某教学楼电梯供电与监控系统设计.docx

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某教学楼电梯供电与监控系统设计

一．概述

电梯是高层建筑内唯一安全、迅速、舒适和方便的垂直运输交通工具。

而随着高层建筑数量的快速增加，电梯的使用量也随之急剧增加。

在电梯的使用中最被人重视的是安全问题。

电梯供电与监控自从电梯产生之初就有，并且随着电梯行业的发展不断的更新换代，供电与监控效率越来越高。

电梯作为建筑物的一种输送设备，连同建筑物一起，再加上电梯的运行特性（运行参数、服务方式等），三者组成了电梯的交通系统，共同完成载人运物、传递信息的任务。

就电力驱动的曳引式或强制式电梯本身而言，由四部分组成。

（1）机房：

机房通常是电梯的控制部分和动力部分所在地，包括曳引机、承重梁、电磁制动器、曳引轮、电动机-发动机组、配电盘、起动器、控制柜、选层器、机房层站指示器、总电源开关、控绳轮及限速器等。

（2）轿厢：

轿厢是电梯设备中的载体，用来载人和物。

包括轿厢架、轿厢底、轿厢室、轿厢扶手、轿顶防护栏、轿门、轿厢地坎、护脚板、轿厢扳手开关、操纵盘、轿内层楼显示器、呼梯按钮、开门机、轿顶照明装置及轿顶检修装置等。

（3）井道：

轿厢和对重装置运动的空间，上至井道顶，下至道底坑。

包括导轨、导轨支架、曳引绳、限速器钢丝绳、平衡钢丝绳、缓冲器、导向轮、控制电缆、对重、极限开关、限速器涨紧轮、补偿装置、接线盒及遮磁板等。

（4）层站：

各楼层用于出入轿厢的地方。

包括厅门框、层门地坎、层门指示灯、呼梯按钮、检修门、消防开关盒、层门方向指示灯、厅门门锁及运行操纵盘等。

二．设计目的

本课程设计的目的是进一步强化建筑电气设计理论与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合，更有效地培养专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。

本课程设计的任务是对高层建筑电梯强弱电气系统的方案设计以及强弱电气系统电气施工图的设计。

三．设计任务

盐城工学院新校区教学楼A楼强弱电系统设计：

设计本校新校区教学楼A楼（含两侧与B、C楼相连的连接部分）的电梯供电与监控系统的平面布置图和设备接线图。

四．设计思路与设计内容与要求（包括工作原理介绍）

1.电梯的监控系统

1）在电梯轿厢顶上安装摄像头；电梯控制柜内安装电梯信息采集器；监控中心安装视频监控主机和监控显示器；通过视频线传输连接，即可在监控中心看到多台电梯轿厢内的图像以及电梯运行状态。

2）安装在电梯轿厢顶上的摄像头采集轿厢图像，输出视频信号至电梯信息采集器。

3）、电梯信息采集器采集电梯楼层信号、方向、满员、司机以及故障等状态信号采集，并转换成视频格式叠加在视频信号上，并发送至监控中心。

4）、监控显示器可实现1、4、8、9、16、24路电梯图像画面远程同屏监控（推荐使用16路或以下），多画面智能切换轮巡；在同一局域网内任一台电脑安装上网络监控软件后都可连接上主机，并能同时查看图像及回放。

5）、同屏远程监控多达24台电梯轿厢内情况，在监控中心即可看到轿厢内的图像以及电梯所在楼层、运行方向和满员、司机、故障等状态信号。

6）、可保存多台电梯图像信号，文件记录模式有：

定时录像、手动录像、手动抓拍录像、动态检测录像，并实现图像回放，文件备份。

动态检测录像—当在预设好的时间、区域检测到运动的人或物体，系统就会自动录像。

保存的电梯录像文件按时间来命名，保存的录像文件占满硬盘空间时系统会自动检测下一个预设的保存盘，若所有设定的磁盘空间已用完，系统就会自动替换掉最早的录像文件。

7）、查看录像时可使用连续或单个播放、快速或慢速播放，当看到可疑录像时，可使用快照功能抓拍下当时的图片。

8）、无视频信号时，黑底白字显示电梯状态。

9）、电梯出现故障时（人工报警、安全回路故障、电源故障等），输出闪动的图像报警信号。

10）、本系统布线简单方便（仅一条视频线），图像清晰、通用性强、数码图像存储，方便新装或加装。

2．电梯供电系统

高层电梯的供电系统一般都配置两路独立的供电电源，以保证电梯的用电，防止电梯的供电中断而使乘客滞留在行驶的电梯内。

当一路电源发生故障或进行维修时，另一路电源自动投入。

若发生意外事故或大范围地区停电使第二电源也不能供电时，这时供电系统应转换到第三电源，超高层的第三电源一般由柴油发电机供给。

当第三电源也发生故障时，只有依靠蓄电池供电，一般要求蓄电池能够给各楼层的公共通道提供应急照明和应急电力，其余向电梯供电，并且能够维持电梯继续工作。

而本设计只是对于一般建筑的电梯供电系统设计，电梯机房一般设置在井道上面。

普通电梯的梯井可连通或设开口相连同，电梯机房也可合并使用。

消防电梯的梯井、机房与其它电梯的梯井、机房应分别设置。

电气控制设备由制造厂成套供应，电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。

电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。

　1）电梯主电源；

　2）轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；

　3）轿顶和底坑的电源插座；

　4）机房和滑轮间的电源插座；

　5）电梯井道的照明；

　6）报警装置。

其中对电梯控制柜、轿厢照明、轿顶插座和轿厢报警装置等用电设备，只选配开关和到开关输入端的供电线路。

（1）配电设计

1.1电梯的负荷分级和供电要求，应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致，并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。

高层建筑和重要公建的电梯为二级，重要的为一级；一般载货电梯、医用电梯为三级，重要的为二级；多层住宅和普通公建的电梯为三级。

高层建筑中的消防电梯，应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

普通电梯和消防电梯的电源应分别采用专用的供电回路；消防电梯的配电设备应有明显标志。

1.2电梯的供电，宜从变压器低压出口（或低压配电屏）处分开自成供电系统。

一级负荷电梯的供电电源应有两个电源，供电采用两个电源送至最末一级配电装置处，并自动切换，为一级负荷供电的回路应专用，不应接入其它级别的负荷；

二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源（或两个回路），供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处，并自动切换。

当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时，可采用线路可靠独立出线的单回路供电。

亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。

消防电梯的供电，应采用两个电源（或两个回路）送至最末一级配电装置处，并自动切换。

三级负荷电梯的供电，宜采用专用回路供电。

1.3每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置，并设置在机房内便于操作和维修的地点，应能从机房入口处方便、迅速地接近。

如果机房为几台电梯共用，各台电梯的隔离电器应易于识别。

隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电：

　1）轿厢、机房和滑轮间的照明和通风；

　2）轿顶和底坑的电源插座；

　3）机房和滑轮间的电源插座；

　4）电梯井道的照明；

　5）报警装置。

上述照明、通风装置和插座的电源，可以从电梯的主电源开关前取得，由机房内电源配电箱（柜）供电或单设照明配电箱，或另引照明供电回路并单设照明配电箱。

无机房电梯其主电源开关应设置在井道外工作人员方便接近的地方，并应具有必要的安全防护。

厅站指示层照明由自身动力电源供电。

电梯的隔离电器和短路保护装置可设置在机房内电源配电箱（柜）内，选用断路器，电源配电箱（柜）的位置应满符合要求；当电梯台数较多，隔离电器需分别就近设置时，可选用隔离开关，短路保护装置可设置在机房内电源配电箱（柜）内，各电梯供电回路分别设置断路器。

1.4主开关选择

电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。

低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。

过电流保护装置的负载－时间特性应设备负载－时间特性曲线相配合。

1.5照明、通风装置和插座的供电回路，根据设备所在部位和工作特点划分，至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置：

1）轿厢用电设备（照明、通风、插座和报警装置）供电回路和保护断路器（如同机房中有几台电梯驱动主机，每个轿厢均应设置一个），此断路器应设置在相应的主开关旁。

2）机房、井道和底坑用电设备（照明、通风和插座）供电回路和保护断路器，此断路器应设置在机房内，靠近其入口处。

照明一般采用交流220V电压供电，井道照明供电回路应单设PE线，井道照明灯具外露可导电部分可靠接地。

当井道照明需以安全电压供电时，宜提供专用供电回路和保护断路器，照明变压器低压侧宜设隔离电器和保护装置，外露可导电部分严禁直接接地或通过其它途径与大地连接。

插座一般选用“2P＋PE型250V”。

当某处插座需以安全电压供电时，宜提供专用供电回路和保护断路器，变压器低压侧宜设隔离电器和保护装置，外露可导电部分严禁直接接地或通过其它途径与大地连接，电压不同的电源插座，应有明显区别，不得存在互换的可能和弄错的危险。

2电气照明、通风装置和插座设置及控制

2.1电梯井道照明

封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明，在维护修理期间，即使门全部关上，井道亦能被照亮。

井道最高和最低点0.5米以内，各装设一盏灯，中间最大每间隔7m设一盏灯，照度应不小于50lx，分别在机房和底坑设置一控制开关。

井道内安装的灯具需有防护措施和有一定的防水能力，宜至少达到IP21。

2.2电梯机房照明和电源插座

机房应设有固定式电气照明，地板表面上照度应不小于200lx。

在机房内靠近入口（或几个入口）的适当高度处设有一个开关，以便进入时能控制机房照明。

机房内应设置一个或多个电源插座。

2.3滑轮间照明和电源插座

滑轮间应设置永久性的电气照明，应有足够的亮度。

在房间内靠近入口适当高度处应设置一个开关，以便在进入时能控制房内的照明。

滑轮间应设置一个或多个电源插座。

2.4轿厢照明和电源插座

　轿厢应装备永久性的电气照明，控制装置上的照度应不小于50lx，轿厢地面上的照度宜不小于50lx。

如果照明是白炽灯，至少要有两只并联的灯泡。

要有可自动再充电的紧急电源，在正常照明电源被中断的情况下，它能至少供1W灯泡用电1h。

在正常照明电源一旦发生故障情况下，应自动接通照明电源。

轿顶应设置一个或多个电源插座。

2.5底坑插座

底坑距底0.5m处应设置一个电源插座。

插座需有防护措施和有一定的防水能力。

2.6层站照明

在层门附近，层站的自然或人工照明，在地面上应不小于50lx。

以便使用者在打开层门进入轿厢时，即使轿厢内照明发生故障，也能看清它的前面。

五设计计算说明，设备与元器件选择计算与参数选择说明

1、电梯监控系统设备选择与参数说明

（1）系统结构图

（2）系统结构说明

每台电梯的轿厢内安装彩色半球形摄像机，通过视频线将视频信号传送到电梯信号采集器，然后采集器再将信号传送到监控中心并播放。

（3）系统组成

彩色半球形摄像机，主要负责采集电梯轿箱内模拟视频信号。

电梯信号采集器，主要负责将电梯信息叠加在视频信号并传送至监控主机。

视频监控主机，配合本系统的中心软件，实现远程同步实时监控、录像并显示电梯的运行状态。

中心软件为本系统配套的软件，安装在监控主机上，使用简单方便，多媒体界面，一学就会，不需要专门培训。

（4）布线系统

视频信号布线同一般视频线布设一样，视频线可采用高质75Ω的视频线，而彩色半球形摄像机安装轿箱顶部，电梯信号采集器安装在电梯控制柜内。

2、电梯供电系统布线选择与设计说明

选择电梯供电导线时，应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定，导线的连续工作载流量应不小于计算电流，线路较长时，还应校验其电压损失（直流电梯电源电压波动范围应不大于±3％，交流电梯±5％）。

根据不同用途，配线可选用导线、硬电缆和软电缆，应有不同的保护方式和敷设方式：

　1）导线如被敷设于金属或塑料制成的导管（或线槽）内或以一种等效的方式保护，则其可用于除电梯驱动主机动力电路以外的全部线路；

　2）硬电缆只能明敷于井道（或机房墙壁上），或装在导管、线槽或类似装置内使用；

　3）普通软电缆只有在导管、线槽或能确保起到等效保护作用的保护装置中方可使用。

向电梯供电的电源线路，不应敷设在电梯井内。

除电梯的专用线路外，其它线路不得沿电梯井道敷设。

机房内配线应使用电线管或电线槽保护，应是阻燃型的。

井道内敷设的电缆和电线若采用明敷设，应是阻燃和耐潮湿的，若采用非阻燃的电缆和电线，应采用阻燃材料的电线管或电线槽保护。

为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援，应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。

该装置应采用警铃，对讲系统，外部电话或类似形式的装置。

建筑物内的组织机构应能及时、有效地应答紧急呼救。

报警装置需要就地提供电源时，要有可自动再充电的紧急电源，在正常电源被中断的情况下，它能至少供报警装置用电1h。

在正常电源一旦发生故障情况下，应自动接通紧急电源。

报警装置用紧急电源，可与照明用紧急电源共用。

六设备与元器件型号和参数选择目录表；

～视频

视频输入

1-16路（PAL、NTSC制式自动识别），BNC（电瓶：

1.0Vp-p,阻抗：

75Ω）

视频输出

BNC（电瓶：

1.0Vp-p,阻抗：

75Ω），可切换，支持1/4/9/16路画面分割

传输帧率

PAL：

1-25帧/秒NTSC：

1-30帧/秒

压缩标准

MPEG-4/H.264／MPEG

分辨率

CIF/HALF-D1/D1

码流类型

单一视频流或视音频复合流

录像

录像帧率

PAL：

1-25帧/秒NTSC：

1-30帧/秒

录像方式

定时录像、手动录像、动态帧测录像、手动抓拍录像

回放方式

智能检索

清晰度

480线

其他

安　　全

多级用户权限管理，用户密码保护

传输距离

500M

工作环境

系统主机配置

主机

工作电压：

AC220±10%

功耗（不含硬盘）：

20W~42W

主机配置：

P4以上CPU/256M内存/120GB硬盘（数字媒体服务器无）/100M网卡刻录光驱

显卡配置：

AGP32M/64M显存

电梯

信号

工作电压：

12～30V

二进制码，共阴或共阳

串行信号：

奥的斯、新时达、日立、东芝

工作温度：

-10℃－+50℃

相对湿度：

10%－90%

七设计小结

两周的课程设计结束了，在这次建筑电气课程设计中我不仅体验了自己所学的专业知识，还学会了之前书上没有的东西，更养成了勤学好问的习惯。

从刚拿到设计内容的一脸茫然到现在成功的完成设计，在这中间我一步步学习，从刚开始的熟悉软件，查找相关资料，视频，图集，然后一步步自己慢慢着手，从中体会了实验的快乐和获得了发现知识的开心。

在画图过程中，有很多不会的地方，如摄像头安装位置，视频监控布线等应如何连接控制，一步步操作，而越往下做越是复杂，不断地在问题中找答案，与同学讨论的地方更会记忆深刻。

在这次实验中，我体会到了学以致用，突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现了平时自己在学习中不足的和薄弱的环节，从而加以弥补。

也是我与同学之间的关系更进一步，同学之间互相帮助有什么不懂的大家一起讨论，听听不同的看法对我更好的理解知识有很大的帮助。

在这次课程设计中我要感谢带我课程设计的老师和帮助过我的同学。

课程设计是我们专业知识综合运用的实践训练有助于我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程。

“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。

八参考文献

1、胡国文等编《现代民用建筑电气工程设计与施工》（中国电力出版社），2005.6；

2、刘剑等编《电梯电气设计》（中国电力出版社），2006；

3、王可崇等编《建筑设备自动化系统》（人民交通出版社），2003；

4、芮静康编《建筑安全监控防范技术》（中国建筑工业出版社），2006.1。

5、戴瑜兴编《民用建筑电气设计手册》（中国建筑工业出版社）（第二版），

2007.5；