《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 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 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 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 213 3 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 一是实现能量的传输和转换 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 电路的工作状态开路即断路 就是将电路断开 电路中没有电流流过 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 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 213 5 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 213 R3 R3 6 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 213 7 第四章电工基本知识 4 2 2三相交流电路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 216 8 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 217 9 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 217 10 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 218 11 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 12 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 218 13 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 218 16 4 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 17 4 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 227 20 1 火力发电厂 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 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 228 第五章供配电系统 发电厂种类 23 228 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 26 19 228 3 电力用户 27 20 228 3 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 228 29 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 229 30 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 229 2 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 低压母线放射式配电的树干式接线 低压 变压器 干线组 的树干式接线 链式接线 229 2 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 230 2 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 37 5 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 231 38 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 233 39 a 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 234 40 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 234 41 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 235 42 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 235 43 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 236 45 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 1 2 236 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 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 3 237 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 2 电缆线路 47 第五章供配电系统 图5 18电缆桥架的结构 4 237 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 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 5 237 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 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 L1 L2 L3三相分别涂黄 绿 红色 N线涂淡蓝色 PE线涂黄绿双色 在直流系统中 正极用褐色 负极用蓝色 237 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 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 238 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 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 240 52 第五章供配电系统 表5 2常用绝缘导线 240 5 3配管配线工程5 3 1室内配线材料 1 绝缘导线 53 第五章供配电系统 教材 有1条导线型号为 BLV 500 3 50 1 25 PE25 表示铝芯塑料绝缘导线 额定电压500V 三根相线截面均为50mm2 一根中性线截面为25mm2 一根PE保护线截面为25mm2 240 5 3配管配线工程5 3 1室内配线材料 1 绝缘导线 问题 另有1条导线型号为 BVR 500 3 25 1 16 其表示的导线型号是 54 三相五线 单相两线 240 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 1 绝缘导线 55 2 电缆是一种特殊结构的导线 由线芯 绝缘层和保护层三部分组成 按电压分 高压 低压 按线芯数分 单芯 双芯 三芯 四芯 五芯 按芯线材料分 铜芯 铝芯 按绝缘材料分 油浸纸绝缘 塑料绝缘 橡胶绝缘 继续 241 第五章供配电系