供配电系统设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇供配电系统设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

中图分类号：TU2 文献标识码:A

就目前而言，在满足相应设计规范，实现预定功能的前提下，电气设计师对同一或同类建筑可能做出多种配电方案。各方案的特点会有所不同。在很多具体工程中，因受到多方面因素的限制，配电方案的合理性、灵活性、实用性等优点不可能同时兼备，但我们可以在设计工作中认真总结，广泛交流，统筹兼顾，扬长避短，力求做到最优。建筑供配电系统设计的目的，就是要采用一切可能的、恰当的技术手段，在数量上、质量上满足各种用电设备在正常事故状况下的不同用电要求，保证供电的安全和可靠，同时考虑技术与经济的统一。

一、供配电系统设计的规范要点

供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。

1.负荷分级及供电要求

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。

一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重

大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。

1.2 二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。

1.3 三级负荷：三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。

2.电源及供电系统

供配电系统的设计，除一级负荷别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。

3.电压选择和电能质量

用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。

二、建筑供配电系统设计原则

建筑供配电自动化系统应遵循稳定可靠性原则、规范性原则、分层分布式原则、独立原则、分散和灵活开放性原则等。要保证供配电的稳定，宜选用技术成熟且通过国家检测检验机构认定的，经过现场运行考验的综合保护与测量于一体的自动化系统；供配电自动化系统的设计应执行国家和行业制定的相关标准、规范、规定等；系统的各种接口规约应逐步采用国家或行业标准执行，对特殊的通讯规约应具备详尽的规约文本，并通盘考虑直流系统及计量系统的建设；分层分布顾名思义即按不同的建筑楼层进行分布，以充分应用现场总线等通讯技术楼层内数据交换问题；由于供配电系统的特殊性，自动化系统保护功能也相应独立，不能依赖于其他的控制设备，而应设置专门装置；单元之间的装置需要较高的可靠性和抗干扰能力，能向全分散全下放化过渡，结构平台应灵活方便系统扩展且具备与建筑自动化其他系统集成的能力。

三、高层建筑供电系统的设计

1.负荷等级的计算。负荷等级的确定应按有关规范进行，一般情况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。

2.供电电源。供配电系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施。各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用中较为常见。供电电源采用一路独立的l0KV 高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380/220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。

3.变配电所的设置。一般应根据负荷容量、负荷分布以及建筑物功能分区的实际情况，与相关专业协调确定变配电所的位置以及数量。变压器容量应根据计算容量选择，变压器的负荷率一般取70%～85%。低压线路的供电半径一般不宜超过200m，当供电容量超过500KW，供电距离超过200m时，宜考虑增设变配电所。只要条件许可，变配电所的位置应尽量靠近负荷中心，从而简化了配电系统，有利于增强系统的稳定性与安全性，同时也减少了线缆的使用量，降低因线路造成的电能损耗.由于首层空间的商业价值比较高，一般高层建筑的变配电所设于负一层，便于通过地下停车库的车道运输变配电设备。

4.高低压供电系统结线型式及运行方式。对于高层建筑，其高低压供电系统结线型式及运行方式一般做如下设计：高压系统采用一路l0kV 高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。

5.电能计量装置。商业用电采用高压计量，居民用电采用低压计量到户。商业高压10kV 进线侧装设专用计量柜，安装有功电度表、无功电度表；变压器低压侧不同用户的供电回路分别装设有功电度表，监视仪表根据供电部门及建设方要求设置。为了方便管理，一般商铺分户电表集中设于每层电表间或配电间，住宅用户采用一户一表，九层以下(包括九层)的住宅楼，电表箱可集中设于首层电表间内；九层以上的住宅楼，电表箱分设于每层的电井内，为方便管理可设置远程抄表系统，梯灯及电梯用电单独计量，由住户分摊。

6.备用电源和应急电源。自备柴油发电机组的容量按照需供电的最大稳定负荷，计算时分别考虑消防情况和非消防情况下必须保证的电源容量，取其较大者。 当市电中断时，柴油发电机组应立即启动，并在15s内投入正常带负荷运行；当市电恢复时，机组自动退出工作并延时停机。

四、结束语

总之，高层建筑供配电系统就应该贯彻经济、合理、技术和材料先进的原则，仔细斟酌具体的设计细节，保证在建造时可以合理分配各个部件安装到位尽量减少误差达到安全的标准，设备的选择要按地点和位置来进行最佳的配置。在现在高层建筑供配电系统中最主要的是在建造完成后使用时的安全。因此，在对高层建筑供配电系统进行设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。

篇（2）

中图分类号：TM421文献标识码： A

一．引言

电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律。工厂为确保生产顺利进行，首先要做好电力规划，加强电网建设。在电力规划中，供配电系统的方案优选则是重中之重。

二．供配电的概念及原则

1. 工厂供配电的概念。

工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在企业工厂里，电能是工业生产的主要能源和动力，电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

2.工厂供电设计的一般原则。

（1）国家政策的执行

在进行工业供配电系统的设计时，必须严格遵守国家相关标准、规定，坚决执行低能减排、节约稀有金属等国家方针与技术经济政策。

（2）先进性与安全性

供配电系统的设计，应把人身安全与设备安全放在首位，在此基础上确保供配电的电能质量合格，同时还应保证供电设备技术的先进、价格的合理、采用效率高、能耗低等。

（3）设计方案的合理性

供配电系统的设计，应根据工厂的性质，实际所需的负荷性质、电能容量，以及当地的供电条件等因素进行分析，合理规划设计方案。供配电系统的设计关系着工厂的生产运作，也将影响到工厂的可持续发展。工厂电力系统的工作人员，必须充分掌握供配电设计的相关知识，以便适应设计需要。

（4）可持续发展原则

设计应根据工厂的性质、规模及未来发展的规划进行编制，在妥善处理近期的建设问题后，应充分考虑其与长期发展的关系，分析日后规模扩建的可能性，从全局出发，做到统筹兼顾。

三．工厂供配电系统方案比选。

1. 技术比较。

对工厂供配电系统设计而言，技术比较的内容包括：（1)供电的可靠性；（2)供电的数量与质量；（3)在运行调度、操作、管理、维护等方面的优劣；（4)在占地、拖工、工期与进度、扩建与发展等方面的考虑；（5)在节能节电方面之利弊；（6)工程的特点及其他突出的优缺点。

2. 经济比较

经济比较的内容有：

（1)初投资Z(万元)，它包括电气、土建及其他因方案不同而引起的一切费用。计算时，各方案相同部分可不予考虑，只计算不同部分的初投资，因此Z是相对数值。

（2)年运行费F(万元／年)，它包括折旧费，维修费，工人工资，年基本价费，年电能损耗费等，即：其中，折旧费=基建投资×折旧费率；维修费=基建投资×维修费率；工人工资=工人人数×平均月工资+福利、物价、浮动等各项津贴×12×1．1；年基本价费=12×基本电价×受电源变压器总容量或供电局批准的最大需用量；年电能损耗费=年电能损耗×电度电价。

（3）折回年限N：如果提出的两个可行方案，其初投资分别为Zl，Z2，且有zI>Z2，其年运行费为FI，F2。若Fl>F2，则方案二更优，应采用第二方案。若FI

（4）计算费用。

对于两个以上的方案进行经济比较时，可用比较各方案的计算费用的方法来判断方案的优劣。计算费用最小的方案就是经济性最优的方案。

3．原材料消耗的比较

对供配电系统而言，主要是比较有色金属的消耗量，包括变压器与线路两个部分。为r便于比较，在计算有色金属消耗量时，可将有色金属统一换成铜重，其变换比为1 t铝相当于0．5 t铜，l t铅相当于0．4 t铜。

4. 节能比较。

工厂供配电系统的节电设计对于促进工厂的可持续、绿色、循环发展具有重要的意义。在工厂进行供配电系统的节电设计，有助于缓解社会用电需求量大与电力供给不足之间的矛盾，可以有效提高工厂的经济效益。合理的节电设计有助于工厂用电工艺以及用电设备的改进；合理的节电设计有助于工厂能源投资成本的控制；合理的节电控制有助于企业经济效益与生态效益的均衡发展。此外，在工厂进行供配电系统的节电设计，可以有效提高能源的利用率。供配电系统的节电设计能有效控制电厂的规模，缩减建设费用；供配电系统的节电设计能有效控制煤炭资源的使用量，降低对环境的污染程度；供配电系统的节电设计能有效提高能源的利用率，增加社会财富。选择供电方案时要综合考虑。

5.方案初定及经济技术指标分析。

根据工所能取得的电源及本厂用电的实际情况，并适当考虑到生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求。综合上述资料进行考虑分析两方案如下：

方案一：采用35kv电压供电的特点

（1）、供电电压较高，线路的功率损耗较小，年运行费用较低；

（2）、电压损失小，调压问题容易解决；

（3）、对cosφ的要求较低，可以减少高功率因数补偿设备的投资；

（4）、需要建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要多占一定的土地面积；

（5）、根据运行统计数据，35kv架空线路的故障率比10kv架空线路的故障率低一半，因而供电可靠性高；

（6）、有利于工厂进一步扩展。

方案二：采用10kv电压供电的特点

（1）、不需投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积；

（2）、工厂内不装设主高压器，可简化接线，便于运行操作；

（3）、减轻维护工作量，减少管理人员；

（4）、供电电压较35kv低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也会增大；

（5）、要求的cosφ值高，要增加补偿设备的投资；

（6）、线路的故障率比35kv的高，即供电可靠性不如35kv.

由上述方案比较可知,方案一较方案二的投资费用及年运行费用均少.而且方案二以10kv电压供电,电压损失达到了极为严重的程度,无法满足二级负荷长期正常运行的要求.因此,选用方案一,即采用35 kv电压供电,建立厂内总降压变电所,从长远考虑，不论经济上还是从技术上来看,都是合理的。

四．结束语

工厂供配电方案优选具有十分重要的意义，它不仅可以缓解供求之间的矛盾，提高电能的利用率，还能促进经济效益的提供，减少环境污染，在选择工厂供配电系统前，要通过优选提高工程效益。

参考文献：

[1] 李书奇Li Shu-qi   论工厂供配电系统的方案比选  [期刊论文] 《山西建筑》 -2010年2期

[2] 李冬冬   试析工厂供配电系统的方案比选[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2012年7期

[3] 黄建龙  某厂金工车间供配电系统设计 [期刊论文] 《科技广场》 -2012年7期

[4] 童水波 温燕芳Tong ShuiboWen Yanfang     会展中心供配电系统解决方案   [期刊论文] 《建筑电气》 -2007年12期

篇（3）

弱电部分主要内容包括：有线电视、公共广播系统及综合布线系统的设计。

消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。

本次设计完成图纸共18幅，绘图采用AUTOCAD软件绘制。

本电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。

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 录

一．绪论 6

1.1．建筑电气概况 6 1.3设计内容 6

二．配电系统设计 9

2.1负荷分级 9

2.1.1一级负荷 9 2.1.3三级负荷 9

2.2负荷的供电要求 9

2.2.1一级负荷的供电要求 9

2.2.2二级负荷的供电要求 9

2.2.3三级负荷的供电要求 10

2.3本工程的负荷分级及供电要求 10

2.3.1本工程的负荷分级 10

2.3.2本工程负荷的供电要求 10

2.4负荷计算 10

2.4.1负荷计算的内容 10

2.4.2负荷计算的方法 10

2.4.3负荷计算的公式 11

2.4.4负荷计算表 11

2.5变（配）电所所址选择,结构型式 11

2.5.1变（配）电所所址选择 11

2.5.2变（配）电所结构型式 12

2.6变压器类型,台数,容量选择 12 2.6.2变压器台数选择 12

2.6.3变压器容量选择 12

2.7配电方式 12 2.7.2低压配电方式 12

2.8电缆选择及敷设 13

2.8.1电缆选择的原则 13

2.8.2电缆选择的结果 13

三．照明系统设计 14

3.1总则 14

3.2照明光源选择 14

3.3照明灯具选择 14

3.4照度和照明方式选择 15

3.5一般照明 15

3.6应急照明 16

3.7照度计算 17

四．建筑物防雷，接地系统设计 18

4.1建筑物的防雷分类 19

4.2建筑物的防雷措施 20

篇（4）

作者简介：王筱珍（1963-），女，江西吉安人，广东海洋大学信息学院，副教授；李一峰（1966-），男，山西孝义人，广东海洋大学信息学院，副教授。（广东 湛江 524088）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0045-02

电气工程及其自动化专业是融电气技术、自动化技术和计算机技术于一体的宽口径应用型专业，在广东海洋大学（以下简称“我校”）的人才培养方案中，“工厂供电”课程是该专业的一门重要课程，良好的教学效果对于培养电气工程及其自动化领域的高级应用型技术人才是十分重要的。笔者从事“工厂供电”课程教学多年，一直坚持探索该课程的教学方法，至今已取得了较好的教学效果。借本文把多年来的教学方法总结出来，仅供同行参考。

一、上好首次课

要使学生对课程产生兴趣，首先要让学生明白学习课程的目的、意义以及实用性。课程的首次课是课程的开篇课，是激发学生对课程产生兴趣的最佳时机。我们在首次课中不急于讲授课程的具体内容，而是向学生介绍课程的内容构架及其相互之间的关联关系、学习课程的目的和意义。紧接着布置课程设计任务——某机械厂供配电系统的初步设计。课程设计任务书中的设计内容应按设计顺序列写详细，它们与教材目录中的顺序大致一致，例如：工厂的负荷计算；变配电所主接线方案的确定；短路计算；一次设备的选择；继电保护方案的确定及其整定计算；防雷保护及接地装置设计。学生通过课程设计内容的解读，可进一步体会课程内容构架及其相互间的关联关系，并初步了解课程内容在工厂供配电系统设计中的应用。

二、课程设计与理论教学同步进行

传统的课程设计是在课程的理论教学完成之后进行的，其缺点是：学生在理论学习时对课程内容缺乏实用性的认识。“工厂供电”课程是门实践性很强的课程，需要学生一边学习一边练习。以前我们只要求学生做每章后的习题，但习题都是小题，且各章习题的练习内容之间没有关联，学生只是做些离散的习题。课程设计与理论教学同步进行，学生学到相关的知识内容就可进行课程设计中的相应内容的设计，学生就能及时地把理论知识与工程设计结合起来。这样，一方面提高了学生学习的兴趣性和积极性，另一方面以课程设计为纲，把课程内容有机地结合起来了。同时，课程学完之时，课程设计也基本完成，不需专门一周时间做课程设计，节约了学生的时间。有些好学或自学能力强的学生甚至提前通过自学来完成课程设计任务，达到创造性学习之目的。

三、采用多种教学模式

“工厂供电”课程内容多、涉及面广，而且工程实践性强，单一的教学模式和方法很难保证教学效果，应根据具体的教学内容采用相应的教学模式和方法。

（1）对负荷计算、短路电流计算、电气设备选择与校验、导线截面选择、继电保护原理、无功补偿等内容，仍采用传统的教学方法，在课堂上讲授基本原理和基本方法，让学生课后通过课程设计去消化和扩展。

（2）对工厂变配电所及其一次系统、高低压供电线路与敷设、防雷接地、变电所结构与布置等内容，则先在课堂上讲授基本理论、重点、难点，然后把学生带到学校的主变电房、图书馆变电房及工程训练中心（金工实习厂）变电房参观见习。

（3）对变压器、高低压电气设备的结构、原理等内容，则主要在湛江变压器厂和湛江高压电器公司以实物教学为主，教师根据现场的电气设备，介绍其结构、工作原理；通过参观变压器的制造生产线，学生对变压器的制造工艺、材料、内部结构、出厂试验等有较深刻的了解。

（4）通过广东华德力电气有限公司的现场教学，学生对工厂高低压开关柜的种类、柜内设备配置及其接线方式、继电保护的配置及自动装置等有比较好的认识，同时，学生可见习工厂供配电系统中的多种一次设备。

采用课堂讲授、实物教学、现场教学相结合的教学方法的优点是：将抽象的知识具体化、感性化，可使一些枯燥乏味的内容变得生动有趣，有利于学生较完整地建立起供电系统的概念；有利于充实“工厂供电”课程内容，提高教学效率和教学质量。

四、布置文献查阅性的作业

由于学时的限制，不可能在课堂上把课程所涵盖的内容都一一讲清，特别是新设备、新技术发展很快，涉及面也很广，很难在课堂上讲得全面，只能是简单介绍，而要求学生课后有一定的相关文献资料阅读量。为了监督学生查阅文献资料，一般要求学生撰写相关的小论文，比如：论电力系统中性点运行方式；论低压配电系统接地型式；工厂高低压开关的现状及发展趋势综述；浅谈环网供电技术的发展；论非金合金变压器的发展。

学生通过查阅文献，或对某一专题理解得较深，或对供配电系统的新设备、最新技术及发展前沿有较全面的了解。例如，通过做“论电力系统中性点运行方式”小论文，学生对电力系统中性点各种运行方式的特点及其使用范围、目前10kV城市环网的中性点运行方式等就有较深的理解，其掌握的知识大大超过教材的内容；通过做“工厂高低压开关的现状及发展趋势综述”小论文，学生对工厂高低压开关目前技术及未来的技术发展就有较全面的了解。

五、抓住实验教学环节

我校根据实际情况提出了培养“能安心、能吃苦、能创业”的“三能”型人才。“能安心”是指扎根基层一线、热爱本职工作的敬业奉献精神；“能吃苦”是指能经受艰苦环境、艰苦岗位和各种困难的磨练，具有百折不挠的坚强意志；“能创业”是指具有扎实的科学基础知识和实践技能，并善于灵活运用于工作实践的开拓创新能力。

“工厂供电”课程是一门实践性和工程性很强的课程，有很多实践技能和理论知识必须在实验中得到学习和提高。因此“工厂供电”的教学，不仅要进行理论教学的改革，而且必须高度重视实验教学。通过实验教学和理论教学的有机结合，加深学生对相对抽象的理论知识的理解，同时也培养了学生的动手能力，更重要的是通过实验教学能引导学生积极思维，主动寻求知识。

目前，我校开设的工厂供电实验有：继电器特性实验；10kV线路过电流保护综合实验；电力变压器差动保护实验。此外，还有两个拆装实验：继电器拆装，让学生拆装电流继电器、电压继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等常见继电器，使学生掌握常见继电器的实际结构、工作原理；高压断路器、变压器、PT、CT、低压空开的拆装，这些电气设备中有的是从学校变电房退役下来的。

为了培养学生的创新能力，对于10kV线路过电流保护综合实验和电力变压器差动保护实验，我们只给出实验内容和实验目的，提供实验设备，要求学生自己拟定实验接线及步骤，经实验指导教师审阅后，学生完成接线。对于实验中出现的各种问题，让学生提出见解、发表自己的意见，提出解决方案，并对这些学生给予表扬。这样的实验有利于拓宽学生的思路，在很大程度上提高实验课的效果，提高了学生发现问题解决问题的能力。针对有兴趣的学生，实验室在正常上班时间之内都是开放的，学生可以根据课本上或者自己查阅的资料作实验，进一步提高了学生的动手能力。

尽管拆装实验既累又脏，但在了解设备结构和工作原理方面，其他教学方法难以替代，同时也是符合我校“三能”型人才培养目标的。

六、抓好课程设计，强化学生能力培养

正如前述，在本课程的首次课中就下达课程设计任务，设计工作与理论教学同步进行，边学边练。课程设计不但能加深学生对课程内容及知识的全面理解和掌握，而且是对学生进行工程训练非常重要的教学环节，是围绕“工厂供电”课程内容所做的综合训练。在课程设计中，着重让学生掌握工业企业供配电系统的设计步骤和基本工程设计方法，锻炼学生的工程计算和设计能力；使学生初步掌握供配电系统设计方案的技术经济比较方法；培养学生遵守电气设计相应规范的意识。总之，通过课程设计使学生得到电气设计工程师的初步训练。

课程设计环节中，教师只下达设计任务书，给出题目、原始资料、设计内容及要求。设计工作以学生为主体，充分放手让学生独立思考，独立设计。教师的指导重点是抓总体方案制定，抓进度，抓设计说明书的撰写和图纸的绘制，对学生设计中错误或不规范处加以引导，由学生自己纠正或改进。并且鼓励学生多查阅文献资料、设计规范，鼓励提出多种设计方案，引导学生对不同方案进行技术经济比较。

为保障课程设计的顺利实施，在课程设计中安排学生到我校的主变电房、图书馆变电房及工程训练中心（金工实习厂）变电房现场参观见习，并看其设计图纸。

七、结语

“工厂供电”课程内容多、涉及面广，而且工程实践性强，传统的教学模式和方法很难保证教学效果。笔者在多年的教学实践中，坚持“理论+实践”的指导思想，在“工厂供电”课程教学方法上作了一些探索和实践，并取得了较好的教学效果。通过努力，学生的“工厂供电”课程学得扎实，基础牢靠，通过课程设计使学生得到了电气设计工程师的初步训练。这些都为学生毕业后从事工业企业供配电系统设计及维护管理工作打下了良好的基础。

篇（5）

关键词：电气工程设计；安全供电；节能降耗

中图分类号：TU976+.1文献标识码： A 文章编号：

引言：

新的住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011已经于12年4月1日正式生效。和旧规相比，新的规范里面将全面贯彻执行国家的节能环保政策，同时也反应出人们在追求智能楼宇的舒适、安逸、安全和人性化的同时，也开始注重电气自动化工程的节能设计。在设计时既要做到科学、合理的方便人们的使用需求，又要兼顾到节能设计。住宅及住宅小区的电气工程直接关乎百姓的切身利益，同时也是各级政府的关注重点，无论是商品房还是经济适用房、公租房、安置房、定向安置房等住宅的电气设计，都与百姓的衣食住行息息相关，因此都必须在电气设计施工中体现安全可靠、经济合理、技术先进、整体美观、维护管理方便的原则。

一、电气工程设计原则

1、设计前调研，精确计算，优化供配电设计。

在电气工程设计时首先考虑的是适用性。在设计之初，必须进行各类电力负荷的计算。电力负荷是供电设计的依据参数，是电气设计中最重要的环节之一。各城市、地区的发展水平不同，需求也就有区别。城市电力系统的规定、要求也是千差万别，供配电系统在满足负荷容量、电能质量与供电可靠性要求的同时；应能保证控制方式的灵活多样要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。做到供电系统高效、灵活、稳定、易控、多样、便捷、畅通。其次考虑的是安全性，供配电系统应保证适度余量，针对真理道甲一号工程不同子项的特点，对各单体高层住宅楼、地下车库及小区内学校、幼儿园、小型商业等多种负荷进行相关调研、估算。在经过多次负荷计算、系统优化的基础上确定最终的供配电方案。本工程包括由市政道路划分形成的三个地块，即A、B、C三个小区，每个小区内分别设置专用及公用变电站。在设计中，通过对变压器选型、回路划分、线缆路由及整定、无功补偿、系统防雷、防火灾漏电报警等多项技术手段实现电气工程的实用性和安全性，利用先进、成熟的技术，优化供配电设计。促进电能合理利用。

2、提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗。

首先，应对各类负荷充分考虑其运行特点，对各类负荷的最大负荷出现的时间段进行分析、调研及估算，在系统设计中有效的“错峰填谷”，使变压器尽量在经济负载率下长期、稳定运行；其次简化配电级数，配电回路。有些工程的配电系统设计得比较复杂,配电级数过多,使供电系统故障率增高,故障面扩大,不易管理,操作维护不方便等。为能正确理解配电系统的配电级数和保护级数,提高设计水平,提高配电系统的可靠性,特撰此文以期能起到抛砖引玉的作用。 (详《供配电系统设计规范》(GB50052一2009)第4.0.6条的相关规定)。

第三，优化主干线缆路由，减少线路损耗；设置安全的无功补偿，提高电源的综合利用率，提高设备运行效率尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种资源的消耗。

第四，选用节能型设备，如选用节能型变压器、各类高效电机、电子镇流器等低能耗、高效率的电气器件降低运行与维护费用，减少电能的间接或直接损耗。

设置建筑设备管理系统对风机、水泵及公共照明等负荷分别管理，有效提高效率，节能降耗。

3、各部分能耗进行独立分项计量。

各类负荷按照明、动力、空调、水泵等分类别设置计量装置。计量装置包括机械式电能表，数字式电能表、多功能电表及数据信息管理平台，为系统运行提供记录、分析、监控、报警等多项功能。

二、住宅电气设计中的自动化节能技术

环保理念在现代电气设计工程中具有重要的地位，在进行设计考虑时，应尽可能的使用先进技术和设计理念。尽可能的从多个角度多个方面来实现。

1、配电设计考虑三相负荷平衡。保持三相负荷平衡，将负荷均匀分布在三相电源上。三相配电的各相负荷应保持三相负荷的平衡（最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小负荷不宜小于三相负荷平均值的85%）。

2、地下车库以高效节能细管径(T8)紧凑型荧光灯为主。荧光灯灯具选配电子镇流器。功率因数不低于0.9。疏散指示灯、出口标志灯选用发光二极管（LED）。

3、带防护罩灯具效率≥60%，开敞灯具效率≥75%。

4、照明功率密度值低于《建筑照明设计标准》GB50034-2004。

5、配电箱靠近负荷中心，尽量缩短低压供电线路长度。

6、照明采用统一管理相结合的方式，分组分时控制，实现节电。

7、设置功率因数集中补偿装置，补偿到0.9以上，并设置3、5、7次谐波吸收装置。

8、经济合理地选择导线截面，电力干线的最大工作压降不大于2%，分支线路的最大工作压降不大于3%或分支线路的长度超过30m时，线缆截面积相应增大。

9、选用低能耗、高效率的变压器及电气元器件如节电信号灯等。

10、动力、照明等各部分能耗进行独立分项计量。设备负荷按照明、动力、空调、水泵等分类别设置计量装置。

11、集中采暖系统要求供热公司二次设计时，考虑计算机节能控制系统。

12、高次谐波谐波含量超过国家标准限制的泵房、换热站等，应由相关厂家及配套单位考虑设置高次谐波抑制的相应设备及措施。

在设计时，我们应当积极开发新能源，积极推动太阳能、地热能、原子能等新能源在建筑中的应用。这些能源的开发利用日益引起世界各国的重视，它将是解决世界能源危机的根本措施。我国已有这方面的研究应用，如地源热泵系统、太阳能-水能源热泵系统及太阳能-空气能热泵系统等。这些系统高效节能、无污染，不失为一种有效利用自然能的好途径。

三、电气工程中一些具体的质量控制措施

1、施工准备阶段的质量控制。

监理工程师不能只停留在按图施工的水平，要全面熟悉设计图纸，努力并善于发现图纸中的不足，与设计、施工方沟通后及时提出处理意见 。施工方要根据工程的实际情况编制施工组织设计(施工技术方案)并严格审查，要求有完善的质量保证体系、保证工程质量的各项技术措施，而且应符合经会审的设计图纸及国家现行的有关电气工程的施工及验收规范。 根据业主及土建工程的总体进度编制电气工程进度计划、人员计划、机具计划并组织落实，工程过程中要根据实际情况及时修改及补充。

2、 施工阶段的质量控制。

施工中必须根据已会审后的电气设计图纸和有关技术文件，按照国家现行的电气工程施工及验收规范，地方有关工程建设的法规、文件，经审批的施工组织设计(施工技术方案)进行。施工中若发现图纸问题应及时提出并处理，不允许未经同意私自变更设计。要求严格坚持执行和落实“三检”制，关键部位，实施旁站监理。 严格推行规范化操作程序，编制符合规范、工艺标准、可操作的质量控制程序。平时注意及时收集和整理资料，特别是隐蔽工程的验收资料及隐蔽签证。未经有关人员在隐蔽验收表上签字，不得进行下道工序，防止监督流于形式。记录好监理日志。

结束语

在日常生活中,为了满足各种使用功能的需要,人们所使用的电气设备的种类和数量越来越多,而且分布广泛,使得建筑电气设计与施工在建筑工程中的重要性变得越来越明显。建筑电气设计的好坏将直接关系整个建筑的质量，因此建筑电气设计人员对建筑电气设计应引起足够的重视,在进行电气设计前要做好充分的调研和准备工作，对设计中的每个环节都要实施有效的控制，尽量使电气设计做到安全、可靠、经济、合理、方便,以减少和避免住宅电气事故和电气火灾的发生。

参考文献：

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[2]刘沫然，发电厂电气自动化技术分析[期刊论文]-科学时代（上半月）2010(4)

[3]邓超，浅谈电气自动化的应用与发展[期刊论文]-新一代(下半月)2010(2)

[4]刘松才，工厂供电. 北京:机械工业出版社,1990

篇（6）

1 问题提出

随着经济的迅速发展，人们生活水平的提高，对建筑物的功能需求越来越高，对电能的要求也就更高，带来的能耗也随之增多。在全球能源危机，不可再生能源日益减少的背景下，我国提出节能环保，可持续发展战略，建筑节能是贯彻可持续发展战略的一件大事，而电气系统作为建筑物最主要的能耗，加强对其的节能已势在必行。

2 功能需求与总体方案

2.1 节能型楼宇大厦的供电需求

供电设计应根据用户的设备容量使用要求进行设计。对于用电质量很高的楼宇大厦，分别从城市电网引两路10kV高压电源，一用一备，采用高压电缆埋地引入高压配电房。同时根据用电设备的需求特性，确定负荷等级。对于特别重要的负荷采取双电源双回路专用电缆供电，并就地设置UPS电源供电。也可以使用风光互补发电加储能设备进行供电，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其他一二级负荷也采用双电源供电。通常情况，对于照明负荷供电均采用风光储系统供电，当蓄电量不能满足用电负荷时，切换到城市电网供电。

2.2 节能型楼宇大厦的配电需求

高压配电接线方式为单母，两路电源一用一备分别对低压配电所配电，低压段采用单母线分段运行，配电采用220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷采用放射式供电，对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。

2.3 节能型楼宇大厦整体供配电设计

通过对楼宇大厦供配电功能需求分析，结合用户对用电设备的需求，得到楼宇大厦电气系统基本组成如图1所示。

由图1可知，楼宇大厦建筑电气系统组成主要有供配电系统、照明系统、消防系统、空调系统、电梯系统、以及给排水系统等。合理设计、动态控制及管理各个子系统能量需求，是楼宇大厦节能的重要工作。

3 供配电节能设计

本系统设计以具体工程为例，工程大厦地上12层，地下2层。建筑高度54.9m米（室外地面至屋顶构架）。建筑面积77756.9m2。项目属于一类高层建筑。就地下1、2层展开节能设计。

3.1 结合节能元素的照明系统设计

对于室内场所的照明主要选择节能型荧光灯及低功耗LED灯，选用的照明光源、镇流器的能效符合相关能效标准的节能评价值。最新颁布的《建筑照明设计标准》GB50034-2013相比《建筑照明设计标准》GB50034-2004，在6.1节和6.2节对照明节能作了一般规定，并且给出了具体的照明节能措施。规定照明节能应采用一般照明的照明功率密度值（LPD）作为评价指标，提出在满足规定的照度和照明质量要求的前提下，进行照明节能评价。

照明设计计算主要依据《照明设计手册》第二版，照度计算采用利用系数法，该方法考虑到光源直接照射和经室内反射到工作面上的光通量，计算结果比较准确，再根据选择的灯具容量及镇流器功率，计算工作平面上的照明功率密度值，并与节能目标值比较，具体结果如表1所示。

由表1可知，室内主要场所照明的实际照度均大于标准照度的要求，实际功率密度也均小于标准规范功率密度的节能目标值，照明设计满足节能要求。

3.2 结合节能元素的动力系统设计

在楼宇大厦动力系统中，电机拖拽系统是主要的能耗部分，其主要节能方法利用变频调速控制方式，根据系统控制对象需求，调节输入电源频率，通过调节电机转速使整个电机拖拽系统达到输入与输出间动态平衡，从而达到提高系统功率因素，节能降耗。在采取变频调速控制的基础上，各子系统还有其他的节能措施。就空调系统的节能设计来说，2004年颁布施行的《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003相比于2001年C布施行的《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-1987，在第八章监测与控制中明确提出对采暖、通风与空气调节系统应设置监测与控制系统，采用集中监控系统可合理利用能量实现节能运行，2005年7月颁布实施的《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005在第五章对空调系统的节能设计做了明确规定，并根据09CDX008-3《建筑设备节能控制与管理》图集，设计空调控制系统。电梯系统还可采用电梯群控技术，通过对楼宇大厦内部多部电梯进行合理调度分配管理，防止电梯长期运行在空载或轻载工况下，降低电梯系统能耗。电梯回馈技术，将电梯轻载上行和重载下行运行过程中产生的一部分电能反馈到供配电系统中，供其他用电设备使用。

3.3 结合节能元素的变压器设计

3.3.1 合理选择变压器容量和数量

变压器容量按变压器所带用电负荷来选择，与负荷特性匹配，并合理分配负荷，力求三相平衡。变压器台数选择，依据《供配电系统设计规范》GB50052―2009中第3.3.1条，本工程均为一级二级负荷，所以选用两台或两台以上变压器。综合考虑投资和运行费用，变压器主接线采用单母线分段，确定变电所1变压器T1、T2容量为2000KVA，变电所2变压器T3、T4容量为1600KVA。

3.3.2 选用节能型变压器

2008年颁布施行的《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008相比于已废止的《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-1992，在配电变压器选择一节中，明确规定配电变压器选择应根据建筑物的性质和负荷情况、环境条件确定，并应选用节能型变压器。节能型变压器中铁损很小，将有效减少变压器输配电过程中的电能损耗。课题采用SCB10-10/0.4kV系列的干式变压器。

3.3.3 选用D，yn11接线组别变压器

楼宇大厦节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、镇流器、UPS电源等的大量使用，会产生很大的三次谐波。因此，配电变压器宜选用D，yn11接线组别的变压器，能有效限制三次谐波，也能降低三相系统中的零序阻抗。

3.4 结合新能源利用供电灵活切换

目前风光互补发电效率较低， 无法完全满足楼宇大厦的电力需求，因此需要市电和风光互补发电共同为居民供电。在用电低谷时，用户可以直接从电网取电；用电高峰时，切换到风光互补系统蓄电池供电，蓄电池为重要负荷及照明负荷供电，当控制器检测到蓄电池电压不能满足用电负荷使用时，切换到城市电网供电，并根据风光条件与用电负荷合理配置风光互补发电系统，风光互补发电系统基本组成如图2所示。

4 计算机辅助工程设计

4.1 照明系统

课题在建筑条件图的基础上对地下一二层照明进行设计，室内公共场所的照明选用节能型T5荧光灯，疏散指示灯采用低功耗LED光源，根据表1的计算结果进行照明平面图绘制。公共场所照明，可采用楼宇自控系统，楼梯间采用节能延时自熄开关控制。照明控制根据功能要求采用分组、分区、动静控制、时间控制、光敏调节照度或开关等方式。照明配电系统图如图3所示，车库照明回路设接触器，并接入楼宇自控系统（BA）。

4.2 动力系统

对功率大于4KW的电动机（除消防设备）均采用变频降压启动控制，以节约能源。并采用楼宇设备自控管理系统对空调设备、水泵、各类风机及其他用电设备进行能量自动控制、自动调节、实时监察，以实现最优化运行，达到集中管理、程序控制和节约能源等目的。动力配电系统图如图4所示。

4.3 低压配电系y

低压配电系统采用两路10kV电源进线，一用一备，两路进线开关不能同时闭合。正常工作时只用1#主进线，2#进线备用。在低压配电柜及馈线柜设多功能仪表，支持RS485通信，MODBUS协议，可接入多种软件通讯系统，通过智能联网设计，可在人机界面实时观察动态用电情况。

5 总结

课题以某12层大厦为研究对象，结合建筑电气设计相关新旧标准规范及楼宇大厦主要能耗，分析楼宇大厦电气节能技术，对楼宇大厦供配电系统进行节能设计，并结合工程案例进行具体分析。同时，引进新能源领域风光互补发电系统，为楼宇大厦的供电提供了多种渠道，减少用电高峰对城市电网的用电。

参考文献

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[12]中华人民共和国建设部，JGJ16―2008.民用建筑电气设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

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[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）24-0060-02

一、引言

毕业设计作为一次实验性的教学环节，学生在专业教师或工程技术人员的指导下围绕一个课题任务进行有计划有步骤的学习、实践、探索和开发的过程。其目的是培养学生独立地综合运用所学地理论基础、专业知识和基本技能，提高分析和解决实际问题的能力。检查学生能否融会贯通大学时期的所学及能否将其拓展和升华。同时，毕业设计的成果是检验学生能否合格毕业和能否获得学位资格认证的标准。

本专业培养的学生应具有一定的获取知识的能力，具备综合运用知识解决实际工程问题的能力。能够在供配电、电气设备制造、电力电子及新能源与节能技术应用、智能电网等领域从事系统设计开发和系统运行、管理、维护等技术工作。

C（Conceive—构思）、D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。其改革愿景是为学生提供一种在实际系统和产品的构思—设计—实施—运行的背景环境下强调工程基础的工程教育，使学生能够掌握深厚的技术基础知识，领导新产品和新系统的开发与运行；理解工程技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。本专业在接近实际工程的环境下，以中小型电力系统和新能源系统项目为主要载体，培养学生获取知识的能力、较强综合运用知识解决实际工程问题的能力。本专业面向中低压供配电技术和新能源及其应用领域，服务于地方经济建设，培养从事电气工程技术应用的生产工程师、服务工程师及少量设计工程师。因此，在毕业设计环节精心进行CDIO改革，是必要及可行的。

二、改革思路及配套方法

（一）课题来源及学生选题

根据题目来源可分为科研项目、自选题目、生产实践和其它等类型；题目类型：设计开发、理论研究、科学实验和其它。分为四个阶段：选题、调研、设计和答辩，每个阶段都有不同的任务和目标。

毕业设计课题首先应符合学生所学专业的培养目标，要体现可行性、实用性和创新性。而学生选择题目时，应选择与专业需求一致，难度和工作量适当。并且自己要感兴趣，如果设计题目和就业方向相关则更好。除此之外，学生也可以自行构思设计题目，体现CDIO的构思C（Conceive）。指导教师则应把握好学生构思出的设计题目是否与专业相关，其难度和工作量是否合适。供配电和智能电网等领域的毕业设计选题，适用于CD或者CDI。电力电子及新能源与节能技术应用等方面则适用于CDI或者CDIO。

（二）开题工作

开题工作也是属于CDIO的C（Conceive—构思）和D（Design—设计）。毕业设计开题是指学生从选择课题到完成课题详细设计调研报告（或开题报告）的阶段。该阶段约占四分之一的时间，是相对较辛苦和细致的阶段，关系到设计能否最终成功。在选定毕业设计课题后，老师便将毕业设计任务书下达给相关学生，其中包含设计题目、设计内容、基本要求、设计条件及参考资料。而课题调研则就是围绕设计任务书的要求尽可能地收集详尽资料，从而对课题涉及的各方面有较深入的理解。具体的实现方式主要有：

1.参与课题相关的专题讲座，学术报告，了解本课题的技术成分，前沿动态和发展趋势。

2.充分利用网络资源，搜索有价值的参考资料。

3.图书馆、院系资料室及书店查阅各类书籍和期刊。

4.在实验室和生产中实地调查研究，多想多问。

通过对文献资料进行仔细研读及完成一定的实践调查后，应该对如何完成设计有一定的见解了，由此提出两到三种课题的解决方案，并详细分析各个方案的优缺点和可行性。然后在教师的指导下将各方案进行定性分析和初步估算，针对设计条件确定出一个最佳的设计方案。在依据方案，拟定设计详细的时间计划表，体现每个阶段的工作内容，需完成的任务，视需要可以具体安排到每周需完成的任务。因此，开题阶段衔接了CDIO的构思与设计两个阶段，属于承上启下的阶段。

（三）设计实施工作

开题报告审核通过后，进入到毕业设计实施阶段，其属于CDIO的D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。首先可以按照课题的难度将设计内容分解成系列任务模块。如果遇到技术困难，要客观分析，积极寻找原因，并寻找合适的解决方法。该阶段的D（Design—设计）可包括原理图设计、PCB设计或者供配电方案设计；I（Implement—实施）可包括元器件购买、焊接，调试或者供配电系统图绘制、预算表拟制。O（Operate—运行）则是软硬件联调后通过后的整机运行，供配电方案设计则不包含运行这一步。

如果在设计中遇到之前无法预见的困难，在征求导师的意见后，可考虑适当调整设计内容。调整内容不是降低难度，而是寻找另外一种新的替代途径。但要把握好调整的分寸，应保证总体格局尽量不变。这一点关系到设计最终能否顺利完成。

设计阶段非常重要的一点就是指导老师需每周定时对每个学生的工作进度进行监督和指导，做好过程管理。

（四）毕业论文撰写工作

完成整体设计并调试通过后，紧接的一项重要的工作就是毕业论文的撰写了。毕业论文一般有以下组成部分：中英文摘要、关键词、前言、正文、结论、致谢、参考文献、附录。

1.中文摘要的内容则应阐述设计研究的前提、目的和任务，使用的理论、算法、材料和设备，实验研究的数据和由此推出的结论及该结论对今后的课题研究有何启发。写作时应该保持客观性，简洁性。英文摘要则要求尽量何中文摘要相对应，无语发错误。

2.关键词是应采用能覆盖毕业设计（论文）主要内容的通用技术词条，选为3～6个较为合适。

3.前言是在概要介绍本领域国内外前人研究成果状况的基础上，提出尚待解决的问题，从而引出毕业设计（论文）的研究目的、理论依据和实验基础。主要回答为什么研究。文字简练，直入主题，避免将前言写成综述。

4.论文的正文部分是核心部分，所占篇幅也最长。设计的研究成果都应体现在该部分，一般包括下面几个方面：任务和目标；总体方案设计；各部分的设计和实现，比如：硬件、软件设计和调试。正文要求结构清晰严谨，内容翔实准确。

5.结论是对整个设计的一个总结，是经过推理、判断、归纳等逻辑分析后得到的综合观点，包含设计的创新点所在，也可以提出进一步完善的意见或建议。

6.其余部分可按照论文的格式模版如实进行编写。

三、考核办法及改革成效

毕业设计的考核办法，总结起来就是：重视中期检查关，严守毕业答辩关。这个准则也体现了CDIO中对于过程的有效管理。中期检查对进度超前的学生，是一种认可和鼓励，对进度滞后的学生，则是一种督促和鞭策。对设计者而言，毕业答辩是一种有组织、有计划、有鉴定的正规的审查毕业设计（论文）的重要形式。毕业答辩，是完成了CDI后，最后在老师评审面前进行O（Operate—运行）的演示。作为指导老师，应在答辩前，对学生进行指导，指导其做好答辩前的准备工作。

笔者紧跟本校的CDIO教育改革步伐，在2008年本校推行CDIO改革后，对于指导的几届毕业设计，严格过程管理。所带学生均取得较好的设计成绩，每一届没有不及格学生，学生毕业设计成绩优良率占所带学生比例的70%以上。并且将每一届所带的优秀毕业设计学生召集起来，与低年级学生的相关CDIO工程实践项目进行专门的技术交流及指导。并从CDIO工程实践项目的小组成员中，鼓励学生发挥创造力，对将来的毕业设计进行方向思考，凝练出一个好的设计题目。最终使得好的构思能有创新性和传承性。

四、结论

毕业设计作为高等学校本科教育人才培养计划中的重要组成部分，是本科教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。本文通过对毕业设计的流程进行梳理，结合CDIO的理念，对培养学生如何用工程的观点正确对待毕业设计工作的各个环节，并顺利开展工程实践工作，都有一定的参考价值。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 成都信息工程学院电气工程及其自动化2010版培养方案[Z].2010.

[2] 顾佩华，沈民奋，陆小华，译.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

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中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

随着人们生活水平的提高,电气工程及自动化的要求也越来越高,它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需求,更注重其美观、实用、方便的使用效果。

1 供配电系统

现代工农业及整个社会生活中电力应用非常广泛,一般建筑采用低压供电,高层建筑通常10kV电压供电。

1.1 电力系统及电力负荷

(1)电力系统概念。在电力系统中,如果每个发电厂孤立地向用户供电,其可靠性不高。如当某个电厂发生故障或停机检修时,该地区将被迫停电,因此为了提高供电的安全性、可靠性、连续性、运行的经济性,并提高设备的利用率,减少整个地区的总备用容量,常将许多发电厂、电力网和电力用户连成一个整体。这里由发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统。

(2)我国电网电压等级。电力网的电压等级比较多,从输电的角度来讲,电压越高则输送的距离就越近,传输的容量越大,但电压越高,要求绝缘水平也相应提高,因而造价也越高。目前,我国根据国民经济发展的需要,技术经济上的合理性及电机电器制造工业的水平等因素,由国家颁布制定了我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压,1kV以下的电压称为低压。

1.2 10KV 变(配)电所及高压设备

(1)变(配)电所位置的选择原则。①接近负荷中心,这样可降低电能损耗,节约输电线用量;②进出线方便;③接近电源侧;④设备吊装、运输方便;⑤不应设在有剧烈振动的场所;⑥不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所,如无法远离时,不应设在污染源的下风侧;⑦不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻;⑧变(配)电所为独立建筑物时,不宜设在地势低洼和可能积水的场所;⑨高层建筑地下层变(配)电所的位置,宜选择在通风、散热条件较好的场所。

(2)主结线的方式及特点。变(配)电所的主结线(一次接线)是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据,也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。

主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。

(3)变电所的形式和布置。①变电所的形式有独立式、附设式、杆上式或高台式、成套式变电所。附设式又分为内附式和外附式。②10kV变电所一般由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。

(4)常用高压设备。常用的高压一次电气设备有:高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜、高压避雷器和互感器等。

1.3 低电压配电系统及低压设备

(1)低电压配电方式。低电压配电系统是由配电装置和配电线路组成。低电压配电方式是指低电压干线的配电方式。低电压配电方式有放射性、树干式、链式三种形式。

(2)常用低压设备特点及用途。低压电气设备通常是指电压在1000V以下的电气设备,在建筑工程常见的低压电气设备有刀开关、熔断器、自动空气开关、接触器、低压配电柜等。

2 楼宇自动化

楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制,所谓计算机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数字控制器(DDC),利用上位计算机进行画面的监控和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括:空调与通风监控系统、给排水监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、电梯运行监控系统、综合保安系统、消防监控系统和结构化综合布线系统。

设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行,在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。

3 电气安全

随着人类对电力能源的重视与不断应用,电力设施与设备已与现代人类的工作与生活密不可分,电力甚至成为现代各行各业发展的基础前提。但不可否认的是由于种种原因,电力能源在带给人们工作与生活的便利的同时,由电气设备产生的问题也带给人类的生产与生活不少烦恼与损失,有时甚至表现为灾难。因此,电气安全不仅已成为各国电气操作与维护人员消除安全生产隐患、防止伤亡事故、保障职工健康及顺利完成各项任务的重要工作内容,同时也是电气专业工作者首要面临并着力解决的课题。

3.1 电气绝缘

保持配电线路和电气设备的绝缘良好,是保证人身安全和电气设备正常运行的最基本要素。电气绝缘的性能是否良好,可通过测量其绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流和介质损耗等参数来衡量。

3.2 安全距离

电气安全距离,是指人体、物体等接近带电体而不发生危险的安全可靠距离。如带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与人体之间、带电体与其他设施和设备之间,均应保持一定距离。通常,在配电线路和变、配电装置附近工作时,应考虑线路安全距离,变、配电装置安全距离,检修安全距离和操作安全距离等。

3.3 安全载流量

导体的安全载流量,是指允许持续通过导体内部的电流量。持续通过导体的电流如果超过安全载流量,导体的发热将超过允许值,导致绝缘损坏,甚至引起漏电和发生火灾。因此,根据导体的安全载流量确定导体截面和选择设备是十分重要的。

4 建筑设备自动化系统

建筑设备自动化系统实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物(或建筑群)内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控,达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下,使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。

参考文献

[1] 武金山.基于CAN总线的楼宇自动化系统设计[D].合肥工业大学硕士论文,2008(11).

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0 引言

随着云计算时代的来临，在互联网时代已经大量释放的计算需求进一步得到释放，这导致全球数据中心呈爆炸式增长，而且服务器部署密度进一步提高。与此同时，全球能源危机却日益临近，对企业而言，信息化程度的日益提升意味着运营成本的飞速增长。因此提升密度、降低PUE，逐渐成为下一代数据中心的设计方向。

在下一代数据中心的技术研究和实践上，以Google、Facebook、Yahoo为代表的互联网公司走在了前列。

以Google为例，其核心业务搜索引擎的性能极度依赖数据中心的规模和效率。互联网公司基本上都是技术型公司，有非常鲜明的技术导向；又由于创业时的艰难，他们非常热衷于利用技术手段降低成本，特别是釆用廉价的部件搭建高性能、高可靠性的系统。在数据中心的建设上也是如此。与传统数据中心相比，互联网公司没有采用传统技术，摒弃了高冗余供电系统设计，少采用甚至不釆用空调系统，大大降低了基础设施的建造成本。同时，互联网公司又使用先进的软件技术，使系统高度并行化，在应用层设置备份机制，用应用层的冗余代替了基础设施的冗余，建立起了一整套高效、可靠、廉价的系统。

Google最为人熟知的3篇论文：GFS[1]、MapReduce[2]、Bigtable[3]，是Google大规模分布式计算系统的基础模型，GFS是Google的分布式文件系统，MapReduce是并行计算模型，Bigtable是分布式结构化数据布储，它们合起来代表了Google的应用系统架构。这种架构对服务器、存储的需求与传统应用完全不同，它们不要求服务器的单机性能，但要求服务器的数量非常庞大，并且具有高速互联能力，以及大量的本地存储，另外少量服务器还需求大量内存。Google的数据中心必须提供这样的IT基础能力，再加之Google的服务器数量实在过于庞大，还必须考虑电力、水的消耗，所以Google采用了全新的数据中心设计理念，其它互联网公司，如Facebook也类似。它们采用的理念主要包括：

1）数据中心选址：一般选择高纬度地区，并兼顾气候干燥、空气洁净、接近水源等条件。

2）服务器定制：放弃使用标准的机架服务器或刀片服务器，按自己的需要进行定制。如Google采用整机柜高速背板设计，每一台服务器采用类似刀片服务器的设计方案，插入背板；再如Facebook采用1.5U的机架式服务器设计方案，并去除机箱顶盖，更利于散热；再如它们都使用特殊的电源设计，以接入高压直流的数据中心电源系统。

3）自然冷源：多使用自然冷源可减少制冷机组的开机时间，而近期建设的一些数据中心已做全部使有然冷源，完全不使用冷机。在自然冷源的使用中，大部分是采用自然通风技术，还有少量采用了自然水源制冷。

4）高压直流：除了制冷系统有全新设计外，它们在供配电系统设计上也与传统方案截然不同，如放弃使用UPS，采用全直流供电，在供电备份上也有很多创新，如直流供电与市电互备等等。

所有这些技术的综合运用，使用这些互联网公司在低成本上构建了大规模、高效的系统。从近年来数据中心的PUE排名，可以看到互联网公司的数据中心技术已经非常领先，Facebook的美国俄勒冈数据中心PUE达到1.07，Yahoo“鸡窝”式数据中心达到1.08，Google的比利时数据中心达到1.16，而传统数据中心一般在2.5以上。

1 制冷系统

IT设备对环境的要求是非常高的，如服务器一般要求工作温度10℃-35℃，工作湿度RH10%-90%[4]，为了保持IT设备正常高效的运行，数据中心机房一般会设定温度22℃±2℃，相对湿度RH50%±5%，并且7*24*365的保持这样的机房环境。要保持这样环境条件，精密空调系统一般是必不可少的。在数据中心的能耗分布，空调系统的电力消耗是除了IT设备之外最大的。

从上图我们可以看到，在传统数据中心中，用于制冷系统的能耗几乎占到总能耗的35%-45%（Chiller+Humidifier+CRAC）。

在这里简要介绍一下PUE的概念。PUE（Power Usage Effectiveness）是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCiE（Data Center Infrastructure Efficiency）的反比。

Total Facility Power：数据中心总能耗

IT Equipment Power：IT设备总能耗

PUE值越低意味着除IT设备之外的能源消耗越少，也就是数据中心越节能。而除IT设备耗能之外的能耗主要是在制冷设备的能耗和供配电设备的损耗，因此减少制冷系统的能耗和供配电系统的损耗是绿色节能设计的主要方向。

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中心机房是校园网络的核心与枢纽， 是数据交换的中心和数据存储中心， 如何严格按照国家标准，参照国际先进规范，建设一个现代化、规范化的机房，为计算机的可靠运行提供一个稳定的环境，成为人们日益关心的课题。

校园网络中心机房环境，包括硬件与软件环境，是一门多学科综合技术，为了保证各种智能设备与计算机系统稳定可靠运转，计算机机房环境必须满足计算机等微电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁强度、屏蔽、防漏、电源质量、振动、防雷、接地和安全保卫等要求。中心机房建设工程是一种涉及到空调技术、供配电技术、抗干扰技术、防雷防过压技术、净化技术、消防技术、安防技术、建筑和装饰技术等多种专业的综合性的产业。

1 项目介绍

广东理工职业学院中山校区网络中心机房，面积共约150平方米。层高4.5米，装修完成后要求净高达2.8米，包括各类功能房间，整个中心机房基本工程包括有机房装修系统、配电系统、防雷接地系统、空调及新风系统、消防系统、综合布线系统、门禁系统、闭路监视系统、KVM系统等。机房区域规划基本可分为四大部份，主机房、配线间、气瓶间、配电间。

1) 主机房：用于放置UPS电源主机及各种服务器设备等各弱电系统设备安装区域。面积为105.3平方米。

2) 配线区：用于放置网络机柜、网络设备、光配线架、网络配线架等设备安装区域。面积为12.3平方米。

3) 配电间：用于放置电池、市电配电柜、UPS配电柜等配电设备。面积为18.6平方米。

4) 气瓶间：用于放置气瓶等消防设备。面积为14.4平方米。

2 设计原则

机房建设工程，要以兼顾人机并重之原则，设计应以运行条件、安全可靠作为首要的考虑因素，在保证系统运行的可靠性、系统的设计寿命、信息安全的要求的基础上保证操作人员的工作环境。

先进性：立足于高起点，采用先进、成熟、实用的技术。机房系统中各个子系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构并通过集成，实现信息资源共享，提高设备利用率，降低能耗，实现科学的机房管理。

高安全可靠性：为保证机房能为用户提供连续不间断的服务，机房须具有高可靠性。系统设计时应尽量减少单点故障的存在。

机房内部计算机系统涉及到机密信息，需要保证机房的安全性，必须具有视频监控系统、门禁系统等安保系统以保证用户的设备和数据不受侵害。

可扩展性：由于信息网络系统需求的不断变化，技术的不断提高，在施工建设时应考虑对资源需求的改变，以使整个系统具有灵活的可扩展性。

易管理维护：通过使用先进和可靠的管理工具来实现系统的高质量管理，以节约人力资源，实时监控、监测整个中心机房的运行状况、语音报警，实时事件记录，迅速确定故障，提高可靠性，简化机房管理人员的维护工作。

高性能价格比：保证在保证机房的高可靠性的基础上，机房的材料产品、设备的选型应合理选择材料与设备；以较高的性能价格比设计机房，提供高效能与高效益。

舒适性：机房设计中对空调、照明、声响及环境进行优化调整，为管理人员提供舒适的工作环境。

3 总体规划

机房总体规划就是按照标准化的流程、规模化的运作，优质、快速规划机房工程建设方案。机房总体建设方案由机房装修系统、供配电系统、空调系统、消防系统、防雷接地系统、通讯系统、机房监控系统和KVM系统等部分组成，包含了机房工程的全部过程：从前期的规划选址，到后期内部系统的设计施工；从前期整个项目的总体管理，到后期的调试、开通；从前期对用户的使用培训，到后期的维护保养等方面。

4 详细设计

4.1 机房装修系统

机房装修系统，是整个机房的基础。它主要起着功能区划分及保证机房环境的作用。可分为电磁屏蔽系统、抗静电地板系统、防尘天花系统及其他装饰等四个子系统。

本方案装饰选用的材料必须全部采用符合国际标准[1-2]或国内优质标准。所有材料应具备环保、阻燃、无毒、防火性能好；安全耐用，不易变形，美观不变色；不起尘，易清洁，吸音效果好；防静电、抗电磁干扰等性能。

4.2 空调系统

空调系统，是机房运行环境的保障。计算机主机及通讯设备是高精密的电子设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是温度、湿度和洁净度。即是所谓的“三度”要求。

根据我院工程现场勘测的实际情况，主机房设计为风冷式下送风精密空调。采用1台35kw的国际名牌精密空调和2台5匹工业级普通柜式空调负责主机房和网络配线间的温湿度调节，精密空调采用下送风，顶回风方式。以保证机房空调系统的稳定性、可靠性，2台5匹普通柜式空调作为备份使用，确保了区域内设备的安全运行。

4.3 供配电系统

配电系统，是整体机房高可用性的后盾。计算机及网络通讯设备投入服务后如无一个长期稳定的供电系统来保证计算机及网络通讯设备和有关外围设备正常运行，势必造成严重的后果。

计算机机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机等微电子设备的用电问题，还要解决其他设备的用电问题。

广东理工职业学院中山校区网络中心机房配电系统设计具体如下：

1) 机房内插座分二种：不间断电源（UPS）供电的计算机主机和重要通信设备专用插座；市电直接供电的辅助设备用标准插座。

2) 在市电配电箱，主要包括空调机、照明及机房内维修插座的配电，应分开回路设计，每一回路设置单独电源开关控制。

3) 在机房设专用UPS配电柜，主要负责计算机用电设备、应急照明、安全出口等供电，配电方式采用放射式。

4) 主机房内每个机柜位置提供2个UPS供电专用插座，由UPS通过配电箱为每个机柜组提供一个UPS回路。回路采用ZR-BV-3×4mm2阻燃电线，使用25A空开控制。所有这些插座安装于地板下并做垫高处理，相应的防静电地板处需有出线口。

4.4 消防系统

消防系统，是整体机房安全运行的盾牌。火灾报警采用烟感探测器和温感探测器，探测器安装在吊顶上和活动地板下，两者联合使用提高报警的可靠性，火灾自动探测器即能发出警报信号，控制器显示报警的探测器所在位置。灭火系统采用七氟丙烷（FM200）自动气体灭火系统。

该工程共分2个防护区（即：配电间、主机房和配线间），而且设有气瓶贮存间，七氟丙烷可以集中放置在气瓶间，实现三层布控(即天花顶、地板下及使用空间)，立体式灭火系统。

4.5 防雷接地系统

防雷接地系统，是整体机房安全运行的保证。机房设施的雷击过压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路畅通、设备安全运行不可缺少的技术环节。

一个完整的防雷系统包括三个方面：直接雷击的防护、感应雷击的防护和接地系统。

4.6 通讯系统

通讯系统，是整体机房的神经中枢。计算机及其他微电子设备之间的信号传输以及机房与外界的“联系”都要靠稳定的通讯系统来实现。主要包括结构化布线系统[3]。网络中心机房及运维、监控办公室采用六类非屏蔽双绞线，按其功能区域设计信息点，并考虑预留余量，中心机房布线集中在配线间，配线间和主机房通过地板下预留线槽走线连接。机房静地板下敷设镀锌铁槽、镀锌钢管、铁皮分线盒等，采取下走线方式。所有管槽均做垫高处理，要求接地良好。

4.7 机房监控系统[4]

机房监控系统是机房运行的“守护神”。确保做到“三防犯”及“双保险”。

本机房采用数字硬盘录像系统，对中心机房实现24小时安全监控。结构上采用B/S架构，采用分散监控，集中管理。由中心控制软件平台统一控制各软件系统。各个软件系统间相互独立，在其中某个软件系统出现故障的情况下，其余的各个系统仍能够继续正常工作。

4.8 KVM系统

KVM系统使中心机房的各种服务器、网络设备实现“一站式”管理。本方案采用2台数字交换机对32台服务器进行管理，实现1个本地用户、2个远程用户对服务器的集中控制。机房内的所有64台服务器都与专用服务器接口电缆进行连接，专用服务器接口电缆通过六类线连接到数字式KVM交换机上，数字式KVM交换机的网络端口通过普通六类线缆连接至以太网上，控制终端通过TCP/IP对所有服务器进行统一管理。

5 结束语

在进行网络中心机房建设过程中，作为网络中心机房设计者和建设者应具有超前意识，优化机房的硬件及软件环境，并采用高新技术管理模式—智能化机房管理，确保机房正常工作。

参考文献

[1] GB2887-89.计算站场地技术要求[S].