《建筑设备》第4-5章-电工基础、供配电系统-1稿-60页

1第三部分建筑电气系统分类★强电建筑照明系统供配电系统防雷接地系统★弱电CATV电视与卫星电视闭路电视和监控系统电话通信系统火灾自动报警系统建筑动力系统补充以电能、电气设备和电气技术为手段，创造改善室内外空间的电、光、热、声等环境，提高人们的生活、工作质量。2第四章电工基本知识4.1电路4.1.1电路组成、作用及工作状态1.电路的组成简单来说，电路就是电流的通路，实际电路组成方式多种多样，通常由三部分组成。①电源是将其他形式的能量转换为电能的装置，如干电池、蓄电池和发电机等均为电源。电源分直流电源（DC）和交流电源（AC）两大类。②负载指用电设备，它将电能转换为其他形式的能量，如日光灯将电能转换成光能，电动机将电能转换成机械能，电炉将电能转换成热能。建筑电气施工图中用国家标准规定的图例符号表示各类不同的负载。③中间环节是指连接电源和负载的部分，如导线、开关、变压器、熔断器等，将电源的能量输送给负载、控制电路的接通和断开。2133第四章电工基本知识4.1电路4.1.1电路组成、作用及工作状态2.电路的作用主要有两大类：①一是实现能量的传输和转换。②二是实现信号的传递和处理。213声音图像电信号声音图像转换还原化学能水能核能风能地热能太阳能转换机械能转换电能4第四章电工基本知识4.1电路4.1.1电路组成、作用及工作状态3.电路的工作状态①开路即断路，就是将电路断开，电路中没有电流流过。②通路就是接通电路，电路中有电流流过，电路接通后的电流用I表示，其大小即I=E/（R0+R）。额定值：电气设备可充分发挥设备效能，保证正常的使用寿命。③短路是一种电路事故。短路后，负载R上电压、电流均为零。Ro很小，短路电流Is很大，将导致电源或导线绝缘损坏。在供配电线路中，由于绝缘损坏，设备故障或操作不当等原因，短路现象难以避免，所以要采取保护措施。常用的方法是在线路中装设熔断器。2135第四章电工基本知识4.1电路4.1.2电阻的连接1.电阻串联2.电阻的并联3.电阻的混联213R3R36第四章电工基本知识4.2交流电路4.2.1正弦交流电的基本概念1.交流电概述2.正弦函数的要素电压、电流和电动势的大小和方向都随时间按正弦规律变化的电源，称为正弦交流电，简称交流电。（1）周期、频率、角频率（2）瞬时值、幅值和有效值（3）相位、初相位、相位差2137第四章电工基本知识4.2.2三相交流电路1.三相交流电源的连接三相交流电源是由三相交流发电机产生的。建筑物内的三相交流电源都取自城市电网（发电厂产生）。若供电可靠性要求较高，可在建筑内部设置备用电源（三相柴油发电机组）。2168第四章电工基本知识（1）三相交流电源星形连接（图4-9）我国低压供配电系统中，相电压有效值为220V，线电压有效值为380V，用380/220V表示；照明用电为220V，动力用电为380V。2179第四章电工基本知识（2）三相交流电源三角形连接（图4-10）因为无中性线，三相电源三角形连接时，线电压=相电压。21710第四章电工基本知识（3）三相负载星形连接（图4-11）线电流相电流中线电流可以与电源星形连接方式相连接线电流=相电流21811第四章电工基本知识（4）三相负载三角形连接（图4-11）三相负载只需要三根电源线与之相连，称三相三线制供电方式线电流相电流218线电流=*相电流312第四章电工基本知识4.3变压器：电力系统中输送电能的重要设备，变换电压。4.3.1变压器的基本结构21813第四章电工基本知识4.3变压器：电力系统中输送电能的重要设备，变换电压。4.3.1变压器的基本结构14第四章电工基本知识4.3.2变压器的基本工作原理电生磁，磁生电218电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。和力有关则依靠左手定则。记忆口诀：“力”字向左撇，用左手；“电”字，用右手.可以用右手手掌和手指方向来记忆导线切割磁感线时所产生的电流方向。磁生电15第四章电工基本知识4.3.2变压器的基本工作原理电生磁，磁生电2121NNEE2121NNII2182121NNEE2121NNEE164.4电动机第四章电工基本知识电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。174.4电动机第四章电工基本知识电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备18第五章供配电系统19第五章供配电系统5.1建筑变配电系统概述5.1.1供配电系统概述由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。22720(1)．火力发电厂锅炉燃料的化学能热能汽轮机机械能发电机电能其能量转换过程是：228第五章供配电系统发电厂种类21(2)．水力发电厂其能量转换过程是：水流位能水轮机机械能发电机电能228第五章供配电系统发电厂种类22(3)．核能发电厂其能量转换过程是：反应堆核裂变能热能汽轮机机械能发电机电能228第五章供配电系统发电厂种类23228第五章供配电系统(4)、风力发电厂发电厂种类24(5)、地热发电厂228第五章供配电系统发电厂种类25(6)、太阳能发电厂228第五章供配电系统发电厂种类26192283.电力用户27202283.电力用户28第五章供配电系统5.1.2我国电网电压等级1.GB/T156—2007《标准电压》规定了我国电力系统的额定电压等级，有：0.22KV、0.38KV、0.66KV、3KV、6KV、10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV、1000KV。电压适用范围》220kv大电力系统主干线，距离几百公里110kv中、小电力系统主干线，距离100km35kv大型工厂内部供电，距离30km6kv~10kv民用建筑施工供电，距离10km380v/220v电动机、照明等一般用电设备22829第五章供配电系统2.低压线路的接线方式供配电系统中，高、低压线路的接线方式均有：3种，放射式、树干式、环形接线等方式。22930第五章供配电系统（1）低压放射式接线低压放射式接线的特点是其引出线（配电干线）互不影响，供电可靠性较高。但其有色金属消耗较多，采用的开关设备较多。适用于：当用电设备为大容量、负荷性质重要或在有特殊要求的车间、建筑物内。引出线2292.低压线路的接线方式31第五章供配电系统（2）低压树干式接线有三种形式①低压母线放射式配电的树干式接线②低压“变压器-干线组”的树干式接线③链式接线2292.低压线路的接线方式32第五章供配电系统1）低压母线放射式配电的树干式接线.这种配电方式引出配电干线较少，采用的开关设备较少，但当干线发生故障时，影响范围大，供电可靠性低。适用于用电容量较小而分布均匀的场所，如照明配电线路。配电干线229（2）低压树干式接线有三种形式输电干线2.低压线路的接线方式33第五章供配电系统2)“变压器-干线组”的树干式接线。该接线省去了变电所低压侧整套低压配电装置。从而使变电所结构大为简化，大大减少了投资。为提高供电干线可靠性，一般接出的分支回路数不超过10条，且不适于频繁启动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求较高的设备。输电干线配电干线229（2）低压树干式接线有三种形式2.低压线路的接线方式34第五章供配电系统3）链式接线，适于用电设备彼此相距很近而容量均较小的次要用电设备。链式相连的用电设备一般不宜超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10kW。缺点是供电的可靠性差。a）连接配电箱b）连接电动机230（2）低压树干式接线有三种形式2.低压线路的接线方式35第五章供配电系统（3）低压环形接线工厂内的一些车间变电所的低压侧，可通过低压联络线相互连接成为环形。任一段线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断，经切换操作后即可恢复供电。环形接线供电可靠性较高。2302.低压线路的接线方式36建筑供配电系统高层建筑的配线每层配电箱230总配电箱哪种接线方式？375.1.3电力负荷的分级--P2401.电力负荷的分级电力负荷简称负荷，可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。按GB50052-2009《供配电系统设计规范》规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度进行分级。（1）一级负荷（2）二级负荷（3）三级负荷第五章供配电系统重大损失或人身伤亡较大损失两个独立电源+备用一个独立电源+两个回路单个回路23138第五章供配电系统5.2变配电所设备及导线电缆的选择5.2.1变配电所变换与分配电能，是建筑供配电系统的枢纽。1.变配电所所址的选择做到：接近负荷中心、进出方便、考虑环境、兼顾发展。23339a)瓷插式（RC型）b)螺旋式（RL型）c)无填料密封管式（RM型）d)有填料密封管式（RT型）（1）低压熔断器(FU)俗称保险丝，用于短路或过载保护。2.变配电所主要设备23440第五章供配电系统（2）低压刀开关(QS)图5-10HD13型低压刀开关手动开关用于分断电流不大的场所23441第五章供配电系统（3）低压断路器(QF)（a）DW15系列万能断路器（b）DZ20系列塑壳式断路器（c）DZ47系列微型塑壳式断路器图5-11常见的低压断路器短路、过载、失压下，自动分断电路23542第五章供配电系统（4）低压配电屏/柜（a）GGD低压固定式配电柜（b)GCK低压抽屉式配电柜图5-12低压配电柜23543第五章供配电系统图5-14低压配电箱低压配电箱直接向低压用电设备分配电能的控制、计量盘照明配电箱电灯风扇插座235电铃音响44第五章供配电系统5.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择1.配电线路的结构与敷设配电线路形式有架空线、电缆线和建筑室内线路三种。（1）架空线路23645第五章供配电系统（2）电缆线路图5-15电缆直接埋地敷设图5-16电缆排管敷设122365.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择46第五章供配电系统a）户内电缆沟b）户外电缆沟图5-17电缆在电缆沟内敷设32375.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择（2）电缆线路47第五章供配电系统图5-18电缆桥架的结构42375.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择（2）电缆线路48第五章供配电系统图5-19电缆在电缆隧道内的敷设52375.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择（2）电缆线路49第五章供配电系统（3）建筑室内线路室内配电线路大多采用绝缘导线，少数采用裸导线，导线涂色不仅有利于识别相序，而且有利于防腐蚀。规定：在三相交流系统中：①L1、L2、L3三相分别涂黄、绿、红色；②N线涂淡蓝色；③PE线涂黄绿双色；在直流系统中，正极用褐色，负极用蓝色。2375.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择50第五章供配电系统插接式母线槽结构敷设。它的优点是：容量大、绝缘性能好、通用性强、拆装方便、安全可靠、使用寿命长，并且可灵活增加母线槽的数量来延伸电路。如图5-21所示。2385.2.2建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择51第五章供配电系统5.3配管配线工程5.3.1室内配线材料室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则多采用裸导线（母线），少数采用电缆。1.绝缘导线按线芯材料分，有铜芯和铝芯两种，民用建筑内推荐采用铜芯绝缘导线。按绝缘材料分，有橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线两种。室内敷设应优先选用塑料绝缘导线室外敷设应优先选用橡皮绝缘导线。继续24052第五章供配电系统表5-2常用绝缘导线序号导线型号名称1BV(BLV)铜（铝）芯聚氯乙烯(PVC)绝缘导线2BVV(BLVV)铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套导线3BX(BLX)铜（铝）芯橡皮绝缘导线4BVVB(BLVVB)铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套平型导线5BVR铜芯聚氯乙烯绝缘软导线6BXR铜芯橡皮绝缘软导线7BXS铜芯橡皮绝缘双股软导线2405.3配管配线工程