《建筑设备》第4,5章电工基础、供配电系统1稿,60页

1、1 第三部分第三部分 建筑电气系统建筑电气系统 分类分类 强电强电建筑照明系统建筑照明系统供配电系统供配电系统防雷接地系统防雷接地系统弱电弱电CATVCATV电视与卫星电视电视与卫星电视闭路电视和监控系统闭路电视和监控系统电话通信系统电话通信系统火灾自动报警系统火灾自动报警系统建筑动力系统建筑动力系统补充补充以电能、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的电、光、热、声电、光、热、声等环境，提高人们的生活、工作质量。等环境，提高人们的生活、工作质量。2第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.1 电路电路 4.1.1 电路组成、作用及

2、工作状态电路组成、作用及工作状态1.电路的组成电路的组成 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，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， 通常由通常由三部分组成。三部分组成。电源电源是将其他形式的能量转换为电能的装置，是将其他形式的能量转换为电能的装置，如干电池、蓄电池和发电机等如干电池、蓄电池和发电机等均为电源。均为电源。电源分直流电源电源分直流电源（DCDC）和交流电源和交流电源（ACAC）两大类。两大类。负载负载指用电设备，它将电能转换为其他形式的能量，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如日光灯将电能转换成光能，电动机将电能转

3、换成机械能，电炉将电能转换成热能。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。 中间环节中间环节是指连接电源和负载的部分，是指连接电源和负载的部分，如导线、开关、变压器、熔断器如导线、开关、变压器、熔断器等等，将电源的能量输送给负载、控制电路的接通和断开。将电源的能量输送给负载、控制电路的接通和断开。2132133第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.1 电路电路 4.1.1 电路组成、作用及工作状态电路组成、作用及工作状态2.电路的作用电路的作用 主要有两大类

4、：主要有两大类： 一是实现能量的传输和转换。一是实现能量的传输和转换。二是实现信号的传递和处理。二是实现信号的传递和处理。 213213声音声音图像图像电信号电信号声音声音图像图像转换转换还原还原l化学能化学能l水能水能l核能核能l风能风能l地热能地热能 l太阳能太阳能转换转换机械能机械能转换转换电能电能4第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.1 电路电路 4.1.1 电路组成、作用及工作状态电路组成、作用及工作状态3.电路的工作状态电路的工作状态开路开路即断路，就是将电路断开，电路中没有电流流过。即断路，就是将电路断开，电路中没有电流流过。通路通路就是接通电路，电路中有电流流过，电路接通

5、后的电流用就是接通电路，电路中有电流流过，电路接通后的电流用I I表示，其大小表示，其大小即即I= E/I= E/（R R0 0+R+R）。）。 额定值额定值：电气设备可充分发挥设备效能，保证正常的使电气设备可充分发挥设备效能，保证正常的使用寿命。用寿命。 短路短路是一种电路事故。是一种电路事故。短路后，负载短路后，负载R R上电压、电流均为零。上电压、电流均为零。RoRo很小，短路电很小，短路电流流IsIs很大，将导致电源或导线绝缘损坏。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

6、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熔断器。2132135第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.1 电路电路 4.1.2 电阻的连接电阻的连接1.电阻串联电阻串联2.电阻的并联电阻的并联3.电阻的混联电阻的混联213213R3R36第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.2 4.2 交流电路交流电路4.2.1 4.2.1 正弦交流电的基本概念正弦交流电的基本概念1.1.交流电概述交流电概述2.2.正弦函数的要素正弦函数的要素 电压、电流和电动势的电压、电流和电动势的大小和方向大小和方向都随时间按正弦规律变

7、化的电源，称为都随时间按正弦规律变化的电源，称为正弦正弦交流电交流电，简称，简称交流电交流电。（1）周期、频率、角频率）周期、频率、角频率 （2）瞬时值、幅值和有效值）瞬时值、幅值和有效值 （3）相位、初相位、相位差）相位、初相位、相位差 2132137第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.2.2 三相交流电路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电源是由三相交流发电机三相交流发电机产生的。建筑产生的。建筑物内的三相交流电源都取自物内的三相交流电源都取自城市电网（发电厂产生）城市电网（发电厂产生）。1.1. 若供电可靠性要求较高，可在建筑内部设置若供电可靠性要求较高，可在

8、建筑内部设置备用备用电源电源（三相柴油发电机组三相柴油发电机组）。）。2162168第四章第四章 电工基本知识电工基本知识（1） 三相交流电源三相交流电源星形连接星形连接（图（图4-9）我国低压供配电系统我国低压供配电系统中，相电压有效值为中，相电压有效值为220V220V，线电压有效值，线电压有效值为为380V380V， 用用380/220V380/220V表示；表示；l照明用电照明用电为为220V220V，l动力用电动力用电为为380V380V。2172179第四章第四章 电工基本知识电工基本知识（2） 三相交流电源三相交流电源三角形连接三角形连接（图（图4-10）因为无中性线，因为无中性

9、线，三相电源三角形三相电源三角形连接时，连接时，线电压线电压= = 相电压相电压。 21721710第四章第四章 电工基本知识电工基本知识（3） 三相负载星形连接三相负载星形连接 （图（图4-11）线电流线电流相电流相电流中线电流中线电流可以与电源星形连接方式相连接可以与电源星形连接方式相连接 线电流线电流 = 相电流相电流21821811第四章第四章 电工基本知识电工基本知识（4） 三相负载三角形连接三相负载三角形连接 （图（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线电流相电流相电流218218线电流线电流

10、 = *相电流相电流312第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.3 变压器变压器：电力系统中输送电能的重要设备电力系统中输送电能的重要设备，变换电压，变换电压。 4.3.1 变压器的基本结构变压器的基本结构21821813第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.3 变压器变压器：电力系统中输送电能的重要设备，变换电压电力系统中输送电能的重要设备，变换电压。 4.3.1 变压器的基本结构变压器的基本结构14第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.3.2 变压器的基本工作原理变压器的基本工作原理 电生磁，磁生电电生磁，磁生电218218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

11、则依靠左手定则。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。记忆口诀记忆口诀：“力力”字向左撇，用左手；字向左撇，用左手；“电电”字，用右手字，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。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。磁生电磁生电15第四章第四章 电工基本知识电工基本知识4.3.2 变压器的基本工作原理变压器的基本工作原理 电生磁，磁生电电生磁，磁生电2121NNEE2121NNII2182182121NNEE2121NNEE164.4 电动机电动机第四章第四章 电工基本知识电工基本知识电动机（电动机（

12、Motor）是把）是把电能电能转换成转换成机械能机械能的一种的一种设备设备 它是利用通电它是利用通电线圈线圈（也就是定子绕组）产生旋转（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磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩扭矩。 174.4 电动机电动机第四章第四章 电工基本知识电工基本知识电动机（电动机（Motor）是把）是把电能电能转换成转换成机械能机械能的一种的一种设备设备 18第五章第五章 供配电系统供配电系统19第五章第五章 供配电系统供配电系统5.1建筑变配电系统概述建筑变配电系统概述5.1.1 供配电系统概述供配电系统概述 由各级电压的由各级电压的电力线路电力线路将将发电厂

13、发电厂、变电所变电所和和电力用户电力用户联系起联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。22722720(1)(1)火力发电厂火力发电厂锅炉锅炉燃料的化学能燃料的化学能热能热能汽轮机汽轮机机械能机械能发电机发电机电能电能其能量转换过程是：其能量转换过程是：228228第五章第五章 供配电系统供配电系统发电厂发电厂种类种类21(2)(2)水力发电厂水力发电厂其能量转换过程是：其能量转换过程是：水流位能水流位能水轮机水轮机机械能机械能发电机发电机电能电能228228第五章第五章 供配电系统供配电系统发电厂发电厂种类种类22(3)(3)核能发电厂核能

14、发电厂 其能量转换过程是：其能量转换过程是： 反应堆反应堆核裂变能核裂变能热能热能汽轮机汽轮机机械能机械能发电机发电机电能电能228228第五章第五章 供配电系统供配电系统发电厂发电厂种类种类23228228第五章第五章 供配电系统供配电系统(4)、风力发电厂、风力发电厂 发电厂发电厂种类种类24(5)、地热发电厂、地热发电厂 228228第五章第五章 供配电系统供配电系统发电厂发电厂种类种类25(6)、太阳能发电厂、太阳能发电厂 228228第五章第五章 供配电系统供配电系统发电厂发电厂种类种类2619228228 3.电力用户电力用户 2720228228 3.电力用户电力用户 28第五章

15、第五章 供配电系统供配电系统5.1.2 我国电网电压等级我国电网电压等级 1. GB/T1562007标准电压规定了我国电力系统的标准电压规定了我国电力系统的额定电压等级额定电压等级，有：有：0.22KV、0.38KV、0.66KV、3KV、6KV、10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV、1000KV。 电压电压 适用范围适用范围220kv大电力系统主干线，距离几百公里大电力系统主干线，距离几百公里110kv中、小电力系统主干线，距离中、小电力系统主干线，距离100km100km35kv大型工厂内部供电，距离大型工厂内部供电，距离30km30k

16、m6kv10kv民用建筑施工供电，距离民用建筑施工供电，距离10km10km380v/220v电动机、照明等一般用电设备电动机、照明等一般用电设备22822829第五章第五章 供配电系统供配电系统 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式l 供配电系统中，供配电系统中，高、低压高、低压线路的接线方式均有：线路的接线方式均有：3种，种， 放射式放射式、树干式、环形接线树干式、环形接线等等方式。方式。22922930第五章第五章 供配电系统供配电系统（1）低压放射式接线）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

17、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。引出线引出线229229 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式31第五章第五章 供配电系统供配电系统（2 2）低压树干式接线）低压树干式接线 有三种形式有三种形式 低压母线放射式配电的树干式接线低压母线放射式配电的树干式接线 低压低压“变压器变压器- -干线组干线组”的树干式接线的树干式接线 链式接线链式接线229229 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式32第五章第五章 供配电系统供配电系统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

18、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。配电干线配电干线229229（2 2）低压树干式接线）低压树干式接线 有三种形式有三种形式输电干线输电干线 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式33第五章第五章 供配电系统供配电系统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。输电干线输电干线配电干线配电干线229229（2 2）低压树干式接线）低压树干式接线 有三种形式有三种形式

19、2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式34第五章第五章 供配电系统供配电系统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230230（2 2）低压树干式接线）低压树干式接线 有三种形式有三种形式 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式35第五章第五章 供配电系统供配电系统（3）低压环形接线）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

20、后即可恢复供电。环形接线供电可靠性较高。230230 2.低压线路的接线方式低压线路的接线方式36建筑供配电系统建筑供配电系统 高层建筑的配线每层配电箱每层配电箱230230总配电箱总配电箱哪种接线方式？哪种接线方式？375.1.3 电力负荷的分级电力负荷的分级 -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 第五章第五章 供配电系统供配电系统重大损失或人身

21、伤亡重大损失或人身伤亡较大损失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23123138第五章第五章 供配电系统供配电系统5.2 变配电所设备及导线电缆的选择变配电所设备及导线电缆的选择 5.2.1 变配电所变配电所 变换与分配电能，是建筑供配电系统的枢纽变换与分配电能，是建筑供配电系统的枢纽。 1.变配电所所址的选择变配电所所址的选择 做到：做到：接近负荷中心接近负荷中心、进出方便、考虑环境、兼顾发展。、进出方便、考虑环境、兼顾发展。 23323339 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

22、器）低压熔断器(FU)俗称保险丝，用于短路或过载保护。俗称保险丝，用于短路或过载保护。 2.变配电所主要设备变配电所主要设备23423440第五章第五章 供配电系统供配电系统（2）低压刀开关）低压刀开关(QS)图5-10 HD13型低压刀开关手动开关手动开关 用于分断电流不大的场所用于分断电流不大的场所23423441第五章第五章 供配电系统供配电系统 （3）低压断路器）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，自动分断电路短路、过载、失压下，自动分断电路23523542第五

23、章第五章 供配电系统供配电系统 （4）低压配电屏）低压配电屏/柜柜 （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23523543第五章第五章 供配电系统供配电系统图5-14 低压配电箱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、计量盘直接向低压用电设备分配电能的控制、计量盘 照明配电箱照明配电箱电灯电灯风扇风扇插座插座235235电铃电铃音响音响44第五章第五章 供配电系统供配电系统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的结构与敷设 配电线路形式

24、有配电线路形式有架空线架空线、电缆线电缆线和和建筑室内线路建筑室内线路三种。三种。 （1）架空线路）架空线路23623645第五章第五章 供配电系统供配电系统（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 122362365.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择46第五章第五章 供配电系统供配电系统 a）户内电缆沟 b）户外电缆沟图5-17 电缆在电缆沟内敷设32372375.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择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第五章第五章 供配

25、电系统供配电系统 图 5-18 电缆桥架的结构42372375.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择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第五章第五章 供配电系统供配电系统 图 5-19 电缆在电缆隧道内的敷设52372375.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择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第五章第五章 供配电系统供配电系统 （3）建筑室内线路）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，而且有利于导线，导线涂色不仅有

26、利于识别相序，而且有利于防腐蚀。防腐蚀。 规定：规定：l 在三相交流系统中：在三相交流系统中：l L1、L2、L3三相分别三相分别 涂涂黄、绿、红黄、绿、红色色；l N线线涂涂淡蓝淡蓝色色；l PE线线涂涂黄绿黄绿双色双色；l 在直流系统中，正极用褐色，负极用蓝色。在直流系统中，正极用褐色，负极用蓝色。2372375.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择50第五章第五章 供配电系统供配电系统插接式母线槽插接式母线槽结构敷设。结构敷设。它的优点是：它的优点是：容量大、绝容量大、绝缘性能好、通用性强、拆缘性能好、通用性强、拆装方便、安全可

27、靠、使用装方便、安全可靠、使用寿命长，并且可灵活增加寿命长，并且可灵活增加母线槽的数量来延伸电路母线槽的数量来延伸电路。如图如图5-21所示。所示。2382385.2.2 建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择建筑配电线路的结构与敷设及导线电缆截面的选择51第五章第五章 供配电系统供配电系统5.3 配管配线工程配管配线工程5.3.1 室内配线材料室内配线材料 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。线（母线），少数采用电缆。 1.绝缘导线绝缘导线l 按线芯材料分按线芯材料分，有，有铜芯铜芯和和铝芯铝

28、芯两种，民用建筑内推荐采两种，民用建筑内推荐采用铜芯绝缘导线。用铜芯绝缘导线。l 按绝缘材料分按绝缘材料分，有，有橡皮绝缘导线橡皮绝缘导线和和塑料绝缘导线塑料绝缘导线两种。两种。l 室内敷设应优先选用塑料绝缘导线室内敷设应优先选用塑料绝缘导线l 室外敷设应优先选用橡皮绝缘导线。室外敷设应优先选用橡皮绝缘导线。继续24024052第五章第五章 供配电系统供配电系统表表5-2 常用绝缘导线常用绝缘导线序号序号导线型号导线型号名名 称称1 1BV(BLV)BV(BLV)铜（铝）芯聚氯乙烯铜（铝）芯聚氯乙烯(PVC)(PVC)绝缘导线绝缘导线2 2BVV(BLVV)BVV(BLVV)铜（铝）芯聚氯乙烯

29、绝缘聚氯乙烯护套导线铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套导线3 3BX(BLX)BX(BLX)铜（铝）芯橡皮绝缘导线铜（铝）芯橡皮绝缘导线4 4BVVB(BLVVB)BVVB(BLVVB)铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套平型导线铜（铝）芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套平型导线5 5BVRBVR铜芯聚氯乙烯绝缘软导线铜芯聚氯乙烯绝缘软导线6 6BXRBXR铜芯橡皮绝缘软导线铜芯橡皮绝缘软导线7 7BXSBXS铜芯橡皮绝缘双股软导线铜芯橡皮绝缘双股软导线2402405.3 配管配线工程配管配线工程5.3.1 室内配线材料室内配线材料 1.绝缘导线绝缘导线53第五章第五章 供配电系统供配电系统教材：有教材：有1条导线型号为：条导线型号为：BLV-500-（350