住宅小區(qū)電氣智能化設計與研究

引言1.1智能住宅小區(qū)的發(fā)展背景所謂的“智能小區(qū)”和“智能建筑”就是在傳統(tǒng)的建筑藝術中加入計算機控制元素、信息處理和控制元素以及系統(tǒng)集成元素，使建筑物不再是冷冰冰的建筑而已，使其變得更安全、更舒適、更環(huán)保和更節(jié)能，讓人們的生活更加方便，有更好的生活體驗。智能住宅小區(qū)的概念受到多方面因素的影響，比如小區(qū)的建設規(guī)模、小區(qū)的主要功能、消費者的需求以及技術的發(fā)展等等。掌握市場動態(tài)，在傳統(tǒng)建筑技術中加入智能化控制元素，保證技術的可行性對于目前住宅小區(qū)的建智能建筑特別在發(fā)達國家起步較早，我國在21世紀初也開始重視智能化建筑的探索，現(xiàn)代的計算機技術、通信技術和自動控制技術不斷地被應用在各類建筑中，這些智能建筑在安全性、娛樂性、舒適性、便利性等方面和普通建筑比有著明顯的優(yōu)勢，對提高人民的生活質(zhì)量和人們工作效率效果顯著[1]。隨著智能化建筑在各國相繼形成熱潮，我國政府對小區(qū)智能化建設也進行了規(guī)范化、科學化的引導，建設部1999年4月頒布了“全國住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)示范工程工作大綱”,1999年10月制定“全國住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)示范工程建設要點與技術導則(試行);2000年3月批準廣州匯景新城、上海怡東花園等7個小區(qū)為國家康居示范工程智能化系統(tǒng)示范小區(qū)；2003年2月17日《居住小區(qū)智能化系統(tǒng)建設要點與技術導則》印發(fā)；目前各地小區(qū)智能化的系統(tǒng)配置基本按《居住小區(qū)智能化系統(tǒng)建設要點與技術導則》的系統(tǒng)配置。我國經(jīng)過了十幾年的智能化建筑探索發(fā)展，由最初的各種概念逐步轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實，從簡單的對講系統(tǒng)，到如今的智能化小區(qū)，我國的智能小區(qū)應用與產(chǎn)業(yè)都走到了新的階段。近年來，在各地光網(wǎng)城市、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等各種戰(zhàn)略推動下，我國智能小區(qū)建設有了迅猛發(fā)展，人們對住宅小區(qū)智能化的認識也逐步提高，更加促進建設企業(yè)在小區(qū)智能化方面的研究和投入。國內(nèi)已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了一些科技含量較高、實現(xiàn)了真正意義上的智能化的小區(qū)，其中不乏具有國際水平的杰作?？傊?，目前國內(nèi)智能化小區(qū)的建設水平已有了長足的進步。智能小區(qū)在低碳、節(jié)能方面優(yōu)勢突出，同時為人們生活帶來更多舒適對于智能住宅的研究，有利于改善人們的居住環(huán)境，使人們的生活更加方有利于提高人們的生活質(zhì)量，讓人們享受更好的服務，有利于各種先進技術的融1.3我國智能建筑發(fā)展中存在的問題1.4本論文的主要工作構和安全防范的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行設計，并對小區(qū)各系統(tǒng)的集成進行研究，著信息化走進了千家萬戶，由國家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡技術委員會，而信息網(wǎng)絡技術體系研究及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)被列為了國家技術創(chuàng)新的重點專項計2.3智能住宅小區(qū)的分類2)先進型住戶通過網(wǎng)絡終端實現(xiàn)醫(yī)療、文娛、商業(yè)等公共服務和費用自動結算(或具備實施條件)。3)領先型對園區(qū)管理和社區(qū)服務的軟件內(nèi)容的提高。手機信號室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)(兼事故廣播);電話遠程控制、計算機控制等；家庭寬帶信息通信可實現(xiàn)家庭辦公、家庭娛第3章尚東國際社區(qū)小區(qū)智能化系統(tǒng)的設計“尚東國際社區(qū)小區(qū)”是規(guī)劃總面積為86300平方米，凈用地面積約為小區(qū)物業(yè)計算機管理系統(tǒng)小區(qū)物業(yè)計算機管理系統(tǒng)緊急廣播與背景音樂公共設備監(jiān)控車輛出入與停車場管理系統(tǒng)多表現(xiàn)場計量與遠程傳輸高速寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)光纖網(wǎng)電話網(wǎng)有線電視網(wǎng)與其他電子巡更管理系統(tǒng)住戶報警系統(tǒng)對講與防盜門控制閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)出入口管理及周界防盜報警小區(qū)智能化系統(tǒng)集成工作站小區(qū)其他智能化系統(tǒng)視頻調(diào)制個圖像處理器個個控制信號視頻控制信號響應報警圖像存儲壓軟硬件解→圖像分割壓示硬盤擴展器個圖3.2數(shù)字閉路監(jiān)控系統(tǒng)原理圖數(shù)字閉路監(jiān)控系統(tǒng)具體的實現(xiàn)原理如圖3.2所示，監(jiān)控點被攝物體的反射光數(shù)字硬盤錄像機圖像采集模塊接收到各監(jiān)控點的模擬視頻信號后(一般數(shù)字 行回放，依據(jù)原理圖從硬盤或光盤中讀取相應的視頻數(shù)據(jù)，進行視頻格式解再送到圖像分割模塊。圖像分割模塊采用時基校正電路從時間上“分割”視頻輸入信據(jù)需要，DVR可通過相應的控制接口(如RS485)對某個攝像機進行控制，如調(diào)系統(tǒng)I/O模塊或智能通訊接口采用TCP/IP方式連接圖3.2中的系統(tǒng)集成工作站；等多種接口和協(xié)議，系統(tǒng)運行基于主流服務器操作系統(tǒng)microsoft的Windows置表所示。其中周界圍墻設置11臺彩色紅外夜視攝像機，主出入口設置1臺彩色甚高頻收信天線處設置1臺彩色紅外夜視攝像機，主干道設置1臺彩色全方位云臺攝像機，KU天線處設置1臺彩色紅外夜視攝像機，配電房處設置1臺彩色紅外設置6臺彩色紅外夜視攝像機，具體設置的位置如圖3.4和圖3.5雷達用房一二層閉路監(jiān)控布置圖所示；共計設置23臺攝像機，在中心機房配置1臺16路和1臺8路DVR數(shù)字網(wǎng)絡硬盤錄像主機，2臺21英寸的液晶顯示器，作為區(qū)域內(nèi)專用硬盤，8路硬盤錄像機配置兩塊2000G專用硬盤，實現(xiàn)30天的視頻錄像保存表3.1數(shù)字閉路監(jiān)控系統(tǒng)配置表序號位置攝像機類型數(shù)量監(jiān)控范圍1周界圍墻彩色攝像機11臺尚東國際社區(qū)整個周界2主出入口彩色攝像機主出入口3主出入口帶強光抑制彩色攝像機進出車輛車牌4收信天線處彩色攝像機收信天線處及天線鐵塔5主干道彩色云臺攝像機主干道及站內(nèi)主要建筑物6雷達用房一層大門彩色攝像機雷達用房一層大門7雷達塔一層入口彩色攝像機雷達塔一層入口8雷達用房二層備件室彩色攝像機備件室9雷達用房二層機房彩色攝像機雷達機房內(nèi)設備雷達用房一層UPS室彩色攝像機UPS室內(nèi)設備雷達天線塔頂彩色攝像機雷達天線KU天線旁彩色攝像機KU天線配電房旁彩色攝像機配電房合計23臺小區(qū)的信息管理子系統(tǒng)主要針對小區(qū)各類公用機電設備監(jiān)控管理和環(huán)境監(jiān)1)中斷供電將造成人身傷亡時。2)中斷供電將在經(jīng)濟上造成重大損失時。3)中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。由于尚東國際社區(qū)小區(qū)內(nèi)保障的主要設備有二次雷達和甚高頻地空通信系變電站引接，供電電源架設高壓線，在距尚東國際社區(qū)450米處采用電纜直埋入站；根據(jù)經(jīng)驗確定10kV等級的配電電壓采用架空線路時輸送的功率200~2000kW,輸送距離可達6～20km,而6kV等級的配電電壓采用架空線路時輸送的功率100～1200kW,輸送距離可達4～15km;該尚東國際社區(qū)小區(qū)距最近城鎮(zhèn)變電站的距離約10公里，由于高電壓傳輸耗能小，而且在城鎮(zhèn)的小型變電站10kV工藝設備電源和塔電變電油機房用電站內(nèi)照明安防和消防用電自動補償柜圖4.1低壓配電系統(tǒng)原理圖體的配電原理如下：如圖4.1所示，兩路電源由一路10kV電源和380/220V的兩補償方式進行，并為小區(qū)今后的發(fā)展預留備用的低壓配電開關。從圖4.1中低壓低壓配電異低壓配電異概壓配電屏圖4.2低壓配電方式干式變壓器(SCB10-160kVA,Uk=4.5%)。高低壓配電共設計兩面高壓柜和五面低功率因數(shù)補償，設計的原始功率因數(shù)取0.78,補償后功率因數(shù)低壓側要求達到0.9。根據(jù)《全國民用建筑工程設計技術措施電氣分冊》2009版中2.5.10提高采取在小區(qū)變電站內(nèi)低壓側集中補償。查《分冊》2009版附錄2.7表2.7.5可知每千瓦有功負荷設備所需無功補償?shù)碾娙萜魅萘繛?.318kVar/kW,本小區(qū)有功負荷為110kW,可計算出需設計的無功功率補償容量為34.98kVar,實際配置的補償容量為48kVar。據(jù)《全國民用建筑工程設計技術措施電氣分冊》2009版4.2.2柴油發(fā)電機組的容在市電斷電后15s內(nèi)起動并帶負荷運行。油機與市電的切換設計，當一路電源發(fā)在主樓每個樓層和塔臺分別設照明、動力配電柜(箱),從低壓出線柜引出多路線，采用放射式配電方式，分別接到不同的配電箱，這樣當某條線路故工藝設備負荷設計為45kVA,配置的UPS輸出功率選擇60kVA,且應急供電時間不小于1個小時。低壓配電干線的工藝電纜采用交聯(lián)聚乙烯電力電纜，采用電纜償后的變壓器低壓側功率因素為0.9,則設計負載的視在功率約為122kW,因此該變壓器的負載率約為76%,處于變壓器的最佳負載率在40%-80%之間，可避免較無功補償容量一般配置在變壓器容量的15%～30%之間，即在24～48kVar范圍，配置采用最大的估算容量，設計的容量為34.98kVar<48kVar,由于采用無功自動補償方式，而且設計的容量所取的功率因素相對固定的值0.78,實際運行柴油發(fā)電機配置容量為120kW,設計容量為105.6kW,剛好占配置容量的88%,配置的UPS額定功率60kVA,設計的工藝負荷為45kVA,負載率75%,剛好處于UPS最佳運行效率的負載率區(qū)間60%到80%,這與《全國民用建筑工程設計技術4.3.1計算負荷的定義據(jù)《全國民用建筑工程設計技術措施電氣分冊》算范圍內(nèi)30分鐘最大平均負荷，作為計算負荷。4.3.2計算負荷的方法計算負荷常用的計算方法有單位指標法，需要系數(shù)法。其中單位指標法是根據(jù)已有的單位用電指標來估算計算負