摘要：近些年来，随着建筑市场的良好发展，很多地区的住宅小区和高档别墅，配套的商业网点的建设项目也都如雨后春笋般大量的出现在建筑市场上；作为神经系统和循环系统出现在建筑物内的智能化系统也在高速发展，对于业主对建筑智能化工程的需求和要求也发生了巨大变化。这就为建筑电气设计者提出了一个新的难题和挑战，即如何实现建筑物变配电工程的高度智能化。基于此，本文就建筑物变配电工程智能化设计方面的内容进行了分析探讨，以供参阅。
关键词：建筑；变配电工程；智能化工程
1目前我国建筑物变配电工程智能化的现状
由于我国的科学技术迅速发展，建筑电气也随着一起发展与进步，因此大部分的城市居民对工作、娱乐、生活的环境品质和建筑管理效益的要求也产生了很大的提升，这些因素都在客观上极大的促进了现在的建筑智能化的发展。近几年，在我国很多的大城市甚至是一些在经济比较发达的中等城市都对现今的办公自动化、通信自动化、楼宇自动化等等这些基本的建筑弱电系统需要有了很大的提升，这些系统也已经成了大部分比较高级建筑的普通功能要求和基本配置。然而，目前我们对于智能建筑的概念定义也在不断的发生改变，很多新技术的产生和一些高科技的产品都扩展了智能建筑领域所包含的范围，甚至有一些智能系统知识仅仅在近几年生产就已经大范围的进人了投人使用阶段。由于很多的建筑施工现场的配电容量得到很大的提高和配电规模也在不断加大，这就要求比较高的可靠性。该要求不仅仅是从设计角度来进行控制，还应该从使用的设备，包括设备的兼容性，实用性等等方面来进行控制，这是因为建筑变配电的智能化在整个系统发展方面都是大势所趋。
2建筑变配电系统有待改进的部分
从笔者经验来看往往如下几个方面需要在今后的设计和施工给与重视和改进：（1）高压开关柜一般都配备有计算机保护设备，其具有对交流量、开关量的采集和通讯功能，往往都是处于功能重叠和或是多几组反复采集状态。（2）一般的机组中的低压大电流回路断路器都标配了智能模块，该模块具有测量和联络功能，此模块功能往往都处于消极状态、且经常重复信号采集。（3）继电保护行为及保护设备的误操作信息得不到及时反馈，无法完成事故的调查工作。（4）整个配电系统的整体安全性能没有可靠度。（5）对于系统待机状态或是无载荷状态，没有模块干预形成优化调节，及节能功能。（6）系统内的变配电设备仍然由人工手动调节。（7）系统内存在大量的电量变送器、不同型号规格电缆和电线，大大增加了施工阶段的工作量。无序化，无整体性的配置大大降低了系统的安全保障能力、降低可靠度和抗屏蔽能力降低。（8）一、二次设备间存在较为严重的电磁互相干扰及不兼容的情况。（9）部分工程使用的设备与目前电力主管部门的要求相去甚远。（10）信息的收集及处理工作不系统，无法加以利用。（11）与相关的控制系统的集成难度很大（12）系统价高质量无法保证，难以占领市场。对于一些具有通讯功能的整合控制模块越来越被业内人士所关注，很多模块内采用了变配电设备的配备，这样就大大减少了数量巨大的变送器、电缆等，既节约了成本也减少了安装量。由于设计者没有能从一个相对高的层面来考虑，很多变配电监控系统的设计没有从配电系统的安全可靠性出发来进行设计。
3建筑变配电系统智能化设计
3.1智能变配电系统总体架构
系统的设计思想：整个系统采用分布式控制，分为上、下两层：上位控制机（上位机）和下位控制单元（下位机）。下位控制单元，即以MSP430为核心的电表单元，它对各种信息进行实时采集。上位机可以主动地向下位控制单元请求数据和发送命令，并完成对系统参数的记录、各仪表信息的记录、报警信息的记录、报表的生成打印等数据库的管理。上位机和下位控制单元之间是通过PROFIBUS-DP总线相连。由于智能从站节点是PROFIBUS-DP网络的一部分，因此，总线系统软件分为主站软件、智能从站软件和监控软件三个部分。PROFIBUS-DP网络是引进Siemns公司的成套设备，一类主站S7-300和S7-400使用Siemns公司提供的创建可编程逻辑控制程序的标准软件STEP7，使用梯形逻辑图进行软件编制。监控软件使用Siemns公司的支持分布式系统结构的监控软件SIMATICWinCC。智能从站节点的中央处理器是玳TEL系统的单片机MSP430，采用单片机C++高级语言。
3.2建筑物变配电设计流程
3.2.1计算负荷与无功补偿
计算负荷是指导体中通过一个等效的负荷时，导体通过实际变动负荷时其产生的最高温与其最高温升正好相等时的负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆计算负荷是选择变压器容量、导线截面、供电系统、仪表量程和电器设备的依据，也是确定继电保护的重要数据。其计算正确与否直接决定了导线电缆和电器设备是否经济合理。因此，对负荷计算的准确就成为了变配电设计的前提，也是系统经济、安全有效运行的手段。
3.2.2短路电流计算
短路会产生非常严重的后果，比如导体温度升高损坏绝缘，致使电器设备部鞥呢正常工作。为了避免和减轻此类严重后果，以及防止故障的进一步扩大，就必须要对短路电流进行计算。
3.2.3线路及设备选择
首先是对变压器的选择，包括对台数、容量的确定。其次是开关器的选择，主要包括熔断器、断路器、负荷开关和隔离开关，对开关器的选择既要保证开关器的正常工作，还需要确保系统在出现故障时能够承受短时间的故障电流。第三，对导线截面的选择，导线截面的选择过大会增加有色金属的消耗，增加投资，过小则会使电能传输质量和运行经济效果低下，因此，在选择时就需要注意：在正常负荷下长期运行，能承受故障电流，满足线路电压损失和机械强度要求，运行效率经济可靠。
3.2.4变配电所选址于布置
现代建筑具有高、大、密的特点，因此，建筑用电相对比较集中，因此，变配电所的选址在减少输配电缆、节约有色金属和电线具有重大意义。因此，变配电所选择应当遵循安全运行原则和经济效益原则。根据用电负荷状况和周围环境情况对配变电所的形式进行综合确定。对于变配电所的布置，内容主要包括对变压器室、中压配电室、低压配电室、电容器室的布置等。对于这些布置，需要根据相关的变配电系统的相关要求和原则具体进行。
3.2.5室内配电线路
进户线到室内各个用电设备之间的线路被称之为室内线路，一般为低压线路，包括进户线和户内线。室内的低压线路采用的导线和电缆应当选择绝缘性能好的导线和电缆。室内线路敷设有明敷和暗敷两种形式。室内的线路敷设方式比较常见的敷设方式有线槽布线、电缆布线和绝缘导线穿管敷设三种方式。建筑物变配电设计流程中的相关环节都需要计算机辅助设计系统进行计算，并将相关的参数存储到设计模型的数据库中，因此要实现良好的智能化设计，就需要一个良好的智能计算机程序的专家系统就成为了一个比较理想的选择。
4变配电设计的信息建模
在建筑物变配电工程设计中，设计人员在享受计算机辅助设计所带来便利的同时，也遇到了一系列的问题，虽然设计图纸中的图形符号是设计人员用等辅助设计软件绘出的，但它们本身并不携带工程信息，比如变配电设计中用到的保护开关，往往只给出开关名称和型号等基本信息，而没有提供接线方式、安装方式、额定电流、尺寸等具体的工程信息，这就造成了设计阶段的信息流失、信息表达不明确、信息无法共享和重复劳动等一系列的问题。针对建筑物变配电工程设计的特点，利用面向对象技术，将信息化建模引入到建筑物变配电设计中，不仅是构建绘图、信息管理和分析一体化的设计平台的必要步骤，更有助实现建筑物变配电工程的智能化设计，提高变配电设计质量，规范工程信息的管理。由于变配电工程中储存到数据库中的数据种类繁多、数据量大、关系复杂，因此根据储存的数据的特点在数据库下建立三个子库，分别是专家知识库、工程信息库以及动态设计库，每个库中又包含若干数据表。由于数据库是小型数据库，存储容量有限，因此系统的图元库只需存放在系统目录下不必并入库中。专家知识库用来储存建筑物变配电设计需要的专家系统中的知识规则，系统将知识规则按类分为若干规则集，每个规则集对应生一个数据表，包括主接线生成规则表、变压器选择规则表、线缆选择规则表等。数据表的一条一记录代表一条特定的规则，字段对应着相应规则条件与结论部分。
结束语
建筑物变配电系统目前已经成为了建筑电气工程系统设计与施工的主要内容，随着电力电子技术的发展，智能变配电系统已经成为了建筑物变配电工程设计的主流，本论文针对当前智能变配电工程的发展趋势，详细分析探讨了智能变配电工程的体系架构及其硬件系统的选型设计，对于迸一步提高建筑物变配电系统的智能设计与应用水平具有一定借鉴意义。
参考文献：
[1]袁琪朗.建筑物变配电工程智能化设计的研究[J].智能城市.2016（03）
[2]辜为.建筑物变配电工程智能化设计的研究[J].建筑设计管理.2013（05）
[3]马庆朋.建筑物变配电工程智能化设计的研究[J].城市建设理论研究（电子版）2014（02）
论文作者:岳鹏飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：变配电论文; 系统论文; 建筑物论文; 工程论文; 智能论文; 建筑论文; 导线论文; 《电力设备》2018年第19期论文;