配器采取的预防电源异常的措施如下:电源输入端使用电源方向二极管，防止电源正负极性错误;电源输入端使用电压嵌位器件，如TVS、压敏电阻等;电源输入端使用预稳压电路，可靠抑制过压和尖峰干扰;电源输入端使用较大容量电容滤波储能，保障瞬间断电时供电;电源输入端完善的共模和差模滤波功能。

2．4电磁兼容性设计根据GJB151A－97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》，在机载防撞系统综合适配器电磁兼容设计中采取的措施有:机壳地与信号地之间的隔离设计;+5V地与+28．5V地之间的隔离设计;直流电源线束和交流电源线束之间的隔离设计;电源线束和信号线束之间的隔离设计;对重要的信号传输采用双绞线或屏蔽线;屏蔽线两端接地处理;机壳的搭接、接地和电磁屏蔽设计。以上措施是机载防撞系统综合适配器在恶劣电磁环境下可靠工作的保证，同时也避免机载防撞系统综合适配器对其他机载设备的电磁干扰。

3关键技术

3．1多种适配电路的集中融合技术机载防撞系统综合适配器是为满足多种飞机型的需求而设计的。根据多种飞机型的实际情况，具体设计了多种满足所选机型的适配转换电路，并把这些电路集中融合到机载防撞系统综合适配器中，满足多种飞机的需求，大大降低了设计成本和提高工作效率，便于维护保障，具有很强的实用性通用性。

3．2电源预处理和防浪涌技术电源的纯净程度可以有效提高系统的可靠性和安全性，故而对电源的预处理变得十分重要。在对机载防撞系统综合适配器电源的预处理中采用VMOS功率开关和倍压整流技术，在N沟道VMOS功率开关正常导通情况下，栅极电压必须大于源极电压，通过可靠控制VMOS功率开关栅极电压的大小，无论浪涌输入电压的高低，均可以有效保证源极输出电压在预定的范围之内，从而保证后级电路的安全性可靠性。

4结论

本文列举了机载防撞系统综合适配器的主要技术要求，给出了电路设计的原理框图，并就可靠性与电磁兼容设计进行了论述。据此技术要求和电路原理框图研制的机载防撞系统综合适配器具有很高的可靠性、良好的电磁兼容性和环境适应性，已在多型飞机上得到使用，成功实现了进口机载防撞系统与原机设备的交联关系，机载防撞系统的功能得以实现，飞机的空中防撞能力得到有效提高。

电源可靠性设计篇7

【关键词】可靠性；故障率；可靠性设计

随着市场经济的发展，人们对产品的使用性能要求不断提高，同时也更加重视产品的可靠性和安全性。我国在20世纪70年代在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并应用于军工产品，与先进国家差距20～30年。目前我国在用的可靠性标准是国家军用标准《GJBZ299C-2006电子设备可靠性预计手册》，此标准为电子设备和系统的可靠性预计提供了基本数据和方法。本文简述电子产品可靠性预计理论，对电子产品的可靠性设计方法提出参考性建议。

1.可靠性的技术指标

产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性。“规定条件”指使用时的环境条件和工作条件；“规定时间”指产品规定的任务时间；“规定功能”指产品规定的必须具备的功能及其技术指标。

衡量产品可靠性水平标准有定量的，也有定性的，最常用的有可靠度、可靠寿命、故障率（失效率）λ（t）、有效寿命与平均寿命、平均无故障工作时间MTBF，本文只介绍常用的两种评价方式。

1.1平均无故障时间MTBF

在规定条件下、规定时间内完成规定功能的概率；平均故障间隔时间MTBF的计算方法有两种。

（1）元器件计数法：该方法适用于产品设计开发的早期。它的优点是不需要详尽了解每个元器件的应用及它们之间的逻辑关系就可迅速估算出产品的故障率，但预计结果比较粗糙，本文不做具体说明。

（2）应力分析法：适用于电子产品详细设计阶段，产品具备了详细的元器件清单、电应力比、环境温度等信息，这种方法比元器件计数法准确，是产品在定型和批量生产时进行可靠性分析实际应用的方法。

首先求出每个元器件的工作故障率λpi=λbπEπTπQ

式中：λpi―第i种元器件的工作故障率；

λb―元器件基本故障率； πE―环境系数；

πT―温度系数；πQ―质量系数。

然后计算产品的工作故障率λs：

λs=Nλpi

式中：λpi―第i中元器件的工作故障率；

N―第i种元器件的数量； n―产品中元器件的种类数。

最后计算产品的平均无故障时间MTBF=1/λs。

1.2产品故障率λ（t）

产品在规定的使用条件下使用到时刻t后，产品失效的概率。

λ（t）可用下式进行计算：

λ（t）=

式中：Δr（t）―t时刻后，Δt时间内的发生故障的产品数；

Δt―时间间隔；Ns（t）―在t时刻没有发生故障的产品数。

1.3浴盆曲线

大多数产品的故障率随时间的变化曲线形似浴盆，故将故障率曲线称为浴盆曲线。产品故障机理虽然不同，但产品的故障率随时间的变化大致可分为三个阶段：

（1）早期故障阶段：在产品投入使用的初期，产品的故障率较高，且存在迅速下降的特征。

（2）偶然故障阶段：在产品投入使用一段时间后，产品的故障率可降到一个较低的水平，且基本处于平衡状态，可以近似认为故障率为常数。

（3）耗损故障阶段：在产品投入使用相当长时间后，产品进入耗损故障期，产品的故障率迅速上升，出现大量的产品故障或报废。

2.可靠性设计技术

可靠性设计包括对产品的可靠性进行预计、分配、技术设计、评定等工作。为提高电子产品的可靠性，产品设计时应注意结构尽量简单化、插件化，尽量选用成熟的结构和典型的电路，还要对产品的性能、可靠性、经济性综合考虑。

常采用的可靠性设计技术有元器件的降额设计、冗余化设计、热设计、电磁兼容设计等。

2.1降额设计

降额设计是使元器件在低于额定值的应力状态下工作。为了提高元器件的使用可靠性，延长产品的寿命，降低施加在器件上的工作应力（如：电、热、机械应力等），以保证电路既能可靠地工作，又能保持所需的性能。通常电阻降额是降低其使用功率与额定功率之比，电容降额是使工作电压低于额定电压，半导体分立器件降额是使功耗低于额定值，接触元件则降低张力、扭力等。

电子元器件通常有一个最佳的降额范围，在这个范围内，元器件工作应力的变化对其失效率有显著的影响。设计时应综合考虑降额的条件及降额的量值，使降额时设备的可靠性增长效益最大，设计上实现困难最小。

2.2热设计

由于现代电子设备所用的电子元器件的密度越来越高，这将使元器件之间通过传导、辐射和对流产生热耦合。因此热应力是影响电子元器件失效率的一个最重要的因素。对于某些电路来说，可靠性几乎完全取决于热环境。有资料表明环境温度每提高10℃，元器件寿命约降低1/2，这就是有名的“10℃法则”。为了达到预期的可靠性目的，必须将元器件的温度降低到实际可以达到的最低水平。

热设计包括散热、加装散热器和制冷三类技术， 最常采用的方法是加散热器方式，如在计算机机箱的电源附近加上风扇，以达到物理散热。

2.3冗余设计

冗余设计是用一台或多台相同单元（系统）构成并联形式，当其中一台发生故障时，其它单元仍能使系统正常工作的设计技术。这种设计技术通常应用在比较重要，而且对安全性及经济性要求较高的场合，如锅炉的控制系统、程控交换系统等。

2.4电磁兼容性设计

电磁兼容性问题可以分为两类：是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

为了使产品达到电磁兼容状态，通常采用印制电路板设计、电源线滤波、信号线滤波、接地等技术。印制电路板应尽量采用大板或多层板以减少接插点，元器件布局时发热元件远离关键集成电路，布线尽量避免直角走线。对噪声干扰特别敏感的器件应重点隔离。频率大于10兆赫的高速器件走线尽可能短。对于常插拔的部件，设计成单面走线，尽量避免从两侧引出电缆，以便减小共模电流辐射。电源线应尽可能的靠近地线，数字地与模拟地分开。低频电路的地采用单点并联接地，高频电路采用多点串联接地，接地线加粗构成闭环路。

3.结束语

随着电子产品的技术革新和广泛应用，产品可靠性已成为衡量企业产品质量的关键技术指标。近年来，国家电网招标文件中就明确规定了投标企业必须提供包括产品设计方案、主要元器件性能、可靠性计算过程及结果、可靠性相关工艺等内容的可靠性预计报告，这也促进了企业在设计开发、生产和试验中开展可靠性设计和分析工作，为产品质量的可靠性管理工作建立了良好的基础。

【参考文献】

[1]钱振宇.开关电源的电磁兼容性设计、测试和典型案例.电子工业出版社ISBN，2011-07-01.

[2]国家军用标准 GJBZ299C-2006电子设备可靠性预计手册.

电源可靠性设计篇8

【关键词】建筑；电气设备；电气设计；可靠性；促进

1引言

电气设备的可靠性是保证建筑物能够安全稳定运作的重要条件，在建筑物中按建筑结构和用途，添设一定的电气设备更是新时期建筑行业发展的方向。保证电气设计的可靠性是提高建筑物种电气设备安全性、稳定性、耐久性的首要任务。我国电气设计行业与发达国家相比，起步较晚，在技术上还存在着一定的差距，因此必须不断提升建筑电气设计的稳定性，从根源上使得电气设备在投入使用过程后不会发生设计层面的问题。

2建筑电气设计的基本原则

建筑电气设计的可靠性对电气设备实用性具有绝对的影响，对建筑物的使用也有一定的影响，因此，电气设计必须要遵循一定的原则，保证其可靠性。同时，在设计之前要明确设备使用范围、使用目的，要对建筑物的主体结构、配电设施、照明系统、动力系统都要有全面的了解。只有这样才能从根本上确保设计的实用性。

2.1保证设备的安全性

电气设备与其他机械设备不同，细微的失误都可能造成重大安全事故，在当前电气安全事故中有极大部分都是设备漏电或线路老化等因素引起的。因此，设计人员在进行电气设计时必须要将设备的安全性做第一个考虑因素，要保证设备在使用中不会发生突发意外事故，同时，还要针对设备检修过程进行必要的设计，保证出现事故的清况下，能够有一定的应急机制维持设备正常运行。

2.2电气设计应具备可靠性

可靠性在电气设计中占有极为重要的地位，只有保证设计的可靠性才能从根本上保证建筑电气设备的可靠性，更是其安全性的集中体现。

2.3电气设备应遵循简洁性的设计原则

当前建筑电气行业的发展使得建筑物中应用的电气设备不断增多，种类更为驳杂，因此在设计中应尽可能实现简洁性原则，保证利用最少的电气设备发挥最大的使用功能。另外，众多的电气设备集中使用也会使得电气接线的复杂程度加深，所以在设计过程中要在保证设备主体功能和正常运行的情况下适当简化接线。

3提高建筑设计可靠性的措施

电气设计的可靠性是建筑电气能够正常、安全、可靠运行的重要保障，提高设计可靠新是建筑电气设计行业发展的必然。现就如何提升建筑电气设计可靠性提出几点建议。

3.1确保供电方式的合理性

随着科学技术的不断发展，建筑电气供电方式有了较大的改善，但现阶段我国电气设计中常用的大体均是采用以下两种方式。

（1） lOkv高压侧选用两个电源进线的供电方式。这种双电源高压进线方式能够利用相应的转变开关实现环网供电功能，同时，能够与联络开关相接引致变压器。另外，这种双电源进线方式具有高低压不同的档位，在其低压侧选取单母线控制，但在母线上通常会装接一些联络开关，这样就能够实现分段供电。

（2） lOkv高压侧选用单一电源进线的供电方式。这中供电方式与高压侧双电源进线方式具有明显的区别，但是其低压侧的母线可以分段也可以不分段，在应用上显得更为人性化。

对比上述两种建筑电气供电方式，双电源进线的供电方式在电气设备可靠性上具有一定的优势，但是前期投入的成本较高。而单电源进线的供电方式虽然在可靠性上略有不足，但其成本低的优势使得其被广泛采用。在建筑电气的设计过程中要求设计人员应对电气供电方式有详尽的了解，同时更要从长远的角度去看待建筑，针对建筑后期可能的发展情况，设计中要预留出电气设备和供电方式改造的空间。

3.2合理选取变压器

建筑电气设备常出现大功率用电设备，对电量和电压都有一定的要求。因此，建筑电气设计中应合理的选用变压器，保证用电设备能够在额定电压下安全、可靠的运行。在对变压器进行选取的时，设计人员应针对变压器的容量和使用台数进行选择。同时，电气设计中还要对未来电量的供应情况做出一定的预留，保证当建筑用电量增加需要调整变压器容量或增加变压器台数时的可行性。在选取变压器的过程中，需要设计人员针对设计中所列出的用电设计进行具体计算，只有经过大量的运算才能够得出建筑实际需要的变压器的容量和台数。

3.3保证进户线的合理性和安全性

建筑电气设备中设计民用的部分就使得线路要进入到室内，因此必须加强设计中进线部分的安全性。经过不断的发展和总结，现将当前进线的主要设计指标和设计原则列出。

（1）三线进线方式是提高电气安全性的种要手段因此建筑设计中设计进入室内的接线必须要全部选用零线、火线、地线三种线路混合的进线方式。

（2）引入到室内的电气线路其安全性与线路分支数目的多少有着一定的联系，通常情况下一般均不少于六个回路的分支，这样就能够保证其中的一条线路或几条线路发生故障，其他线路能够满足日常使用。

3.4建筑电气设计安全技术。

（1）防人身电击技术。

在自动切断供电的保护措施中，采用TN或TT接地制式对低压配电系统的安全起到了一定的作用，同时也存在许多不足和缺陷。漏电保护电器作为实用的防电击措施之一，已为广大电气设计者、管理者及使用者所接受，并付诸实践。RCD的应用大幅度地提高了安全用电水平，成为防触电事故的有效措施之一，然而，RCD在使用中也存在局限性。例如：RCD无法对因种种原因引起PE线电位升高进行检测。因为RCD所检测的仅只L1、L2、L3相线及N线导体中是否有剩余电流，而无法检测出具有保护功能PE线是否带剩余电流。RCD的这种不足是可以通过等电位联结保护措施来弥补的。

（2）防电气火灾技术。

近年来，电气火灾不断增加，已居火灾起因首位，电气设备或线路故障起火是十分常见的起火原因。电气故障主要是带电导体之问的短路和带电导体与“地”之问的短路。这里所说的“地”是泛指与地有联系的设备外壳、金属管路及构架等外露可导电部分的短路，通常将前者称为短路，后者叫做接地故障。接地故障虽也表现为短路形式，但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相问短路均不相同。能引燃起火的电弧电流在5OOmA以上，IECTC64认为RCD是防范电气火灾的措施之一。在设计中，将防电气火灾的RCD保护设备设在进线处。当电源总箱供电范围内任一处发生能引燃起火的接地故障时，进线处的RCD都能及时切断电源的，从而避免电气火灾的发生。

4总结

新时期我国建筑行业的不断发展，对电气设计的可靠性有了更为严格的要求，而能否从设计上保证用电设备的安全性从而保证使用人员的安全需要全体设计人员共同的努力。本文通过对建筑电气设计原则进行讨论并对提升电气设计可靠性问题提出了几点建议，希望能够促进我国建筑电气设计的进步。

【参考文献】

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