建筑设备教学课件ppt供配电系统

第一节 建筑电气系统概述 第二节 城市供电系统 第三节 建筑供配电系统的基本形式 第四节 用电负荷计算与设备选择 第五节 配电盘(箱)和变配电室 第六节 自备应急电源设备,第10章 建筑供配电系统,电气系统 强电：以安培为计量单位的电气工程，包括照明和动力。 弱电：以毫安为计量单位的电气工程，包括通信与自动控制。 电气设备 占空性设备：建筑内需要占据一定建筑空间的电气设备。 广延性设备：整个建筑物内穿越各个房间，随意延伸的电气设备。,第10章 建筑供配电系统 10.1 建筑电气系统概述 10.1.1 电气系统与设备的分类,第10章 建筑供配电系统 10.1 建筑电气系统概述 10.1.2 常用电气设备图例,电力系统：由电厂、电力网和变电所组成。 城市电力网：由各种不同电压的电力线路和变电所、配电所组成。 电力网的电压等级：共10级，分别为0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330和550 kV。,第5章 建筑内部的排水系统,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.1 城市供电系统概述,变配电所的类型： 枢纽变电站：与电网连接,220/110kV。 地区枢纽变电站：与电网连接并供给地区，供给35kV或10kV的220/110/35kV或110/35/10kV变电站。 负荷变电站：供给10kV负荷的110/10kv或35/10kV变电站。 配电所：对35kV或10kv负荷配电。 低压变电所：35kV/0.4kV、10kV/0.4kV配电,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.1 城市供电系统概述,供电质量：供电可靠性和电能质量。 电能质量：电压、频率和波形。电压质量指标包括电压偏移、电压波动、电压频率、电压波形和电压的三相不平衡度。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.2 供电质量和电力负荷,负荷等级用来衡量建筑物对供电的重要程度。 一级负荷：凡中断供电将造成人身伤亡、在政治上造成重大影响、经济上造成重大损失、使公共场所秩序严重混乱以及对于某些特等建筑如交通枢纽、国家级及承担重大国事活动的会堂、宾馆、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动有大量人员集中的公共场所等为一级负荷。 二级负荷：中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱者为二级负荷。 三级负荷：不属于一、二级的电力负荷统为三级负荷。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.2 供电质量和电力负荷,民用建筑常用重要电力负荷级别,一级负荷应由两个独立电源供电。 二级负荷一般应由上一级变电所的两段母线上引来双回路进行供电，也可以由一条专用架空线路供电。 三级负荷可由单电源供电,母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.2 供电质量和电力负荷,1.单幢建筑物、建筑物较小或用电设备负荷量较小(6.6Kw及以下)且均为单相低压用电设备时，可引入220V的电源。 2.建筑物较大或用电设备负荷较大(250Kw及以下) 或有三相低压用电设备时，引入三相380/220V电源。 3.建筑物很大，或用电设备负荷量很大，电源供电电压应采用高压供电。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.3 建筑供电系统引入,接户线：户外架空线最后一个电杆至建筑外墙金属支撑件间的一段输电线路。 进户线：建筑墙外金属支撑件穿墙至室内主配电箱间的一段输电线路。一般分架空线进户和电缆进户。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.3 建筑供电系统引入,注意：进户线是建筑物室内供电的关键，应充分考虑线路安全。 (1)进户点应选在建筑侧面和背面，避开人员、车辆、设备密集场所，在可能情况下尽量采用电缆进户。 (2)导线必须选用绝缘线，穿墙时必须加套管保护并可靠固定，避免摩擦破坏绝缘。 (3)进户线截面应在正确计算的基础上，适当加大一到两个等级。,第10章 建筑供配电系统 10.2 城市供电系统 10.2.3 建筑供电系统引入,放射式接线方式：以供电电源的母线用一个回路向一个用电的小区供电。 干线式接线方式：由电源的一个回路为干线，在干线上再引出支线向用户供电。 环形网接线方式：由电源引出两条干线，干线间由断路器相连构成环网。,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.1 高压配电接线方式,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.1 高压配电接线方式,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.1 高压配电接线方式,干线式接线方式,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.1 高压配电接线方式,环形网接线方式,低压配电系统：分为低压动力系统和照明配电系统。 配电方式：放射式、树干式和混合式。 应用场所：大部分用电设备容量不大，无特殊要求时，采用树干式；用电设备容量大或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性的车间，采用放射式；高层建筑各楼层分别配电，采用分区树干式；集中负荷或重要负荷，采用放射式。电焊设备，设单独线路或专用变压器。,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.2 低压配电接线方式,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.2 低压配电接线方式,配电点：每个沉降与伸缩区内设1,2个配电点，照明支路线的长度不超过40 m。 配电方式： (1)平房:配电点联结成树干式配电系统。 (2)多层建筑：底层设总照明配电箱，各层设分配电箱。,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.3 照明配电系统,集中负荷：放射式配电干线。 分散负荷：采用树干式配电，依次联接各个动力负荷配电盘。 多层建筑： (1)每个伸缩沉降区的中心每层设置动力配电点，并设分总开关。 (2)电梯：由总配电装置引至屋顶机房。,第10章 建筑供配电系统 10.3 建筑供配电系统的基本形式 10.3.4 动力配电系统,1.单位面积功率法,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,2.需要系数法 需要系数：用电设备组所需要的计算负荷Pjs与其设备装置容量Ps的比值。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,(1)设备组设备容量 长期工作制用电负荷：取额定功率 短时工作的设备：取额定功率 断续工作的设备：统一换算到暂载率为25%的有功功率。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,(2)需要系数法计算负荷 有功计算负荷： 配电干线的计算负荷：,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,有功功率：可以转化成其它形式能量(热、光、动能)的能量，单位为kW。 无功功率：用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。 视在功率：在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫视在功率。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,有功功率、无功功率和视在功率的关系,无功计算负荷： 总视在功率和计算电流：,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.1 负荷计算,1.导线截面积选择条件： （1）按照发热条件选择导线和电缆的截面。导线和电缆的最高工作温度为65。 （2）允许电压损失选择导线和电缆的截面。正常情况下电压偏移允许值为5%。 （3）按经济电流密度选择截面。10kV以下线路，一般不按经济电流密度校验电线电缆。 （4）按机械强度确定导线允许的最小截面,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,低压动力线：一般按照允许温升进行导线截面的选择，按允许电压损失进行校核，并应满足机械强度的要求。 低压照明线：一般按照允许电压损耗选择导线截面，然后校验发热条件和机械强度。 高压线路：先按经济电流密度来选择界面，再校验其它条件。,2.配电线路常用的导线型号 （1）绝缘导线的型号,BX型表示橡胶绝缘铜芯导线，BLX型则表示橡胶绝缘铝芯导线。BV（BVV）型表示聚氯乙烯塑料（双塑）绝缘铜芯导线，BLV型表示聚氯乙烯塑料绝缘铝芯导线。,常用导线截面规格有：1.0mm、1.5 mm、2.5 mm、4 mm、6 mm、10 mm、16 mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm、150 mm、185 mm、240 mm等。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,（2）电力电缆的型号 电力电缆的线芯分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有4 mm、6 mm、10 mm、16 mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm、150 mm、185 mm、240mm等。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,35kV及以下电力电缆型号及产品表示方法： 用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点。如用Z代表纸、L代表铝、Q代表铅、F代表分相、ZR代表阻燃、NH代表耐火。 用数字表示外护层构成，有二位数字。无数字代表无铠装层，无外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被，如粗钢丝铠装纤维外被表示为41。 电缆型号按电缆结构的排列一般依次序为：绝缘材料；导体材料；内护层；外护层。 电缆产品用型号、额定电压和规格表示。其方法是在型号后再加上说明额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字。如VV4210 （350）表示铜芯、聚氯乙稀绝缘、粗钢线铠装、聚氯乙稀护套、额定电压10kV、3芯、标称截面积50 mm的电力电缆。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,根据工作环境、安装方式、线路工作电压和导线绝缘要求选择导线或电缆的型号。导线截面尺寸应能符合供电电流相机械强度的要求。 配线时应尽量避免导线中间有接头，必须接头时，应采用压接和焊接，可靠连接。应尽可能把接头按排放在接线盒或灯头盒内。 导线穿过楼板、墙壁等情况时，应考虑用钢管、瓷管等保护措施。防止机械损伤或墙壁潮湿时产生漏电现象。 导线互相交叉时，在每根导线上应套上塑料或其他绝缘管，并将套管固定。 为确保安全用电，室内电气管线和配电设备应与其他煤气管、蒸汽管、通风管及上、下水管等保持一定的距离。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,电缆配线技术要求,电缆敷设 电缆安装方法有:直接埋地敷设、在电缆沟内敷设、在支架上敷设、沿墙吊挂敷设、穿导管敷设、沿钢索卡设、桥架敷设等。 （1）直接埋地敷设 埋地敷设电缆必须是铠装且有防腐保护层，埋地深度一般为0.8m（设计有规定者按设计规定的深度埋设）。 （2）在地沟内敷设 电缆在地沟内敷设时，分无支架敷设和有支架敷设。 （3）穿导管敷设 电缆穿导管敷设是指整条电缆穿钢管敷设，先将管子敷设好，再将电缆穿入管内，每一根管内只允许穿一根电缆，要求管道的内径等于电缆外径的1.52倍，管子两端应做喇叭口。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.2 导线和电缆的选择,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.3 开关设备,1.刀开关 (1) 胶盖开关:胶盖开关是一种带熔断器的开启式负荷开关。 (2) 铁壳开关:铁壳开关是带灭弧装置和熔断器的封闭式负荷开关，其图形符号及文字符号与胶盖开关相同。,胶盖开关 常见型号HK1 、HK2型,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.3 开关设备,铁壳开关 常见型号HH3、HH4、HH10、HH11等型号。,2.低压断路器自动空气开关 功能：电路发生过载、短路或欠电压时能自动分断电路。是低压交、直流配电系统中的重要保护电器之一 。 工作原理：低压断路器主要由触头和灭弧系统, 各种脱扣器（包括电磁脱扣器、欠压脱扣器、热脱扣器），操作机构和自由脱扣机构（包括锁链和搭钩）。低压断路器的按钮和触头接线柱分别引出壳外，其余各组成部分均在壳内。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.3 开关设备,低压断路器原理及符号 (a) 原理图； (b) 符号,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.3 开关设备,过载保护,短路保护,欠压保护,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.3 开关设备,自动空气开关,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.4 保护设备,1.低压熔断器 原理：当其熔体被通过大于额定值很多的电流时，熔体发生过热而熔断，实现对电路的保护。 分类：开启式、半封闭式和封闭式三类。开启式很少采用，半封闭式如瓷插式熔断器，封闭式又可分为有填料管式、无填料管式及有填料螺旋式等。,螺旋式熔断器,管式熔断器,熔断器的上下级配合 为满足选择性保护的要求，应注意上下级间的配合。 选择熔体时，应使下一级熔断器的熔断时间比上一级熔断器的熔断时间少。靠近电源的熔断器称为上一级熔断器，远离电源的熔断器称为下一级熔断器。一般要求上一级熔断器的熔断时间是下一级熔断器的熔断时间的3倍以上。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.4 保护设备,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.4 保护设备,2. 继电器 原理：根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的。 功能：故障时跳闸、异常状态时发出报警信号。 分类：可按照动作原理、反应的物理量、其在控制线路中的作用、反映的物理量变化情况等进行分类。,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.4 保护设备,3. 漏电保护开关 漏电保护开关由放大器、零序互感器和脱扣装置组成。它具有检测和判断漏电的能力，并在脱扣器的作用下动作跳闸，切断电路。 工作原理：在设备正常运行时，主电路电流的相量和为零 ，零序互感器的铁心无磁通，其二次侧没有电压输出。当设备发生单相接地或漏电时，由于主电路电流的相量和不再为零，零序互感器的铁心有零序磁通，其二次侧有电压输出，经放大器放大后，输入给脱扣器，使断路器跳闸，切断故障电路，避免发生触电事故。,电流动作型 漏电保护开关工作原理图 TAN零序互感器；A放大器； YR脱扣器；QF低压断路器,第10章 建筑供配电系统 10.4 负荷计算及电气设备选择 10.4.4 保护设备,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室,建筑内所用低压和高压设备，均应安装在配电盘，控制台或配电柜上。所有盘、柜、台均应在建筑内依据一定的空间布置或放置在专门的电气房间中。这些空间位置和专用房间都是整个建筑设计不可缺少的部分。,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),1、配电盘 power distribute panel 与配电屏同义。 (1)作用：用于接受和分配电能，其中安装有开关，保护和计量设备。 (2)布置：考虑设备的操作、搬运、检修和试验的方便 (3)成排布置的配电屏，其长多超过6 m时，屏后面的通道应由两个通向本室或其它房间的出口并宜布置在通道的两侧。当两出口之间的距离超过15m时，其间还宜增加出口。,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),(4)成排布置的配电屏，屏前后通道宽度不得小于下表中的数值。,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),2、配电箱 在配电系统中实现配电和控制与保护功能的装置。它主要包括电源配电箱（柜）、动力与照明配电箱（柜）、电度表箱、插座箱等。 标准动力配电箱 标准照明配电箱 系列配电箱 其他,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室室 10.5.1 配电盘(箱),(1)动力配电箱：主要负荷为动力设备，多为三相供电。（电流超出63A，非终端配电，比如照明配电箱的上一级配电）。通常只允许专业人员进行操作。,动力配电箱一般是380v的动力配电,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),(2)照明配电箱： 终端配电，主要负荷是照明器具、普通插座、小型电动机负荷等，负荷较小，多为单相供电（总电流一般小于63A，单出线回路电流小于15A）。一般允许非专业人员操作。,照明配电箱一般是220v的民用照明配电,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),(3)配电箱的选择 根据负荷性质和用途，确定是照明配电箱还是电力配电箱，或是计量箱、插座箱等； 根据控制对象负荷电流的大小、电压等级以及保护要求，确定配电箱内主回路和各支路的开关电器、保护电器的容量和电压等级； 从使用环境和使用场合的要求选择配电箱的结构形式，如确定选用明装还是暗装式，以及外观颜色、防潮、防火等要求。,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.1 配电盘(箱),用于安装和布置高、低压配电柜和变压器的专门房间和场地。由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。 1.型式： 高层建筑或大型民用建筑内，宜设室内配变电所或户内预装式变电所。 多层建筑住宅区，宜设户外预装式变电所，有条件时，可设置户内(或地下)或外附式配变电所。 城镇住宅区，宜设预装式变电所。,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.2 变配电室,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.2 变配电室,预装式变电所,第10章 建筑供配电系统 10.5 配电盘(箱)和变配电室 10.5.2 变配电室,2