供配電系統設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇供配電系統設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：TU2 文獻標識碼:A

就目前而言，在滿足相應設計規范，實現預定功能的前提下，電氣設計師對同一或同類建筑可能做出多種配電方案。各方案的特點會有所不同。在很多具體工程中，因受到多方面因素的限制，配電方案的合理性、靈活性、實用性等優點不可能同時兼備，但我們可以在設計工作中認真總結，廣泛交流，統籌兼顧，揚長避短，力求做到最優。建筑供配電系統設計的目的，就是要采用一切可能的、恰當的技術手段，在數量上、質量上滿足各種用電設備在正常事故狀況下的不同用電要求，保證供電的安全和可靠，同時考慮技術與經濟的統一。

一、供配電系統設計的規范要點

供配電系統設計應貫徹執行國家的經濟技術指標，做到保障人身安全，供電可靠，技術先進和經濟合理。在設計中，必須從全局出發，統籌兼顧，按負荷性質、用電容量、工程特點，以及地區供電特點，合理確定設計方案。還應注意近遠期結合，以近期為主。設計中盡量采用符合國家現行有關標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產品。

1.負荷分級及供電要求

電力負荷應根據對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負荷。獨立于正常電源的發電機組，供電網絡中獨立于正常的專用饋電線路，以及蓄電池和干電池可作為應急電源。二級負荷的供電系統，應由兩線路供電。必要時采用不間斷電源（UPS）。

一級負荷：一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或將在政治上，經濟上造成重

大損失者；或中斷將影響有重大政治經濟意義的用電單位的正常工作者。

1.2 二級負荷：二級負荷為中斷供電將在政治上，經濟上產生較大損失的負荷，如主要設備損壞，大量產品報廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負荷，如交通樞紐、通信樞紐等；或中斷供電將造成秩序混亂的負荷等。

1.3 三級負荷：三級負荷為不屬于前兩級負荷者。對供電無特殊要求。

2.電源及供電系統

供配電系統的設計，除一級負荷別重要的負荷外，不應按一個電源系統檢修或者故障的同時另外一個電源又發生故障的情況進行設計。需要兩回電源線路的用電單位，應采用同級電壓供電；但根據各級負荷的不同需要及地區供電的條件，也可以采用不同的電壓供電。供電系統應簡單可靠，同一電壓供電系統的變配電級數不應多于兩級。高壓配電系統應采用放射式。根據負荷的容量和分布，配變電所應靠近負荷中心。

3.電壓選擇和電能質量

用電單位的供電電壓應根據用電容量，用電設備的特性，供電距離，供電線路的回路數，當地公共電網的現狀及其發展規劃等因素，經濟技術比較確定。

二、建筑供配電系統設計原則

建筑供配電自動化系統應遵循穩定可靠性原則、規范性原則、分層分布式原則、獨立原則、分散和靈活開放性原則等。要保證供配電的穩定，宜選用技術成熟且通過國家檢測檢驗機構認定的，經過現場運行考驗的綜合保護與測量于一體的自動化系統；供配電自動化系統的設計應執行國家和行業制定的相關標準、規范、規定等；系統的各種接口規約應逐步采用國家或行業標準執行，對特殊的通訊規約應具備詳盡的規約文本，并通盤考慮直流系統及計量系統的建設；分層分布顧名思義即按不同的建筑樓層進行分布，以充分應用現場總線等通訊技術樓層內數據交換問題；由于供配電系統的特殊性，自動化系統保護功能也相應獨立，不能依賴于其他的控制設備，而應設置專門裝置；單元之間的裝置需要較高的可靠性和抗干擾能力，能向全分散全下放化過渡，結構平臺應靈活方便系統擴展且具備與建筑自動化其他系統集成的能力。

三、高層建筑供電系統的設計

1.負荷等級的計算。負荷等級的確定應按有關規范進行，一般情況下，高層建筑負荷等級也可按以下確定：一級負荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應急照明、消防水泵、排煙風機、消防電梯等；二級負荷包括部分客梯電力、生活泵電力；三級負荷包括一、二級負荷以外的其他用電負荷。

2.供電電源。供配電系統設計中，為保證供電系統的合理性，要求根據負荷等級采取相應的供電措施。各級負荷的供電電源應滿足設計規范的相關規定。對高層建筑來說，一般沒有特別重要負荷，且一級負荷容量較小，因此采用兩路市政電源供電或一路市政電源加應急發電機組供電均可滿足要求，后者在工程應用中較為常見。供電電源采用一路獨立的l0KV 高壓電源，由市政區域變配電站引入至小區首層開關房.低壓配電電壓采用380/220V。設置柴油發電機，以確保消防設備用電。

3.變配電所的設置。一般應根據負荷容量、負荷分布以及建筑物功能分區的實際情況，與相關專業協調確定變配電所的位置以及數量。變壓器容量應根據計算容量選擇，變壓器的負荷率一般取70%～85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m，當供電容量超過500KW，供電距離超過200m時，宜考慮增設變配電所。只要條件許可，變配電所的位置應盡量靠近負荷中心，從而簡化了配電系統，有利于增強系統的穩定性與安全性，同時也減少了線纜的使用量，降低因線路造成的電能損耗.由于首層空間的商業價值比較高，一般高層建筑的變配電所設于負一層，便于通過地下停車庫的車道運輸變配電設備。

4.高低壓供電系統結線型式及運行方式。對于高層建筑，其高低壓供電系統結線型式及運行方式一般做如下設計：高壓系統采用一路l0kV 高壓進線，結線型式采用單母線運行方式；變壓器低壓側采用單母線分段結線型式，每臺變壓器對應接一段母線，母線段之間采用母聯開關聯絡，正常情況下各段母線分列單獨運行，母聯開關打開，當其中一臺變壓器故障退出運行時，母聯開關手動合上，由同組的另一臺變壓器保證部分重要負荷的供電，當故障的變壓器恢復供電后，母聯開關自動打開，恢復正常運行方式。母聯開關與進線開關應具有電氣聯鎖功能并加機械聯鎖，以防止電源倒送。變壓器低壓側設置應急母線段，由正常電源與備用柴油發電機電源經雙電源切換開關向該母線段供電，以保證應急情況下一級負荷的供電，雙電源切換開關設有電氣和機械聯鎖，防止發生向市電反供，消防負荷均采用雙回路供電，在末端配電箱切換。

5.電能計量裝置。商業用電采用高壓計量，居民用電采用低壓計量到戶。商業高壓10kV 進線側裝設專用計量柜，安裝有功電度表、無功電度表；變壓器低壓側不同用戶的供電回路分別裝設有功電度表，監視儀表根據供電部門及建設方要求設置。為了方便管理，一般商鋪分戶電表集中設于每層電表間或配電間，住宅用戶采用一戶一表，九層以下(包括九層)的住宅樓，電表箱可集中設于首層電表間內；九層以上的住宅樓，電表箱分設于每層的電井內，為方便管理可設置遠程抄表系統，梯燈及電梯用電單獨計量，由住戶分攤。

6.備用電源和應急電源。自備柴油發電機組的容量按照需供電的最大穩定負荷，計算時分別考慮消防情況和非消防情況下必須保證的電源容量，取其較大者。 當市電中斷時，柴油發電機組應立即啟動，并在15s內投入正常帶負荷運行；當市電恢復時，機組自動退出工作并延時停機。

四、結束語

總之，高層建筑供配電系統就應該貫徹經濟、合理、技術和材料先進的原則，仔細斟酌具體的設計細節，保證在建造時可以合理分配各個部件安裝到位盡量減少誤差達到安全的標準，設備的選擇要按地點和位置來進行最佳的配置。在現在高層建筑供配電系統中最主要的是在建造完成后使用時的安全。因此，在對高層建筑供配電系統進行設計時，其負荷容量計算是否準確，供電電源選擇及變配電所布置是否合理，供配電系統是否經濟，運行是否能保持穩定、安全等方面，將決定其最終成果的優劣。

篇（2）

中圖分類號：TM421文獻標識碼： A

一．引言

電能是發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界電力工業發展規律。工廠為確保生產順利進行，首先要做好電力規劃，加強電網建設。在電力規劃中，供配電系統的方案優選則是重中之重。

二．供配電的概念及原則

1. 工廠供配電的概念。

工廠供電，即指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。在企業工廠里，電能是工業生產的主要能源和動力，電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。

2.工廠供電設計的一般原則。

（1）國家政策的執行

在進行工業供配電系統的設計時，必須嚴格遵守國家相關標準、規定，堅決執行低能減排、節約稀有金屬等國家方針與技術經濟政策。

（2）先進性與安全性

供配電系統的設計，應把人身安全與設備安全放在首位，在此基礎上確保供配電的電能質量合格，同時還應保證供電設備技術的先進、價格的合理、采用效率高、能耗低等。

（3）設計方案的合理性

供配電系統的設計，應根據工廠的性質，實際所需的負荷性質、電能容量，以及當地的供電條件等因素進行分析，合理規劃設計方案。供配電系統的設計關系著工廠的生產運作，也將影響到工廠的可持續發展。工廠電力系統的工作人員，必須充分掌握供配電設計的相關知識，以便適應設計需要。

（4）可持續發展原則

設計應根據工廠的性質、規模及未來發展的規劃進行編制，在妥善處理近期的建設問題后，應充分考慮其與長期發展的關系，分析日后規模擴建的可能性，從全局出發，做到統籌兼顧。

三．工廠供配電系統方案比選。

1. 技術比較。

對工廠供配電系統設計而言，技術比較的內容包括：（1)供電的可靠性；（2)供電的數量與質量；（3)在運行調度、操作、管理、維護等方面的優劣；（4)在占地、拖工、工期與進度、擴建與發展等方面的考慮；（5)在節能節電方面之利弊；（6)工程的特點及其他突出的優缺點。

2. 經濟比較

經濟比較的內容有：

（1)初投資Z(萬元)，它包括電氣、土建及其他因方案不同而引起的一切費用。計算時，各方案相同部分可不予考慮，只計算不同部分的初投資，因此Z是相對數值。

（2)年運行費F(萬元／年)，它包括折舊費，維修費，工人工資，年基本價費，年電能損耗費等，即：其中，折舊費=基建投資×折舊費率；維修費=基建投資×維修費率；工人工資=工人人數×平均月工資+福利、物價、浮動等各項津貼×12×1．1；年基本價費=12×基本電價×受電源變壓器總容量或供電局批準的最大需用量；年電能損耗費=年電能損耗×電度電價。

（3）折回年限N：如果提出的兩個可行方案，其初投資分別為Zl，Z2，且有zI>Z2，其年運行費為FI，F2。若Fl>F2，則方案二更優，應采用第二方案。若FI

（4）計算費用。

對于兩個以上的方案進行經濟比較時，可用比較各方案的計算費用的方法來判斷方案的優劣。計算費用最小的方案就是經濟性最優的方案。

3．原材料消耗的比較

對供配電系統而言，主要是比較有色金屬的消耗量，包括變壓器與線路兩個部分。為r便于比較，在計算有色金屬消耗量時，可將有色金屬統一換成銅重，其變換比為1 t鋁相當于0．5 t銅，l t鉛相當于0．4 t銅。

4. 節能比較。

工廠供配電系統的節電設計對于促進工廠的可持續、綠色、循環發展具有重要的意義。在工廠進行供配電系統的節電設計，有助于緩解社會用電需求量大與電力供給不足之間的矛盾，可以有效提高工廠的經濟效益。合理的節電設計有助于工廠用電工藝以及用電設備的改進；合理的節電設計有助于工廠能源投資成本的控制；合理的節電控制有助于企業經濟效益與生態效益的均衡發展。此外，在工廠進行供配電系統的節電設計，可以有效提高能源的利用率。供配電系統的節電設計能有效控制電廠的規模，縮減建設費用；供配電系統的節電設計能有效控制煤炭資源的使用量，降低對環境的污染程度；供配電系統的節電設計能有效提高能源的利用率，增加社會財富。選擇供電方案時要綜合考慮。

5.方案初定及經濟技術指標分析。

根據工所能取得的電源及本廠用電的實際情況，并適當考慮到生產的發展，按照安全可靠，技術先進，經濟合理的要求。綜合上述資料進行考慮分析兩方案如下：

方案一：采用35kv電壓供電的特點

（1）、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運行費用較低；

（2）、電壓損失小，調壓問題容易解決；

（3）、對cosφ的要求較低，可以減少高功率因數補償設備的投資；

（4）、需要建設總降壓變電所，工廠供電設備便于集中控制管理，易于實現自動化，但要多占一定的土地面積；

（5）、根據運行統計數據，35kv架空線路的故障率比10kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；

（6）、有利于工廠進一步擴展。

方案二：采用10kv電壓供電的特點

（1）、不需投資建設工廠總降壓變電所，并少占土地面積；

（2）、工廠內不裝設主高壓器，可簡化接線，便于運行操作；

（3）、減輕維護工作量，減少管理人員；

（4）、供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會增大；

（5）、要求的cosφ值高，要增加補償設備的投資；

（6）、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性不如35kv.

由上述方案比較可知,方案一較方案二的投資費用及年運行費用均少.而且方案二以10kv電壓供電,電壓損失達到了極為嚴重的程度,無法滿足二級負荷長期正常運行的要求.因此,選用方案一,即采用35 kv電壓供電,建立廠內總降壓變電所,從長遠考慮，不論經濟上還是從技術上來看,都是合理的。

四．結束語

工廠供配電方案優選具有十分重要的意義，它不僅可以緩解供求之間的矛盾，提高電能的利用率，還能促進經濟效益的提供，減少環境污染，在選擇工廠供配電系統前，要通過優選提高工程效益。

參考文獻：

[1] 李書奇Li Shu-qi   論工廠供配電系統的方案比選  [期刊論文] 《山西建筑》 -2010年2期

[2] 李冬冬   試析工廠供配電系統的方案比選[期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年7期

[3] 黃建龍  某廠金工車間供配電系統設計 [期刊論文] 《科技廣場》 -2012年7期

[4] 童水波 溫燕芳Tong ShuiboWen Yanfang     會展中心供配電系統解決方案   [期刊論文] 《建筑電氣》 -2007年12期

篇（3）

弱電部分主要內容包括：有線電視、公共廣播系統及綜合布線系統的設計。

消防部分主要報警系統、聯動系統的設計等。

本次設計完成圖紙共18幅，繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。

本電氣設計為畢業設計，其目的是通過設計實踐，綜合運用所學知識，理論聯系實際，鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎。

Abstract ：This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ；Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.

The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ，among others include load calculation, illumination calculation .

The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.

The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.

The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.

This electrical design of the office building is a graduation design，The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.

目 錄

一．緒論 6

1.1．建筑電氣概況 6 1.3設計內容 6

二．配電系統設計 9

2.1負荷分級 9

2.1.1一級負荷 9 2.1.3三級負荷 9

2.2負荷的供電要求 9

2.2.1一級負荷的供電要求 9

2.2.2二級負荷的供電要求 9

2.2.3三級負荷的供電要求 10

2.3本工程的負荷分級及供電要求 10

2.3.1本工程的負荷分級 10

2.3.2本工程負荷的供電要求 10

2.4負荷計算 10

2.4.1負荷計算的內容 10

2.4.2負荷計算的方法 10

2.4.3負荷計算的公式 11

2.4.4負荷計算表 11

2.5變（配）電所所址選擇,結構型式 11

2.5.1變（配）電所所址選擇 11

2.5.2變（配）電所結構型式 12

2.6變壓器類型,臺數,容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數選擇 12

2.6.3變壓器容量選擇 12

2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12

2.8電纜選擇及敷設 13

2.8.1電纜選擇的原則 13

2.8.2電纜選擇的結果 13

三．照明系統設計 14

3.1總則 14

3.2照明光源選擇 14

3.3照明燈具選擇 14

3.4照度和照明方式選擇 15

3.5一般照明 15

3.6應急照明 16

3.7照度計算 17

四．建筑物防雷，接地系統設計 18

4.1建筑物的防雷分類 19

4.2建筑物的防雷措施 20

篇（4）

作者簡介：王筱珍（1963-），女，江西吉安人，廣東海洋大學信息學院，副教授；李一峰（1966-），男，山西孝義人，廣東海洋大學信息學院，副教授。（廣東 湛江 524088）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0045-02

電氣工程及其自動化專業是融電氣技術、自動化技術和計算機技術于一體的寬口徑應用型專業，在廣東海洋大學（以下簡稱“我校”）的人才培養方案中，“工廠供電”課程是該專業的一門重要課程，良好的教學效果對于培養電氣工程及其自動化領域的高級應用型技術人才是十分重要的。筆者從事“工廠供電”課程教學多年，一直堅持探索該課程的教學方法，至今已取得了較好的教學效果。借本文把多年來的教學方法總結出來，僅供同行參考。

一、上好首次課

要使學生對課程產生興趣，首先要讓學生明白學習課程的目的、意義以及實用性。課程的首次課是課程的開篇課，是激發學生對課程產生興趣的最佳時機。我們在首次課中不急于講授課程的具體內容，而是向學生介紹課程的內容構架及其相互之間的關聯關系、學習課程的目的和意義。緊接著布置課程設計任務——某機械廠供配電系統的初步設計。課程設計任務書中的設計內容應按設計順序列寫詳細，它們與教材目錄中的順序大致一致，例如：工廠的負荷計算；變配電所主接線方案的確定；短路計算；一次設備的選擇；繼電保護方案的確定及其整定計算；防雷保護及接地裝置設計。學生通過課程設計內容的解讀，可進一步體會課程內容構架及其相互間的關聯關系，并初步了解課程內容在工廠供配電系統設計中的應用。

二、課程設計與理論教學同步進行

傳統的課程設計是在課程的理論教學完成之后進行的，其缺點是：學生在理論學習時對課程內容缺乏實用性的認識。“工廠供電”課程是門實踐性很強的課程，需要學生一邊學習一邊練習。以前我們只要求學生做每章后的習題，但習題都是小題，且各章習題的練習內容之間沒有關聯，學生只是做些離散的習題。課程設計與理論教學同步進行，學生學到相關的知識內容就可進行課程設計中的相應內容的設計，學生就能及時地把理論知識與工程設計結合起來。這樣，一方面提高了學生學習的興趣性和積極性，另一方面以課程設計為綱，把課程內容有機地結合起來了。同時，課程學完之時，課程設計也基本完成，不需專門一周時間做課程設計，節約了學生的時間。有些好學或自學能力強的學生甚至提前通過自學來完成課程設計任務，達到創造性學習之目的。

三、采用多種教學模式

“工廠供電”課程內容多、涉及面廣，而且工程實踐性強，單一的教學模式和方法很難保證教學效果，應根據具體的教學內容采用相應的教學模式和方法。

（1）對負荷計算、短路電流計算、電氣設備選擇與校驗、導線截面選擇、繼電保護原理、無功補償等內容，仍采用傳統的教學方法，在課堂上講授基本原理和基本方法，讓學生課后通過課程設計去消化和擴展。

（2）對工廠變配電所及其一次系統、高低壓供電線路與敷設、防雷接地、變電所結構與布置等內容，則先在課堂上講授基本理論、重點、難點，然后把學生帶到學校的主變電房、圖書館變電房及工程訓練中心（金工實習廠）變電房參觀見習。

（3）對變壓器、高低壓電氣設備的結構、原理等內容，則主要在湛江變壓器廠和湛江高壓電器公司以實物教學為主，教師根據現場的電氣設備，介紹其結構、工作原理；通過參觀變壓器的制造生產線，學生對變壓器的制造工藝、材料、內部結構、出廠試驗等有較深刻的了解。

（4）通過廣東華德力電氣有限公司的現場教學，學生對工廠高低壓開關柜的種類、柜內設備配置及其接線方式、繼電保護的配置及自動裝置等有比較好的認識，同時，學生可見習工廠供配電系統中的多種一次設備。

采用課堂講授、實物教學、現場教學相結合的教學方法的優點是：將抽象的知識具體化、感性化，可使一些枯燥乏味的內容變得生動有趣，有利于學生較完整地建立起供電系統的概念；有利于充實“工廠供電”課程內容，提高教學效率和教學質量。

四、布置文獻查閱性的作業

由于學時的限制，不可能在課堂上把課程所涵蓋的內容都一一講清，特別是新設備、新技術發展很快，涉及面也很廣，很難在課堂上講得全面，只能是簡單介紹，而要求學生課后有一定的相關文獻資料閱讀量。為了監督學生查閱文獻資料，一般要求學生撰寫相關的小論文，比如：論電力系統中性點運行方式；論低壓配電系統接地型式；工廠高低壓開關的現狀及發展趨勢綜述；淺談環網供電技術的發展；論非金合金變壓器的發展。

學生通過查閱文獻，或對某一專題理解得較深，或對供配電系統的新設備、最新技術及發展前沿有較全面的了解。例如，通過做“論電力系統中性點運行方式”小論文，學生對電力系統中性點各種運行方式的特點及其使用范圍、目前10kV城市環網的中性點運行方式等就有較深的理解，其掌握的知識大大超過教材的內容；通過做“工廠高低壓開關的現狀及發展趨勢綜述”小論文，學生對工廠高低壓開關目前技術及未來的技術發展就有較全面的了解。

五、抓住實驗教學環節

我校根據實際情況提出了培養“能安心、能吃苦、能創業”的“三能”型人才。“能安心”是指扎根基層一線、熱愛本職工作的敬業奉獻精神；“能吃苦”是指能經受艱苦環境、艱苦崗位和各種困難的磨練，具有百折不撓的堅強意志；“能創業”是指具有扎實的科學基礎知識和實踐技能，并善于靈活運用于工作實踐的開拓創新能力。

“工廠供電”課程是一門實踐性和工程性很強的課程，有很多實踐技能和理論知識必須在實驗中得到學習和提高。因此“工廠供電”的教學，不僅要進行理論教學的改革，而且必須高度重視實驗教學。通過實驗教學和理論教學的有機結合，加深學生對相對抽象的理論知識的理解，同時也培養了學生的動手能力，更重要的是通過實驗教學能引導學生積極思維，主動尋求知識。

目前，我校開設的工廠供電實驗有：繼電器特性實驗；10kV線路過電流保護綜合實驗；電力變壓器差動保護實驗。此外，還有兩個拆裝實驗：繼電器拆裝，讓學生拆裝電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等常見繼電器，使學生掌握常見繼電器的實際結構、工作原理；高壓斷路器、變壓器、PT、CT、低壓空開的拆裝，這些電氣設備中有的是從學校變電房退役下來的。

為了培養學生的創新能力，對于10kV線路過電流保護綜合實驗和電力變壓器差動保護實驗，我們只給出實驗內容和實驗目的，提供實驗設備，要求學生自己擬定實驗接線及步驟，經實驗指導教師審閱后，學生完成接線。對于實驗中出現的各種問題，讓學生提出見解、發表自己的意見，提出解決方案，并對這些學生給予表揚。這樣的實驗有利于拓寬學生的思路，在很大程度上提高實驗課的效果，提高了學生發現問題解決問題的能力。針對有興趣的學生，實驗室在正常上班時間之內都是開放的，學生可以根據課本上或者自己查閱的資料作實驗，進一步提高了學生的動手能力。

盡管拆裝實驗既累又臟，但在了解設備結構和工作原理方面，其他教學方法難以替代，同時也是符合我校“三能”型人才培養目標的。

六、抓好課程設計，強化學生能力培養

正如前述，在本課程的首次課中就下達課程設計任務，設計工作與理論教學同步進行，邊學邊練。課程設計不但能加深學生對課程內容及知識的全面理解和掌握，而且是對學生進行工程訓練非常重要的教學環節，是圍繞“工廠供電”課程內容所做的綜合訓練。在課程設計中，著重讓學生掌握工業企業供配電系統的設計步驟和基本工程設計方法，鍛煉學生的工程計算和設計能力；使學生初步掌握供配電系統設計方案的技術經濟比較方法；培養學生遵守電氣設計相應規范的意識。總之，通過課程設計使學生得到電氣設計工程師的初步訓練。

課程設計環節中，教師只下達設計任務書，給出題目、原始資料、設計內容及要求。設計工作以學生為主體，充分放手讓學生獨立思考，獨立設計。教師的指導重點是抓總體方案制定，抓進度，抓設計說明書的撰寫和圖紙的繪制，對學生設計中錯誤或不規范處加以引導，由學生自己糾正或改進。并且鼓勵學生多查閱文獻資料、設計規范，鼓勵提出多種設計方案，引導學生對不同方案進行技術經濟比較。

為保障課程設計的順利實施，在課程設計中安排學生到我校的主變電房、圖書館變電房及工程訓練中心（金工實習廠）變電房現場參觀見習，并看其設計圖紙。

七、結語

“工廠供電”課程內容多、涉及面廣，而且工程實踐性強，傳統的教學模式和方法很難保證教學效果。筆者在多年的教學實踐中，堅持“理論+實踐”的指導思想，在“工廠供電”課程教學方法上作了一些探索和實踐，并取得了較好的教學效果。通過努力，學生的“工廠供電”課程學得扎實，基礎牢靠，通過課程設計使學生得到了電氣設計工程師的初步訓練。這些都為學生畢業后從事工業企業供配電系統設計及維護管理工作打下了良好的基礎。

篇（5）

關鍵詞：電氣工程設計；安全供電；節能降耗

中圖分類號：TU976+.1文獻標識碼： A 文章編號：

引言：

新的住宅建筑電氣設計規范JGJ242-2011已經于12年4月1日正式生效。和舊規相比，新的規范里面將全面貫徹執行國家的節能環保政策，同時也反應出人們在追求智能樓宇的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節能設計。在設計時既要做到科學、合理的方便人們的使用需求，又要兼顧到節能設計。住宅及住宅小區的電氣工程直接關乎百姓的切身利益，同時也是各級政府的關注重點，無論是商品房還是經濟適用房、公租房、安置房、定向安置房等住宅的電氣設計，都與百姓的衣食住行息息相關，因此都必須在電氣設計施工中體現安全可靠、經濟合理、技術先進、整體美觀、維護管理方便的原則。

一、電氣工程設計原則

1、設計前調研，精確計算，優化供配電設計。

在電氣工程設計時首先考慮的是適用性。在設計之初，必須進行各類電力負荷的計算。電力負荷是供電設計的依據參數，是電氣設計中最重要的環節之一。各城市、地區的發展水平不同，需求也就有區別。城市電力系統的規定、要求也是千差萬別，供配電系統在滿足負荷容量、電能質量與供電可靠性要求的同時；應能保證控制方式的靈活多樣要求，從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，供配電系統應保證適度余量，針對真理道甲一號工程不同子項的特點，對各單體高層住宅樓、地下車庫及小區內學校、幼兒園、小型商業等多種負荷進行相關調研、估算。在經過多次負荷計算、系統優化的基礎上確定最終的供配電方案。本工程包括由市政道路劃分形成的三個地塊，即A、B、C三個小區，每個小區內分別設置專用及公用變電站。在設計中，通過對變壓器選型、回路劃分、線纜路由及整定、無功補償、系統防雷、防火災漏電報警等多項技術手段實現電氣工程的實用性和安全性，利用先進、成熟的技術，優化供配電設計。促進電能合理利用。

2、提高設備運行效率，減少電能的直接或間接損耗。

首先，應對各類負荷充分考慮其運行特點，對各類負荷的最大負荷出現的時間段進行分析、調研及估算，在系統設計中有效的“錯峰填谷”，使變壓器盡量在經濟負載率下長期、穩定運行；其次簡化配電級數，配電回路。有些工程的配電系統設計得比較復雜,配電級數過多,使供電系統故障率增高,故障面擴大,不易管理,操作維護不方便等。為能正確理解配電系統的配電級數和保護級數,提高設計水平,提高配電系統的可靠性,特撰此文以期能起到拋磚引玉的作用。 (詳《供配電系統設計規范》(GB50052一2009)第4.0.6條的相關規定)。

第三，優化主干線纜路由，減少線路損耗；設置安全的無功補償，提高電源的綜合利用率，提高設備運行效率盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。

第四，選用節能型設備，如選用節能型變壓器、各類高效電機、電子鎮流器等低能耗、高效率的電氣器件降低運行與維護費用，減少電能的間接或直接損耗。

設置建筑設備管理系統對風機、水泵及公共照明等負荷分別管理，有效提高效率，節能降耗。

3、各部分能耗進行獨立分項計量。

各類負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。計量裝置包括機械式電能表，數字式電能表、多功能電表及數據信息管理平臺，為系統運行提供記錄、分析、監控、報警等多項功能。

二、住宅電氣設計中的自動化節能技術

環保理念在現代電氣設計工程中具有重要的地位，在進行設計考慮時，應盡可能的使用先進技術和設計理念。盡可能的從多個角度多個方面來實現。

1、配電設計考慮三相負荷平衡。保持三相負荷平衡，將負荷均勻分布在三相電源上。三相配電的各相負荷應保持三相負荷的平衡（最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115%，最小負荷不宜小于三相負荷平均值的85%）。

2、地下車庫以高效節能細管徑(T8)緊湊型熒光燈為主。熒光燈燈具選配電子鎮流器。功率因數不低于0.9。疏散指示燈、出口標志燈選用發光二極管（LED）。

3、帶防護罩燈具效率≥60%，開敞燈具效率≥75%。

4、照明功率密度值低于《建筑照明設計標準》GB50034-2004。

5、配電箱靠近負荷中心，盡量縮短低壓供電線路長度。

6、照明采用統一管理相結合的方式，分組分時控制，實現節電。

7、設置功率因數集中補償裝置，補償到0.9以上，并設置3、5、7次諧波吸收裝置。

8、經濟合理地選擇導線截面，電力干線的最大工作壓降不大于2%，分支線路的最大工作壓降不大于3%或分支線路的長度超過30m時，線纜截面積相應增大。

9、選用低能耗、高效率的變壓器及電氣元器件如節電信號燈等。

10、動力、照明等各部分能耗進行獨立分項計量。設備負荷按照明、動力、空調、水泵等分類別設置計量裝置。

11、集中采暖系統要求供熱公司二次設計時，考慮計算機節能控制系統。

12、高次諧波諧波含量超過國家標準限制的泵房、換熱站等，應由相關廠家及配套單位考慮設置高次諧波抑制的相應設備及措施。

在設計時，我們應當積極開發新能源，積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。這些能源的開發利用日益引起世界各國的重視，它將是解決世界能源危機的根本措施。我國已有這方面的研究應用，如地源熱泵系統、太陽能-水能源熱泵系統及太陽能-空氣能熱泵系統等。這些系統高效節能、無污染，不失為一種有效利用自然能的好途徑。

三、電氣工程中一些具體的質量控制措施

1、施工準備階段的質量控制。

監理工程師不能只停留在按圖施工的水平，要全面熟悉設計圖紙，努力并善于發現圖紙中的不足，與設計、施工方溝通后及時提出處理意見 。施工方要根據工程的實際情況編制施工組織設計(施工技術方案)并嚴格審查，要求有完善的質量保證體系、保證工程質量的各項技術措施，而且應符合經會審的設計圖紙及國家現行的有關電氣工程的施工及驗收規范。 根據業主及土建工程的總體進度編制電氣工程進度計劃、人員計劃、機具計劃并組織落實，工程過程中要根據實際情況及時修改及補充。

2、 施工階段的質量控制。

施工中必須根據已會審后的電氣設計圖紙和有關技術文件，按照國家現行的電氣工程施工及驗收規范，地方有關工程建設的法規、文件，經審批的施工組織設計(施工技術方案)進行。施工中若發現圖紙問題應及時提出并處理，不允許未經同意私自變更設計。要求嚴格堅持執行和落實“三檢”制，關鍵部位，實施旁站監理。 嚴格推行規范化操作程序，編制符合規范、工藝標準、可操作的質量控制程序。平時注意及時收集和整理資料，特別是隱蔽工程的驗收資料及隱蔽簽證。未經有關人員在隱蔽驗收表上簽字，不得進行下道工序，防止監督流于形式。記錄好監理日志。

結束語

在日常生活中,為了滿足各種使用功能的需要,人們所使用的電氣設備的種類和數量越來越多,而且分布廣泛,使得建筑電氣設計與施工在建筑工程中的重要性變得越來越明顯。建筑電氣設計的好壞將直接關系整個建筑的質量，因此建筑電氣設計人員對建筑電氣設計應引起足夠的重視,在進行電氣設計前要做好充分的調研和準備工作，對設計中的每個環節都要實施有效的控制，盡量使電氣設計做到安全、可靠、經濟、合理、方便,以減少和避免住宅電氣事故和電氣火災的發生。

參考文獻：

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[3]鄧超，淺談電氣自動化的應用與發展[期刊論文]-新一代(下半月)2010(2)

[4]劉松才，工廠供電. 北京:機械工業出版社,1990

篇（6）

1 問題提出

隨著經濟的迅速發展，人們生活水平的提高，對建筑物的功能需求越來越高，對電能的要求也就更高，帶來的能耗也隨之增多。在全球能源危機，不可再生能源日益減少的背景下，我國提出節能環保，可持續發展戰略，建筑節能是貫徹可持續發展戰略的一件大事，而電氣系統作為建筑物最主要的能耗，加強對其的節能已勢在必行。

2 功能需求與總體方案

2.1 節能型樓宇大廈的供電需求

供電設計應根據用戶的設備容量使用要求進行設計。對于用電質量很高的樓宇大廈，分別從城市電網引兩路10kV高壓電源，一用一備，采用高壓電纜埋地引入高壓配電房。同時根據用電設備的需求特性，確定負荷等級。對于特別重要的負荷采取雙電源雙回路專用電纜供電，并就地設置UPS電源供電。也可以使用風光互補發電加儲能設備進行供電，并在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。其他一二級負荷也采用雙電源供電。通常情況，對于照明負荷供電均采用風光儲系統供電，當蓄電量不能滿足用電負荷時，切換到城市電網供電。

2.2 節能型樓宇大廈的配電需求

高壓配電接線方式為單母，兩路電源一用一備分別對低壓配電所配電，低壓段采用單母線分段運行，配電采用220/380V放射式與樹干式相結合的方式，對于單臺容量較大的負荷采用放射式供電，對于照明及一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。

2.3 節能型樓宇大廈整體供配電設計

通過對樓宇大廈供配電功能需求分析，結合用戶對用電設備的需求，得到樓宇大廈電氣系統基本組成如圖1所示。

由圖1可知，樓宇大廈建筑電氣系統組成主要有供配電系統、照明系統、消防系統、空調系統、電梯系統、以及給排水系統等。合理設計、動態控制及管理各個子系統能量需求，是樓宇大廈節能的重要工作。

3 供配電節能設計

本系統設計以具體工程為例，工程大廈地上12層，地下2層。建筑高度54.9m米（室外地面至屋頂構架）。建筑面積77756.9m2。項目屬于一類高層建筑。就地下1、2層展開節能設計。

3.1 結合節能元素的照明系統設計

對于室內場所的照明主要選擇節能型熒光燈及低功耗LED燈，選用的照明光源、鎮流器的能效符合相關能效標準的節能評價值。最新頒布的《建筑照明設計標準》GB50034-2013相比《建筑照明設計標準》GB50034-2004，在6.1節和6.2節對照明節能作了一般規定，并且給出了具體的照明節能措施。規定照明節能應采用一般照明的照明功率密度值（LPD）作為評價指標，提出在滿足規定的照度和照明質量要求的前提下，進行照明節能評價。

照明設計計算主要依據《照明設計手冊》第二版，照度計算采用利用系數法，該方法考慮到光源直接照射和經室內反射到工作面上的光通量，計算結果比較準確，再根據選擇的燈具容量及鎮流器功率，計算工作平面上的照明功率密度值，并與節能目標值比較，具體結果如表1所示。

由表1可知，室內主要場所照明的實際照度均大于標準照度的要求，實際功率密度也均小于標準規范功率密度的節能目標值，照明設計滿足節能要求。

3.2 結合節能元素的動力系統設計

在樓宇大廈動力系統中，電機拖拽系統是主要的能耗部分，其主要節能方法利用變頻調速控制方式，根據系統控制對象需求，調節輸入電源頻率，通過調節電機轉速使整個電機拖拽系統達到輸入與輸出間動態平衡，從而達到提高系統功率因素，節能降耗。在采取變頻調速控制的基礎上，各子系統還有其他的節能措施。就空調系統的節能設計來說，2004年頒布施行的《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通風與空氣調節設計規范》GBJ19-1987，在第八章監測與控制中明確提出對采暖、通風與空氣調節系統應設置監測與控制系統，采用集中監控系統可合理利用能量實現節能運行，2005年7月頒布實施的《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005在第五章對空調系統的節能設計做了明確規定，并根據09CDX008-3《建筑設備節能控制與管理》圖集，設計空調控制系統。電梯系統還可采用電梯群控技術，通過對樓宇大廈內部多部電梯進行合理調度分配管理，防止電梯長期運行在空載或輕載工況下，降低電梯系統能耗。電梯回饋技術，將電梯輕載上行和重載下行運行過程中產生的一部分電能反饋到供配電系統中，供其他用電設備使用。

3.3 結合節能元素的變壓器設計

3.3.1 合理選擇變壓器容量和數量

變壓器容量按變壓器所帶用電負荷來選擇，與負荷特性匹配，并合理分配負荷，力求三相平衡。變壓器臺數選擇，依據《供配電系統設計規范》GB50052―2009中第3.3.1條，本工程均為一級二級負荷，所以選用兩臺或兩臺以上變壓器。綜合考慮投資和運行費用，變壓器主接線采用單母線分段，確定變電所1變壓器T1、T2容量為2000KVA，變電所2變壓器T3、T4容量為1600KVA。

3.3.2 選用節能型變壓器

2008年頒布施行的《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008相比于已廢止的《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T 16-1992，在配電變壓器選擇一節中，明確規定配電變壓器選擇應根據建筑物的性質和負荷情況、環境條件確定，并應選用節能型變壓器。節能型變壓器中鐵損很小，將有效減少變壓器輸配電過程中的電能損耗。課題采用SCB10-10/0.4kV系列的干式變壓器。

3.3.3 選用D，yn11接線組別變壓器

樓宇大廈節能燈、熒光燈、計算機、變頻空調、鎮流器、UPS電源等的大量使用，會產生很大的三次諧波。因此，配電變壓器宜選用D，yn11接線組別的變壓器，能有效限制三次諧波，也能降低三相系統中的零序阻抗。

3.4 結合新能源利用供電靈活切換

目前風光互補發電效率較低， 無法完全滿足樓宇大廈的電力需求，因此需要市電和風光互補發電共同為居民供電。在用電低谷時，用戶可以直接從電網取電；用電高峰時，切換到風光互補系統蓄電池供電，蓄電池為重要負荷及照明負荷供電，當控制器檢測到蓄電池電壓不能滿足用電負荷使用時，切換到城市電網供電，并根據風光條件與用電負荷合理配置風光互補發電系統，風光互補發電系統基本組成如圖2所示。

4 計算機輔助工程設計

4.1 照明系統

課題在建筑條件圖的基礎上對地下一二層照明進行設計，室內公共場所的照明選用節能型T5熒光燈，疏散指示燈采用低功耗LED光源，根據表1的計算結果進行照明平面圖繪制。公共場所照明，可采用樓宇自控系統，樓梯間采用節能延時自熄開關控制。照明控制根據功能要求采用分組、分區、動靜控制、時間控制、光敏調節照度或開關等方式。照明配電系統圖如圖3所示，車庫照明回路設接觸器，并接入樓宇自控系統（BA）。

4.2 動力系統

對功率大于4KW的電動機（除消防設備）均采用變頻降壓啟動控制，以節約能源。并采用樓宇設備自控管理系統對空調設備、水泵、各類風機及其他用電設備進行能量自動控制、自動調節、實時監察，以實現最優化運行，達到集中管理、程序控制和節約能源等目的。動力配電系統圖如圖4所示。

4.3 低壓配電系y

低壓配電系統采用兩路10kV電源進線，一用一備，兩路進線開關不能同時閉合。正常工作時只用1#主進線，2#進線備用。在低壓配電柜及饋線柜設多功能儀表，支持RS485通信，MODBUS協議，可接入多種軟件通訊系統，通過智能聯網設計，可在人機界面實時觀察動態用電情況。

5 總結

課題以某12層大廈為研究對象，結合建筑電氣設計相關新舊標準規范及樓宇大廈主要能耗，分析樓宇大廈電氣節能技術，對樓宇大廈供配電系統進行節能設計，并結合工程案例進行具體分析。同時，引進新能源領域風光互補發電系統，為樓宇大廈的供電提供了多種渠道，減少用電高峰對城市電網的用電。

參考文獻

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[中圖分類號] G642.477 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）24-0060-02

一、引言

畢業設計作為一次實驗性的教學環節，學生在專業教師或工程技術人員的指導下圍繞一個課題任務進行有計劃有步驟的學習、實踐、探索和開發的過程。其目的是培養學生獨立地綜合運用所學地理論基礎、專業知識和基本技能，提高分析和解決實際問題的能力。檢查學生能否融會貫通大學時期的所學及能否將其拓展和升華。同時，畢業設計的成果是檢驗學生能否合格畢業和能否獲得學位資格認證的標準。

本專業培養的學生應具有一定的獲取知識的能力，具備綜合運用知識解決實際工程問題的能力。能夠在供配電、電氣設備制造、電力電子及新能源與節能技術應用、智能電網等領域從事系統設計開發和系統運行、管理、維護等技術工作。

C（Conceive—構思）、D（Design—設計）、I（Implement—實施）、O（Operate—運行）。其改革愿景是為學生提供一種在實際系統和產品的構思—設計—實施—運行的背景環境下強調工程基礎的工程教育，使學生能夠掌握深厚的技術基礎知識，領導新產品和新系統的開發與運行；理解工程技術的研究與發展對社會的重要性和戰略影響。本專業在接近實際工程的環境下，以中小型電力系統和新能源系統項目為主要載體，培養學生獲取知識的能力、較強綜合運用知識解決實際工程問題的能力。本專業面向中低壓供配電技術和新能源及其應用領域，服務于地方經濟建設，培養從事電氣工程技術應用的生產工程師、服務工程師及少量設計工程師。因此，在畢業設計環節精心進行CDIO改革，是必要及可行的。

二、改革思路及配套方法

（一）課題來源及學生選題

根據題目來源可分為科研項目、自選題目、生產實踐和其它等類型；題目類型：設計開發、理論研究、科學實驗和其它。分為四個階段：選題、調研、設計和答辯，每個階段都有不同的任務和目標。

畢業設計課題首先應符合學生所學專業的培養目標，要體現可行性、實用性和創新性。而學生選擇題目時，應選擇與專業需求一致，難度和工作量適當。并且自己要感興趣，如果設計題目和就業方向相關則更好。除此之外，學生也可以自行構思設計題目，體現CDIO的構思C（Conceive）。指導教師則應把握好學生構思出的設計題目是否與專業相關，其難度和工作量是否合適。供配電和智能電網等領域的畢業設計選題，適用于CD或者CDI。電力電子及新能源與節能技術應用等方面則適用于CDI或者CDIO。

（二）開題工作

開題工作也是屬于CDIO的C（Conceive—構思）和D（Design—設計）。畢業設計開題是指學生從選擇課題到完成課題詳細設計調研報告（或開題報告）的階段。該階段約占四分之一的時間，是相對較辛苦和細致的階段，關系到設計能否最終成功。在選定畢業設計課題后，老師便將畢業設計任務書下達給相關學生，其中包含設計題目、設計內容、基本要求、設計條件及參考資料。而課題調研則就是圍繞設計任務書的要求盡可能地收集詳盡資料，從而對課題涉及的各方面有較深入的理解。具體的實現方式主要有：

1.參與課題相關的專題講座，學術報告，了解本課題的技術成分，前沿動態和發展趨勢。

2.充分利用網絡資源，搜索有價值的參考資料。

3.圖書館、院系資料室及書店查閱各類書籍和期刊。

4.在實驗室和生產中實地調查研究，多想多問。

通過對文獻資料進行仔細研讀及完成一定的實踐調查后，應該對如何完成設計有一定的見解了，由此提出兩到三種課題的解決方案，并詳細分析各個方案的優缺點和可行性。然后在教師的指導下將各方案進行定性分析和初步估算，針對設計條件確定出一個最佳的設計方案。在依據方案，擬定設計詳細的時間計劃表，體現每個階段的工作內容，需完成的任務，視需要可以具體安排到每周需完成的任務。因此，開題階段銜接了CDIO的構思與設計兩個階段，屬于承上啟下的階段。

（三）設計實施工作

開題報告審核通過后，進入到畢業設計實施階段，其屬于CDIO的D（Design—設計）、I（Implement—實施）、O（Operate—運行）。首先可以按照課題的難度將設計內容分解成系列任務模塊。如果遇到技術困難，要客觀分析，積極尋找原因，并尋找合適的解決方法。該階段的D（Design—設計）可包括原理圖設計、PCB設計或者供配電方案設計；I（Implement—實施）可包括元器件購買、焊接，調試或者供配電系統圖繪制、預算表擬制。O（Operate—運行）則是軟硬件聯調后通過后的整機運行，供配電方案設計則不包含運行這一步。

如果在設計中遇到之前無法預見的困難，在征求導師的意見后，可考慮適當調整設計內容。調整內容不是降低難度，而是尋找另外一種新的替代途徑。但要把握好調整的分寸，應保證總體格局盡量不變。這一點關系到設計最終能否順利完成。

設計階段非常重要的一點就是指導老師需每周定時對每個學生的工作進度進行監督和指導，做好過程管理。

（四）畢業論文撰寫工作

完成整體設計并調試通過后，緊接的一項重要的工作就是畢業論文的撰寫了。畢業論文一般有以下組成部分：中英文摘要、關鍵詞、前言、正文、結論、致謝、參考文獻、附錄。

1.中文摘要的內容則應闡述設計研究的前提、目的和任務，使用的理論、算法、材料和設備，實驗研究的數據和由此推出的結論及該結論對今后的課題研究有何啟發。寫作時應該保持客觀性，簡潔性。英文摘要則要求盡量何中文摘要相對應，無語發錯誤。

2.關鍵詞是應采用能覆蓋畢業設計（論文）主要內容的通用技術詞條，選為3～6個較為合適。

3.前言是在概要介紹本領域國內外前人研究成果狀況的基礎上，提出尚待解決的問題，從而引出畢業設計（論文）的研究目的、理論依據和實驗基礎。主要回答為什么研究。文字簡練，直入主題，避免將前言寫成綜述。

4.論文的正文部分是核心部分，所占篇幅也最長。設計的研究成果都應體現在該部分，一般包括下面幾個方面：任務和目標；總體方案設計；各部分的設計和實現，比如：硬件、軟件設計和調試。正文要求結構清晰嚴謹，內容翔實準確。

5.結論是對整個設計的一個總結，是經過推理、判斷、歸納等邏輯分析后得到的綜合觀點，包含設計的創新點所在，也可以提出進一步完善的意見或建議。

6.其余部分可按照論文的格式模版如實進行編寫。

三、考核辦法及改革成效

畢業設計的考核辦法，總結起來就是：重視中期檢查關，嚴守畢業答辯關。這個準則也體現了CDIO中對于過程的有效管理。中期檢查對進度超前的學生，是一種認可和鼓勵，對進度滯后的學生，則是一種督促和鞭策。對設計者而言，畢業答辯是一種有組織、有計劃、有鑒定的正規的審查畢業設計（論文）的重要形式。畢業答辯，是完成了CDI后，最后在老師評審面前進行O（Operate—運行）的演示。作為指導老師，應在答辯前，對學生進行指導，指導其做好答辯前的準備工作。

筆者緊跟本校的CDIO教育改革步伐，在2008年本校推行CDIO改革后，對于指導的幾屆畢業設計，嚴格過程管理。所帶學生均取得較好的設計成績，每一屆沒有不及格學生，學生畢業設計成績優良率占所帶學生比例的70%以上。并且將每一屆所帶的優秀畢業設計學生召集起來，與低年級學生的相關CDIO工程實踐項目進行專門的技術交流及指導。并從CDIO工程實踐項目的小組成員中，鼓勵學生發揮創造力，對將來的畢業設計進行方向思考，凝練出一個好的設計題目。最終使得好的構思能有創新性和傳承性。

四、結論

畢業設計作為高等學校本科教育人才培養計劃中的重要組成部分，是本科教學過程中最后一個重要的教學環節，是人才培養質量的重要體現。本文通過對畢業設計的流程進行梳理，結合CDIO的理念，對培養學生如何用工程的觀點正確對待畢業設計工作的各個環節，并順利開展工程實踐工作，都有一定的參考價值。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 成都信息工程學院電氣工程及其自動化2010版培養方案[Z].2010.

[2] 顧佩華，沈民奮，陸小華，譯.重新認識工程教育——國際CDIO培養模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

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中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著人們生活水平的提高,電氣工程及自動化的要求也越來越高,它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求,更注重其美觀、實用、方便的使用效果。

1 供配電系統

現代工農業及整個社會生活中電力應用非常廣泛,一般建筑采用低壓供電,高層建筑通常10kV電壓供電。

1.1 電力系統及電力負荷

(1)電力系統概念。在電力系統中,如果每個發電廠孤立地向用戶供電,其可靠性不高。如當某個電廠發生故障或停機檢修時,該地區將被迫停電,因此為了提高供電的安全性、可靠性、連續性、運行的經濟性,并提高設備的利用率,減少整個地區的總備用容量,常將許多發電廠、電力網和電力用戶連成一個整體。這里由發電廠、電力網和用戶組成的統一整體稱為電力系統。

(2)我國電網電壓等級。電力網的電壓等級比較多,從輸電的角度來講,電壓越高則輸送的距離就越近,傳輸的容量越大,但電壓越高,要求絕緣水平也相應提高,因而造價也越高。目前,我國根據國民經濟發展的需要,技術經濟上的合理性及電機電器制造工業的水平等因素,由國家頒布制定了我國電力網的電壓等級主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10級。其中電網電壓在1kV及以上的稱為高壓,1kV以下的電壓稱為低壓。

1.2 10KV 變(配)電所及高壓設備

(1)變(配)電所位置的選擇原則。①接近負荷中心,這樣可降低電能損耗,節約輸電線用量;②進出線方便;③接近電源側;④設備吊裝、運輸方便;⑤不應設在有劇烈振動的場所;⑥不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所,如無法遠離時,不應設在污染源的下風側;⑦不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方或貼鄰;⑧變(配)電所為獨立建筑物時,不宜設在地勢低洼和可能積水的場所;⑨高層建筑地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。

(2)主結線的方式及特點。變(配)電所的主結線(一次接線)是指由各種開關電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據,也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據。

主結線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。

(3)變電所的形式和布置。①變電所的形式有獨立式、附設式、桿上式或高臺式、成套式變電所。附設式又分為內附式和外附式。②10kV變電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。

(4)常用高壓設備。常用的高壓一次電氣設備有:高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜、高壓避雷器和互感器等。

1.3 低電壓配電系統及低壓設備

(1)低電壓配電方式。低電壓配電系統是由配電裝置和配電線路組成。低電壓配電方式是指低電壓干線的配電方式。低電壓配電方式有放射性、樹干式、鏈式三種形式。

(2)常用低壓設備特點及用途。低壓電氣設備通常是指電壓在1000V以下的電氣設備,在建筑工程常見的低壓電氣設備有刀開關、熔斷器、自動空氣開關、接觸器、低壓配電柜等。

2 樓宇自動化

樓宇自動化控制采用的是計算機集散控制,所謂計算機集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接數字控制器(DDC),利用上位計算機進行畫面的監控和管理。主要手段是動畫、曲線、文本、數據庫、腳本、和各種專用控件等。樓宇自動化包括:空調與通風監控系統、給排水監控系統、照明監控系統、電力供應監控系統、電梯運行監控系統、綜合保安系統、消防監控系統和結構化綜合布線系統。

設計樓宇自動化系統的主要目的在于將建筑內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷,采用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理,使各子系統設備始終處于有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行,在創造出一個高效、舒適、安全的工作環境中,降低各系統造價,盡量節省能耗和日常管理的各項費用,保證系統充分運行,從而提高了智能建筑的高水平的現代化管理和服務,使投資能得到一個良好的回報。

3 電氣安全

隨著人類對電力能源的重視與不斷應用,電力設施與設備已與現代人類的工作與生活密不可分,電力甚至成為現代各行各業發展的基礎前提。但不可否認的是由于種種原因,電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時,由電氣設備產生的問題也帶給人類的生產與生活不少煩惱與損失,有時甚至表現為災難。因此,電氣安全不僅已成為各國電氣操作與維護人員消除安全生產隱患、防止傷亡事故、保障職工健康及順利完成各項任務的重要工作內容,同時也是電氣專業工作者首要面臨并著力解決的課題。

3.1 電氣絕緣

保持配電線路和電氣設備的絕緣良好,是保證人身安全和電氣設備正常運行的最基本要素。電氣絕緣的性能是否良好,可通過測量其絕緣電阻、耐壓強度、泄漏電流和介質損耗等參數來衡量。

3.2 安全距離

電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發生危險的安全可靠距離。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設施和設備之間,均應保持一定距離。通常,在配電線路和變、配電裝置附近工作時,應考慮線路安全距離,變、配電裝置安全距離,檢修安全距離和操作安全距離等。

3.3 安全載流量

導體的安全載流量,是指允許持續通過導體內部的電流量。持續通過導體的電流如果超過安全載流量,導體的發熱將超過允許值,導致絕緣損壞,甚至引起漏電和發生火災。因此,根據導體的安全載流量確定導體截面和選擇設備是十分重要的。

4 建筑設備自動化系統

建筑設備自動化系統實際上是一套中央監控系統。它通過對建筑物(或建筑群)內的各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監控,達到在確保建筑內環境舒適、充分考慮能源節約和環境保護的條件下,使建筑內的各種設備狀態及利用率均達到最佳的目的。

參考文獻

[1] 武金山.基于CAN總線的樓宇自動化系統設計[D].合肥工業大學碩士論文,2008(11).

篇（9）

0 引言

隨著云計算時代的來臨，在互聯網時代已經大量釋放的計算需求進一步得到釋放，這導致全球數據中心呈爆炸式增長，而且服務器部署密度進一步提高。與此同時，全球能源危機卻日益臨近，對企業而言，信息化程度的日益提升意味著運營成本的飛速增長。因此提升密度、降低PUE，逐漸成為下一代數據中心的設計方向。

在下一代數據中心的技術研究和實踐上，以Google、Facebook、Yahoo為代表的互聯網公司走在了前列。

以Google為例，其核心業務搜索引擎的性能極度依賴數據中心的規模和效率。互聯網公司基本上都是技術型公司，有非常鮮明的技術導向；又由于創業時的艱難，他們非常熱衷于利用技術手段降低成本，特別是釆用廉價的部件搭建高性能、高可靠性的系統。在數據中心的建設上也是如此。與傳統數據中心相比，互聯網公司沒有采用傳統技術，摒棄了高冗余供電系統設計，少采用甚至不釆用空調系統，大大降低了基礎設施的建造成本。同時，互聯網公司又使用先進的軟件技術，使系統高度并行化，在應用層設置備份機制，用應用層的冗余代替了基礎設施的冗余，建立起了一整套高效、可靠、廉價的系統。

Google最為人熟知的3篇論文：GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3]，是Google大規模分布式計算系統的基礎模型，GFS是Google的分布式文件系統，MapReduce是并行計算模型，Bigtable是分布式結構化數據布儲，它們合起來代表了Google的應用系統架構。這種架構對服務器、存儲的需求與傳統應用完全不同，它們不要求服務器的單機性能，但要求服務器的數量非常龐大，并且具有高速互聯能力，以及大量的本地存儲，另外少量服務器還需求大量內存。Google的數據中心必須提供這樣的IT基礎能力，再加之Google的服務器數量實在過于龐大，還必須考慮電力、水的消耗，所以Google采用了全新的數據中心設計理念，其它互聯網公司，如Facebook也類似。它們采用的理念主要包括：

1）數據中心選址：一般選擇高緯度地區，并兼顧氣候干燥、空氣潔凈、接近水源等條件。

2）服務器定制：放棄使用標準的機架服務器或刀片服務器，按自己的需要進行定制。如Google采用整機柜高速背板設計，每一臺服務器采用類似刀片服務器的設計方案，插入背板；再如Facebook采用1.5U的機架式服務器設計方案，并去除機箱頂蓋，更利于散熱；再如它們都使用特殊的電源設計，以接入高壓直流的數據中心電源系統。

3）自然冷源：多使用自然冷源可減少制冷機組的開機時間，而近期建設的一些數據中心已做全部使有然冷源，完全不使用冷機。在自然冷源的使用中，大部分是采用自然通風技術，還有少量采用了自然水源制冷。

4）高壓直流：除了制冷系統有全新設計外，它們在供配電系統設計上也與傳統方案截然不同，如放棄使用UPS，采用全直流供電，在供電備份上也有很多創新，如直流供電與市電互備等等。

所有這些技術的綜合運用，使用這些互聯網公司在低成本上構建了大規模、高效的系統。從近年來數據中心的PUE排名，可以看到互聯網公司的數據中心技術已經非常領先，Facebook的美國俄勒岡數據中心PUE達到1.07，Yahoo“雞窩”式數據中心達到1.08，Google的比利時數據中心達到1.16，而傳統數據中心一般在2.5以上。

1 制冷系統

IT設備對環境的要求是非常高的，如服務器一般要求工作溫度10℃-35℃，工作濕度RH10%-90%[4]，為了保持IT設備正常高效的運行，數據中心機房一般會設定溫度22℃±2℃，相對濕度RH50%±5%，并且7*24*365的保持這樣的機房環境。要保持這樣環境條件，精密空調系統一般是必不可少的。在數據中心的能耗分布，空調系統的電力消耗是除了IT設備之外最大的。

從上圖我們可以看到，在傳統數據中心中，用于制冷系統的能耗幾乎占到總能耗的35%-45%（Chiller+Humidifier+CRAC）。

在這里簡要介紹一下PUE的概念。PUE（Power Usage Effectiveness）是評價數據中心能源效率的指標，是數據中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比，是DCiE（Data Center Infrastructure Efficiency）的反比。

Total Facility Power：數據中心總能耗

IT Equipment Power：IT設備總能耗

PUE值越低意味著除IT設備之外的能源消耗越少，也就是數據中心越節能。而除IT設備耗能之外的能耗主要是在制冷設備的能耗和供配電設備的損耗，因此減少制冷系統的能耗和供配電系統的損耗是綠色節能設計的主要方向。

篇（10）

中心機房是校園網絡的核心與樞紐， 是數據交換的中心和數據存儲中心， 如何嚴格按照國家標準，參照國際先進規范，建設一個現代化、規范化的機房，為計算機的可靠運行提供一個穩定的環境，成為人們日益關心的課題。

校園網絡中心機房環境，包括硬件與軟件環境，是一門多學科綜合技術，為了保證各種智能設備與計算機系統穩定可靠運轉，計算機機房環境必須滿足計算機等微電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁強度、屏蔽、防漏、電源質量、振動、防雷、接地和安全保衛等要求。中心機房建設工程是一種涉及到空調技術、供配電技術、抗干擾技術、防雷防過壓技術、凈化技術、消防技術、安防技術、建筑和裝飾技術等多種專業的綜合性的產業。

1 項目介紹

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房，面積共約150平方米。層高4.5米，裝修完成后要求凈高達2.8米，包括各類功能房間，整個中心機房基本工程包括有機房裝修系統、配電系統、防雷接地系統、空調及新風系統、消防系統、綜合布線系統、門禁系統、閉路監視系統、KVM系統等。機房區域規劃基本可分為四大部份，主機房、配線間、氣瓶間、配電間。

1) 主機房：用于放置UPS電源主機及各種服務器設備等各弱電系統設備安裝區域。面積為105.3平方米。

2) 配線區：用于放置網絡機柜、網絡設備、光配線架、網絡配線架等設備安裝區域。面積為12.3平方米。

3) 配電間：用于放置電池、市電配電柜、UPS配電柜等配電設備。面積為18.6平方米。

4) 氣瓶間：用于放置氣瓶等消防設備。面積為14.4平方米。

2 設計原則

機房建設工程，要以兼顧人機并重之原則，設計應以運行條件、安全可靠作為首要的考慮因素，在保證系統運行的可靠性、系統的設計壽命、信息安全的要求的基礎上保證操作人員的工作環境。

先進性：立足于高起點，采用先進、成熟、實用的技術。機房系統中各個子系統軟、硬件配置采用模塊化、開放式結構并通過集成，實現信息資源共享，提高設備利用率，降低能耗，實現科學的機房管理。

高安全可靠性：為保證機房能為用戶提供連續不間斷的服務，機房須具有高可靠性。系統設計時應盡量減少單點故障的存在。

機房內部計算機系統涉及到機密信息，需要保證機房的安全性，必須具有視頻監控系統、門禁系統等安保系統以保證用戶的設備和數據不受侵害。

可擴展性：由于信息網絡系統需求的不斷變化，技術的不斷提高，在施工建設時應考慮對資源需求的改變，以使整個系統具有靈活的可擴展性。

易管理維護：通過使用先進和可靠的管理工具來實現系統的高質量管理，以節約人力資源，實時監控、監測整個中心機房的運行狀況、語音報警，實時事件記錄，迅速確定故障，提高可靠性，簡化機房管理人員的維護工作。

高性能價格比：保證在保證機房的高可靠性的基礎上，機房的材料產品、設備的選型應合理選擇材料與設備；以較高的性能價格比設計機房，提供高效能與高效益。

舒適性：機房設計中對空調、照明、聲響及環境進行優化調整，為管理人員提供舒適的工作環境。

3 總體規劃

機房總體規劃就是按照標準化的流程、規模化的運作，優質、快速規劃機房工程建設方案。機房總體建設方案由機房裝修系統、供配電系統、空調系統、消防系統、防雷接地系統、通訊系統、機房監控系統和KVM系統等部分組成，包含了機房工程的全部過程：從前期的規劃選址，到后期內部系統的設計施工；從前期整個項目的總體管理，到后期的調試、開通；從前期對用戶的使用培訓，到后期的維護保養等方面。

4 詳細設計

4.1 機房裝修系統

機房裝修系統，是整個機房的基礎。它主要起著功能區劃分及保證機房環境的作用。可分為電磁屏蔽系統、抗靜電地板系統、防塵天花系統及其他裝飾等四個子系統。

本方案裝飾選用的材料必須全部采用符合國際標準[1-2]或國內優質標準。所有材料應具備環保、阻燃、無毒、防火性能好；安全耐用，不易變形，美觀不變色；不起塵，易清潔，吸音效果好；防靜電、抗電磁干擾等性能。

4.2 空調系統

空調系統，是機房運行環境的保障。計算機主機及通訊設備是高精密的電子設備，對機房環境有嚴格的要求，其中最重要的是溫度、濕度和潔凈度。即是所謂的“三度”要求。

根據我院工程現場勘測的實際情況，主機房設計為風冷式下送風精密空調。采用1臺35kw的國際名牌精密空調和2臺5匹工業級普通柜式空調負責主機房和網絡配線間的溫濕度調節，精密空調采用下送風，頂回風方式。以保證機房空調系統的穩定性、可靠性，2臺5匹普通柜式空調作為備份使用，確保了區域內設備的安全運行。

4.3 供配電系統

配電系統，是整體機房高可用性的后盾。計算機及網絡通訊設備投入服務后如無一個長期穩定的供電系統來保證計算機及網絡通訊設備和有關外圍設備正常運行，勢必造成嚴重的后果。

計算機機房的供配電系統是一個綜合性供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機等微電子設備的用電問題，還要解決其他設備的用電問題。

廣東理工職業學院中山校區網絡中心機房配電系統設計具體如下：

1) 機房內插座分二種：不間斷電源（UPS）供電的計算機主機和重要通信設備專用插座；市電直接供電的輔助設備用標準插座。

2) 在市電配電箱，主要包括空調機、照明及機房內維修插座的配電，應分開回路設計，每一回路設置單獨電源開關控制。

3) 在機房設專用UPS配電柜，主要負責計算機用電設備、應急照明、安全出口等供電，配電方式采用放射式。

4) 主機房內每個機柜位置提供2個UPS供電專用插座，由UPS通過配電箱為每個機柜組提供一個UPS回路。回路采用ZR-BV-3×4mm2阻燃電線，使用25A空開控制。所有這些插座安裝于地板下并做墊高處理，相應的防靜電地板處需有出線口。

4.4 消防系統

消防系統，是整體機房安全運行的盾牌。火災報警采用煙感探測器和溫感探測器，探測器安裝在吊頂上和活動地板下，兩者聯合使用提高報警的可靠性，火災自動探測器即能發出警報信號，控制器顯示報警的探測器所在位置。滅火系統采用七氟丙烷（FM200）自動氣體滅火系統。

該工程共分2個防護區（即：配電間、主機房和配線間），而且設有氣瓶貯存間，七氟丙烷可以集中放置在氣瓶間，實現三層布控(即天花頂、地板下及使用空間)，立體式滅火系統。

4.5 防雷接地系統

防雷接地系統，是整體機房安全運行的保證。機房設施的雷擊過壓及電磁干擾防護，是保護通信線路、設備及人身安全的重要技術手段，是確保通信線路暢通、設備安全運行不可缺少的技術環節。

一個完整的防雷系統包括三個方面：直接雷擊的防護、感應雷擊的防護和接地系統。

4.6 通訊系統

通訊系統，是整體機房的神經中樞。計算機及其他微電子設備之間的信號傳輸以及機房與外界的“聯系”都要靠穩定的通訊系統來實現。主要包括結構化布線系統[3]。網絡中心機房及運維、監控辦公室采用六類非屏蔽雙絞線，按其功能區域設計信息點，并考慮預留余量，中心機房布線集中在配線間，配線間和主機房通過地板下預留線槽走線連接。機房靜地板下敷設鍍鋅鐵槽、鍍鋅鋼管、鐵皮分線盒等，采取下走線方式。所有管槽均做墊高處理，要求接地良好。

4.7 機房監控系統[4]

機房監控系統是機房運行的“守護神”。確保做到“三防犯”及“雙保險”。

本機房采用數字硬盤錄像系統，對中心機房實現24小時安全監控。結構上采用B/S架構，采用分散監控，集中管理。由中心控制軟件平臺統一控制各軟件系統。各個軟件系統間相互獨立，在其中某個軟件系統出現故障的情況下，其余的各個系統仍能夠繼續正常工作。

4.8 KVM系統

KVM系統使中心機房的各種服務器、網絡設備實現“一站式”管理。本方案采用2臺數字交換機對32臺服務器進行管理，實現1個本地用戶、2個遠程用戶對服務器的集中控制。機房內的所有64臺服務器都與專用服務器接口電纜進行連接，專用服務器接口電纜通過六類線連接到數字式KVM交換機上，數字式KVM交換機的網絡端口通過普通六類線纜連接至以太網上，控制終端通過TCP/IP對所有服務器進行統一管理。

5 結束語

在進行網絡中心機房建設過程中，作為網絡中心機房設計者和建設者應具有超前意識，優化機房的硬件及軟件環境，并采用高新技術管理模式—智能化機房管理，確保機房正常工作。

參考文獻

[1] GB2887-89.計算站場地技術要求[S].