智能化系統供電方式探討

張 青（中國建筑設計研究院機電院，北京 100044）

1 引言

隨著社會的不斷進步和科學技術的迅猛發展，各地區相繼建起的各類公共建筑，其內部弱電系統設置已由原來簡單的電話、電視和視頻監控系統，發展成為由若干弱電系統共同組成的智能建筑；隨著技術進一步發展，數字傳輸系統又逐步取代了模擬傳輸系統，因此，這些系統的供電也需要我們重新進行探討。

以前，建筑弱電系統較少，除弱電機房專設配電設施外，豎井內僅設置由樓層強電配電箱提供一個專用插座回路即可。現在，隨著數字傳輸系統的應用，豎井內增加了大量的用電設備，并且分別為不同的系統服務，因而，原有的供電方式已不能滿足需求。如何才能更好地滿足各類系統的用電需要，如何保證供電的可靠，這就需要我們對供電等級、供電需求確定相應的設計標準。

2 現有國家標準及規范的規定

2.1 《民用建筑電氣設計規范》

JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》中對機房供電規定如下：

1）機房設備的供電電源的負荷分級及供電要求，應符合本規范負荷分級及供電要求章節的規定。

2）供電電源的電能質量應符合本規范電壓選擇和電能質量章節的規定。

3）機房應根據實際工程情況，預留電子信息系統工作電源和維修電源，電源宜從配電室(間)直接引來。

4）電信間內應留有設備電源，其電源可靠性應滿足電子信息設備對電源可靠性的要求。

2.2 《安全防范工程技術規范》

GB50348-2004《安全防范工程技術規范》對安全防范系統電源設計規定如下：

1）監控中心應設置專用配電箱，由專用線路直接供電，并宜采用雙路電源末端自投方式。

2）當電源電壓波動較大時，應采用交流凈化穩壓電源，其輸出功率不應小于系統使用功率的1.5倍。

3）重要建筑的安全技術防范系統，應采用在線式不間斷電源供電，不間斷電源應保證系統正常工作60min。其他建筑的安全技術防范系統宜采用不間斷電源供電。

3 智能化系統的供電方式

智能化系統的供電可從三個方面考慮，即機房設備供電、豎向系統用電設備供電及末端設備供電。三個部分的供電方式應根據不同建筑對不同的系統功能要求，采取不同的供電形式。目的是確保系統的供電可靠，因每個工程使用性質不同，所以不能一概而論。下面從三個方面入手，進行供電方式的探討。

3.1 機房設備供電（不包含數據中心）

1）智能化系統包含智能化集成系統、信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統。信息設施系統又包括通信接入系統、電話交換系統、信息網絡系統、綜合布線系統、室內移動通信覆蓋系統、衛星通信系統、有線電視及衛星電視接收系統、廣播系統、會議系統、信息導引及發布系統、時鐘系統和其他相關的信息通信系統。

2）由于智能化系統繁多，所以，首先應將需要供電的和不需要供電的系統加以區分。需要供電的系統有智能化集成系統、電話交換系統、信息網絡系統、室內移動通信覆蓋系統、衛星通信系統、時鐘系統、建筑設備管理系統、公共安全系統。此外，應根據負荷等級及樓內管理需求來判定上述系統是否需單獨設置機房。一般情況下對以下設備需要單獨設置機房，即：電話交換機房、網絡機房、室內移動通信覆蓋機房、衛星通信前端接入機房、衛星電視前端接入機房、公共安全系統機房；其余的智能化系統可合并為統一的信息控制管理機房。信息控制管理機房一般含智能化集成設備、建筑設備管理主機設備、有線電視前端設備、時鐘系統主機設備等等。當建筑設備管理系統兼有消防功能時，可以與消防控制室共室；當安全防范系統為基本型防護時，可以與信息控制管理機房共室。當有單獨的信息處理和前期制作業務需求時，這類系統也要單獨設置機房，并宜與信息控制管理機房臨近。

3）電話交換機房、網絡機房、移動通信機房、衛星通信前端接入機房、衛星電視前端接入機房、公共安全防范系統及信息控制管理機房分別單獨設置配電箱。供電電源宜由低壓配電柜采用放射式專用回路供電，供電電源回路數量應與建筑物內確定的設備負荷等級一致。

4）移動通信機房、衛星通信前端接入機房一般由專業公司設計，需要為專業公司提供上口電源；重要的電話交換機房、網絡中心、安全防范系統機房、信息控制管理機房除正常電源供電外，還須設置UPS作為備用電源；當廣播系統兼做樓內火災應急廣播時，其系統設備應設在消防控制室內，并與消防設備的供電統一考慮；當會議系統采用集中管理的電子會議系統時宜單獨供電，其供電等級應與該區域會議照明供電等級一致；作為娛樂性質的有線電視前端設備可采用單電源供電。

5）公共安全防范系統供電方式一般可分為圖1(a)、1(b)，其中圖1(a)采用兩臺UPS同時供電，每臺UPS各帶50%負荷；圖1(b)采用單臺UPS供電，UPS帶100%負荷；信息控制管理機房供電系統圖一般可分為：圖2(a)采用單臺UPS供電，UPS帶100%負荷；圖2(b)采用單臺UPS供電，UPS僅帶100%的機房設備負荷。

6）需要注意的是，UPS供電裝置應具有旁路供電回路，即當任何一臺UPS需要檢修、維護時，均能轉接到旁路正常的市電電源工作；當UPS不具有旁路功能時，在配電系統設計上應給予考慮。

圖1(a) 安全防范系統供電方式之一

圖1 (b) 安全防范系統供電方式之二

圖2 (b) 智能化控制管理機房供電方式之二

3.2 豎井設備供電

1）當豎井內僅設有有線電視放大設備時，可由本層正常照明配電箱單獨提供插座電源回路供電。

2）當豎井內設有綜合布線系統的網絡設備、有線電視系統的豎井放大設備時，若供電負荷等級一致，宜統一由一個專用弱電配電箱供電。弱電豎井配電箱負責向豎井內綜合布線網絡交換機、電視放大器等有源設備供電。

3）當安全防范系統采用網絡傳輸時，豎井網絡設備應由安防控制中心配電箱經UPS統一供電至豎井配電箱，給豎井配電箱提供220V電源。安防豎井配電箱為末端攝像機、出入口控制器、豎井安防網絡交換機、編碼器等相關設備提供電源。

4）由機房配電箱至各弱電豎井配電箱采用樹干式供電，每個豎井分設有安防、弱電兩個配電箱。

5）安防豎井配電箱要考慮所負責供電的末端設備電壓等級，當有不同的電壓等級需求時，應提供相應等級的電壓電源。

6）豎井配電箱供電系統見圖3(a)，3(b)，其中圖3(a)為配電箱內設置了安全防范系統設備所需的電壓轉換變壓器；圖3(b)為除安全防范系統用電設備以外的豎井內其他設備所需電源的配電系統。

7）弱電豎井豎向干線配電示意圖見圖4，采用樹干式供電，前端電源可以由該系統的前端機房配電箱引來，也可以根據平面中變電室、各系統機房、豎井位置的分布來確定的系統供電方式、確定引入的配電點。

圖3 (a) 豎井配電箱系統圖之一

圖3 (b) 豎井配電箱系統圖之二

3.3 末端設備供電

圖4 弱電豎井豎向干線配電示意圖

1）末端數據點、信息顯示點、信息查詢點和有線電視出線點等的電源，應由就近的強電配電箱提供電源插座，弱電設計要與強電設計有效的結合，注意需求點的位置及標高。對有特殊容量需求的，如大容量的顯示設備等，應單獨就近取得電源。

2）安全防范系統的末端點位一般由豎井專用配電箱提供電源，當末端攝像機距供電電源很遠、電壓降已不能滿足設備工作要求或中間供電環節線路難以敷設時，可就地取得安全電源。

3）樓宇控制系統現場控制器DDC應就近取得220V電源，設備供應商在提供的DDC箱內設置變壓器，對控制設備所需的電壓進行等級轉換。

4）會議系統的各類會議室的末端設備，應就地取電；當設備功率較大時，應設置專用配電裝置。

4 小結

1）智能化系統的供電要明確各類系統各個環節的負荷等級。

2）規劃樓內智能化系統的管理模式，從而統籌確定各類系統的機房設置的位置。

3） 根據建筑內供配電系統的配電框架，結合1）、2）條中所要考慮的因數，智能化系統的供電方式就應該清晰確定了。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范[S]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2008.

[2] 中華人民共和國公安部.GB 50348-2004安全防范工程技術規范[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2004.