電氣自動化技術在建筑工程中的應用

陳紹勇

摘 要： 所謂電氣自動化，是一門研究與電氣工程有關的研制開發、系統運行、電力電子技術、自動控制、信息處理及電子與計算機應用等領域的綜合專業性學科。電氣自動化技術在建筑工程中有著較為廣泛的使用，為保障建筑功能的充分實現以及電氣設備的穩定可靠運行，則需轉變觀念，把握相關技術要點，實施完整的科學設計，認真展開工程建設工作。

關鍵詞： 電氣自動化；建筑工程；施工

隨著用戶對生活環境舒適度、信息溝通便捷性及服務設施完善性的重視，現代建筑中的設備逐步實現了自動化控制，建筑中的設備主要包括了照明設備、給排水設備、變配電設備以及暖通空調設備等，自動化控制的建筑設備實現了設備的合理利用，能源以及資源都得到了最大程度的節省。電氣自動化設備在建筑設備中占據了重要的位置，電氣自動化中的電氣接地與電氣保護實現了現代建筑新的發展。

1.電氣自動化技術在現代建筑中的應用

隨著城市化進程的不斷加快，高層建筑以及智能建筑受到越來越多城市的青睞，傳統的電氣技術不僅沒有滿足現代人居住舒適的要求，還制約了現代建筑功能的發展。現代居民對建筑基礎設施、信息的溝通以及居住環境的舒適性提出了更高的要求，電氣設備以及建筑設備逐漸向復雜方向發展，電氣自動化技術滿足了現代建筑發展的需要，電氣自動化技術得以應用。

2.電氣自動化技術的特點和優勢

現代建筑電氣自動化系統包括了對照明系統、配變電系統、中央空調系統以及電梯系統等的控制。現代建筑電氣設備的安裝和調試已經成為專業性技術性極強的工作，電子學、電工學、自動化控制技術以及信息學都綜合包含在建筑電氣自動化技術之中。電氣自動化的控制加強了建筑設備系統之間的聯系，高效實時的監測還增強了電氣設備以及整座建筑的安全性，準確完備的數據還提高了優化決策的準確性。

3.建筑工程電氣自動化技術的幾項基本功能

建筑電氣自動化設計的基本功能主要包括以下幾個方面：實現對建筑內各機電設備的統一管理、協調控制，根據環境因素、外界條件、負載變化情況作出對電氣設備的的調節，使其始終處于最佳的運行狀態之中。自動監視并控制各種機電設備的起、停，顯示和打印當前的運行狀態；監測并及時處理各種突發事件和意外。實現對建筑中的設備進行監測，自動診斷故障、發出警報，設備的故障信息與運行數據會自動記錄，實現對運行數據的實時監控，可以延長建筑設備的使用壽命，減少維修費用支出，提高建筑整體的安全性，控制各種安全隱患。實現計算機管理與測控網絡的信息數據共享，并對水、電、氣等計量和收費，實現能源自動化管理。

4.建筑工程中的電氣自動化技術范圍

4.1中央控制室

中央控制室是指由變配電所直接引出的回路供電，在其內部必須設有專用的配電盤，而且其負荷等級是建筑中的最高級別，在常規情況下供電電源的電壓要控制在±10%以內，頻率±1Hz以內，波形失真率應當控制在20%以下。中央管理計算機要設置UPS不間斷供電設備，其容量主要涉及到建筑設備自動化內的用電設備總和，需要時可以擴大容量，必須保持半小時以上的供電時間。中央控制室還要盡可能的靠近需控制的負荷中心，與水泵房、電梯機房、變電所要保持在20m以上的距離。室內控制的操作臺在布置過程中在屏后要留有2m以上的檢修距離，并且要對陽光直射做好防護措施。中央控制室需要設置防靜電架空活動地板，其高度要保持在25mm以上。

4.2電氣監控系統

電氣監控系統的主要功能是對設備的運行狀態及多發故障進行監控。在發生故障時能夠及時中斷工作，從而避免擴大故障的影響范圍。電氣監控系統與自動化系統的組成部分基本一致，主要包括測控參數、分析邏輯、執行程序等。測量主要是通過保護設備的正常運行以及把獲取到的參數傳輸到監控系統，使監控系統對測量參數進行處理后從不同角度顯示出來，然后對檢測參數及整定值實施對比分析，這樣就能得到實時掌握保護設備運行情況的作用。在電氣系統或被保護設備被邏輯判斷出故障時，監控系統需要立即把輸出保護信號傳達給執行元件，以起到使保護裝置動作的作用，執行部分把邏輯信號放大后參照相關的指令信號來控制任務。電氣自動化系統的監控參數主要涉及到電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數據信號、測量方式、儀表形式則要根據控制對象進行確定，其執行部分主要是接觸器、電磁機構、繼電器作為主要結構。由于電氣監控系統對物理量參數監控廣，自動化程度高，人工操作較少，所以還必須對系統設置獨立的保護裝置。

4.3電氣接地

電氣接地的主要方式分為以下兩種：TN―S系統。TN―S是一個三相四線加PE線的接地系統。該系統主要用于建筑內的獨立變配電所。其特點是，保護接地線PE與中性線N在變壓器中性點共同接地，除此之外，兩線不存在任何的電氣連接。這樣的系統已經具備了安全、可靠的基準電位，在計算機等電子設備沒有特殊要求的時候，基本上我們都會采用這種接地系統。在高層建筑里，單相的設備較多，其負荷也相對較大，三相所接引的負荷一般都是不平衡的，所以在中性線N中都有不平衡電流。TN―C―S系統。TN―C―S系統是由兩個接地系統組成，一部分是TN―C系統，另一部分是TN―S系統，分界面在N線與PE線的連接點上。該系統一般用于建筑的供電由區域變電所引來的場所，進戶之前用TN―C系統，進戶處做重復接地，進戶后變成TN―S系統。

4.4電氣保護

交流工作接地，工作接地指的是變壓器中性點（N線）或中性線接地，其中N線必須使用銅芯絕緣線；其主要的作用是保持三相電壓平衡，可以防止零序電壓偏移。安全保護接地，是指將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間做好金屬連接；在建筑內很多設備都要求使用安全保護接地，安裝保護接地裝置并降低它的接地電阻，既能保障建筑電氣系統的安全，還能更好的保障其他設備及人身的安全。屏蔽接地和防靜電接地，在現代建筑中，屏蔽接地是防電磁干擾的最佳保護措施。防靜電接地是指將可能產生靜電的物體（非絕緣體）或帶有靜電的物體通過導體與大地構成電氣回路；在干燥潔凈的房間內，人的走步、移動設備，各自的摩擦都會產生大量的靜電，所以防靜電干擾也是必不可少的。直流接地，在建筑內，有大量的通訊設備、計算機和帶有電腦的樓宇自動化設備，這些電子設備在運行的過程中，是通過微電流或微電位快速進行的，并且設備通常利用互聯網絡進行工作；在確保其穩定性好、準確性高的前提下，除了必備穩定的供電電源外，還必須配備穩定的基準電位。

5.結束語

在建筑物特別是智能化建筑中的電氣自動化技術是一項高科技的系統性工程。涉及到全方位的領域的知識與技術。要科學、合理地應用電氣自動化技術，在掌握電氣技術的關鍵點同時，還要達到節源、保障安全運行的目的。使得電氣自動化技術在建筑控制系統中得到廣泛的應用。

參考文獻

[1]馬 冰. 智能建筑中電氣工程及其自動化技術探討[J/OL]. 建筑知識，2017，（09）.

[2]潘海濤，孫利華. 芻議電氣自動化技術在電力工程中的應用[J]. 科技創新與應用，2017，（03）.

[3]包淳仁. 電氣自動化技術在電氣工程中的應用分析[J]. 四川水泥，2016，（12）.