动力系统讲义.ppt

概述 给排水工程 暖通空调工程 电梯工程 异步电动机基本知识 动力系统电气设计实例,本章学习内容,第四章 动力系统设计,第1节 概述,消防联动控制系统设计,变配电设计,广播音响系统设计,安保（电视监控/门禁/防盗）系统设计,照明系统设计,动力系统设计,安全与防护,有线电视（catv）设计,通讯与网络系统设计,智能建筑自动化系统集成,强电系统设计,弱电系统设计,第1节 概述,1. 动力工程的基本概念,动力工程指以电动机为动力的设备、及相应的配电控制箱和电气控制线路的安装与敷设。,第1节 概述,2. 高层建筑中，常用动力设备：,一般电力：电梯、生活水泵、消防水泵、防排烟风机、正压风机等； 空调电力：制冷机组、冷冻机组、冷却塔风机、新风机组等。,3. 设备的供电要求 动力受电设备一般需要对称的380v三相交流电源供电，这是与使用单相220v电源的照明受电设备所不同的地方。 使用对称380v三相电源的动力受电设备，一般不需要中性线或零线。 动力设备的总负荷容量大，各设备容量大小参差不齐，其供电可靠性的要求也不一样。因此，对动力设备进行配电设计时，应根据设备容量的大小、供电可靠性要求的高低，结合电源情况、设备位置，并注意接线简单、操作维护安全等因素综合考虑来确定其配电方式。,第1节 概述,4. 配电方式 一般，动力配电系统的层次不宜超过2级。 对于用电设备容量大或负荷性质重要的动力设备宜采用放射式直接配电方式，如：负荷集中场所（水泵房、厨房、冷水机组等）。 对于用电设备容量不大和供电可靠性要求不高的各楼层配电点宜采用链式或混合式的配电方式，如负荷分散的场所（空调、电梯）。,第1节 概述,第1节 概述,第2节 给排水工程,建筑给水排水工程知识结构图,第2节 给排水工程,消防负荷等级较高，宜采用专用（即单独的）供电回路，即由变压器低压出口处与其他负荷分开自成供电体系；,消防用电设备的配电,对于消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等设备，应有两个电源供电，且在末端切换；多采用直配方式，两路电源应尽可能取自变电所的两段不同的低压母线。,配电线路可以采用普通电线电缆，但应穿在金属管或阻燃塑料管内，并应敷设在不燃烧结构内即经济又安全可靠。当采取明敷时，应在金属管或金属线槽上涂防火材料。,第2节 给排水工程,采暖(heating) 寒冷地区供热 通风(ventilation) 保持卫生要求的换气或排出污染物、烟气的通风换气 空气调节(air-conditioning)：简称空调 狭义指炎热地区的降温 广义指改变空气参数的所有方法和过程 统称hvac,第3节 暖通空调工程-hvac,第3节 暖通空调工程-hvac,空调系统的组成 空调区 空气处理设备 空气输送和分配系统 处理空气的冷热源,功能: 冷却、 除湿、 加热、 过滤。,温度： 冬季1617； 夏季2526 ； 湿度： 冬季4060； 夏季5070；,第3节 暖通空调工程,第3节 暖通空调工程,1. 电气专业关注点 暖通空调系统的自控及保护 温度控制 风量控制 湿度控制 定压补水控制 冷水机组的保护 制冷机组开停顺序控制 ,例如：电制冷机组的开停机顺序控制 开机冷水循环系统启动冷却水循环泵启动冷却水风机启动水路电磁阀启动启动制冷机 关机制冷机停2030s停冷却水循环泵停冷却塔风机水路电磁阀联动自停停冷水循环泵,第3节 暖通空调工程,容量大、种类多； 空调制冷机组（或冷水机组、热泵）：功率很大（200kw以上），多采用直配方式配电（母线机组控制柜）； 冷却水泵、冷冻水泵：台数较多，且留有备用，多采用降压启动；一般采用二级放射式配电方式（母线泵房动力配电箱各泵启动控制柜）； 空调机、新风机：功率大小不一，分布范围大，宜采用多级放射式配电； 风机盘管：数量多，单机功率小，可采用类似灯具的配电方式。,2. 空调动力设备的配电,第3节 暖通空调工程,第4节 电梯工程,4.1 现状 电梯是服务于指定楼层的人或货物的固定式升降设备，随着高层建筑的蓬勃发展以及电力电子技术的高速发展，它是发展最快、最先进的电气强、弱电集成技术之一。 由于电梯生产配套化的高度完善，建筑电气工程仅需了解相关内容，更多的是配套处理。,第4节 电梯工程,4.2 分类 按用途分类客梯、货梯、医用电梯、服务梯、专用电梯、自动扶梯 按速度分类低速(丙类)、快速(乙类)、高速(甲类)、超高速 按拖动方式分类直流梯、交流梯、液压梯、齿轮(齿条)梯、直线电动机驱动梯等。,第4节 电梯工程,4.3 系统构成电梯 轿厢系统 门系统 导向系统 重量平衡系统 机械安全保护系统,电梯的分类,根据驱动方式的不同,电梯可以分为曳引驱动,强制(卷筒)驱动,液压驱动等几种驱动方式.其中曳引驱动方式具有安全可靠,提升高度基本不受限制,电梯速度容易控制等优点,其已成为电梯产品驱动方式的主流. 在曳引式提升机构中,钢丝绳悬挂在曳引轮绳槽中,一端与轿厢连接,另一端与对重连接.曳引轮利用其与钢丝绳之间的摩擦力,带动电梯钢丝绳继而驱动轿厢升降.下面,就以曳引驱动电梯作为介绍的对象.,电梯八大系统,无齿轮曳引机,系列永磁同步曳引机,这几年电梯行业中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统，其体积小、节能、控制性能好、又容易做成低速直接驱动，消除齿轮减速装置；其低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的驱动系统，适合在无机房电梯中使用。永磁同步电动机驱动系统很快得到各大电梯公司青睐，与其配套的专用变频器系列产品已有多种牌号上市。可以预见，在调速驱动的场合，将会是永磁同步电动机的天下。,减速器种类,斜齿轮减速器,行星齿轮减速器,蜗轮蜗杆减速器,特点: 传动比大 噪音小 传动平稳 具有自锁能力,特点: 效率高 寿命长 发热少 外型较大,特点: 减速比大 传动效率高 结构紧凑 加工精度高,轿门,异步电机旁开门,异步电机中分门,同步电机旁开门,同步电机中分门,电力拖动系统,电梯的电力拖动系统的功能是为电梯提供动力，并对电梯的启动加速、稳速运行和制动减速起着控制作用。拖动系统的优劣直接影响着电梯起停时的加速和减速性能、平层精度、乘坐舒适感等指标。目前电梯的拖动系统分为直流电动机拖动、交流电动机拖动和永磁同步电动机拖动。如下图：,第4节 电梯工程,4.3自动扶梯系统构成 梯级 牵引机构 导轨系统 驱动装置 制动器 张紧装置 扶手装置 金属结构,第4节 电梯工程,4.4 电气系统 电力拖动系统 包括曳引系统、供电系统、速度反馈系统、调速系统 电气控制系统 自动门机系统、内外呼梯系统、运行方向控制系统、制动/减速控制系统、平层停车控制系统、选层/指示功能系统等 电气保护系统 超速保护、过载保护、短路保护、缺相及错相保护、电气互锁保护、紧急报警装置,第4节 电梯工程,4.5 负荷计算 1、动力负荷供电梯动力电源 电梯启动频繁，负载波动大，加减速迅速，会产生较大的冲击电流，使电压剧烈波动。 电梯动力电源容量与电梯载重、速度有关。,电源容量/kva,综合系数，交流单速、交流双速、直流有齿型电梯依次取0.035、0.030、0.021,电梯稳定载重/kg,电梯稳定速度/m/s,第4节 电梯工程,4.5 负荷计算 2、照明及其他负荷 一般负荷 包括轿厢、厅站指层器及轿厢架上部照明，底坑、机房检查用电，机房、轿厢公共用电。每台电梯一般负荷为12kva，供电到机房。 轿厢内应急照明 每台电梯为40w，应急供电时间不少于30min。,第4节 电梯工程,4.5 负荷计算 3、应急动力负荷 停电时应急备用发电机对电梯供电，解除电梯困人危机。其额定容量应满足电梯满载运行时的需要，还应能承受510s瞬时启动容量。,第4节 电梯工程,4.5 负荷计算 电梯和自动扶梯的负荷应按其设备容量考虑，电梯的设备容量为电梯的电动机额定功率加其他附属电器之和。涉及问题很多，计算复杂！ 确定电梯的动力电源时，涉及运行工作制、运行速度、载重量等问题。工程设计中采用简便的方法，如民用建筑电气设计规范(jgj/t16-92)采用了日本的计算方法。,第4节 电梯工程,4.5 负荷计算 对于单台电梯拖动电机所需的电源容量 对于多台电梯，考虑同时使用系数,第4节 电梯工程,4.6 电梯供电要求 电梯电源应专用，并应由建筑物配电间直接送到机房。 机房照明电源与电梯电源分开，并应在机房内靠近入口处设置照明开关。 每台电梯均应设置能切断该电梯最大负荷电流的主开关。 主开关不应切断轿厢、机房、隔层和井道照明，机房、轿厢和底坑电源插座及通风、报警供电。 主开关应设置在机房入口，方便迅速接近处。 同机房控制多台电梯时，各电梯主开关操作机构应设识别标志。,第4节 电梯工程,4.6 电梯配电柜设计 综合考虑的因素： 电梯用途及配电等级 每台电梯的容量及综合容量 井道照明需另加单相变压器，以36v安全电压供电 轿厢照明，按规定与动力配电箱分路送电 控制屏电源供给的要求,第4节 电梯工程,4.6 电梯配电柜设计 设计时异于常规动力配电箱的地方 单台交流梯按连续工作时的电流决定导线载流量，即铭牌连续额定电流的140或0.5h(1h)工作制时额定电流的90。 单台直流梯亦按连续工作时的电流决定载流量，应大于交流变流器的连续工作时输入电流的140。 电动机端子处的电压不得低于铭牌电压90。 断路器电磁脱扣器的瞬动电流应大于电动机的启动冲击电流。 熔断器应留1.25倍的裕度，以免因电梯电动机启动电流散热不及时而动作。,第5节 电气自动控制基础知识,第6节 动力系统电气设计实例,概述 动力工程又称为电力工程，主要是指以电作为动力的设备、装置的供电，以及相应起动、控制和配送的箱柜、线路构成的系统的安装和敷设。 动力电气工程图与照明电气工程图是建筑电气工程图的最基本的两大构成。 相对照明系统，动力系统具有下述特点： 用电设备的数量更少； 动力多以三相四线、三相三线供电； 技术更复杂； 动力耗能大，更突出节能； 更要考虑适应环境：防腐、防爆、防潮等。,设计要点 在遵守规范、安全适用、经济合理、技术先进、保护环境、节约能源的前提下，应注意实效。,第6节 动力系统电气设计实例,动力电气工程图,第6节 动力系统电气设计实例,常见配电屏/箱/柜的符号,配电屏/箱/柜的制造,附录1 配电箱常用符号,附录2 建筑电气工程设计常用电气图形符号(续),附录2 建筑电气工程设计常用电气图形符号(续),附录2 建筑电气工程设计常用电气图形符号(续),第6节 动力系统电气设计实例,1、干线系统图： 表达一个建筑物内电能分配输送的总关系，以各动力箱、配电箱为终点。 俗称 电力干线图、 动力干线图、 强电系统图。,(1) 地下层 进线 10kv高压进线供变电所，为大楼主电源； 左侧380/220v低压进线，为大楼备用电源。 双电源供电实线为主电源线，虚线为应急电源线。风机、喷雾泵、消防泵动力用电； 水泵房、发电机房、变电所不间断照明用电。 动力供电单电源供给： 生活水泵；污水泵。,第6节 动力系统电气设计实例,(2) 113层 双电源供电 消控中心； 113层公共应急照明用电。 动力供电 14层动力箱用电。 照明用电 513层动力箱，再分配给每层23个(13层为15个)室内带漏电保护的配电箱用电。 电梯3及2个污水泵动力用电,第6节 动力系统电气设计实例,(3) 顶层 双电源动力供电 风机14、稳压泵、排烟风机1/2、电梯1/2。 双电源照明 电梯机房及相应梯井照明(由13层应急照明箱供给),第6节 动力系统电气设计实例,工程设计中往往称为成套配电设备一次线路构成图。 表达了配电屏/箱/柜中主要一次设备的电路构成及选定型号、规格及主要参数。 应标注：配电方式、开关、熔断器、接触器、热继电器等电气元件，还应有导线型号、截面积、配管及敷设方法等，在系统中也可附材料表和说明。,2、分部系统图,配电系统图,动力配电装置 装置（箱或柜）内由刀开关、熔断器、空气断路器、接触器、热继电器、按钮、指示灯、仪表等组成。 电气元件的额定值由动力负荷的容量决定，配电箱的尺寸根据电气元件的大小确定。 材料不同：铁制、塑料制； 安装：明装、暗装、半暗装； 操作方便，配电箱中心距离据地面高度为1.5m，柜前要求大于1.8的操作通道。,第6节 动力系统电气设计实例,用电设备(主要是电动机)安装位置； 设备型号、规格； 供配电线路规格、型号、根数、铺设方法及路径； 配电、控制设备(主要是动力箱)安装装置。,第6节 动力系统电气设计实例,3、动力配电平面布置图,用电设备 风机四台在排风及送风竖井侧，竖井在1/e-2/e-2/f轴线附近； 喷水泵、消防水泵、生活水泵各两台均在水泵房分，别在2/c-5/c轴线及4/d轴附近； 潜水泵四台两两分在集水坑内，集水坑分别在2/f轴及2/d轴附近,第6节 动力系统电气设计实例,(2) 配电设备 动力箱五台： 1ap1-生活水泵(水泵房内)； 1ap2-双电源箱1af11af7主电源(配电室内)； 1ape1-双电源箱1af11af7备用电源(配电室内)； 1wsl1-潜水泵两台(水泵房内)，排2/d集水坑集水; 1wsl2-潜水泵两台(3/f轴附近)，排2/f集水坑集水。,第6节 动力系统电气设计实例,(2) 配电设备（续） 双电源自动切换箱七台： 1af1-消防泵两台(水泵房内)； 1af2-喷水泵两台(水泵房内)； 1af31af6-排风竖井排风机共四台； 1af7-照明箱1al11al3三台(配电室内)；,第6节 动力系统电气设计实例,(2) 配电设备（续） 照明箱三台(由1af7双电源供电)： 1al1-配电室照明； 1al2-水泵房照明； 1al3-柴油机房照明。,第6节 动力系统电气设计实例,(2) 配电设备（续） 供电线路(均用五芯线、穿钢管、地下暗敷)： 消防设备供电四路-阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆； 生活水泵供电二路-一般聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆； 应急照明电路五路-每路五根耐火单芯聚氯乙烯绝缘铜芯电线； 其它设备供电七路-每路五根单芯聚氯乙烯绝缘铜芯电线组成； 由配电所引来的电源二路-阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。,第6节 动力系统电气设计实例,4、控制原理图消防用电设备的控制,第6节 动力系统电气设计实例,2# 自动,手动,1# 自动,全压起动,安全电压,低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。,低