常用电源电路设计及应用范文第1篇

关键词：建筑；电气设计；消防电气；防火；国家标准

在建筑电气设计中，消防电气的设计主要包括消防配电设计和火灾自动报警系统两部分。消防电气设计直接关系到火灾发生时能否及时发现，能否及时、有效、有秩序地扑救和使人员生命和财产的损失降至最小等问题。根据笔者多年从事建筑电气的工程设计和审图经验，就这两部分内容中易出问题的部分，在规范的使用和理解上提出一些看法，以供大家参考。

一、消防用电设备应采用专用的供电回路

消防设备末端箱接至分配电箱，分配电箱至低压配电室配电柜的消防供电回路与非消防设备供电回路混箱、混路。比较典型的设计方案是对电动防火门、排烟阀甚至消防类泵、排烟风机规范》(简称(平时消防兼用)在末端箱采用双电源互投消防版)《高层建专用配电箱且至分配电箱采用专用消防供电回路，但分配电箱中消防回路与非消防回路混箱

1.最末级配电箱的配电线路。

配电箱为消防和正常设备混用配电箱，常未设置消防配电箱标志，且在平时由于其中的正常没备故障或维护，经常停电检修并按正常设备配电箱进行管理。上述情况在不需设置火灾自动报警的系统中也是同样的，很难保证消防设备供电的需要。消防人员到达火场进行灭火时，需要检查和切断非消防电源，防止火势沿配电线路蔓延扩大和避免触电事故，因发生火灾时时间紧迫，检杏和切断非消防电源常在低压配电室或分配电室中进行。正是由于不少单位或建筑物的配电线路像上述情况是混合敷设的，又无明显标志和提示，不易分清哪些是消防用电设备的配电线路，消防人员常不得不在配电窜全部切断无消防配电标志的电源，致使消防用电设备不能正常运行。因此，应将消防用电设备的配电线路与其他动力、照明配电线路分开敷设。同时，为避免误操作，便于灭火战斗，应设置方便在紧急情况下操作的明显标志，如清晰、简捷易读的说明、指示等。尤其对于未设置火灾自动报警系统的建筑，因无法自动切除非消防负荷，为防止上述情况出现，更应严格执行这一规范条文。设计人员也应深刻理解发生火灾时切除非消防电源的目的和消防电源设置专用回路，以符合它的可靠性要求。

2.在双电源互投的消防设备配电箱中接入非消防负荷

在以往的工程设计中，常见到末端双电源可=投的消防照明配电箱中接人插座、普通照明、排风扇等非消防负荷。该设计从经济上确实叮以节省配电箱等设备，但却会造成违反国家规范规定的现象发生。W当火灾发生时作为非消防负荷是应当切除的。对于设有火灾自动报警的系统，应设置分励脱扣与消防信号联动，在火灾发生时自动脱扣。

3.在高层建筑的电气设计中，经常看到消防电梯和普通电梯共用电源的情况发生。大部分情况是将两路电源引入到消防电梯机房中，一路引人普通电梯机房，这是不符合消防规范规定的。消防用电设备应采用专用的供电回路，其中供电回路是指从低压总配电室(包括分配电室)至最末一级配电箱，与一般配电线路应严格分开，即有了可靠的电源，而消防设备的配电线路不可靠，仍不能保证消防设备的安全供电。普通电梯的接入势必影响到消防电梯电源的可靠性，无疑给消防回路的安全性带来一定的隐患。一旦这些设备发生故障造成短路，则会殃及两路消防电源的可靠性。

4.对于消防负荷的负荷等级的认定和做法

在以往的工程设计中出现过一些因概念不清而违背规范的情形。所有公灯均为自带蓄电池、符合国家消防灯具规范要求的灯具。lALgd配电箱主进断路器在火灾时断开。上述消防灯具供电系统对于消防负荷等级为三级的建筑是适用的，可满足规范的要求，但如果是消防负荷等级为一级和二级的建筑，就是不符合规范要求或违背规范原意的。分析如下：对于消防负荷等级为三级的情况，因上述消防应急灯均为自带蓄电池符合消防规范要求的灯具，在火灾发生时，即使正常电源被切断，一路蓄电池作为消防独立电源是满足要求的。

5.关于消防灯具自带蓄电池时蓄电池的充电问题

首先论述一下关于消防自带蓄电池灯具的蓄电池持续放电的时间问题。消防控制室、电话总机房、配电室、发电站、水泵房、风机房等消防工作区域的消防备用照明的持续供电时间应不小于180min。消防备用照明是指供消防作业及救援人员继续工作的场所的消防应急照明。因此，针对这些场所设计中应注意区别于消防疏散照明的。持续供电时间的要求，应说明为不小于180其次论述一下消防灯具蓄电池的充电问题。对于这类需要蓄电池作为消防电源的灯具，蓄电池在火灾时必须满足正常工作的要求，因此蓄电池的充电应尤为重视。

二、系统的设置

在消防电气系统中，火灾自动报警系统是及时发现火情、及时扑救的保证。建筑物是否需要设置，其次根据规范对需要设置火灾自动报警系统的消防电气系统进行分级，这是比较经济的做法，也是规范的最低要求。目前许多项目均高于规范设置了火灾自动报警系统，如丁类厂房，层建筑面积

1.非消防电源的切除

非消防电源的切除是火灾自动报警系统消防联动的晕要部分，在火灾自动报警系统图中应将需切除的负荷明确标明，在相应强电系统图中的相应回路上应标明联动部分设备和管线，在一些消防负荷为三级的项目中经常看到切除总进线断路器，而消防应急照明又未设有蓄电池，或不切除消防应急照明所在配电箱的电源，造成其中非消防负荷不被切除。这些做法均违反规范规定，在设计中应引起注意。

2.对于国家各类规范和标准的理解和运用

报警不论是电气设计还是消防电气设计，均需依据国家规范标准，正确地理解规范和标准，才能得出正确的结论。根据标准的适用范围不同，可分为国家标准、地方标准和行业标准。地方标准和行业标准是国家标准的分解。

3.确定建安部标准。

根据标准的强制性可分为强制性标准和推荐性标准。强制性标准是必须执行的标准，它提出了必须遵循的最低要求，而行业标准和地方标准可以高于国家标准，但不能低于国家标准。推荐性标准足在标准代号后加上／T，顾名思义是推荐性的，不具备强制性。

常用电源电路设计及应用范文第2篇

关键词：消防；建筑；设备；设计

1漏电火灾报警系统

我国的电气火灾大部分是由短路引发的，特别是接地电弧性短路，因为其短路电流较小，无法使保护线路的断路器迅速跳闸。根据公安部消防局电气火灾原因技术鉴定中心的统计资料来看电气火灾大部分是直接或间接由电气线路引起的，以2002年度为例，鉴定火灾115起，其中有95起是由电气线路的直接或间接原因造成的。漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态，能发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。因此规范规定高层

建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。漏电火灾报警系统应具有下列功能：1）探测漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化；2）储存各种故障和操作实验信号，信号存储时间不应少于12个月；3）切断漏电线路上的电源，并显示其状态；4）显示系统电源状态。由于漏电火灾报警系统属于新技术，在具体工程项目设计时应认真研究和探讨。同时应注意以下几个问题：

1）在应急照明线路上装设漏电火灾报警系统，应根据实际情况，如火灾时人员是否疏散完毕，灭火时是否影响消防人员的人身安全等决定是否立即切断漏电线路上的电源；

2）对于每层建筑面积大，每层设有总配电箱，出线均为给三相分配电箱供电，若仅在总配电箱进线总开关装设漏电火灾报警装置，一旦有线路漏电，进线总开关跳闸，将造成大面积停电，因此建议在每个出线回路均设漏电火灾报警装置；而对于每层建筑面积较小，每层设有层配电箱，出线为单相和三相，那么宜在层配电箱进线总开关装设漏电火灾报警装置，同时三相分配电箱进线总开关选用漏电300mA动作并带延时的漏电断路器。

3）规范规定突然断电比过负载造成损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。在具体工程项目设计时，消防设备供电线路保护断路器往往取消热脱扣器，仅有电磁脱扣器，这样一来线路只有短路保护，从而可能造成电动机堵转或单相接地故障，断路器无法跳闸，采用漏电火灾报警装置就能很好地解决这一问题。因为漏电火灾报警系统能够探测供电线路的漏电电流及过电流情况，并判断是否切断供电线路的电源。对于建筑物内的人员密集的公共场所，如有高档装修，又没有设置漏电火灾报警系统时，由于插座已设置漏电保护，因此建议照明回路增设漏电保护，具体做法如下：

1）所有照明回路共用一个漏电保护开关，优点是造价省，缺点是一旦漏电保护开关动作，所有照明均失电，影响面大；

2）每个照明回路均设漏电保护开关，缺点是造价高，优点是一旦漏电保护开关动作，影响面小；

3）相同相序的照明回路设置一个总漏电保护开关，这样一来造价也不高，而且一旦漏电保护开关动作，影响面也较小。

2消防设备的供电电源和线路敷设

建筑内的消防设备负荷等级规范有明确规定，如一类高层民用建筑的消防设备为一级负荷，二类高层民用建筑的消防设备为二级负荷。而柴油发电机房送风机、专供变电所使用的送、排风机以及专供消防水泵房使用的污水泵等设备负荷等级也应与消防设备负荷等级一致，不能作为非消防设备在火灾时切除供电电源。一级负荷的供电电源应符合下列要求：

1.一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电缆。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可

采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作为备用电源。

2.一级负荷别重要负荷，除有两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。

常用的应急电源可有下列几种：a.独立于正常电源的发电机组。b.供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。c.蓄电池。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV

及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。在建筑电气设计中，最常用的应急电源是柴油发电机组和EPS应急

电源。应急电源的选用不仅要造价、环保等进行分析比较确定，还应注意以下几个问题：

（1）EPS应急电源系统一般的备用供电时间为30～120min，因此在设计时应根据设备性质标明备用供电时间，例如根据建筑物的性质、类别，消防泵在火灾时应满足持续工作时间为3h和2h，喷洒泵在火灾时应满足持续工作时间为1h，

用于防火卷帘的水幕泵在火灾时应满足持续工作时间为3h。正压送风机是保证楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、和用前室无烟或少烟，这一垂直通道不仅是人员的逃生通道，而且也是消防救火人员的安全通道，因此其在火灾时应满足持续工作时间应不小于消防泵在火灾时的持续工作时间，同理消防控制室在火灾时应满足持续工作时间不小于消防泵在火灾时的持续工作时间。同时还必须从概念上彻底地清楚认识：EPS是一种应急电源产品，不是长时间性质的备用电源，它只用于当正常电源故障时，维持重要负载的供电可靠性，保证重要负荷在一段时间内或规定时间范围内供电的连续性。所以，对正常电源供电可靠性较差的场所，EPS应急电源不能用作常用设备的备用电源。而应选用柴油发电机组作为备用电源。

（2）消防电梯及平时和火灾合用的排烟机、送风机等消防设备采用EPS应急电源作为备用电源不合适，而应采用独立于正常电源的发电机组等。因为市电停电，作为EPS应急电源的核心蓄电池就没有了充电电源，其储存的电能在市电停电时就有可能被用完，一旦此时发生火灾，这些消防设备将无法投入使用。

供电电源在满足电力负荷的要求下，供电线路的安全可靠也是非常重要的。供电线路敷设方式应根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布及环境特征等因数确定。应避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响。并应防止在敷设及使用过程中因受冲击、振动和建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备应采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路敷设应符合下列要求：

1.当采用暗敷设时，应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm；明敷设时，应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽，其在火灾时应满足持续工作时间应不小于相应消防设备在火灾时的持续工作时间；

2.当采用阻燃或耐火电缆时，敷设在电缆井、电缆沟内可不采取防火保护措施；3.当采用矿物绝缘类不燃性电缆时，可直接敷设；

4.宜与其它配电线路分开敷设；当敷设在同一井沟内时，宜分别布置在井沟的两侧。电气管道、线槽穿过隔墙、楼板时，应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实。特别值得一提的是电气线槽在穿过防火分区时，线槽内部应做阻火封堵，以免火灾通过线槽内部电线进一步扩大。

3应急照明疏散系统

火灾应急照明疏散系统根据规范要求高层建筑的下列部位应设置应急照明：1）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、和用前室和避难层（间）；2）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用地的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间；3）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所；4）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道超过20m的内走道。除二类居住建筑外，高层建筑的疏散走道和安全出口处应设灯光疏散指示标志。同时应急照明灯和灯光疏散指示标志，应设玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩。在已投入使用的工程中，经常发现作为应急照明灯的筒灯或格栅荧光灯等未带保护罩，因此在建筑电气设计时，作为应急照明灯的筒灯或格栅荧光灯等灯具应直接选用带玻璃等保护罩的型号规格，而不宜仅在设计说明中注明应急照明灯和灯光疏散指示标志应设玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩。应急照明灯和灯光疏散指示标志的供电一般有两种做法：1）灯具自带蓄电池作为备用电源，这种系统的缺点是布点多、分散、维护较困难，而且由于没有监测装置，当蓄电池性能下降或损坏时不易被发现，如不及时更换，火灾发生时，往往起不到应急作用。优点是灯具自带蓄电池作为备用电源，相当于末端互投，即使常用电源或线路发生故障，也不影响应急照明的作用。2）采用EPS集中供电，虽然克服了灯具自带蓄电池的缺点，但由于灯具是采用单回路供电，因此其供电线路的敷设可靠性将格外重要，特别是在吊顶内安装时，导线不应穿塑料管敷设，而应穿金属管敷设，同时金属管外壁刷防火涂料，接线盒至灯具的导线应穿阻燃可挠金属电线管保护，不应采用金属软管保护。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上，而配电箱又没有作防火措施，一旦火灾发生在配电箱附近，配电箱很快而且很容易被烧毁，因此应设置配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的

可靠性。

4结束语

总之只有以人为本，精心设计，在每个细节上消除电气火灾隐患，尽量保证消防设备供电的可靠性，才能达到最佳的安全效果和取得最佳的经济效益。

参考文献

[1]5民用建筑电气设计规范6JGJ/T16-92，1993

[2]5高层民用建筑设计防火规范6（2005年版）GB50045-95，2005

常用电源电路设计及应用范文第3篇

关键词：智能建筑；电气自动化系统；分析；设计

随着科技的发展，智能建筑电气自动化系统的使用率变得越来越高，通过电气自动化控制系统能够有效的提高电气系统的整体工作效率，对电气设备的监控系统除能减少管理成本与人力成本外，还能在设备出现故障时及时处理，提高设备的使用寿命，使人们的生产生活更加便捷，而为了提高智能建筑电气自动化系统的可靠性，对其设计思路进行科学合理的分析就变得尤为重要。

1 智能建筑电气自动化系统的概念

智能建筑电气自动化系统主要是通过计算机对建筑进行监控、处理，并通过设备实现自动报警、检测、运行的过程，智能建筑电气自动化系统能够极大的提高建筑使用者的办公、营业及生活的效率，使结构与服务、管理相结合并优化，提高人们生活的便捷性。

2 智能建筑电气自动化系统的分析

2.1 给排水系统

给排水控制系统主要是对潜污泵进行检测、控制即报警，提高水池或水坑安全性的自动化系统，目前现有的建筑给排水系统的给水方式主要包括高位水箱给水、直接给水、气压罐给水三种。水泵控制系统主要是通过传感器进行水位检测、报警处理，当水位高于传感器之前设置的水位值时，传感器将会自动使恒压供水频泵停止供水，以保证水位及水压处于安全范围之内；高位水箱给水系统主要是对生活泵的启停、报警时间及电量进行控制；气压罐给水控制系统只要是将以上两种给水系统进行综合。

2.2 变配电控制系统

智能建筑电气自动化建筑系统待变配电控制系统方面的要求较高，为了防止突发的停电状况对施工及居民所带来的影响，智能建筑电气自动化变配电控制系统应配置备用电源，以减少外界环境中的不可抗因素对居民生活的影响，使工作人员能够对设备的运行状态进行实时监控，提高故障处理的效率。变配电控制系统的主要组成元件主要有：（1）现场控制器。现场监控器主要是对建筑内部所涉及到的各项设备进行控制，该种控制器虽受中央计算机控制，但当发生意外情况时其可不受中央计算机影响自行运作；（2）执行器。执行器主要包括电动的调节阀、执行器、风扇们等，是变配电控制系统中较为末端的控制元件；（3）传感器。目前，市面上的传感器种类较多，在变配电控制系统中，可根据所要监控的因素选择传感器的类别。

2.3 动力及照明控制系统

在智能建筑的电能使用情况中，照明用电占有较大的比例，因此，在现代智能建筑电气自动化控制系统中，应在提高照明质量的同时寻求节约能源的有效办法，以减少能源的耗用情况，通常智能建筑的高度较高、层数较多，故电梯用耗电量较大。为了提高动力系统的安全性及科学性与高效性，通常动力系统将与计算机控制系统相结合，减少动力系统因遇不可抗力所带来的安全故障。

3 电气自动化系统设计的思路

3.1 中央控制系统的设计思路

智能建筑电气自动化系统的中央控制系统应以安全性为前提进行设计，这一思路在具体操作过程中主要体现为以下几个方面：（1）中央控制室位置的设置方面。中央控制室的位置应距离强磁场15m以上，以防止强磁场对中央控制室产生影响；（2）设备方面。中央控制系统所需及所用到的设备，均应经过仔细的检查，符合标准后才可投入使用；（3）其他方面。在中央控制系统的设计过程中，为了提高控制系统的安全性，通常应将安全操作的距离设置为1.5m以上，检修距离应在1m以上，此外，为了防止静电对中央控制室产生影响，应在中央控制室内设置抗静电设备。

3.2 电源设计思路

电源作为电气自动化控制系统最为重要的核心组成成分，对智能建筑电气自动化的性能具有非常重要的影响，在对电气自动化系统的电源进行设计时，应首先对智能建筑的建筑需求及目的进行仔细分析，以保证建筑内各项设备均能在电源的负荷内进行运作。智能电气自动化系统电源的设计思路，应按照Ⅰ、Ⅱ类系统及CPU控制器的电源进行设计，若电源系统为Ⅰ类系统，在具备USB设备的前提下，其所采用的供电方式应为放射式或树干式，若电源系统为Ⅱ类系统，应利用附近的动力盘来进行供电；若电源系统为CPU控制器，应使运行条件在72h以上，以使电气控制系统中的电源系统遇到突发状况停电时，电源依然能够保持通电状态，以免对电气自动化系统中的设备产生影响。

3.3 现场控制器的设计思路

现场控制器的运行与电源的设计具有一定的关联性，因此应结合电源设计思路对现场控制器进行设计，对管理方式及安装调试方式的安全性、便捷性及经济性进行综合考虑，以提高电气自动化系统的整体性能并有效控制整体安装成本。在对现场控制器进行设计时，首先，应对现场控制器的实际情况进行科学的分析，并将控制器所需的隔离空间预留出来，以减少管道、线路或磁场等对控制器所产生的影响，使控制器的设计思路具有较高的可实时性；其次，为了保证现场控制器的效率，除了应使控制器的输出、输入符合电气自动化系统对设备的总体要求外，还应预留一定的余量（通常余量为设备要总体要求的10%-20%），以减少突发状况对电气自动化现场控制系统的影响；再次，现场控制器的安装应远离给排水管道及输水管道，以免管道大声渗漏水，对控制盘产生影响，此外，在设计时应注意采用防潮、防蒸汽措施，以免控制盘受潮。

3.4 电气布线设计的整体思路

智能建筑电气自动化系统的电气布线设计思路，应首先将电气布线系统的线路进行划分，目前可将其分为以下几种：（1）电源线。电源线通常采用铜作为导线材料，将聚氯乙烯作为套现外的绝缘体；（2）网络通讯线。网络通讯线的选择应综合考虑计算机局域网、建筑自动化系统对于数据传输过程中所需要的功率大小、兼容性要求及硬件选用成本等因素进行综合考虑，通常网络通讯线可采用同轴电缆、屏蔽（或非屏蔽）双绞线、光缆等材料；（3）信号线。信号线通常采用铜为材料，且其截面一般为1.0-1.5mm2，信号线是否需要采用屏蔽线及软线，应根据智能建筑电气自动化系统的实际情况进行确定。

4 结语

智能建筑设备电气自动化系统能够对建筑的给排水系统、变配电系统、照明及动力系统进行合理的控制，为了保证智能建筑电气自动化系统的安全性，有效的减少施工成本，应对中央控制系统、电源、现场控制器及电气布线等进行分析，不断完善设计思路，以不断提高智能建筑电气自动化系统对人们生活的有力影响，使人们的生活更加便捷。

参考文献

[1] 谢献纲.智能建筑电气自动化系统的分析及设计思路[J].时代农机，2015（10）：59-61.

常用电源电路设计及应用范文第4篇

关键词：高层住宅；低压供配电；系统设计

中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0025-02

随着我国城市化进程的加快，城市住宅逐渐向高层化发展。高层住宅的供配电系统负荷容量大、用电的设备较多、对供电的安全可靠性要求也很高，就当前我国的高层住宅的供配电系统来说，其运行过程中还存在着许多的问题。因此，如何能够设计出一套安全、可靠且合理的供配电系统，以便满足住户的用电需求呢？

1 高层住宅的供配电系统现状

伴随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，无论人们的日常生活还是工业生产，都需要大量的用电供应。当前，我国高层住宅中有许多供配电系统设计都存在着一定的问题，不能满足高层住宅的整体用电需求。随着城市的繁荣发展，我国高层住宅的建设也在逐渐增多，在部分高层住宅中，因为供电系统使用的时间过长，经常会出现各种问题，有些高层住宅的供配电系统已经承载不了整个住宅楼的负荷。

2 高层住宅的低压电源配置

2.1 高层住宅低压电源配置的原则

2.1.1 非消防一、二级负荷供电的要求。一级负荷应该由双重电源来供电，当其中一个电源出现故障时，另一个电源不会受到损坏，可以继续供电。在一级负荷中，特别重要的负荷除了由双重电源来供电，还可以增设备用电源。但需要注意的是，不可以将其他负荷接入备用供电系统。二级负荷应该由两个回线路进行同时供电，以确保电量供应充足。

2.1.2 民用建筑供电要求。消防用电负荷为一级时，应该由主电源与备用电源或者城市电网中与主电源分离的专用回路的双电源来进行供电。当消防用电负荷为二级时，应该由主电源与变电系统或者提供备用电源的双回路的电源来供电。为消防用电设备提供双重电源时，可以将任一回路设置成主电源，当主电源出现断电情况时，另一电源应自动地进行供电。高层住宅的消防配电系统应该设置在住宅的电源线处或者是配变电所处，其备用电源也应和主配电装置分开设置，当无法实现分开设置时，需要同主电源并列设置，在两者的分解处应该设置防火隔断，配电装置应该有明确的标注。

2.2 高层住宅的低压供电系统的配置方案

采用一路电源，一台变压器，把低压单母线分段，设置应急备用电源，使其能够满足消防负荷与非消防负荷的用电量。该方案适用于普通的高层住宅，而不适用于超大负荷的高层住宅。该方案满足了规范化的要求，但是由于应急备用电源的容量要求较大，投资也相对来说较高。

两路独立电源与两台变压器进行分列运行，将低压单母线进行分段，设置应急备用电源。该方案能够最大限度保证供电的可靠性，适用于一类高层住宅，尤其是负荷量大的高层住宅。

采用一路电源，一台变压器，把低压单母线进行分段，同时由变压器的低压侧引出两回路电源，分别接入不同的低压母线段，设置自备应急电源备用，其容量应该满足消防负荷用电。该方案可适用于二类的高层住宅。

使用两路电源，两台变压器，低压设置一般负荷母线以及重要负荷母线，需要注意的是，这两个母线要分开。两路电源为独立电源的时候，该方案适用于没有重要负荷的高层住宅。若两路电源不是独立电源时，则该方案适用于二类的高层住宅。该种方案系统结构较为简单，负荷关系也较明确，便于维护及管理，但是其供电可靠性不高。

3 高层住宅低压供配电系统

3.1 低压配电系统设计应注意的事项

在高层住宅中，低压配电系统的设计要将照明、电力、消防以及防灾用电负荷使之分别自成系统。消防负荷应该在高层住宅的进线处设置独立的配电装置，当有火灾发生时，便于消防人员能够在最短的时间内切断消防负荷电源。在高层住宅的供配电系统设计中，应对低压配电级数进行合理的控制，一般不应该超过三级。值得注意的是，在减少配电技术时，不可以盲目地将部分配电箱总开关由短路器换成隔离开关，这样是达不到控制级数的效果的。配电箱的设置与配电回路的划分，应该依据防火区分、负荷性质、密度以及管理维护等条件进行综合的分析。

3.2 高层住宅常用的低压配电方式

3.2.1 放射式。在高层住宅中也常采用放射式低压配电，该方式适用于重要用电负荷与消防设施中，即使用专门的垂直干线回路。该回路与应急备用回路应是相互独立的，不共管也不共线，可以将两个回路在末端的配电箱进行自动切换。

3.2.2 树干式。树干式的配电方式，通常是将高层住宅的各层配电箱设置于电气竖井内，这样可以通过插接式封闭母线槽、预分支电缆或者电缆穿刺线夹来进行分支。树干式配电方法适用于楼层较高、数量较多、负荷较大的高层住宅，该方式不仅可以大量减少低压配电屏数量，而且便于安装和维护。

3.2.3 分区树干式。分区树干式的配电方法采用的是每个回路干线对应一个供电区域，这种供电方式具有一定的可靠性。在分区树干式中，每个回路干线所对应的的层数为5～6层。对于城市中的高层住宅来讲，因为涉及的楼层较多，所以对应的层数可以适当地进行调整，但注意最多不要超过10层。

3.3 高层住宅低压供配电系统设计

对高层住宅的用电负荷进行计算时，应根据住宅中每个住户的综合用电指标作为参数。在计算的过程中，要综合考虑高层住宅的所在地能源组成、气候特点、用电负荷的发展趋势以及用电负荷计算容量等因素。在每套高层住宅中，都应该安装允许过载量不小于4倍的电能计量装置，并且把该装置设置在电气竖井内或者住户的门外公共的地方。干线系统应按照高层住宅的层数、住宅的平面组合方式以及计费的方式，采取不同的方法来进行电能计量。高层住宅中的楼道和消防等设施的电源和干线，都应该依据我国当前实行的相关防火规范来设计。其中，应急备用电源或者两路干线，应在末端的配电箱进行自动

切换。

4 结语

伴随着城市的不断发展，高层住宅日渐增多，住户用电量也在逐渐增长，对于高层住宅来说，低压供配电系统可以说是一项复杂的工程。当前，在高层住宅中低压供配电系统的设计还存在着各种问题，等待人们去逐渐完善。在具体的供配电系统中，应该掌握各类规范的要求，并结合各种因素才能设计出合理的配电方案。不断地完善高层住宅低压供配电系统，可以保证住户用电的安全性与可靠性，为城市的建设与进一步发展提供有力的保障。

参考文献

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理论研究，2011，（21）.

[2] 黄南飞.高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨

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[4] 熊英，才华.某小区住宅供配电系统设计[J].科技传

常用电源电路设计及应用范文第5篇

关键词：煤矿；安全开关；电源；设计

煤炭在我国的能源结构中占有重要地位，我国的煤炭产量占世界煤炭总产量的35%以上。但是，在煤炭的生产过程中，由于各种因素的影响，矿井下会产生大量的易燃易爆气体以及粉尘等，极易引发爆炸以及火灾等事故，对煤矿生产以及工人的生命财产安全造成严重影响。近年来，随着科学技术的快速发展，很多检测仪器、通讯设备、监控系统以及报警装置等被广泛运用到煤矿井下生产过程中。这些用电设备在煤矿生产中，由于各种因素的影响，可能会产生短路、漏电以及电火花等事故，煤炭井下用电安全问题已经引起社会的高度关注。

1 煤矿井下安全开关电源电路放电特性分析

在当前我国的能源结构中，煤矿仍然是支撑我国经济社会发展的重要组成部分。在煤矿井下生产过程中，由于各种因素的影响，难免会发生爆炸等危险，造成严重的人员伤亡以及财产损失等。因此，在煤矿井下生产中，应当高度重视安全开关电源设计。根据煤矿井下安全开关电源的要求，应当严格控制电路的火花放电能量，包括电路放电的电流、电压以及放电时间等。同时，煤矿井下安全开关电源还应当具有稳压、限流等功能，并且能够在特殊情况下采取快速切断保护措施，确保满足煤矿安全生产的相关要求。而由于煤矿井下安全开关电源电路中含有很多电容、电感等储能元器件，这些元器件会对电源电流的输出产生直接影响。因此，在对煤矿井下安全开关电源进行设计的时候，首先应当熟悉电容、电感放电等过程，掌握其放电的基本原理，在此基础上，才能设计出符合安全要求的煤矿井下安全开关电源。

1.1 煤矿井下电路产生电火花的规律

在易燃、易爆的环境下，电气设备在运行过程中产生出大量的电火花，在达到爆炸性气体临界值的状态下，会引燃周围爆炸性物质，造成严重的后果。因此，必须要重视研究煤矿井下电路电火花的规律，努力从源头消除其危害。大量研究表明，煤矿井下电路放电主要包括三种类型：电弧放电、辉光放电以及火花放电，或者这三种类型同时出现。一般来说，电弧放电是在电压以及电流都不高的情况下出现的，由于某种不稳定的放电经过转化产生。在电流很小而且处于低电压的状态下，因为开关器件所具有的特殊性质，电路发生切换时会产生电弧放电现象。而辉光放电则是在高电压、小电流的情况下产生的。由于这种情况很特殊，在实际的煤矿井下电路运行中非常少见。由于煤矿井下电源电路在一般情况下带有电容和电感的，电路在导通以及断开的过程中，由于击穿了放电间隙，会发生电火花放电现象，这就是火花放电产生的主要原因。

1.2 电容性电路放电特性

煤矿井下安全开关电源应当充分满足电气设备性能指标的要求，确保电气设备的安全运行。其中，电容、电感的影响较大。如果取值太大，那么相应的输出短路释放出的能量就会显著增加，而如果取值太小，就会增加开关管中的电流应力，导致输出纹波电压变大，严重影响到输出电压的稳定性。所以，在取值过程中，应当充分考虑到电气设备性能指标的要求，合理的取值是影响煤矿井下安全开关电源设计的关键性因素。在一般情况下，煤矿井下安全开关电源的输出端，会存在较大的输出电容，当出现输出短路等问题时，就会对电源安全性能产生较大危害。一般来说，要想在电容性电路放电过程中点燃气体混合物，就必须要同时满足能量、功率等要求，如果仅仅满足单个条件，即使放电时间很长，也无法点燃气体混合物。在很多时候，人们把电容性电路放电过程分为火花放电、放电维持以及极间放电结束等阶段。大量研究成果表明，在电容性电路整个放电过程中，第一阶段的能量变化最大，因而也是最有威胁性的。随着放电间隙的击穿，放电电流以及瞬时功率几乎在同一时达到最大值。可见，由于电容性电路的放电具有电压变化快、电流变化显著以及放电能量集中等特征，因此，放电引爆混合性气体的破坏后果非常严重。

1.3 电感在电容火花放电中的影响

由于煤矿井下安全电源线路回路中同时存在电容、电感这两种储能元器件，而电感的存在会对煤矿井下安全开关电源的设计产生出一定的影响。因此，要高度重视电感及其在电容火花放电中的影响进行研究。研究表明，煤矿井下安全电源电路中的初始电压以及所选取的电感数值的不同，都会对电容火花放电过程中电流的变动情况产生出明显的影响。而由于电阻的存在，会对电容火花放电造成一定的能量损耗，因此，通过串联电感能够在一定程度上减缓电容火花放电的电流增长速率，使其延迟达到电流峰值的时间，从而避免煤矿井下危险环境中可燃气体的爆炸。

2 煤矿井下安全开关电源的设计

由于在煤矿井下的易燃易爆的危险环境下工作，因此，与一般的开关电源相比，安全开关电源具有特殊要求。首先，必须有安全保护电路限制能量。依靠安全保护电路，煤矿井下安全开关电源可以有效限制故障状态下火花放电能量，包括限制放电电压、电流以及放电时间等。在安全开关电源的输出功率小，对电压的稳定性要求不高的时候，可以通过在电源输出端进行串联限流电阻的方式降低放电能量。如果安全开关电源的输出功率较大，就应当加入过流、过压多重保护电路，确保安全开关电源的安全输出。其次，重视电气隔离。电气隔离指的是安全开关电源的输出端与输入端要有电气隔离，防止能量由非本安的输入端传递至输出端，对输出端的安全性能产生不利影响。在多路输出时，一定要进行隔离处理，以限制火花放电的能量，充分满足电源线路的安全运行要求。再次，确保不间断供电。在煤矿井下承担着检测、监控以及报警等职能的电器设备必须能够在电网断电之后可以继续工作。然而，煤矿井下的供电质量比较差，经常会出现电网断电的情况，这就要求安全开关电源能够不间断供电，以确保矿井下电气设备的正常工作与运行，提高煤矿生产安全性能。最后，煤矿井下电源电路能够提供多重化保护。电源的隔离、保护以及可靠性组件的设计要确保安全等级的双重化或多重化，根据相关国家标准，煤矿井下电气设备必须满足ib等级要求，保护电路要进行多重化设计。

2.1 煤矿井下安全开关电源技术指标及结构设计

根据煤矿井下安全开关电源的工作需要，其设计技术指标主要包括：额定输入电压127VAC，频率50HZ；额定输出电压12V；纹波电压小于2%Vo；开关频率200kHZ。煤矿井下安全开关电源将交流电127V转变成直流电12V。电源结构图如图1所示。交流电经过整流、滤波等环节，成为纹波较大的直流电。在Buck-Boost变换器的作用下，经双重过压、过流保护电路之后，输出12V直流电。由于安全开关电源主要是在煤矿井下这种危险性的条件下使用，因此，为了安全的需要，必须要有双重过压、过流保护电路。煤矿井下安全开关电源结构主要包括输入滤波电路、整流滤波电路、备用电源、Buck-Boost变换器、多重过压、过流保护电路等，最终实现安全输出。其总体结构框图如图1所示。

图1 电源总体结构框架图

2.2 电路参数设计及选型分析

电路参数设计的主要内容包括功率器件的选型、备用电源以及控制芯片的选取等

首先，功率器件的选型包括开关管和二极管的选型。开关管在进行选型时，Buck-Boost变换器的开关管S选型必须符合下列要求：首先，开关管输出电流的额定值Ivt>ILp=1.1A；其次，开关管漏极与源极之间所承受的最大电压UDS，max>1.5（Vi，max+Vo）。而Buck-Boost变换器中二极管的选型应当满足下列条件：峰值电流必须大于变换器的输出电流（1A）；反向最大耐压值应大于输出电压的最大值1.5 （Vimax+Vo）≈50V。

其次，关于备用电源的选取。对于煤矿井下安全防爆电源来说，备用电源与主电路之间有很多不同的接线方法，备用电源的种类也非常多，比较常见的是锂电池和铅蓄电池。在很多煤矿井下安全开关电源设计中，电路选用的是额定电压为24V，容量2Ah的蓄电池，这种蓄电池在充电完成之后，可达到2小时的工作时长。

最后，在选取控制芯片过程中，通过电压控制技术实现PWM，这只是通过输出电压进行信号反馈，是一个单环控制。在此基础上，通过电流控制型PWM，采用电流控制技术来调节脉宽，在电路结构上增加了电流反馈环，达到控制开关管峰值电流的目的。如果在运行中出现故障，可以限制瞬时峰值电流。由于采用电压和电流两种控制手段，所以，对于电压调整率、负载调整率以及瞬态响应等进行了改善与处理，这是一种比较有效的控制器件。

2.3 电容、电感的选取

在煤矿井下安全开关电源的设计过程中，使用到了很多电容和电感，这些电容电感会对电源的安全稳定运行起到极为重要的作用。因此，要高度重视电容、电感的选取。电容有很多类型，包括安规电容、涤纶电容、云母电容以及电解电容等。不同类型的电容会对煤矿井下安全开关电源的性能产生直接影响。例如，使用滤波电容，将会影响到安全开关电源输出电压的稳定性以及抗干扰能力。因此，应该根据容量、特点以及应用场合等的需要选择不同的电容。在电感的设计中，由于电感是煤矿井下安全开关电源常用的元件，一般用作蓄能元件，或者与电容一起用在滤波电路中。煤矿井下安全开关电源设计，在输入整流滤波电路和输出整流电路中，都会使用到电感元件，主要用于平滑电流，避免产生较大电压。

3 结束语

安全开关电源是煤矿井下生产的关键性设备，其安全、高效以及稳定等特点，成为煤矿井下供电的重要供电电源。因此，在设计煤矿井下安全开关电源时，应当充分考虑到电路放电特性，研究安全开关电源技术指标，分析电路参数，合理选择电容和电感，确保电路安全运行和煤矿的安全生产。

参考文献

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