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电气设计论文范文第1篇
作者：王漪
摘要：随着我国国力的增强，医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展，作为我们医疗工程设计人员，要不断了解学习最新的医疗设备，学习了解国内外的新规范。关键字：医院电气设计电气安全供电负荷
1医院的分类及规模版权所有
根据我国医院建设的规划，综合医院按床位可分为300、400、500、600、800及1000床。
按照医院等级可分为三、二、一级医院，目前经常涉及的一般为二级以上的医院。
在这些范围内的医院就用电负荷而言，有一类负荷，还有部分二类负荷及三类负荷。
医院按照功能划分，一般分为门诊部、医技部、护理部、行政部、后勤部等。目前综合性医院的布局有分散式、集中式和半集中式。目前建筑设计中考虑节能及使用便利，多采用半集中式。
2医院负荷分析
2.1医院负荷计算
按照目前调研的医院负荷情况，医院的用电负荷比例仍然以空调照明为主体，医疗设备用电所占比例很小，这也许与我国目前的医疗设备的水平有关。根据日本有关资料，80年代的医院变压器安装容量为250～300va/m2，当然日本等国的用电负荷计算与变压器的安装容量与我国差别很大，总体变压器容量较我国大很多。但这其中医疗设备用电占50％。而我国目前医疗设备用电总体占不到20％。因此目前我国的医院设计的用电负荷总体上仍然是以空调照明为主要负荷。其中空调电制冷的45％～55％，照明30％，动力包括医疗用地15％～25％。
根据近10年来完成的医院工程的运行情况可以得出如下结论，我国医院的用电负荷标准与商业写字楼相比是较低的。综合医院护理单元照度需求较低
由以上数据可以看出，医院虽然为功能性民用建筑，用电设备较多，但它总体照明的标准比起商业楼、写字楼要低。从用电负荷计算的角度而言并不高，按照北京市供电规划8va/m2，即可满足要求。医院变压器安装指标并不是很高，一般在65～75va/m2之间，分析原因如下：
真正意义上的医疗用电负荷并不多，且大型设备的需要系数较低。
综合医院护理单元的面积所占比例较大，此部分用电量较低。
医院目前的运行状况，全日制的门诊医技面积不大，白天空调等用电高峰时照明需求较小。
2.2医院的负荷性质及负荷类型
医院供电系统应遵循国内供电规范，并参考国际iec相关标准进行设计，按照我国现行医院等级和标准地区医院及二类医院的供电等级为一级或二级负荷。因此电源一般采用两路10kv供电。根据医院的规模可分为如下几类系统形式；
1采用两路10kv电缆专用供电、自备柴油发电机，重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于特级及三甲级医院。
2采用两路10kv电缆专线供电，重要设备末端采用ups供电。此类系统适用于三甲级医院。
3采用两路10kv供电或一路10kv专线供电，一路低压供电，此类系统适用于二甲级医院。
4一路10kv供电，重要设备末端采用ups供电，仅用于一级医院。
根据医疗建筑用电负荷的特殊性并考虑到医院的可持续发展，低压系统建议采用如下形式：
电压波动大的空调及动力负荷为一个低压系统，如空调采用专用变压器供电；
电压波动小的照明及一般医疗用电插座负荷为一个低压系统；
电压要求高且自身压降大，医用数字检影成像系统设备，单独采用一台变压器。对于电网电压变化较大的系统，建议采用有载调压变压器。
按照iec标准，医院各部位的供电等级，接地方式见表2。
2.3应急电源系统
医院存在着大量的一级、二级用电负荷，应急电源系统一般采用柴油发电机系统、ups系统。柴油发电机容量一般为变压器总安装容量的15％～20％。而重要设备则采用ups系统。
3低压配电系统
医院用电负荷一般分成照明系统、医疗动力插座系统、空调系统新风机、空调机、风机盘管，应急照明系统等。
大型、重要性设备由配电变电所放射式供电，一类负荷均为双路供电末端自投。冷水相组、真空吸引、x光机、ct机、mri机、dsa机、ect机等设备主机、烧伤病房、血透中心、中心手术部的电力及照明、ct机、mri机、dsa机、ect机的空调电源、电梯及屋顶排风机、洗衣房及营养部的动力也分别由变电所低压屏放射式供电。
树干式供电由变电所将各类电源分别引至各竖井，通过母线输至各层。各竖井内分别设有照明、配电、空调及应急照明配电箱。配电、照明分别放射至各科室的配电、照明配电箱，各科室的计量表设在竖井配电箱内，空调配电箱配电至末竖井区域内的普通空调机及风机盘管。应急照明配电箱由双路电源供电并自动切换，供各应急照明灯及防火卷帘门，排烟风机的用电。
医技检验科、血液透析室等处的仪器对电源要求较高，部分电源通过稳压器后备ups供电。
4数字检影成像设备的配电要求及内阻计算
数字检影成像设备是医院的重要设备，现代医院数字检影设备的种类很多，目前比较常见的有：x光透视机、x光摄影机、x光治疗机、x光造影机包括x光介入机、心血管造影机dsa、计算机断层扫描机ct机、同位素断层扫描机ect、磁共振机mri以及x刀、γ刀、直线加速器等设备。根据设备的不同用途、设备的工作制分为长期工作制、短时反复工作制。各种设备工作制见表3。
目前，许多x光机同时具有摄影、造影、透视、治疗等多种功能。
4.1数字检影设备供配电系统
数字检影设备工作原理各有不同，但统一的一点是对电源的要求较高。由于数字检影设备的以上特性，如果医院有一定规模，此类设备应由专用变压器供电。设备球管电流在400ma以上的设备应采用放射式供电。
心血管造影机、磁共振机、同位素断层扫描机ct机、大型介入机等设备的主机电源一般需要双路供电。且有些设备本身需要冷却，设备有冷水机组，此部分的电源与主电源同样重要。主电源进一步分成高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源及插座电源。此类设备的布置一般为扫描室、控制室两部分。系统的电源一般送至控制室。大型设备还专门有电源室配电室。
心血管造影机房的高压发生器电源、行走机构电源、影像设备电源采用一般配电方式，其插座电源与胸腔手术室的要求相似：病人可能接触用电设备采用it系统及局部等电位接地，电位差小于50mv。设备厂家对于电源的要求引出了电源内阻这一技术指标。设备对电源电压的要求越高，电源内阻越小。
4.2用电负荷计算
x射线机瞬时最大用电负荷一般由设备厂家提供，如未提供也可根据如下公式计算：
sm=1/k×1/f×esf×10－3
sj=a×ssm/η
4.3电源变压器容量的确定
1单台设备的计算负荷。
2二项式法计算多台设备计算负荷。
多数数字检影设备是短时反复工作制，因此，进行负荷计算时可以采用较小的需要系数，根据目前一些医院的实际运行结果表明，4台设备同时曝光的可能性很低，日本有关资料也表明，选择电源变压器时，4台以下的设备可以按1台容量进行考虑。10～15台设备的场所采用防止同时曝光设备可共用1台变压器。
4.4保护设备的选择
数字检影设备瞬时电流很大，保护设备宜用熔断器。目前多数设备的技术要求中已对保护设备提出具体要求。
4.5配电线路导线截面的确定
数字检影设备的配电线路导线截面要满足设备的内阻及压降的要求。
电源变压器内部电阻：rt
电源变压器额定容量：ptkva
电源变压器相数：三相
电源变压器电压变动率：ε％
额定二次电压：vtv
1计算变压器内部电阻rt
rt=2×ε×0.01×vt2/pt×103ω
计算干线电阻r1ω：
考虑到低压开关的电阻及其它接触电阻，电源变压器和电源变压器二次侧的干线电阻为总电源电阻的80％。
r1=80％rg－rtω
最大允许内阻：rgω
计算干线截面：amm：
单相设备a=2×p×l/r1mm
三相设备a=p×l/r1mm
由上可见，要满足设备内阻要求，实际就是要满足设备的电源电压要求。它受来自变压器阻抗、变压器至设备的配线长度、配线截面三个方面的因素的影响。
在系统设备时，应尽量减小变压器阻抗、减小变压器至设备的距离、在满足电源内阻的条件下、减少配线电缆截面，以节约投资。
5医院的电气安全及电力系统保护方式
医院电气安全是医院电气设计的一个重要环节。涉及到的电力系统的保护方式有接地保护tn－s系统、局部中性线不接地系统it系统、医用局部等电位接地电位差小于10mv、建筑物总等电位及卫生间局部等电位接地、漏电保护lm=30ma。
一般场所的移动式设备均采用了漏电断路器进行保护。冶疗室、功能检查室、手术室、抢救室、心血管造影室dsa、卫生间浴室均设置了局部等电位连接。中心手术室的配电系统为保证病人的安全采用了it系统。
医院接地问题，是一个较为敏感的问题，它涉及到病人的安全，设备正常运行等。按照我国现行各类规范中医院设计的规定，我院目前设计采用的是防雷接地、电力系统接地、设备保护接地公用接地系统。目前各医院及设备厂家经常提出医疗设备、医用等电位接地要单独设置接地极，且要求与防雷接地、保护接地绝缘。实践证明，由于场地的原因，这些单独接地极不可能完全与建筑物的金属大地绝缘，而一旦绝缘遭到破坏，医用等电位接地与电力系统的保护接地则可能不是一个等电位，此时，在患者的周围如果存在这样两个电位，将产生触电的危险。
电气设备对病人的影响，即电击。电击包括宏电击和微电击。防止宏电击可以采用接地线及漏电保护器来完成。而引起微电击的主要因素是电子仪器的泄漏电流及病人所处的环境非等电位。因此减少泄漏电流及局部等电位，是在保证电子仪器cf型绝缘的条件下的克服微电击的重要手段。
减少泄漏电流的方式是将电源进行隔离。通过隔离变压器，二次侧两相导线对地高阻抗，减小了系统的泄漏电流。当泄漏电流在0.7ma～2ma范围内设绝缘监视报警。以上系统称之为局部it系统。采用局部it系统辅以局部等电位连接，就可以保证防止心脏手术及检查中的微电击。目前，我院地本工程中对需要仪器进入心脏区域的局部地区，如心脏手术室、icu等处配置了上述系统。以上配电方式也是国际电工委员会iec所倡导的。电子仪器的接地宜采用共用一点接地。基于目前电子仪器的频率较高，要求地线短而粗，地线过长反而成为干扰源。
目前我国与国际上防雷接地的规范是除爆炸危险场所外均为利用建筑物金属体作为防雷、接地体，因此建筑物内的所有金属体如钢筋等不可避免的与防雷系统为一体。而作为病人周围的金属体如水管、金属门窗等均与建筑物金属体连接。为保证病人的安全，也要求设备仪器等的保护接地与病人周围的金属体局部等电位。因此防雷接地、设备的保护接地是不能分开设置的，否则病人反而会因接触到不同电位而有触电的危险。因此，此类与人体有接触的医疗设备是不能单独接地的。
医院目前有着越来越多的先进仪器和设备，多数归结为敏感电子设备。而雷电对敏感电子设备的影响，可通过设置spd加以保护。对于有大电流接地的医疗设备的接地，应避免接地线过长，宜采用就地接地，因采用局部等电位接地，周围的病人也是相对安全的。
对于电磁干扰的问题，为减少电磁干扰的感应效应，我院采用了如下措施：
1建筑物及房间外部设置屏蔽，如建筑中含金属的墙、柱均可以作为格栅屏蔽分流，将建筑物金属等电位连接。
2电气线路采用穿金属管，减少干扰。
关于雷电对病人的影响，由于雷电的陡度大，散流快，建筑中含金属的墙、柱均可以作为格珊屏蔽分流，且病人周围采取了等电位的措施。因此在屏蔽范围内雷电病人是安全的。在手术部等设备进入病人体内的部位均位于建筑物内部，没有外墙，因此病人是很安全的。
我们认为在医疗工程中防雷接地、电力系统接地、设备保护接地采用公用接地系统是可能的，也是必须的。只有完善好这一方法，病人的安全才能得到保证。我院在近几年的医院工程设计中均采用了上述接地方式，实践证明也是很有效果的。该做法不仅节约了大量投资，而且真正实现了病人的电气安全。数字检影等设备投入使用的后，图像清晰，运行良好。
在国内，推行iec关于医疗场所局部it系统的设计思想也是为进一步保证病人的安全。由于没有相应的强制规范及投资等方面的原因，这一设计思路在设计中很难得到充分的体现。目前仅在与心脏介入相关的场所设置了it系统，而在iec推荐标准中目前要求多处场所设置该系统。
6手术部、icu、血透等场所的配电系统
中心手术部是医院的核心，手术部的配电采用双路电源末端切换。这包括手术室内配电及手术室洁净空调系统的配电。电源由变电所专线供电。每一间手术室应单独设置配电箱，按照新的《医院洁净手术部建设标准》中的规定，容量不能小于8kva。每间手术室的电源进线是否采用三相进线。主要根据布局及医院的具体要求进行。目前部分手术室内设置的高低温冷柜等三相设备，电源三相引起的情况越来越多。作为与病人接触的电源部分，应尽量考虑单相供电。每间手术室考虑3～4个插座组，其中一组在综合医疗柱上，每组插座组3～4组插座及2～3组接地端子。手术室内设置观片灯、书写板照明、接地中心可设置在配电箱内。配电箱可与手术室内的控制面板结合。控制面板上有各类气体出口、时钟及定时钟、实施空调检测及控制、照明控制、废气检测及排放。
心血管造影室除数字成像系统采用专门配电外，室内设置要求与心脏手术室相同。
目前国内心脏手术室、icu、心血管造影、抢救室、血液透析等采用局部it系统。iec标准强烈要求it系统不配出n线，目前病人接触的用电设备均为单相设备，通过隔离变压器配出的it系统均为单相。
it系统应注意如下问题：版权所有
必须设置绝缘监视装置；
尽量减少系统容量，减小系统线路的长度；
增加线路的绝缘等级；
辅助以局部等电位接地，等电位干线保证在16mm2，支线在6mm2以上；
配电线路采用穿钢管敷设，减少干扰；
变压器二次出线采用双极保护开关。
7照明设计
由于经济发展水平的差异，我国与国外发达国家的医院照度标准相差甚远，发达国家的照度标准约是我国现行标准的5～10倍。目前完成的各医院工程的照度水平在我国现行标准的基础均有所提高，如一般环境为150lx、诊室等为200lx、医技科室300～500lx、病房100lx。实施后效果良好，体现了现代化医院的良好形象。设计中应注意医疗功能性用房照明的特殊要求。
诊室、病房、急诊观察室、治疗室等处采用高显色荧光灯，以便于观察病人的情况。色温在3500k左右，病房、急诊观察室、治疗室等处的顶灯采用漫反射型灯具，以减少眩光。在病房建议用间接照明，手术室、手术部清洁走廊、传染科、污物、污洗等处与业主结合确定是否设置紫外线灯。
对特殊场所的照明采取了不同方式：磁共振扫描室、理疗室、脑血流图室等需要电磁屏蔽的地方，灯具采用了直流电源；测听室的照明采用白炽灯；眼科暗室采用可调光的白炽灯。
8其他
医院发展快，变化多，在设计中我们将配电箱设置在夹墙内，此方式配合吊顶线槽配电，使系统更加灵活，方便日后用电的发展需要。在检验科、中心实验室等用房设置了沿墙附设的电气配电槽，并将电源断路器设置其上，以适应实验室用电设备多，用电变化多的需求。
在病房设置综合医疗槽、槽内设置插座组，接地端子，局部照明等，并在床头方向距地0.3m处加设一组电源插座，方便电动床等固定设备的使用。
随着我国国力的增强，医疗卫生事业将在一定时期得到长足的发展，作为我们医疗工程设计人员，要不断了解学习最新的医疗设备，学习了解国内外的新规范。工作的重点应在如下几点：
电气设计论文范文第2篇
关键词：电气设备初期投资与运行费用经济合理
合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中，往往由于设计的周期短、时间紧、任务重，而对设计的经济性忽视，致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。现在建筑电气设计分为强电与弱电两个部分，下面就分别从这两个部分来讨论建筑电气设计初期投资的经济性。
1强电部分
强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统和导线电缆的敷设等，这一部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。
可靠性——根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。
灵活性——主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。
安全性——保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。
通常在设计中只要满足规范的要求就基本上能满足上述三点要求，但经济性同样是设计电气各系统的重要原则。考虑经济问题时，必需从整个建筑的全局出发，根据建筑本身的特点，经济合理地设计电气的各系统，然而可靠性与经济性二者之间既有矛盾的一面也有统一的一面，如果过分强调可靠性，以配电系统为例，大部分设备由变配电所低压母线放射式供电，势必造成设备增多，投资增大，导致不必要的浪费，使经济性下降；如果过分强调经济性，减少设备，简化结线，就必然会影响可靠性，当发生事故时会造成较大面积的停电，从而又会带来损失，可见这样的结果是不但降低了可靠性，同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时，应当先满足可靠性的同时再提高经济性。
高压配电系统是一个工程配电的源头，因此这一部分的经济性主要体现在不出现故障，造成整个工程断电，选用合格可靠的产品。
低压配电系统这一部分是一般民用建筑电气设计的核心部分。低压配电系统一般是由树干式配电与放射式配电相结合而构成的，同样一栋建筑采用同一层次的产品，由于设计系统的不同，会产生很大的价格差，直接影响到基建的初期投资，这里包括系统的构成与设计时计算系数的选用。怎样才能使系统既经济又安全可靠呢？我们试举一例，假设某一栋高层公共建筑采用二路高压进线，采用二台变压器，并且在本建筑内含有水泵房、冷冻机房，我们通常做法是高压采用单母线分段运行手动联络（自动联络或不联络）；低压为母线分段运行，联络开关设自投自复、自投不自复、手动转换开关，自投时应自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作，主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关，并且为避免动力负荷的启动干扰照明负荷，通常一台变压器的低压出线主要供给照明负荷，而另一台变压器的低压出线主要供给动力、空调负荷。如何设计能降低电气设备的成本呢？可以从两个方面解决，第一减少低压柜的出线回路，第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数以及功率因数，下面就分别从这两个方面讨论：
（1）减少低压柜的出线回路
当我们做一个工程的电气设计时，首先将负荷的种类和位置确定，将同一区域内相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路供电，这里的同一区域可以是同一层内，也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域，这样做可以减少低压柜的出线回路，减少低压柜的台数，降低设备成本，缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性非常低。例如我们在实际生活中的住宅楼一年或者更长时间基本上不停电，而这种住宅楼的部电源进线大部分都是大容量的单回路供电的，而且现在电气设备的性能越来越好，通常在不出现电气故障的情况下是免维护不用检修的，因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的，也是降低电气设备成本的有效方法。
（2）正确选择需要系数、同时系数以及功率因数
为什么这几个系数要提到呢？因为它们直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用是否准确直接影响到计算电流，从而影响电缆（导线）、保护开关的大小；需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流，从而影响电缆（导线）、保护开关的大小；同时系数取值还直接影响变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，会造成将来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究在实际中同类设备运行时的情况，合理选用计算系数。我们在深圳时曾遇见这样一项工程，8万平米高档公寓，设计选用4台1250kVA干式变压器，而实际建成以后，由于入住率低，甲方只用一台500kVA的变压器带所有的负荷，这本身就反映出设计时计算系数取得保守偏大。在我们做设计时要考虑发展前景，留有余量，但这些年的发展过程中，随着建筑智能化水平的提高，电量并没有大幅上升，因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的，对用电量的需要很低，因此我们在设计中尽量取低一点的系数。
2弱电部分
随着建筑智能化水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电设备占基建投资的比率也越来越高，因此设计好弱电的各个子系统，对节约投资提高智能化水平是有重要意义的。
弱电部分的各个系统中，楼宇自控系统是由设计院按甲方及规范要求提出进入BAS监控或监视的点，并且在设计中预留BAS控制器之间的管线。控制器至各种传感器、变送器、阀门等的控制线、控制器的电源，均由承包商进行深化设计；其他的各弱电子系统如有线电视及卫星电视系统、保安监视系统、门禁系统、停车场管理系统均与BAS系统类似，目前设计中较深化的是火灾自动报警及消防联动系统与综合布线系统两部分，下面就分别从这两个方面分析如何降低初期投资提高使用功能。
火灾自动报警及消防联动系统的成本主要与探测器和模块的数量有关，因此在设计中减少探测器和模块的数量就可以降低火灾自动报警设备的投资。在《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16.92中24.5.3.2条中规定“在梁突出顶棚的高度小于200mm的顶棚上设置感烟、感温探测器时，可不考虑梁对探测器保护面积的影响。当梁突出顶棚的高度在200－600mm时，按附录L.2及L.3确定梁的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域应至少设置一只探测器－－－”以及在24.5.1.9的第6点中规定“汽车库等宜选用感温探测器。”我们在设计中经常遇见这样的地下车库，柱网间距为8.1m，柱网间为“十”字梁，梁高500mm，若按上述规范每一柱网内应布4个感温探测器，如果地下车库面积在一万平米以上（这种情况是经常遇到的），那么仅此车库就会设置上千个温感，这样做有没有必要呢？若采用烟感探测器就会减少3/4的探测器的数量，而且当前随着环保要求的提高，汽车的尾气排放标准也越来越高，在地下车库采用烟感是可行的，这样可以节省很多投资，同时一般大型地下车库均设置喷洒系统，因此可减少探测器的设置甚至不设置，当然这还需要消防部门的批准。
综合布线系统是将语言信号、数字信号的配线，经过统一的规范设计，综合在一套标准的配线系统上，此系统为开放式的网络平台，方便用户在需要时，形成各自独立的子系统。综合布线系统可以实现世界范围资源共享，综合信息数据库管理、电子邮件、个人数据库、报表处理、财务管理、电话会议、电视会议等。综合布线系统成本的节约也主要体现在减少信息点上，在《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311－2000中第3.03及5.0.1条中规定一个工作区按5～10平米估算及每个工作区信息插座的数量配置方法。前一段时间我们设计－5.6万平米的办公楼，若减去机房和车库面积按规范应设置5000个信息出线口，而本工程将来使用时实际办公人数不足2000人，而且每个信息点的成本在500元左右，这样一来必造成很大的浪费，因此在设计中一定要根据实际情况合理地设计信息点，这样才能节约投资成本。
电气设计论文范文第3篇
关键词：照明照度插座电缆截面优化
1.1电气插座布置
插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视，但在现代住宅中却随处可见，不管是在客厅、卧室、书房，还是在厨房、餐厅、卫生间，人们都要使用它，甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。
现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。随着当今知识经济、信息时代的到来，可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外，还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。可见，插座的种类和数量在现代住宅中呈日益增长的趋势。所以，现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果，是现代住宅电气设计中十分重要的内容。如果电气插座设计还按照以前的做法，墨守成规的话，已经跟不上时代的步伐。现代建筑电气设计人员十分有必要对插座这个小小的电气装置元件引起足够重视。
然而，在现实的住宅电气中，往往看到住宅建成后，住户搬进来之前，都要对原设计的电气线路进行很大的改造，这里增加一个灯，那里增加一个多用插座和电话插座，那里还要增加一个空调插座和电视插座，增加最多的就是插座，到处凿墙打洞，对整个建筑物的结构造成很大破坏，有的甚至留下安全隐患。进行线路改造者大部分又不是电气专业安装人员，时常造成烧坏家电、短路、断路、等现象，对整个建筑物的配电系统造成损害。出现上述现象的原因是多方面的，但设计不尽人意，也是一个重要方面。
在现代住宅电气设计中插座（包括强电、弱电插座）选型、布置、安装高度怎样才能满足现代人们生活的需求呢？怎样才能使人们住新房之前，减少或避免发生到处凿墙打洞的现象？住宅设计规范（GB50096－1999）规定的插座数量是最小值而不是最大值，且远远不能满足现代人们的需要。我们的住宅电气设计怎样才能真正体现以人为本的思想呢？
现代住宅是由客厅、卧室、书房、厨房、餐厅、洗涤间、卫生间、阳台等组成的。住户的家用电器众多，而且又在不断地增加，好像根本无处着手。其实不然，我认为：只要明确住宅中各个房间主要会有哪些家用电器，然后根据建筑平面图，考虑住户一般会怎样去布置。按照这种思路去思考，目的性就很强。下面就各个房间的具体功能阐述一下我个人的观点。
1.1.1客厅插座的布置、安装高度及容量选择
1.1.1.1客厅插座布置
客厅是人们会客、看电视、唱卡拉OK，起居活动的中心，主要的家用电器有音响（音箱、DVD机、功放机）、空调、电暖炉、落地台灯、宽带、电话、电视。从这些家用电器的使用情况来看，可以发现弱电（有线电视插座、电话与宽带信息插座）插座位置一确定，强电（电源）多用插座至少4组就相应确定。强电与弱电插座的水平距离以大于0.5m为宜，如果距离太近，强电对弱电信号产生电磁干扰，影响收看效果。
彩电、音响是必须摆在一起的，彩电既需要有线电视信号插座，也需要电源插座。彩电、音响都是两孔插头，共需要2组（每组2个二孔）插座。电脑和打印机、传真机一起布置（电脑、打印机、传真机本应放在书房，但考虑目前大部分住宅没有书房，只好放在客厅），又需要2组多用插座（二、三孔插座）。这样就形成了一个以弱电插座为中心，两边水平距离至少为0.5m的各2组多用插座的形式。彩电、音响、电脑、打印机、传真机布置在一起总长度3m左右，即使家庭现在还没有打印机、传真机，其总长度也有2m左右。足以占去客厅中的一面墙，是客厅中最主要的部分。因此，在住宅电气设计中，尽管建筑平面的客厅是多种形式的，但我们只要细心体会家具及上述家用电器的布置，抓住客厅中一面主要墙，然后按此方法进行设计，客厅中的主要问题就解决了，其它的问题也就迎刃而解。彩电、音响的对面墙必然是沙发、茶几，在此部位需设一个电话插座，1组电源多用插座（用于落地台灯、电暖炉）。然后再根据建筑平面图及空调机管道安装方便等因素，确定空调机插座的位置。客厅其它墙上，视情况而定布置1至2个多用插座，作为备用。
综上所述，我认为在现代住宅客厅中，强电插座需要6至8组，弱电插座需要至少3组，才能满足人们生活的需求。
1.1.1.2客厅插座的安装高度及容量选择
绝大多数电气设计中，客厅插座安装高度基本都是底边距地0.3m或1.4m。底边距地0.3m的缺点，一是导致住户装修不便，二是容易被低柜挡住，插、拔插头很不方便，且低柜不能紧靠墙摆，要留出插、拔插头的空间，也不美观。底边距地1.4m的缺点是：住户装修墙裙一般是1m高，插座底边距墙裙顶的距离是0.4m，显得不协调，影响美观。因此，我认为客厅插座底边距地1.0m较为合适。既使用方便，也能与墙裙装修协调。另外，小于20m2的客厅，空调机一般采用壁挂式，那么这个空调机插座底边距地为1.8m。如客厅大于20m2，采用柜式空调机，那么插座高度为1.0m。客厅的插座容量选择是：壁挂式空调机选用10A三孔插座，柜式空调机选用15A三孔插座，其余选用10A的多用插座。
1.1.2卧室插座的布置、安装高度及容量选择
1.1.2.1卧室插座布置
卧室是人们休息、睡眠的地方。主要的家用电器有：电话、电视、空调机、落地台灯、床头台灯、落地风扇、电热毯等。确定床的位置是卧室插座布置的关键。一般双人床都是摆在房间中央，一头靠墙，双人床宽一般为1.5m，那么，床头两边各设一组（二、三孔）多用电源插座，以供床头台灯、落地风扇及电热毯之用，床头并设一个电话插座（根据规范，主卧室还需设宽带信息插座），床头的对面设一个有线电视插座及1组多用电源插座，以供睡前欣赏电视之用，靠窗前的侧墙上设一个空调电源插座，其它适当位置设一组多用电源插座,作备用。共设强电插座4至5组，弱电插座2组。
1.1.2.2卧室插座的安装高度及容量选择
住户在卧室装修中，用装饰板搞墙裙的比较少，故建议空调电源插座底边距地为1.8m，其余强、弱电插座底边距地0.3m。空调机电源选用10A三孔插座，其余选用10A二、三孔多用插座。
1.1.3书房插座的布置、安装高度及容量选择
1.1.3.1书房插座布置
书房是人们学习的地方，也可兼作健身锻炼之用。主要家用电器有电脑、电话、打印机、传真机、空调机、台灯、健身器具等。人们一般习惯把书桌摆在窗前，所以窗前墙一边布置有线电视插座和宽带与电话信息插座各一组以及电视电源插座一组，另一边布置2组电源多用插座，以供电脑、传真机、打印机之用。窗前的侧面墙上布置一个壁挂式空调机插座一组，在其它适当的位置分别布置1-2组多用插座，以供健身器具使用。此房共计强电插座5组，弱电插座2组。
1.1.3.2书房插座的安装高度及容量选择
除空调机底边距地1.8m外，其余强、弱电插座底边距地均为1.0m。空调机插座选用10A三孔插座，其余强电插座选用10A二、三孔多用插座。
1.1.4厨房插座的布置、安装高度及容量选择
厨房是人们制作饭菜的地方，家用电器比较多。主要有冰箱、电饭煲、排气扇、消毒柜、电热水器、电烤箱、微波炉、洗碗机、壁挂式电话机等。根据建筑厨房布置大样图，确定污水池、炉台及切菜台的位置。在炉台侧面布置一组多用插座，供排气扇用，在切菜台上方及其它位置均匀布置7组三孔插座。厨房插座要选用带开关的防溅保护型插座，容量均为10A。考虑到方便厨房中人接听电话，厨房门边可布置电话插座一个，以上插座底边距地均为1.4m。
1.1.5餐厅插座的布置、安装高度及容量选择
餐厅是人们吃饭的地方，家用电器很少，冬天有电火锅，夏天有落地风扇等，沿墙均匀布置2组（二、三孔）多用插座即可，安装高度底边距地0.3m，容量为10A。装一个电话插座，安装高度底边距地1.4m。
1.1.6洗涤间插座的布置、安装高度及容量选择
洗涤间是人们洗脸、刷牙、梳头、洗衣的地方，比较潮湿。主要家用电器有洗衣机、电吹风等。应根据给排水设计图确定洗衣机及洗脸盆的位置，各布置一个多用插座，并采用防溅型，插座底边距地1.4m，容量为10A。
1.1.7卫生间插座的布置、安装高度及容量选择
卫生间是人们洗澡、大小便的地方。家用电器有排气扇、电暖炉、电热水器、电话机等。一个10A多用插座供排气扇用，2个15A三孔插座供电暖炉、电热水器用，底边距地均为1.8m，尽量远离淋浴器，必须采用防溅型插座。电话机插座底边距地1.4m。装电话机的原因是方便人们在洗澡或方便时，仍然能与外界保持联系。
阳台应装一个10A多用插座，底边距地1.4m，以便打扫时供吸尘器使用。
1.1.8插座的选型及保护措施
现代住宅中的插座必须要保证使用安全、可靠，故在选型方面应选择耐压值、载流量、插座铜片的张拔力及绝缘等级符合国家标准的产品。另外，应选择带安全门的插座，以防小儿用铁钉或其它金属物插入其中。
除此之外，还要加强插座回路的保护措施，设计专门的PE线，且不能与N线相混，PE线与建筑物共用接地装置，接地电阻R≤4Ω。每户的厨房插座、卫生间插座、空调插座均应设计专用回路，并用漏电开关保护。
1.2电气插座回路设计
根据住宅设计规范（GB50096－1999）规定：“除空调电源插座外，其他电源插座回路均应设置漏电保护装置”。据此，我认为，住宅楼住户配电箱中的漏电断路器有三种实用、可行且符合规范要求的设置方式。现配合一套别墅的一层配电箱系统设计一一论述。
1.2.1漏电断路器设在带漏电保护装置的插座回路（如图1所示）
（1）优点：这种设置采用了5个漏电断路器，所有电源插座回路均分别设置了漏电保护装置，很好的体现了规范的要求。当某一回路出现漏电故障时，不会影响其他回路的正常工作，还便于快速找出故障回路及其故障原因。
（2）缺点：由于这种设置方式每套别墅都使用了5个漏电断路器，因此一次性投资较大，而且配电箱尺寸也较大（每个漏电断路器都占2位）。
（3）适用对象：这种设置方式适合建设单位对住宅配电要求较高，而且建筑资金相对充足的建筑。
1.2.2漏电断路器设在带漏电保护装置的电源插座回路的总进线处（如图2所示）
（1）优点：这种设置只用了1个漏电断路器，也满足了上述规范要求的“除空调电源插座外，其他电源插座回路均应设置漏电保护装置”。只是没有按回路分别设置，而是给各个回路设置了一个总的漏电保护装置。这种方法做到了住户配电箱一次性投资小，箱体尺寸小的目的。当漏电断路器跳闸时，不影响室内正常照明，给故障的排查和检修带来了方便。
（2）缺点：由于在住户配电箱进线总开关后有一段母排，在漏电断路器后又有一段母排，容易形成一个箱体二段母排，给箱体制作增加了成本和难度，也给安装和维护增加了麻烦。
（3）适用对象：这种设置方式相对适用，既节约投资，又满足规范要求，我认为应该提倡大多数住宅楼都使用此种设计。
1.2.3漏电断路器设在住户配电箱进线处（如图3所示）
（1）优点：这种设置方式也仅用了1个漏电断路器，将所有出线回路用1个总的漏电断路器加以保护。规范对照明线路等未作漏电保护要求，但也没有明确表示不能带漏电保护，也就是说带漏电保护是可以的。因此，该设置方式也是符合规范要求的，它避免了上述二种方法的缺陷。
（2）缺点：由于多条出线回路共用一个漏电断路器，根据有关资料介绍，每条住宅配电回路的泄漏电流约为5mA，所以9条回路的泄漏电流总和为45mA，本设置方式若按一般设计选用30mA的漏电断路器，有可能因线路正常使用时泄漏电流大于30mA而发生跳闸现象。因此需要注意，在此建议选用50mA的漏电断路器。另外，这种设置方式还存在任何插座或照明回路出现故障后，影响面大，故障点难以排查的缺点。
（3）适用对象：这种设置方式适合对供电可靠性要求不高，尽量节约建设成本的情况，不推荐使用。
综上所述，可以看出以上三种漏电断路器的设置方式虽各具优缺点，但都是可行的。在实际工程设计中，设计师应当根据建设单位的经济实力和对用电可靠性的要求高低来进行选择。
参考文献
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气），中国计划出版社
电气设计论文范文第4篇
关键词：负荷等级供电系统供电压降接地
引言
磁悬浮制梁生产基地实际上是一个混凝土制品的生产基地。但是与其不同处是生产制造的每根轨道梁全长25M，重达180T，而且在每根梁上要精确安装上使列车前进的长定子线圈的组装件。所以同为混凝土制品厂，但生产工艺上有很大差别。加工制作轨道梁的主要生产工艺分：预应轨道制作生产中间装配出厂储放等。在整个制作流程中，轨道梁需在台座上保温养护，在恒温，恒湿的车间内装配加工。
作为向国际第一条用于商业运行的磁悬浮快速列车提供轨道梁的生产基地，其国际影响是很大的。而且磁浮交通的开通日期2003年1月已确定，根据倒计时，生产制作轨道梁的生产周期也相应确定。对于时间紧磁悬浮制梁生产基地实际上是一个混凝土制品的生产基地。但是与其不同处是生产制造的每根轨道梁全长25M，重达180T，而且在每根梁上要精确安装，制作技术含量极高的这样一个国际少有国内首创的磁悬浮制梁基地，要保证按时完成生产任务。除了工艺合理外，安全可靠的供电也是非常重要的。对于其供电负荷等级我国规范上还未明确规定，需要设计者对其供电系统负荷等级有个合理准确的定位。
1.负荷等级的确定
制梁基地能否按时完成轨道梁制作，是与按时通车有着直接的关系。涉及到中国在国际上的声誉，如果由于供电不可靠而造成180T梁报废，其时间及经济损失是非常之大的，因此对于制梁基地的生产用电负荷为一级。保证了其供电的可靠性。对于一级负荷的要求，供电规范上有明确要求。一级负荷应有两个电源供电，当一个电源发生故障，另一个电源应保证供电。
2.供电电源确定
工艺提供的设备总装机容量为13700KW，负荷分布在1.7公里厂区内。从技术角度及供电规划要求应选用35KV供电，考虑到基地使用年限不长，因为该变电所使用年限仅为制梁结束就完成历史使命。而且建一座35KV变电所的投资比较大。如何合理有效解决磁悬浮制梁生产基地电源是个重要问题。根据指挥部提供信息，磁浮交通的35KV牵引变电所已由供电局建成，考虑到目前由于磁浮交通还未建成变压器为空载运行，可以从该变电所配出10KV电源，供制梁基地使用。这样即节省投资又节省了建设35KV变电所的时间一举两得，经与供电局协商解决了供电电源的问题。
3.变电所位置的确定
工艺提供了整个基地工艺流程图，依据工艺设备的用电情况，集中设置10KW变电所显然不合理，造成了电源不能深入符合中心，影响供电质量，使得运行中损耗加大，根据工艺设备分布情况，将其分为四个供电区域（1）机加工灌浆车间（2）浇捣车间（3）提升泵房（4）生活区按用电情况由磁浮交通35KV变电所引出二路10KV电源每路10KV供电回路的负荷不超过6000KVA，满足了10KV供电规则。分别设置10KV变电所，将10KV变电所设置在负荷中心减小了供电半径提高了供电质量，保证了供电的可靠性
4.供电系统
4.1机加工灌浆车间供电系统
机加灌浆车间是整个基地核心用电大户，采用的设备大多为高精度数控设备，环境要求恒温恒湿，所以对其供电负荷确定为一级，在车间旁设一座附设车间10KV变电所从磁浮交通引来两路10KV电源，作为高压进线并设高压配出柜向其它10KV站馈电，其高压系统为单母线分段，中间不设联络开关，每段母线分别带2台变压器1台2500KVA，一台2000KVA变压器。低压系统为单母分段中间设联络开关，正常时母联开关打开，变压器为分别运行，当一段母线失电，失电段上为非重要负荷由于失压而自动跳闸，母联开关自动合闸保证对重要负荷的供电连续性。这样的系统不论任何一台变压器或一条线路失电均能保证生产工艺流程中的设备用电，大大提高了供电可靠性。
.3浇捣车间、提升泵站、锅炉房供电系统
锅炉房是作为工艺过程中的热源，供电必须可靠，供电负荷等级为一级，选用两台箱式变，一台为1000KVA，另一台为1250KVA，高压进线柜是利用环网柜向浇捣车间供电同时向搅拌站提升泵房箱式变供电。高压开关采用负荷开关，变压器配出开关采用高压熔断器保护，低压配出开关均为大容量断路器，分别向各车间泵站作放射式供电。车间配电为单母线分段中间设联络开关，当任何一段母线失电，其中段不重要负荷均设失压脱扣，母联开关自动合闸，保证对重要负荷供电。
4.3.1系统图
4.3.2负荷统计
3#变电站1#变压器
序号
负荷名称
装机容量
需用系数
cosφ
Tgφ
有功
无功
视在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
浇捣车间
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
提升泵
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
3
锅炉房
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
机修车间
48
0.43
0.8
0.75
21
16
26
5
室外照明
175
0.78
0.8
0.75
136
102
170
小计
307
885
665
1107
补偿cosφ至
0.9以上
250
补偿后功率
885
415
978
选用1000KV变压器
3#变电站2#变压器
序号
负荷名称
装机容量
需用系数
cosφ
Tgφ
有功
无功
视在
（KW）
（KX）
（KW）
（KVAR）
（KVA）
1
浇捣车间
1402.5
0.4
0.8
0.75
557
418
696
2
备件连接体仓库
1280.8
0.3
0.8
0.75
375
281
469
3
锅炉房（备用）
40
0.8
0.8
0.75
32
24
40
4
提升泵（备用）
175.3
0.8
0.8
0.75
140
105
175
小计
2683.3
932
699
1165
补偿cosφ至
0.9以上
300
补偿后功率
932
399
1014
增加备用负荷后
2898.6
1104
828
1380
补偿cosφ至
0.9以上
300
补偿后功率
1104
528
1222
选用1250KV变压器
4.4生活区供电系统
生活区是个临时生活场所，包括职工食堂、职工宿舍，由于是临时设施所以选用了线路变压器组形式，变压器容量为一台315KVA低压侧有施工单位根据需要设置。
4.4.1系统图
5.结论
5.1供电质量
对于这样一个大型工厂，虽然将电源引入到各负荷中心，但是由于其每个车间面积之大，对于供电半径满足要求还是很难实现，所以应对车间内每个供电回路作压降校验，如浇捣车间全长424米，其行车行程也接近424米，对保证电压降，无法按常规方法去实现，按压降计算公式U％=1/10U2(R0+X0tanΦ)PL分析,要保证压降满足5％,应从R0、P、L参数着手改变，才能满足电压降要求，P为行车功率是无法改变，只有改变R0及L这两种参数，才能达到而满足压降要求，（1）R0是滑触线与接续导线的电阻，加大滑触线及接续导线的截面积可以减小电压降。（2）L为变压器二次侧至滑触线最远端的距离，缩短这段距离也能减少线路的电压损失，加大了接续电缆与滑触线截面积并将集电器安装在滑触线的1/4段及3/4段减小了供电距离，从而满足了压降要求，由于一段滑触线有二点供电必须保证每相为同相位电源而且从同一变压器引出。
5.2接地保护措施
本工程接地形式为TN-C-S系统，厂区接地采用工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、雷电感应接地、弱点设备接地等联合接地，其接地电阻不大于1欧姆，每个车间均设总等电位接地极MEB。PEN线进入车间后与MEB连接作为重复接地之后，PE线与N线始终分开，车间内的所有电气设备的金属外壳及电缆桥架、金属管道、钢构架在就近与接地装置连接，对MCC电机控制中心的馈电回路上装设漏电保护，一旦出现接地故障，即可报警又可以跳闸，保证了用电的可靠，和人生安全。
磁浮交通已于2003年1月顺利通车了，磁浮交通制梁基地完成了其历史使命。由于在电气设计中充分考虑了其用电可靠性，使得在整个生产过程中没有发生用电故障，保证了按时完成任务。设计选用的10KV箱式变也可以按当初设想的搬迁到另一个工地。作为我国第一个磁浮交通制梁基地的设计还有不少经验教训可以总结，相信今后一定会越建越好。
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电气设计论文范文第5篇
1.1满足建筑物的基本功能
要先遵循满足建筑物基本功能的节能原则，即需要满足建筑的基本照明亮度、空调温度和建筑内部楼道畅通无阻等日常基本用电需求。另外，还要满足现代化特殊工艺的要求，例如，在一些大型娱乐场所中，需要设计一些独特的照明系统，以提高亮化程度，满足工艺照明的需求，同时还能起到亮化、美化的作用。
1.2充分考虑经济效益
电力节能活动需要根据当前我国的国情科学开展。要充分考虑经济效益，避免盲目性，不能因为过度节能而浪费不必要的资金，增加运行成本。
1.3减少不必要的能源耗费
对一些高层建筑而言，由于楼层较高，内部人口较多，所以，需要消耗大量的能源来维持其正常运行。但是，在这个过程中，往往会出现一些不必要的能源浪费隋况。为了有针对性地解决这个问题，可以有效调查高层建筑中的日常能源使用情况，详细掌握每个环节对能源的使用程度，进而采用先进的节能技术减少无谓的能量消耗，在不影响建筑物内正常使用电能的前提下，减少用电设备，降低不必要的能耗。
2建筑节能在建筑电气设计中的应用
2.1配电系统中的节能技术设计
在设计配电系统时，相关设计人员和施工人员需要结合配电系统的实际容量、配点距离和电气设备的功能、特点等内容合理设计，尽可能地缩短变配电所与负荷中心之间的距离。这样做，不但能够大大节省输电材料，还能够有效降低输电过程中消耗的电能，从而发挥出节能的作用。同时，设计人员还要合理选择电源变压器的数量和容量，改变变压器的结构设计，进而起到一定的节能效果。另外，在完全放电的状态下，电容器才能充电。如果电容器中还有电就充电，会增加电能的耗费。因此，在实际工作中，要防止这种问题出现。
2.2照明系统节能设计
根据我国目前照明系统的实际情况来看，设计理念老旧，不能满足当今建筑对于照明设计的需求，例如建设的工程中灯具选择存在很大的问题，相互之间存在一定的差距，使得光照环境混乱，照明启动器还有照明方式的选择并不适用于当前建筑工程，对于电器线路的分布也十分的混乱，没有相对合理的规划，最终导致照明系统不仅耗能量巨大，同时照明效果和综合服务性能也很差，不能很好地满足人们对于照明系统的正常需求，导致人们生活、工作、学习的质量受到严重的影响。绿色照明理念在新时期被提出来，绿色照明对于整个照明系统有着多方面的要求，不仅仅要求在电能的损耗上大幅度降低，同时不能影响人们对于照明系统使用功能的需求，详细的描述就是绿色照明无论在照明强度还是相应的光色上都要符合相应的标准，保证人们的照明环境健康稳定，从而提高大家在照明环境中的工作效率、学习效率等。避免能源浪费现象，同时要注重减少投资消耗。
2.3降低线路和产品的电能浪费
