高层住宅低压供配电系统设计论文
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篇1：高层住宅低压供配电系统设计论文
高层住宅低压供配电系统设计论文
一、高层住宅低压电源配置
1.我国的高层住宅按照用电的负荷
（1）一类高层住宅
包括消防用电负荷、值班照明、应急照明、走廊照明、业务和计算机系统、电子信息设备机房、安防系统、排污泵、生活水泵、航空故障照明、客梯为一级负荷。
（2）二类高层住宅
包括消防用电负荷、走廊照明、安防系统、客梯、生活水泵、应急照明、值班照明为二级负荷。
2.配置原则
在对高程住宅低压电源系统进行设计时，应该注意消防负荷对供电方面的要求，其要求一般会高于非消防供电要求。
（1）非消防一、二级负荷供电要求
1）一级负荷应该由双重电源进行供电，这样可以保证在其中一个电源发生故障的情况下，另一个电源可以进行正常工作，避免同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除了要有双重电源进行供电以外，还应该增加备用的电源。但不能将其他负荷接入到备用的供电系统中，以免在应急的情况下不能正常使用。2）二级负荷的供电电源应该由两个回路进行同时供电，确保电量的充足。
（2）民用建筑的供电要求
当消防用电的负荷等级为一级时，其主电源和备用电源应该独立于专用回路的双电源进行供电；当消防负荷等级为二级时，其主电源和变电系统应该采用双回路的电源进行供电。当需要为消防用电设备提供双重电源的时候，可以将任何一个回路设置为主电源；当出现电源断电的情况时，可以保证另一个电源自动进入供电的状态。高层住宅中的消防配电系统装置应该设置在建筑物的电源线处或者是配变电所处，其应急装置也要和主配电装置进行分开设置。在条件不允许的情况下，不能分开设置。这就需要将其与主电源并列布置，在两者的分界处设置防火隔断，配电装置应根据情况进行明确的标注。
3.干线配置
（1）第一种方案
独立的两路电源和两台变压器进行分列运行，对低压单母线进行分段，设置应急的电源做备用。这种方式可以保证供电的可靠性，适用于高层建筑中，特别是负荷量较大的高层住宅。
（2）第二种方案
采用一路电源和一台变压器，将低压单母线进行分段。设置应急备用电源，此备用电源可以有效的满足消防负荷和非消防负荷的使用。这种方案适用于一般的高层建筑住宅，不适用于超大负荷的住宅。这种方案虽然满足了规范化的要求，但应急电源由于容量较大，其投资也相对较高。
（3）第三种方案
使用一路电源和一台变压器，采用低压单母线分段，并由电源线低压侧引出两回路电源，分别用到不同的低压分母线段中。设自备的应急电源做备用，其电源的容量应该满足消防负荷用电。
（4）第四种方案
采用两路电源和两台变压器，低压设置一般的负荷母线和重要的负荷母线，这两个母线要分开。两路电源为独立电源时，适用于无重要负荷的高层住宅。如果两路电源不是独立电源，则其使用于二类高层住宅。这种方案较简单，负荷的关系也很明确，便于维护和管理。
二、高层住宅的低压供配电系统
1.低压配电系统注意事项
在高层住宅中的低压配电系统设计中，要将照明、电力、消防和防灾用电负荷形成独立的系统。在消防负荷方面，应该在建筑进线处设立单独的配电装置。以便当遇到火灾事故时，消防人员能够快捷的切断消防负荷电源。在供配电设计中，应该对低压配电级数进行控制，其级数最好不要超过三级。在减少配电级数的过程中，不能盲目的认为将部分配电箱的总开关由断路器换成隔离开关，这样不能达到限制级数的效果。在有关建筑工程设计措施中，要对配电级数有明确的定义。配电级数是通过配电装置将一个供电回路分成几个供电回路来进行分配供电，但不能因为其进线开关的改变来决定其配电级数。在配电箱和配电回路的划分过程中，应该根据具体的防火分区、配电的负荷性质和管理维护等多个条件进行综合分析和确定。
2.高层住宅低压配电干线分支方式
常用的低压配电方式主要有三种。
（1）树干式配电
树干式的配电方法主要是将各层的配电箱设置在电气竖井力，这样就可以通过接式封闭母线槽、欲分支电缆或者是电缆穿刺线夹对电进行有效的分支，这种方式适用于楼层较多的.住宅。对于这种负荷量比较大的住宅，一般可以用这种方式减少低压配电屏的数量，并且这种方式在安装维修方面都比较方便。
（2）分区树干式
这种配电方式采用的是每个回路干线对一个供电区域，这种供电方式有一定的可靠性。其中，每个回路干线对应的层数为5～6层。对于高层住宅来说，由于涉及的层数较多，所以其分区的层数可以适当进行调整，但最高层数不要超过10层。
（3）放射式
放射式也是高层住宅低压配电方式的一种，在消防设施和重要用电负荷中适合采用放射式的配电方式，即采用专用的垂直干线回路。回路与备用回路相互独立，不共线、不共管，可以使两个回路在末端配电箱进行自动的切换。
3.高层住宅配电设计
在对高层住宅进行用电负荷计算时，应该根据住宅中每户综合用电的指标作为计算参数。在进行计算时，要综合分析高层住宅所在地的能源组成、气候特点和用电负荷的发展趋势、用电负荷计算容量等问题。高层住宅两室户的综合用电负荷约为3.5～4.5kw，3～4户的用电负荷为4.5～5.5kw。在计算住宅单元配电干线和变电所负荷时，应该乘以相应的系数，如1～10户系数为1～0.8、10～20户系数为0.75～0.85。在计算多个变电所的计算负荷时，应该乘以同期限系数。在进行高层住宅电能计量的过程中，可采用单元总表的计度方式，总表所带的用户应控制在20户以内。在进线计算电流大于30A时，采用三相电源供电，使用三个单相总表，将临近楼层划分在一个总表内。每套住宅都应该安装允许过载大于等于四倍的电能计量装置，并将装置设置在住户门外公共地方或电气竖井中。干线系统应该按照住宅层数、住宅平面组合形式和计费方式，采用不同形式来进行电能计量。住宅中的楼梯、消防设施都应该按照防火规范来设计电源和干线。其中，备用电源或两路干线应该在末级配电箱处自动切换。
三、结语
高层住宅的低压供配电系统作为电气工程系统是一项复杂的工程，随着住宅的增多，住宅的用电量也在不断的增长。尤其是高层住宅中，供配电设计存在着许多的问题。通过对这样问题的分析和总结，针对具体的工程，可以为居民和住宅设计出合理的供配电系统，保证供电的质量。配电系统的设计要遵循“安全第一”的原则，以便为城市的建设提供有利的保障。
篇2：供配电系统节能设计探析论文
1概述
建筑节能主要指有效合理利用能源，提高能源的使用效率。建筑物内的大部分设备均离不开电，因此供配电系统是建筑内最基本的、使用最广泛的系统。在满足供电质量的前提下，如何提高供配电系统的能源使用率已经成为全国乃至全球建筑与节能研究的热点课题。
2实际工程对供配电系统节能设计的要求
对实际工程的电容量进行充分调查和合理估计，尤其是对工程用电容量的估计，合理的估计和充分的调查在一定程度上决定了供电方案的合理性。尽可能减少配电级数，合理设计配电路径。在满足使用功能的条件下，尽可能降低设备本身的能源消耗从而达到减少系统损耗的目的。作为设计人员，应该足够了解并应用新型的节能设备实现降低系统中设备的能源损耗。整个系统的合理性也是考虑的重点，建筑供配电系统是建筑的重要组成部分，其设计的合理直接影响到建筑物的使用功能和安全性。我们在对伟峰？彩宇新城二期办公楼这一实际工程进行供配电系统设计时，需对建筑电力负荷等级、建筑本身的性质、建筑规模等有清晰的认识，进而结合具体情况，最终确定各部分设计要求。
篇3：供配电系统节能设计探析论文
以某医院综合楼电气设计实际工程项目为例，主要包括电压器节能，建筑供配电系统节能和系统运行管理节能等设计。供配电系统的节能技术措施主要表现在线路的选择，变压器的选择，照明节能控制，功率因数的提高等方面。3。1合理估计电容量。与投资方充分交流，根据投资方的.使用需求，决定各层、各区、乃至各个房间的电容量。总而进行更细化的设计，达到“每个房间独立设计”的设计标准，从设计源头最大限度的减少建成后的能源浪费，总根本上提高能源利用率。3。2线路上的电能损耗分析及措施3。2。1线路损耗分析。供配电线路存在电阻，当电流流过时，线路产生有功功率损耗。△P=3I2pR式中：R―――线路电阻；Ip―――相电流。在实际工程中，线路的敷设距离很长，因此线路上产生的有功功率损耗也是十分巨大的，因此有功功率损耗不容忽视，降低线路上的能源损耗必须被重视。3。2。2减少线路损耗措施：①增大线缆截面S。②合理选择电气功能用房位置。③优化线路路径。④选择合理电缆。3。3功率因数的提高。提高系统功率因数能提高用电设备的工作效率，改善电压质量，进而实现节能目标。3。3。1采用并联电容器进行无功补偿3。3。2提高自然功率因数。在某医院综合楼电气设计中，主要采用集中补偿，在进线处设计集中补偿电容柜，大容量设备采用就地补偿，提高供电系统的功率因数。如图1所示。3。4照明节能设计。节能是国民经济可持续发展的要求，照明节能设计是节能设计中重要的一项，主要包含照明灯具节能优化选型设计、照明供电系统优化设计、照明控制系统优化设计、以及照明联动操控节能控制系统优化设计等。本工程中，执行《建筑照明设计标准》（GB50034―）有关节能设计的强制性条文以及其它节能规定。在本实际工程中，光源选用节能型灯具，荧光灯为主，其功率因数均为0。94以上。照明系统的控制在满足正常运行的前提下，结合实际管理运行情况，在病房内采用智能照明控制系统，利用计算机无线通讯数据传输、载波通讯技术、计算机信息处理技术、节能型电器控制等技术等进行分布式无线遥测、遥控、遥讯控制，实现对照明设备如：白炽灯、日光灯、节能灯、石英灯等多种光源调光控制。使灯光亮度的强弱根据病人需要调节，可定时控制。3。5变压器和低电压器的选择。本设计中，主要对变压器的优化选型进行考虑，首先精确统计建筑物未来可以达到的最大的电气系统负荷，并且考虑变压器经济运行以及提高变压器的运行功率因数，提高供电可靠性，选用了难燃，承受热冲击能力强，低损耗，防火性能高，局部放电量小的卷铁芯结构干式变压器；从经济、损耗多方面进行综合的考虑，变压器设计负载率应在75%―85%。低电压器是较基础的元件，数量大应用面广，对每个低压电器而言，消耗功率是很小的，但总体的耗电量十分巨大，在电气节能设计的工作中，低压电器的选择尤其重要，本设计中，首先选择具有高效节能效果的低压电器对老旧的器件进行更替，对于大容量和中容量的交流低压电器，设计时加装节电器，从而提高节能效果。
我国未来经济的发展速度在很大程度上取决于我国能源利用领域的进步速度，建筑及建筑相关领域节能无疑是我国能源利用领域的重点课题，建筑电气方向供配电系统的节能设计在我国未来节能领域具有巨大的潜力，其能保证我国国民经济高速、持续、健康发展。优良的设计不仅可以大幅降低工程造价，更可以提高整体工程质量，为工程项目创造良好的效益。因此，供配电系统在实际工程中的节能设计势在必行。
参考文献
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[4]刘斌，王斌，苗宇。医院建筑配电系统的降损节能措施[J]。电气&智能建筑，。
篇4：大型数据中心供配电系统设计论文
随着科学技术的快速发展，信息化建设不仅成为国家发展战略，也日益受到各部门、院校和企业等单位的高度重视。作为信息数据交流、处理的数据中心，其地位和作用也日益突显。随着计算机技术、网络技术、信息技术等的广泛应用，信息化建设也起得了长足的进步，集大数据运算、存储、处理等功能为一体的大型数据中心，已经成为信息化建设的重中之重。大型数据中心不仅数据处理能力更强，对数据安全的要求也更高。供配电系统是大型数据中心安全运行的基础和前提，直接影响到数据中心功能的有效发挥。因此，研究供配电系统设计，对于充分发挥大型数据中心效能有着重要的现实意义。
一、大型数据中心供配电系统概述
数据中心在某种程度上可以说是信息化条件下的计算机机房，是信息化建设的基础工程，为各种业务提供安全、稳定的信息支撑。大型数据中心机房中设置有大量的计算机、交换机、路由器等设备，要求供电系统必须做到全程、全时、稳定、持续和安全保障。供配电系统本身又是大型数据中心必不可少的基础性工程，为核心业务和其它系统的正常运行提供稳定的电力保障。大型数据中心供配电系统不是孤立存在的，而是一个交叉的系统，涉及到市电、开关电源、不间断供电、发电机、防雷、防静电等诸多设备和环节，既相互联系又互相影响，这就对供配电系统设计提出了更高的要求，既要便于扩容、维护，又要具有很强的容错力，同时从经济性上讲还应该有较高的性价比。
二、大型数据中心机房供配电系统设计要求
（一）设计标准和原则
一是设计标准。我国实施的《电子信息系统机房设计规范》，为数据中心的设计和建设提供了法规依据。数据中心的设计，首先需要确定机房等级，国内的数据中心分级规定将电子信息系统机房划分为A、B、C三级，并以该级别的标准体系来确定数据中心的设计标准。其次，要根据机房相应等级，来确定配套的供配电系统。二是设计原则。数据中心供配电系统设计要充分体现以数据中心为核心的设计思想，确保科学规划、精心设计。按照立足现实、着眼未来、统一规划、统一标准的指导方针，把数据中心的'设计工作纳入整体规划之中。为此，大型数据中心的设计时必须遵循科学性、规范性、经济性、安全性、稳定性和可扩展性等原则，确保设计工作实现科学化、标准化和规范化。
（二）设计需求分析
随着大型数据中心信息设备功能越来越强，机房单位面积的平均用电负荷也相应提高，对供配电系统的要求也越来越高。数据中心设计必须以用电负荷为依据，用电负荷的统计主要包括市电供电系统负荷和UPS供电系统负荷。其中，市电供电系统负荷（输出）主要包括：UPS供电系统输入、空调系统、照明系统及建筑电气设备等。UPS供电系统负荷（输出）主要包括：服务器、计算机、网络设备和各种配套设备等。[1]
三、大型数据中心机房供配电系统设计
（一）供配电系统设备布置
大型数据中心供配电系统主要包括开关电源、UPS电源、电池、配电柜和柴油发电机等设备。由于供配电设备自身重量大，占地面积大，因此设计时必须对机房空间和承重给予充分考虑。供电系统应配备独立的配电间和变配电所，UPS电源机房应靠近设备机房并充分考虑地面承重。发电机房除了承重外，还要考虑噪音问题，因此最好设置在地下层或地面一层。同时，设计时还要充分考虑变配电所、UPS电源机房和发电机房预留面积，以利于满足设备扩容的需要。
（二）供配电系统设计
1.市电动力配电系统设计
市电配电主要供给空调、照明、给排风、插座、一般动力和UPS设备等。根据可靠性原则要求，大型数据中心必须引入具有冗余关系的两路市电电源，且都能满足全部一、二级负荷的需求。正常情况下，两路市电电源必须同时为数据中心供电，并保持在负荷设备输入端自动切换的能力。市电动力配电柜应采取放射式配电，并确保两路配电线路分开铺设，避免相互干扰和影响。同时，配电柜的火警联动保护功能应能正常启动。
2.UPS供配电系统设计
UPS配电主要用于服务器、计算机、网络设备、监控设备等。UPS系统通常采用“系统输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元”三级配电方式，蓄电池组容量的计算方法包括按负荷电流计算和按负荷功率计算两种。大型数据中心UPS供配电系统一般采用冗余方式供电，确保当一台UPS设备故障时仍能满足重要设备的用电需求。冗余式配置通常采用三种方式：热备份式、直接并机式和双总线式UPS供电方式。设计时应根据大型数据中心供配电实际需求，以及三种冗余方式的优、缺点，来决定采取哪种方式更为有利。
3.自备应急电源系统设计
大型数据中心自备应急电源一般采用柴油发电机组或者大功率燃气轮机发电机组。根据可靠性原则，大型数据中心至少应配置一路自备应急电源，保证满足全部一、二级负荷的需要。发电机组燃料储备量一般应满足发电机组满负荷运行8小时。
（三）供配电线路敷设
电源线路敷设必须以设备布局和设计图纸为基础，设计时应保证供电距离尽量短，且强电和弱电线路不能同走一个线槽，一定要分开铺设。UPS电源配电箱（柜）引出的配电线路，宜穿镀锌钢管并敷设至数据中心各相关机柜，并使用插座或工业连接器为机柜供电。四、结语综上所述，大型数据中心供配电系统是重要的基础设施，其设计应纳入数据中心建设统筹规划。设计时应综合考虑供配电系统作用的效发挥，并注重科学性、标准性、经济性、可靠性、可拓展性等，确保大型数据中心供电安全、稳定、可靠。
参考文献：
[1]李峰.数据中心供配电系统设计[J].通信技术,,43(6):227-231,234.
[2]王志强.大型数据中心供配电系统设计研究[J].电信技术,,(4):32-37.
篇5：低压供配电系统安全管理及防护论文
摘要：低压供配电系统作为电力运转的枢纽，它在电力系统的稳定运行中有着不可或缺的地位。近年来，电气事故频频出现，很大程度上影响着整个电力行业的发展。保证电力系统的经济、稳定运行，如何有效地对低压供配电系统进行防护以及对其安全管理，是现阶段电力产业的主要难题。
关键词：低压；供配电设备；防护措施；安全管理；电力系统
1低压供配电系统的构成
低压供配电系统主要由降压变电所、输电线路和各种用电设备构成。而其中的低压供配电设备是整个电力系统的核心，由配电设备、变电设备、照明设备以及备用电源等共同组成。各个设备之间既可以通过组装来配合完成工作，也可以独立进行工作。其中的每个设备在低压变配电系统中都有各自功能作用，在电力系统运行起到了着至关重要的作用，构建了完整低压供配电系统。
2低压电气供配电设备存在的问题
目前大多数的低压供电设备缺乏相应的保护装置，存在很多安全隐患。一旦出现安全问题，工作人员不能及时切断总电源，非常容易引起电气事故。在初期建设的过程中，前期投入使用的设备缺少必要的安全筛查，导致很多的电气设备在运行一段时间后，出现各种安全问题。所以相关管理部门应加强对设备的检查力度，将设备的安全管理问题落实，减小设备发生故障的几率。在对低压供配电设备的日常维护管理中，工作人员专业能力不够成熟，对于突发事故缺少完整的认知，在恶劣环境中无法及时处理故障设备，间接的影响供配电系统的稳定运行。
3低压电气设备设置的原则
低压电气设备在设置时要按照分级配电的原则来设置，总配电屏设置在室内，分配电箱设置在室外。动力设备电箱和照明设备要各自进行相关设置[1]。要想保证电力系统的正常运行，就不能忽视设备间独立工作以及配合工作时存在的安全问题。工作人员可以用一个开关控制一台电气设备，也可以控制多台电气设备，在设置时将配电电气柜中的电源开关设置在各自配电箱中，满足了各个设备都由各自的开关控制。可以将组合的配电电气柜的各个开关设置在同一个配电箱中，满足在一地控制多台配电电气柜的要求。工作人员相关作业的`时候，要按照表1中的电气安全距离的要求进行工作。
篇6：低压供配电系统安全管理及防护论文
4.1安全管理措施
1）设备线路的管理。企业投入到电力系统的设备通常都是大型设备，价格不菲，所需要的成本较高，合理维护配电线路也就显得非常重要，配电线路是各个设备的桥梁，也是保证设备系统正常连接的前提要求。工作人员在接线之前，要预先设计出科学合理的位置安排，也应当提前掌握需要的架空距离，做好相应的接地工作，避免出现在安装配电线路时候发生意外事故[2]。2）电气开关柜的管理。电气开关柜作为控制着整个电力系统通断，一定要特别重视维护工作，电气开关柜失灵，必然会牵连整个电力系统的安全、稳定运行。所以，在电气开关柜正常工作时，维护人员就要做好维护工作，监测系统应时刻监测电气开关柜的指标是否达到阈警值，接触触头是否损坏、老化，线路接头有无短路的现象；检查开关柜的隔离开关是否处于正常工作状态；检查油箱中的油是否充足以及油质是否达标。通过科学有效的方法管理，以保证电力系统的稳定运行。
4.2安全防护措施
1）互感器的安全防护。低压供配电系统中，互感器也扮演者重要的角色。对互感器的安全防护工作也是不可或缺的。在维护中，要对互感器进行安全评估，也要做好部件检查工作[3]。测量绝缘、直阻等安全指标是否达到要求，从而保障互感器的稳定运行。还要定期对互感器进行部件清理工作，检查各部分触头接头的绝缘部件是否正常工作，保证电力系统的稳定运行。2）提高工作人员的专业能力。在低压供配电设备安全管理的工作当中，对管理层进行相关的安全管理宣传工作，对工作层应做好相关安全教育以及专业能力培训，这样才能保证整个工作环节的稳定，对消除电力系统的潜在隐患起到重要作用[4]。
5结语
综上所述，随着电力系统越来越复杂化，出现安全事故的几率也会越来越大，一旦发生事故，将会给企业的经济造成重大损失，因此，做好低压供配电系统的防护措施，对电气设备进行安全管理，从而为减少电力事故发生的概率和维护企业的资金成本提供保障。
参考文献：
[1]杨东华．低压电气供配电与设备的安全管理探讨［J］．中国高新技术企业，(27)：136-137．
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[4]卢集斌.电气设备安全运行管理和养护[J].南方农机，，48(18)：145-146.
篇7：供配电系统设计的高层建筑工程中的设计研究论文
供配电系统设计的高层建筑工程中的设计研究论文
摘要：近几年来,我国对各地方农村实行了城市化管理,农村人口不断向城市转移。在这样的背景下,建筑部门实行高层建筑的措施,以满足民众的住房需求。在确保施工成效的前提下,还要充分增强建筑的整体使用功能,是新时代高层建筑要体现的基本标准。供配电系统设计属于高层建筑工程中的核心项目,其设计质量会直接影响建筑功能的发挥,那么在本文中,将对此进行具体的分析,从而为实现高层建筑的安全使用提供参考。
关键词：高层建筑;电气设计;供配电系统;安全性;
0引言
高层建筑是城区基础建设的核心部分,正确运用超高层建筑,可以改善在城市化管理中产生的土地资源不充足问题,从而为城区发展提供保障。供配电系统设计是建筑工程的关键环节,需要在全面了解建筑构架及其作用的前提下,来规划供配电系统设计流程,以确保设计整体的标准性;更要注意在供配电系统设计过程中,将“安全施工”的理念充分落实,以增强超高层建筑的整体质量。
1高层建筑供配电系统设计的基本要求 1.1安全性要求
在进行供配电系统设计过程中,需要在保证电气设备本身质量合格的`前提下,保证建筑物的供配电系统运行的安全性。在明确高层建筑层数的前提下,供配电系统区需要设定在建筑的中间点,以减少电能输送时的电能损耗,也可以在地下相关层加设发电机。为确保建筑物整体用电的的长期稳定性,需要将输出电压设定在10kV,再通过对降压变压器的运用,将配电系统控制为低压。除此之外,在配电系统设置期间,需要结合建筑总层数来规划线路总米数、线路与发电距离及其线路型号。
1.2节能性要求
节能高效工作要求现阶段已是各行业领域的基本工作要求,所以,高层建筑中的供配电系统也需要具备节能高效的标准。现阶段,建筑物内形式上的降低电压是能够达到的,然而要实现真正的节能目的,需要运用先进高效的节能灯。在空调风机、水泵等马达的设计中,可采用我国主流的变频控制设计,这种设计法的主要优点是能够根据系统实际需求调整马达用电量,避免传统马达因长时间的连续工作而产生电量浪费的现象,最终实现节能。
2高层建筑供配电系统设计要点 2.1火警自动报警系统设计
根据高层建筑物构架和功能,依照重要建筑的设计标准建立自动性的报警系统,可以开展危险安全播放,灾情数据整理等,一旦有险情出现时,报警系统中的险情控制装置会根据设定流程给出指令,指令的给出通常是参照报警信号的发送时间,同时自动开启消防设施。在一般状态下,在进行消防系统设置过程中,需要结合建筑物的构架加设感温探测器,在建筑内的主要安全出入点、楼道、相关房间等,加设感烟探测器,同时在建筑物的各重要点设置供机械操作的报警设备。这种报警设备要设定在各楼层的相同位置,并有效设定发电室、消防风机室等的距离。
2.2供配电系统设计
第一,符合等级与供电电源。结合目前,我电业部门的相应标准,消防用电装置都要根据最大限度负荷进行电能输送。超高层建筑需要实行总体上的供电系统设计,并且要设置两路电源,也必须要设置紧急备用电源。也就是说在确保建筑内有效电源不能低于两个,各个电源需要服务于不同的线路,电源电压等级要呈现为10kV。为达到所有高层建筑消防系统用电需求,在电气设计期间,需要在基本设计前提下,加设相应的发动机以作备用电源,确保在紧急情况下可以及时开启消防系统。
第二,变配电室设置。在通常情况下,高层建筑内的水泵及其空调控制系统都要设定在地下楼层内,为确保变压器可以最大限度的定位于负荷的核心区域,需要将配电室设置在建筑的中间点,并且将发电机安置在配电室附近。整体高度为200米以上的超高层建筑,在一般情况下往往会在建筑内的重要楼层安置相应的电气设施。在有配电室无法正常输送电能的状态下,需要在重要楼层加设备用配电室,能够有效改善配电室供电的不稳定问题,增强电力输送质量。
第三,高低压配电线路的设置。一般情况下,10kV用户变电室简化主结线方案主要采用SM6环网开关柜,这种设计适用于不设保护的电源开关柜,变压器出线开关主要采用断路器柜或熔断器、复合开关柜等。针对单台变压器容量不小于1600kV的情况,可选择断路器柜;在单台变压器容量不大于1250kV时,可采用熔断器合开关柜作为10kV侧环网开关柜,其中熔断器可对变压器起保护作用。采用双路进行10kV电源,其中主结线为单母线分段,每段10kV母线设置一变压器,该变压器容量一般不超过5000kVA;二段母线合计装结的编容器容量不超过10000kVA。根据一般超高层建筑负荷计算结果来看,可选择4-6台SG10低损耗干式变压器,另设置1-2台1000kW高速柴油发动力。
2.3安全性
在进行供配电系统设计时,所要考虑的首要问题就是建筑使用的安全性,其次就是其中线路输送电量能够满足用户用电需求。这就需要在供配电系统设计时,根据多方面的因素,并且以超高层建筑的角度出发,将配电室设定在建筑的中间点,发电机也需要设置在配电室附近,以此来保障其中居民的用电安全。
3结语
在高层建筑开展供配电系统设计属于繁杂的工程。在实行市场化经济的现今时代,先进技术、创新思维也较多为灵活,对各个问题的观点也较为丰富。这就需要结合多方面的原因,要探索出能够达到各方面需求的解决方法会很难。总而言之,了解和提升供配电系统设计技术,还需要由专业人员付出大量的努力、累积丰富的经验,并且充分借鉴成功案例,同时相关人员要以长远发展的角度进行具体的研究,从而为建筑物内电气设计的发展提供保障。
参考文献
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[4]高桂根.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].价值工程,,33(36):118-119.
篇8：低压CPLD EPM7512A的混合电压系统设计论文
低压CPLD EPM7512A的混合电压系统设计论文
摘要：较详细地阐述不同逻辑电平的接口原理。以低压CPLD EPM7512A为例，给出在混合电压系统中的具体设计方案。
关键词：低压CPLD 逻辑电平电源 EMP7512A
引 言
随着微电子技术的飞速发展L寤更小、功耗更低、性能更佳的低压芯片不断涌现。I/O电平逻辑向3.3V、2.5V、1.8V，甚至更低的方向发展。但数十年来，由于5V电源的器件一直占据比较重要的市场，在系统设计中它们经常共存在一块电路板中，因此在设计它们的过程中，就不可避免地要碰到不同电压电平的接口问题。
1 EPM7512A简述
EMP7512A是Altera公司推出的MAX7000A 系列的CPLD(Complex Programmable Logic Device)；采用CMOS EEPROM工艺，传输延时仅为3.5ns，可实现频率高达200MHz的计数器；内部具有丰富的资源――512个触发器，1万个用户可编程门；为了比较适合混合电压系统，提供了2.5V、3.3V电压的内核，通过配置，输入引脚可以工作兼容2.5V/3.3V/5V/逻辑电平，输出可以配置为 2.5V/3.3V逻辑电平输出。EPM7512A同时还提供了JTAG接口，可进行ISP编程，极大方便了用户。
2 电源设计
在本系统中，外界提供的电源为±12V和+5V，而EPM7512A的工作电压需接3.3V，所以首先要解决好电源的问题。以下是几种解决方案。
(1)采用低压差线性稳压芯片
线性稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片，基本上不需要外围元件。使用方便、成本低、纹波小、无电磁干扰。 但是传统的线性稳压器，如78__系列都要求输入电压要比输出电压高2V~3V以上，否则不能正常工作，所以78__系列已经不能够满足3.3V电源设计的要求。 面对低电压电源的需求，许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器LDO(Low Dropout Regulator)。这种电源芯片的压差只有1.3V ~ 0.2V，可以实现5V转3.3V/2.5V，3.3V转2.5V/1.8V等要求。
(2)设计开关电源
开关电源也是实现电源转换的一种方法，且效率很高，但设计要比使用线性稳压器复杂得多。不过对于大电流高功率的设计，建议采用开关电源。现在开关电源里面的同步整流技术可以很好地解决低压、大电流的问题。
(3)电阻分压
这种方法简单、成本低，但是分压输出受负载大小影响，不推荐在低压系统中使用。综合对比上面几种方案，选用了TI公司的LDO芯片TPS7333QD，负载能力500mA，符合系统功耗要求。
3 逻辑接口设计
(1)各种电平的转换标准
EMP7512A的供电电压为3.3V，当VCCINT接3.3V时，输入口的'逻辑电平范围为-2V~5.75V。输出口的逻辑电平范围为0V~VCCIO。VCCIO可以接2.5V或者3.3V。在进行CPLD系统设计时，除了CPLD本身外，还有很多外围的模块和芯片，比如Flash、D/A、A/D等。这些可归成两类――驱动CPLD的5V电平和被CPLD驱动的5V电平芯片。因此就存在一个如何将低压CPLD与这些芯片或模块可靠接口的问题。表1所列为5V CMOS、5V TTL和3.3V电平的转换标准。其中，VOH表示输出高电平的最低电压，VIH表示输入高电平的最低电压，VIL表示输入低电平的最高电压，VOL表示输出低电平的最高电压。从表1中可以看出，5V TTL和3.3V的转换标准是一样的，而5V CMOS的转换标准是不同的。因此，在将3.3V系统与5V系统接口时，必须考虑到两者的不同。
表1 5V CMOS/TTL、3.3V TTL逻辑电平标准
比较项目 VOL VOH VIL VIH VCC GND 5V CMOS 0.5 4.44 1.5 3.5 5 0 5V TTL 0.4 2.4 0.8 2 5 0 3.3V TTL 0.4 2.4 0.8 2 3.3 0
(2)逻辑电平不同时接口出现的问题
在混合电压系统中，不同电源电压的逻辑器件互相接口存在以下几个问题。
① 加到输入和输出引脚上允许的最大电压限制问题。器件对加到输入或者输出脚上的电压通常是有限制的。这些引脚由二极管或者分离元件接到Vcc。如果接入的电压过高，则电流将会通过二极管或者分离元件流向电源。例如在3.3V器件的输入端加上5V的信号，则5V电源会向3.3V电源充电。持续的电流将会损坏二极管和其它电路元件。
② 两个电源间电流的互串问题。在等待或者掉电方式时，3.3V电源降落到0V，大电流将流通到地。这使得总线上的高电压被下拉到地，引起数据丢失和元件损坏。必须注意的是：不管在3.3V的工作状态还是在0V的等待状态，都不允许电流流向Vcc。
③ 接口输入转换门限问题。用5V的器件驱动3.3V的器件有很多不同的情况，同样TTL和CMOS间的转换电平也存在着不同情况。驱动器必须满足接收器的输入转换电平，并且要有足够的容限以保证不损坏电路元件。
(3)EPM7512A与5V电平接口的4种情形
在该系统中，有下面4种不同的情况需考虑。(配置脚VCCINT、VCCIO均须接3.3V，把EPM7512A配置成 3.3V TTL器件。)
① 5V TTL器件驱动EPM7512A(直接相连)。由于5V TTL和3.3V的电平转换标准是一样的，5V TTL器件输出的典型值为3.6V，因此，如果3.3V器件能够承受5V的电压，则从电平上来说是完全可以直接相连的。EPM7512A能承受5V TTL电平驱动。
② EPM7512A驱动5V TTL器件(直接相连)。由于 3.3V器件的VOH和VOL电平分别是2.4V和0.4V，5V TTL器件的VIH 和VIL 电平分别是2V和0.8V；而EPM512A 实际上能输出3V摆幅的电压，显然5V TTL器件能够正确识别EMP7512A的输入电平。
③ 5V CMOS器件驱动EPM7512A(直接相连)。分析5V CMOS的VOH 和VOL以及3.3V的VIH 和VIL 的转换电平可以看出，虽然两者存在一定的差别，但是能够承受5V电压的3.3V器件能够正确识别5V器件送来的电平值。所以能够承受5V电压的3.3V 器件的输入端可以直接与5V器件的输出端接口。EPM7512A有5V容限，故能直接与5V器件的输出端接口。
④ EPM7512A驱动5V CMOS(不能直接相连)。3.3V与5V CMOS的电平转换标准是不一样的。从表1中可以看出，3.3V输出的高电压的最低电压值VOH = 2.4V(输出的最高电压可以达到3.3V)，而5V CMOS器件要求的高电平最低电压VIH = 3.5V，因此EMP7512A的输出不能直接与5V CMOS器件的输入相连接。为此必须做些处理。最通用的方法就是，使用电平接口转换芯片实现3.3V与5V电平的相互转换。可以采用双电压(一边是3.3V，另一边是5V)供电的双向驱动器来实现电平转换。如TI的SN74ALVC164245、SN74ALVC4245等芯片，可以较好地解决3.3V与5V电平的转换问题。对于5 V TTL 或者5 V CMOS器件，如果驱动3.3V(但无5V容限)的器件，就不能直接连接，而也可通过SN74ALVC16245来实现5V到3.3V的转换。对于EPM7512A驱动5V
CMOS的情况还有个比较好的方法是，使输出口OC(集电极开路)输出，外面接一个电阻上拉到5V，这样就可以驱动5V CMOS器件了，只是逻辑反向了而已。
4 总 结
混合逻辑系统会在一个比较长的时间内存在。它的设计比较复杂，必须仔细分析其中的逻辑接口问题，否则容易使芯片烧毁或者逻辑失真。笔者在应用EEM7512A的过程中总结了这几种方法，对设计混合逻辑系统具有普遍意义。
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