电气自动化技术在建筑工程中的应用

陈绍勇

摘 要： 所谓电气自动化，是一门研究与电气工程有关的研制开发、系统运行、电力电子技术、自动控制、信息处理及电子与计算机应用等领域的综合专业性学科。电气自动化技术在建筑工程中有着较为广泛的使用，为保障建筑功能的充分實现以及电气设备的稳定可靠运行，则需转变观念，把握相关技术要点，实施完整的科学设计，认真展开工程建设工作。

关键词： 电气自动化；建筑工程；施工

随着用户对生活环境舒适度、信息沟通便捷性及服务设施完善性的重视，现代建筑中的设备逐步实现了自动化控制，建筑中的设备主要包括了照明设备、给排水设备、变配电设备以及暖通空调设备等，自动化控制的建筑设备实现了设备的合理利用，能源以及资源都得到了最大程度的节省。电气自动化设备在建筑设备中占据了重要的位置，电气自动化中的电气接地与电气保护实现了现代建筑新的发展。

1.电气自动化技术在现代建筑中的应用

随着城市化进程的不断加快，高层建筑以及智能建筑受到越来越多城市的青睐，传统的电气技术不仅没有满足现代人居住舒适的要求，还制约了现代建筑功能的发展。现代居民对建筑基础设施、信息的沟通以及居住环境的舒适性提出了更高的要求，电气设备以及建筑设备逐渐向复杂方向发展，电气自动化技术满足了现代建筑发展的需要，电气自动化技术得以应用。

2.电气自动化技术的特点和优势

现代建筑电气自动化系统包括了对照明系统、配变电系统、中央空调系统以及电梯系统等的控制。现代建筑电气设备的安装和调试已经成为专业性技术性极强的工作，电子学、电工学、自动化控制技术以及信息学都综合包含在建筑电气自动化技术之中。电气自动化的控制加强了建筑设备系统之间的联系，高效实时的监测还增强了电气设备以及整座建筑的安全性，准确完备的数据还提高了优化决策的准确性。

3.建筑工程电气自动化技术的几项基本功能

建筑电气自动化设计的基本功能主要包括以下几个方面：实现对建筑内各机电设备的统一管理、协调控制，根据环境因素、外界条件、负载变化情况作出对电气设备的的调节，使其始终处于最佳的运行状态之中。自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示和打印当前的运行状态；监测并及时处理各种突发事件和意外。实现对建筑中的设备进行监测，自动诊断故障、发出警报，设备的故障信息与运行数据会自动记录，实现对运行数据的实时监控，可以延长建筑设备的使用寿命，减少维修费用支出，提高建筑整体的安全性，控制各种安全隐患。实现计算机管理与测控网络的信息数据共享，并对水、电、气等计量和收费，实现能源自动化管理。

4.建筑工程中的电气自动化技术范围

4.1中央控制室

中央控制室是指由变配电所直接引出的回路供电，在其内部必须设有专用的配电盘，而且其负荷等级是建筑中的最高级别，在常规情况下供电电源的电压要控制在±10%以内，频率±1Hz以内，波形失真率应当控制在20%以下。中央管理计算机要设置UPS不间断供电设备，其容量主要涉及到建筑设备自动化内的用电设备总和，需要时可以扩大容量，必须保持半小时以上的供电时间。中央控制室还要尽可能的靠近需控制的负荷中心，与水泵房、电梯机房、变电所要保持在20m以上的距离。室内控制的操作台在布置过程中在屏后要留有2m以上的检修距离，并且要对阳光直射做好防护措施。中央控制室需要设置防静电架空活动地板，其高度要保持在25mm以上。

4.2电气监控系统

电气监控系统的主要功能是对设备的运行状态及多发故障进行监控。在发生故障时能够及时中断工作，从而避免扩大故障的影响范围。电气监控系统与自动化系统的组成部分基本一致，主要包括测控参数、分析逻辑、执行程序等。测量主要是通过保护设备的正常运行以及把获取到的参数传输到监控系统，使监控系统对测量参数进行处理后从不同角度显示出来，然后对检测参数及整定值实施对比分析，这样就能得到实时掌握保护设备运行情况的作用。在电气系统或被保护设备被逻辑判断出故障时，监控系统需要立即把输出保护信号传达给执行元件，以起到使保护装置动作的作用，执行部分把逻辑信号放大后参照相关的指令信号来控制任务。电气自动化系统的监控参数主要涉及到电流、电压、功率、频率、相位、电量等，而数据信号、测量方式、仪表形式则要根据控制对象进行确定，其执行部分主要是接触器、电磁机构、继电器作为主要结构。由于电气监控系统对物理量参数监控广，自动化程度高，人工操作较少，所以还必须对系统设置独立的保护装置。

4.3电气接地

电气接地的主要方式分为以下两种：TN―S系统。TN―S是一个三相四线加PE线的接地系统。该系统主要用于建筑内的独立变配电所。其特点是，保护接地线PE与中性线N在变压器中性点共同接地，除此之外，两线不存在任何的电气连接。这样的系统已经具备了安全、可靠的基准电位，在计算机等电子设备没有特殊要求的时候，基本上我们都会采用这种接地系统。在高层建筑里，单相的设备较多，其负荷也相对较大，三相所接引的负荷一般都是不平衡的，所以在中性线N中都有不平衡电流。TN―C―S系统。TN―C―S系统是由两个接地系统组成，一部分是TN―C系统，另一部分是TN―S系统，分界面在N线与PE线的连接点上。该系统一般用于建筑的供电由区域变电所引来的场所，进户之前用TN―C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN―S系统。

4.4电气保护

交流工作接地，工作接地指的是变压器中性点（N线）或中性线接地，其中N线必须使用铜芯绝缘线；其主要的作用是保持三相电压平衡，可以防止零序电压偏移。安全保护接地，是指将电气设备不带电的金属部分与接地体之间做好金属连接；在建筑内很多设备都要求使用安全保护接地，安装保护接地装置并降低它的接地电阻，既能保障建筑电气系统的安全，还能更好的保障其他设备及人身的安全。屏蔽接地和防静电接地，在现代建筑中，屏蔽接地是防电磁干扰的最佳保护措施。防静电接地是指将可能产生静电的物体（非绝缘体）或带有静电的物体通过导体与大地构成电气回路；在干燥洁净的房间内，人的走步、移动设备，各自的摩擦都会产生大量的静电，所以防静电干扰也是必不可少的。直流接地，在建筑内，有大量的通讯设备、计算机和带有电脑的楼宇自动化设备，这些电子设备在运行的过程中，是通过微电流或微电位快速进行的，并且设备通常利用互联网络进行工作；在确保其稳定性好、准确性高的前提下，除了必备稳定的供电电源外，还必须配备稳定的基准电位。

5.结束语

在建筑物特别是智能化建筑中的电气自动化技术是一项高科技的系统性工程。涉及到全方位的领域的知识与技术。要科学、合理地应用电气自动化技术，在掌握电气技术的关键点同时，还要达到节源、保障安全运行的目的。使得电气自动化技术在建筑控制系统中得到广泛的应用。

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