建筑电气期末复习资料.pdf

2014 建筑电气期末复习资料 第 1 页 共 10 页 建筑电气期末复习资料建筑电气期末复习资料 一 填空填空 16 分 二 选择题选择题 10 小题 一共 20 分 防雷 无功补偿 负荷计算 三 问答题问答题 4 小题 一共 20 分 四 计算题计算题 3 小题 一共 34 分 五 判断题判断题 8 10 分 考点 1导线电缆截面的选择原则和方法 2高压断路器 高压隔离开关的特点 3变配电所所址选择应考虑的条件 4计算负荷的目的和意义 5导线和电缆的选择应该满足哪些基本条件 6低压配电系统中 M PE PN 功能 7供配电系统中常用的过流保护装置 8总降压配电所的总接线形式 9最大利用负荷小时数 年最大负荷 年平均负荷 10如何提高电网功率因素 第一章第一章 1 1 用电设备 发电机 变压器的额定电压分析 用电设备 发电机 变压器的额定电压分析 l 用电设备的额定电压 电气设备的额定电压等级与电网额定电压等级相对应 2 发电机 发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出 5 用于补偿电网上的电 压损失 3 变压器 变压器的额定电压分为一次和二次绕组 对于一次绕组 1 当变压器接于电网时额定电压与电网一致 2 当变压器接于发电机输出端则其额定电压应与发电机额定电压相同 对于二次绕组 额定电压是指空载电压 考虑到变压器承载时自身电压损失 按 5 计 变压器二次绕组 额定电压应比电网额定电压高 5 当二次侧输电距离较长时 还应考虑到线路电压损失 按 5 计 此时二次绕组额定电压应比电网额定电压高 l0 1 2 用电设备端子的电压偏差表 用电设备端子的电压偏差表 P4 1 电动机为 2 照明 在一般工作场所为 5 对于远离变电所的小面积一般工作场所 难以满足上 述要求时 可为 5 10 应急照明 道路照明和警卫照明等为 5 10 3 其它用电设备当无特殊规定时为 5 1 3 供电质量供电质量 主要由电能质量和供电可靠性两大指标来衡量 电能质量 指标包括电压 波形和频率的质量 供电可靠性 是指供电企业对用户的供电连续性 2014 建筑电气期末复习资料 第 2 页 共 10 页 1 4 等级负荷 等级负荷 1 符合下列情况之一时 应为一级负荷 2 符合下列情况之一时 应为二级负荷 3 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 1 5 常用的应急电源有下列几种 常用的应急电源有下列几种 1 独立于正常电源的发电机组 2 供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路 3 蓄电池 包括大容量 UPS 或 EPS 不间断电源 第二章第二章 2 1 负荷计算的主要内容负荷计算的主要内容 1 求计算负荷 即正常工作时的实际最大负荷 目的选择各级电压供电网络 变压器容量 电气设备的型号等 保证使其在通过正常工作电 流时不至于过热而损坏 选择设备 2 求尖峰电流 目的用于计算电压波动 电压损失 选择熔断器和保护元件等 校验 设备 3 求平均负荷 目的计算全厂的电能需要量 电能损耗以及选择无功补偿容量等 节 能措施 2 2 长期连续工作制长期连续工作制 中 为发热常数 30min 后达到稳定的值 2 32 3 按需要系数法确定计算负荷按需要系数法确定计算负荷 1 需要系数法 需要系数 1 用电设备组的计算负荷及计算电流 有功功率 kW 无功功率 kvar 视在功率 kVA 计算电流 A Pe 用电设备组的设备功率kW KX 需要系数 见表 2 1 2 5 tg 用电设备组的功率因数角的正切值 Ur 用电设备额定电压 线电压 kV 例题 2 1 已知小型冷加工机床车间 0 38kV 系统 拥有设备如下 1 机床 35 台总计 98 00KW Kx1 0 20cos 1 0 5 0tg 1 1 73 2 通风机 4 台总计 5 00KW Kx2 0 80cos 2 0 80tg 2 0 75 3 电炉 4 台总计 10 00KW Kx3 0 80cos 3 1 00tg 3 0 00 4 行车 2 台总计 5 60KW Kx4 0 80cos 4 0 80tg 4 0 75 4 15 5 电焊机 3 台总计 17 50KVA Kx5 0 35cos 5 0 60tg 5 1 33 5 65 试求 每组负荷的计算负荷 Pc Qc Sc Ic 1eW L KK d K PeKPc X tgPQ CC 22 CCC QPS Ur S I C C 3 2014 建筑电气期末复习资料 第 3 页 共 10 页 解 1 机床组为连续工作制设备 故 kW kvar kVA A 2 通风机组为连续工作制设备 故 kW kvar kVA A 3 电炉组为连续工作制设备 故 Kw Kvar kVA A 4 行车组的设备功率为统一换算到负载持续率 25 时的有功功率 Kw Kvar Kvar kVA A 5 电焊机组的设备功率为统一换算到负载持续率 100 时的有功功率 kW kvar kVA A 2 42 4 多组用电设备组的计算负荷多组用电设备组的计算负荷 有功功率 kW 无功功率 kvar 视在功率 kVA 计算电流 A 例题 2 2 已知条件同例题 2 1 当有功功率同时系数 K p 9 0 无功功率同时系数 K q 9 5 时 试求 车间总的计算负荷 Pc Qc Sc Ic 解 通过上题的计算 已求出 60 199820 0 111 PeKP XC 91 3372 1 60 19 111 tgPQ CC 17 3991 3360 19 222 1 2 11 CCC QPS 12 59 38 03 17 39 3 1 1 Ur S I C C 00 4 580 0 222 PeKP XC 00 3 75 0 00 4 222 tgPQ CC 00 5 2 C S60 7 2 C I 00 000 000 8 333 tgPQ CC 00 8 108 0 333 PeKP XC 00 8 3 C S 15 12 3 C I 47 3 34 4 80 0 444 PeKP XC 60 2 75 0 64 3 444 tgPQ CC 34 4 4 C S 94 3 33 1 96 2 555 tgPQ CC 93 4 5 C S 59 6 4 C I 49 7 5 C I n i ci p PKPc 1 n i ci q QKQc 1 22 CCC QPS Ur S I C C 3 1 机床组 Pc1 19 60KW Qc1 33 91Kvar 2 通风机组 Pc2 4 00KW Qc2 3 00Kvar 3 电炉组 Pc3 8 00 KWQc3 0 00Kvar 4 行车组 Pc4 3 47 KWQc4 2 60Kvar 5 电焊机组 Pc5 2 96KW Qc5 3 94 Kvar 0 90 19 6 4 8 3 47 2 96 34 23 KW 0 9 33 91 3 0 2 60 3 94 41 23 Kvar 47 8 60 0 65 5 17cos 5555 SrPe 60 199820 0 111 PeKP XC 91 3372 160 19 111 tgPQ CC 34 4 156 52Pr2 444 Pe 2014 建筑电气期末复习资料 第 4 页 共 10 页 Kva A 2 2 5 尖峰电流尖峰电流 尖峰电流是指单台或多台用电设备持续 1 2s 的短时最大负荷电流 尖峰电流 一般出现在电动机起动过程中 2 6 无功补偿措施无功补偿措施 1 提高自然功率因素 1 正确选择变压器容量 2 正确选择变压台数 可以切除季节性负荷用的变压器 3 减少供电线路感抗 4 有条件时尽量采用同步电动机 2 采用店里电容器补偿 1 一般采用在变电所低压侧集中补偿方式 2 当设备的武功计算负荷大于 100Kvar 时 可在设备附近就地补偿 例题例题 2 52 5 某用户最大负荷月的有功用电量为 75000kWh 无功用电量为 69000kvarh 该用户 为两班制生产 问该用户的月平均功率因数是多少 欲将功率团数提高到 0 90 问需要装设 电容器组的总容量应当是多少 解 74 0 6900075000 75000 cos 2222 qp p WW W 用户为两班制生产 即每日生产 16h 每月计 30 个工作日 每月生产 16 30 480 h 最大负荷月的有功用电量为 75000kW h 即 kW h hkW TWPP a 25 156 480 75000 maxmax30 则所需无功补偿 var75 6890 0 arccostan74 0arccostan625 15 tan tan 30 kPQC 例题例题 2 6见书上见书上 P34 作业题 2 10 某机械制造厂机修车间 0 38kV 低压母线上引出的配电干线向下述设备供电 冷 加工机床 7 5kW 4 台 4kW 6 台 通风机 4 5 kW 3 台 水泵 2 8kW 2 台 试确定 各组和总的计算负荷 用需要系数法 结果用电力负荷计算表列出 解 先求各组的计算负荷 1 冷加工机床组设备总容量 kWkWPe546445 7 1 查附录表 1 取2 0 d K 5 0cos 73 1 tan 故 kWkWP 8 10542 0 1 30 var684 1873 1 8 10 1 30 kkWQ 2 通风机组 查附录表 1 取8 0 d K 8 0cos 75 0tan 故 kWkWP 8 105 438 0 2 30 var1 875 0 8 10 2 30 kkWQ 3 水泵炉 查附录表 1 取7 0 d K 8 0cos 75 0 tan 故 64 5123 4110 31 2222 CCC QPS 46 78 38 03 74 57 3 Ur S I C C 2014 建筑电气期末复习资料 第 5 页 共 10 页 kWkWP92 3 8 227 0 3 30 var94 275 092 3 3 30 kkWQ 因此总计算负荷为 95 0 p K 97 0 q K kWkWP244 24 92 3 8 10 8 10 95 0 30 var832 28var 94 2 1 8684 18 97 0 30 kkQ kVAAkVS67 37832 28244 24 22 30 2 11 某厂拟建一降压变电所 装设一台 10 0 4kV 的低损耗变压器 已求出变电所低压 侧有功计算 负荷为 540kW 无功计算负荷为 730kvar 遵照规定 其高压侧功率因数不得 低于 0 9 问此变电所需 在低压侧补偿多少无功功率 解 2 12 见书上 见书上 P42 第三章第三章 3 1 变配电所位置选择变配电所位置选择 变配电所的位置应考虑如下的原则 2014 建筑电气期末复习资料 第 6 页 共 10 页 1 尽量接近负荷中心 以缩短低压配电线路距离 减少有色金属消耗量 降低配电 系统的电压损耗 电能损耗 保证电压质量 2 接近电源侧 3 进线 出线方便 4 设备运输 安装方便 5 避开剧烈振动 高温场所 避开多尘有腐蚀性气体场所 避开有爆炸 火灾危险 的场所 6 尽量使高压配电所与车间变电所合 7 为工厂的发展和负荷的增加留有扩建的余地 3 2 变压器容量及其台数的确定 计算题 变压器容量及其台数的确定 计算题 变配电所主变压器容量的选择 1 只装一台主变压器时 主变压器的额定容量 SN T 应满足全部用电设备总的计算负荷 S30 的需要 SN T S30 3 2 2 装有两台变压器时 每台主变压器的额定容量 SN T 应同时满足以下两个条件 SN T 0 7S30 3 3 SN T S 3 4 其中 S 计算负荷中的全部一 二级负荷 3 单台主变压器的容量上限 工厂变电所单台主变压器容量 一般不宜大于 1250kVA 在负荷比较集中 容量较大 时 也可选用 1600 2500kVA 的配电变压器 这时变压器低压侧的断路器必须配套选用 单台变压器的车间变电所的主变容量一般不能大于 1000kVA 对装于楼上的电力变压器 单台容量不宜大于 630kVA 对居住小区变电所 单台油浸式变压器容量不宜大于 630kVA 例例 3 1 某 10 0 4kV 车间变电所 总计算负荷为 1400kVA 其中一 二级负荷为 750kVA 试初步确定主变压器台数和单台容量 解 由于变电所所有一 二级负荷 所以变电所应选用两台变压器 根据公式 3 3 3 4 得 SN T 0 7S30 0 7 1400 980KVA SN T S 750kVA 因此单台变压器容量选为 1000kVA 3 3 供电电压供电电压 中小型企业及民用建筑一般供电电压都采用 10kv 只有当 6kv 的设备所占比重 大 一般超过 1 3 时 或当地只有 6kv 电源或者附近有供电厂并用 6kv 直接给用户供电时 才采用 6kv 工作电压 3 4 建筑供电的高压主结线供电方式 建筑供电的高压主结线供电方式 1 放射式2 树干式3 环形供电式 3 5 常用的高压系统的主接线方式常用的高压系统的主接线方式 1 线路 变压器组2 单母线接线3 单母线分段接线 4 组合式变电站单元接线 第四章第四章 4 1 电线和电缆线的截面选择应满足的主要要求 电线和电缆线的截面选择应满足的主要要求 1 不因长期通过负荷电流使导线过热 以避免损坏绝缘或短路失火等事故 2 有足够的机械强度 避免因刮风 结冰或施工等原因被拉断 3 线路上电压损失不能过大 对于电力线路 电压损失一般不能超过额定电压的 10 2014 建筑电气期末复习资料 第 7 页 共 10 页 对于照明线路一般不能超过 5 4 2 用电设备端子处电压偏移的允许范围为 用电设备端子处电压偏移的允许范围为 电动机 土 5 照明灯 在一般工作场所 5 在视觉要求较高的屋内场所 5 2 5 在远离变电所面积较小的一般工作场所 难以满足上述要求时 允许 10 其他用电设备无特殊规定时为 5 4 3 母线 母线 指用高导电率的铜 铝质材料制成的 用以传输电能 具有汇集和分配电力的产 品 4 4 电器设备选择的原则电器设备选择的原则 1 按正常工作条件选择额定电压和额定电流 2 按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定 3 按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力 遮断容量 4 按装置地点 工作环境 使用要求及供货条件来选择电器设备的适当型式 4 5 高压开关设备及其选择高压开关设备及其选择 高压开关设备包括高压断路器 隔离开关 负荷开关 熔断器及高压开关柜等 4 5 1 自动空气断路器的分类 按其用途可分为配电线路用自动空气断路器 电动机保护用 自动空气断路器 照明用自动空气断路器 控制线路用自动空气断路器 按其结构可分为塑 料式外壳式 框架式 快速式 限流式等 但基本形式有万能式和装置式两种 4 5 2 高压断路器 QF a 功能 通断正常负荷电流 接通和承受一定的短路电流 在保护装置作用下自动跳闸 切除短路故障 b 类型 油断路器 少油断路器 空气断路器 六氟化硫断路器 真空断路器 c 铭牌所列的技术数据 额定电压 额定电流 额定开断电流 额定断流容量 热稳定电 流 动稳定电流 d 选择条件 首先考虑工作条件 确定断路器的额定值 结合环境条件选用断路器的型号 根据短路电流进行断流容量 动 热稳定校验 尽量维修方便 价格便宜 运行费用少等 4 5 3 高压隔离开关 QS 没有灭弧装置 不能接通和切断负荷电流 a 功能 隔离高压电源 断开后有明显的断开间隙 并且断开间隙的绝缘足够可靠 能充 分保证人身和设备的安全 接通和断开较小电流 通断电流不超过 2A 的空载变压器 电压互感器及避雷器电路 b 类型 户内型 GN 三相刀闸同一底座 户外型 GW 单柱式 双柱式 三柱式 c 选择 首先按安装地点选择户内型或户外型 结合工作条件确定额定值 校验动 稳定 值 35kv 及以上宜选用带接地刀闸 考虑开关接线端的机械负荷 4 5 4 自动空气开关 作用 带负荷分合闸 可实现过载 短路 失压保护 特点 具有良好的灭弧性能 它能带负荷通断电路 可用于电路的不频繁操作 组成 触头系统 灭弧系统 脱扣器和操作机构等 原理 欠压 35 Ur 衔铁分 杠杆上 分断 短路 铁心线圈 衔铁吸合 杠杆上 分断 过载 加热电阻丝热 双金属片弯曲 杠杆上 分断 手动控制 按按钮 杠杆上 分断 2014 建筑电气期末复习资料 第 8 页 共 10 页 4 6 漏电保护开关的选择漏电保护开关的选择 1 下列设备的配电线路宜设置漏电电流动作保护 1 手握式及移动式用电设备 2 建筑施工工地的用电设备 3 环境特别恶劣或潮湿场所 如锅炉房 食堂 地下室及浴室 的电气设备 2 漏电电流保护装置的动作电流宜按下列数值选择 1 手握式用电设备为 15mA 2 环境恶劣或潮湿场所的用电设备 如高空作业 水下作业等处 为 6 10mA 3 医疗电气设备为 6mA 4 建筑施工工地的用电设备为 15 30mA 5 家用电器回路及照明线路一般 30mA 6 成套开关柜 分配电盘等为 100mA 以上 用于总体保护一般 200 500mA 作业题 作业题 4 1 常用电线和电缆截面积的选择方法 a 电线和电缆线的截面积选择应满足的条件 1 不因长期通过负荷电流使导线过热 以避 免损坏绝缘或短路失火等事故 2 有足够的机械强度 避免因刮风 结冰或施工等原因被 拉断 3 线路上电压损失不能过大 对于电力线路 电压损失一般不能超过额定电压的 10 对于照明电路一般不能超过 5 第五章第五章 电缆敷设方式可分为 明敷和暗敷 第七章第七章 7 1 过电压定义 过电压定义 电气设备上或线路上出现的超过正常工作要求的电压 7 2 过电压的形式过电压的形式 1 内部过电压2 雷电过电压 7 3 雷电的危害雷电的危害 1 雷电的热效应 2 雷电的电磁效应 3 雷电的机械效应 4 雷电的闪络放 电 7 4 建筑物的防雷等级建筑物的防雷等级 1 第一类防雷建筑物2 第二类防雷建筑物 3 第三类防雷建筑 物 7 5 建筑物的防雷措施 建筑物的防雷措施 1 防直击雷的措施 安装独立避雷针 一级防雷建筑物 建筑物上安装避雷针 一 二级防雷建筑物 建筑物上安装避雷带 三级防雷建筑物 避雷针 避雷带通称接闪器 安装在 建筑物的顶端 以引导雷云与大地之间放电 使强大的雷电流通过引下线进入大地 从而保 护建筑物免遭雷击 2 防感应雷的措施 将金属屋面或钢筋混凝土屋面的钢筋用引下线与接地装置连接 一 二级防雷建筑 物 将建筑物内的金属管道 钢窗等与接地装置连接 一 二级防雷建筑物 这样做 可以使残留在建筑物上的电荷顺利引入大地 消除建筑物内部出现的高电位 3 防雷电波侵入的措施 在进户架空电力线路上或进户电缆首端安装阀型避雷器 一 二级防雷建筑物 2014 建筑电气期末复习资料 第 9 页 共 10 页 在进户线上安装最简单的避雷器 如羊角保护间隙 避雷器的作用是将雷电流引入大 地 保护建筑物 7 6建筑物的防雷装置建筑物的防雷装置一般由接闪器 引下线 接地装置三个基本部分组成 7 7避雷针在 h 高度的 xx 平面上和在地面上的保护半径 例 7 1 某厂一座 30m 高的水塔旁边 建有一水泵房 属第三类防雷建筑物 尺寸如图 7 8 所示 水塔上装有一支高 2m 的避雷针 试问此针能否保证这一水泵房 解 查表 72 得滚球半径 hr 60m 而 h 30m 2m 32m hx 6m 因此得 现水泵在 hx 6m 高度上最远一角距离避雷针的水平距离为m rx 水塔上的避雷针完全能保护这一水泵房 7 8 接地的类型和作用接地的类型和作用 工作接地定义 电源测的接地称为工作接地方法 变压器中性点接地 作用 保证电力系统和设备达到正常工作 三种运行方式 1 电源中性点不接地 2 电源中性点经消弧线圈接地 3 电源中性点直接接地 保护接地 定义 负载侧的接地称为保护接地作用 保障人身安全 防止间接触电 方法 将设备的外露可导电部分进行接地 类型 1 TT 系统 TN S 系统TN C 系统TN C S 系统 2 TN 系统 3 IT 系统 7 9 等电位联结的组成及分类等电位联结的组成及分类1 总等电位联结 MEB 2 局部等电位联结 LEB 3 辅助等电位联结 SEB 补充 补充 1 N PE PEN 线的功能 线的功能 N 线