当前位置: 主页 > 论文库 > 工学 > 电子机械 >

高校配电自动化系统研究

时间:2012-02-02 14:02 来源:www.lunwen163.com 作者:163论文网 点击:
摘要:科研院所的仪器设备是保证学校教学和科研工作顺利进行的基本要求。随着实验室精密仪器、先进设备、贵重仪器等的不断增加,对配电系统的可靠性、安全性提出了更高的要求。 关键词:实验室,配电系统,设计,要求


1 引言
随着高等教育事业的不断发展,教育管理体制改革的不断深入,国家和地方对高等教育投资的不断增多,教育规模日益扩大,高校实验仪器设备数量增长很快。它是培养和造就高质量、高水平科技人才不可缺少的物质条件。因此,高校实验室仪器设备种类多、品种杂、数量大、使用人员多和仪器设备使用率高等问题,对实验室配电系统的安全性要求也越来越突出。
2 高校实验室设备特点
中国高等学校实验室目前已经有百年历史,高校实验室是进行实验教学、开展科学研究的重要场所,仪器设备是保证学校教学和科研工作顺利进行的基本要求,也是提高科研水平和教学质量的重要物质基础,更是是教学、科研工作最基本的要素,也是不断提高教育科学技术水平的基本条件。随着学校学生人数的不断增多,学校新增设了许多实验科目,教师的科研工作量增长很快。实验室仪器设备的主要特点是种类多、品种杂、数量大、使用人员多和仪器设备使用率高。
高校仪器设备不同于一般企事业单位和科研院所的设备。企事业单位的设备特点是根据工作要求及生产产品的类型决定的,数量大,但种类较少,涉及面窄;科研院所的设备特点是侧重于精密仪器、先进设备、贵重仪器,仪器的类型和使用情况根据不同的科研方向确定。而随着国家科教兴国战略的实施,扩招、扩建等项目相继启动,大学模式由单校区向多校区转变,高校的实验室仪器设备呈现出数量大、种类多、使用率高、分布地域分散、常规仪器与先进设备共存、变化快等特点。所以高校的实验室仪器设备设计管理与维护与其它单位相比,无论是从内容还是范围上都更具复杂性。因此,高校仪器设备的建设运行已成为现代高校综合管理的一个重要领域。
3 高校实验室配电系统设计应注意问题
高校实验室或多或少配置精密仪器、先进设备、贵重仪器,同时也是教学与科研工作实现饿主要场合,因此其配电系统的设计与安装应该严格按照规范要求进行设计与安装。如配电系统的安全措施不完善,将会给人身及设备带来很大的威胁。尤其是在当今社会,随着用电设备种类的不断增加,对供电电源的可靠性、安全性提出了更高的要求。
3.1提高实验室配电系统设计的标准
在设计中要正确计算、确定用电负荷的容量,不故意压低设计负荷,设计导线载流量的选择要符合IEC标准。在实验室配电系统的供电可靠性要求较高,通过采用合理的诸如UPS等安全性能高的供电系统。实验室一旦电力中断,会中断实验教学过程或科研进度,将对设备造成较大的危害,造成较大的经济损失,甚至造成科研人员的人生安全。在实验室建设时,要加强科技投入完善系统结构,提高配网自动化水平。利用配电自动化系统对电网进行安全检测,当发生故障后能自动隔离故障区段,自动恢复对非故障区段的供电。这样有利于及时发现故障,缩短故障定位和故障隔离所花费的时间,提高实验室配电系统的供电可靠性。
1、善配电结构,确保备用裕度。采用环形回或双回路路供电,使用备用配变、备用电源等措施增强系统的冗余度。
2、采用合理的配电方式,增强系统运行灵活性等。可采用节点网络方式、备用线路自动切换方式等。采取配电自动化技术,实现运行操作、信息等的综合自动化。采用配网自动化,实现配网重构,这种方法只对系统原有设备进行优化组合,不需要增加投资,有较好的效益。
3.2选择合适的接地制式
TT系统指电源端直接接地即接地保护,电气设备金属外壳采用单独的接地体直接接地。PE线各自独立,不会发生对地故障电压的蔓延,但仍存在中性线断开而引起相电压升高的问题; 当短路电流不足以使过流保护动作而切断电源时,会使设备外壳带比较高危险的对地电压,易造成电击安全事故,但可通过漏电保护器予以保护;当接地短路时,由于受到电源侧电气设备侧接地电阻的限制,短路电流不会太大,则减少接地短路的危险性。总体而言,TT系统适用于对电位敏感的数据处理设备、精密电子设备的供电及存在爆炸和火灾危险的诸如高校实验室的场所。
TN系统指电源端直接接地的接零保护,用电设备金属外壳与中性线连接。TN-S系统中保护用零线和中性线是分开的。由于通常PE线不通过负荷电流,与PE线相连的电气设备的金属外壳在正常运行时不带电位。因此,同样适用与科研试验单位及高校实验室等存在爆炸和火灾危险的场所。
3.3改善设备工作条件,延长设备正常工作时间
高校实验室配电系统的设计应该确保实验室尽量少出现各种用电事故,减少应配电事故造成的实验室设备仪器的检修次数,要避免设备在恶劣的工作条件下工作, 增加检修的次数,将减少寿命。比如,在高温条件下,设备绝缘老化,强度降低。在高校实验室设计时必须满足规范上规定的最高环境温度和最高设备运行温度。实验室设备在接近温度上限工作时,虽说也满足规范要求,但也会减少设备的寿命。例如,变压器绕组最热点的温度维持在98℃时,变压器能的正常的使用年限大约20~30年。而绕组温度每增加6℃,变压器使用年限将会缩短一半。参考国家标准GB1094-85中规定的A级绝缘绕组温升是65℃,设最高环境温度为+40℃,这时绕组最热点温度是65+40=105℃。在这该条件下,相对老化快二倍多。所以降低环境温度有利于延长实验设备仪器大修、小修时间间隔,有利于延长设备仪器的使用年限。例如,配电柜在设计时充分考虑到柜体运行中的散热问题,设计中可以在柜体上下两端均设有不同数量的散热槽孔,当柜内电器元件发热后,热量通过上端槽孔排出,而冷风不断地由下端槽孔补充进柜,使密封的柜体向下而上形成一个自然风道,达到散热的目的。
结论
在对高校实验室进行配电系统的设计时,要充分考虑其特殊性,适当提高设计标准满足用电设备的稳定运行,确保实验设备在良好的环境中工作,还要选择合适的接地制式对实验室设备加以充分的保护。
参考文献
[1]冯小燕,孔丽英.高校实验室仪器设备管理模式探析[J].肇庆学院学报,2004,25(2):93-96.
[2]崔风波.综合实验室低压配电系统的设计[J].中国船舶研究.2002,6(6):64-65.
[3] JGJ/T16-92,民用建筑电气设计规范.