建筑电气第1章 概论

1、第1章 概论1第1章 概论1.1 供配电系统概述1.2 电力系统的额定电压与电能质量1.3 建筑电气基本任务21.1 供配电系统概述1、电力系统2、供配电系统3、建筑电气系统31.1 供配电系统概述1、电力系统 电力系统：是由发电厂、变电所、电力线路及电力用户组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。 发电厂 变电所 电力网（电力线路） 电力用户4电动机等设备电力系统组成5（1）发电厂（generating plant） 定义：发电厂将各种一次能源转化为电能。 分类：按一次能源介质划分 火力发电厂 水力发电站 核电站等 太阳能发电厂 风力发电厂 地热发电厂 潮汐发电厂等 正在研究 磁流体发电

2、氢能发电等。三峡水电站单机容量70万kw，32台，总容量2240万kw大容量小容量水电站5000kW以下的小水电站， 500010万kW为中型水电站, 10万100万kW为大型水电站, 超过100万kW的为巨型水电站。大唐国际在内蒙古拖克拖县的火力发电厂总装机容量为8*600MW,目前应该是亚洲最大的火力发电厂! 6（2）变电所（substation） 定义：是接受、变换和分配电能的场所。 分类： 仅用以接受电能和分配电能配电站， 仅用以把交流电能变换成直流电能变流所。升压变电： 6、10、15kv 升 110、220、 500kv，750kv，1000Kv降压变电： 110、220、500k

3、v 降 6、10kv变电所7变电所8 （3）电力网 输电线路和配电线路统称为电力网。 220kV及以上的电力线路输电线路， 110kV及以下的电力线路配电线路。 配电线路分为：高压配电线路（110kV）、 中压配电线路（635kV） 低压配电线路（380/220V）。9 （4）电力用户（=电力负荷） 定义：凡取用电能的所有单位、设备均称为电力用户。 其中工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。 例 我国居民用电: 1996年1130亿kwh 2000年1690亿kwh 2005年2700亿kwh 2010年3920亿kwh10发电输电升压一级降压二级降压配电用电三级降压发

4、电厂升压变压器电网地区变电站区域变电站楼宇变电站配电站用户建筑电气研究的范围112、供配电系统定义：12 定义： 由（总高压配电所）、高压配电线路、大楼变电所、低压配电线路及用电设备组成。 3、 建筑供配电系统M变电站高压配电站高压配电线路低压配电线路用电设备610kV（35110kV）0.38/0.22kV610kV（35110kV）13（1）总高压配电所 将10kV的高压配电电压，分配给小区各变电所供电。 （2）大楼变（配）电所 将10kV的电压降为380/220V，再通过低压配电线路，给大楼用电设备供电。 （3）配电线路 配电线路分为：小区高压配电线路 小区或大楼低压配电线路。 3、建筑

5、供配电系统大型、特大型，中型，小型100kw以下的用电负荷建筑供配电分类：14国内外部分工程情况简介例 某一办公楼各种能源比例： 电力84%其中：照明插座42%，一般动力21%，空调机14%，冷冻机7%。15国内外部分工程情况简介161-2 电力系统的额定电压与电能质量 电力系统供电质量：电能质量、供电可靠性。 （1）电能质量基本参数： 频率、电压 （2）供电可靠性：是指供电企业对用户的供电连续性。17地区或国名工频(Hz)中国台湾60中国大陆50中国香港50日本60南韩60新加坡50印度50印尼50泰国50马来西亚50越南50亚洲1、 额定频率：500.5Hz ，一般称“工频”18欧洲地区或

6、国名工频(Hz)俄罗斯50英国50法国50德国50爱尔兰50意大利50瑞士50荷兰50丹麦50波兰5019美洲地区或国名工频(Hz)美国60加拿大60巴西60哥伦比亚6020频率偏差 采用较高的频率：生产效率 。 电网低频率运行时：所有交流电动机转速 ， 产量和质量 。 频率的变化：对电力系统运行的稳定性影响很大 一般不得超过0.5%， 电网容量在300万千瓦及以上者不得超过2%。 频率的调整主要依靠发电厂。212、 电压： （1）额定电压 （2）允许的电压偏移及电压调整措施 （3）电压波动及其抑制 （4）供电电压的波形畸变22（1）额定电压： 定义：电气设备正常运行、且获得最佳经济效果的电压

7、。 分类： 电网（电力线路的额定电压 它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。 用电设备额定电压 与电网额定电压相同。 发电机的额定电压 高于同级电网电压5%. 电力变压器的额定电压23基准2425电力变压器的额定电压 一次绕组的额定电压与发电机相连的：高于电网额定电压5%.不与发电机相连：连在线路上时, 与电网额定电压相同。 二次绕组的额定电压（即指空载电压） 供电线路不长时：高于电网额定电压5%. 供电线路较长时：高于电网额定电压10%.26电压等级(kv)送电距离(km)送电功率(kw)备注0.40.6以下100以下64-15100-1200106-20200-20003520-7010

8、00-1000011050-15010-15MW220100-300100-500MW330200-600200-800MW西北500150-8501000-1500MW750500以上2000-2500MW各种电压等级的适用范围27（2）允许的电压偏移及电压调整措施 电压偏移： 电压偏移的影响： 影响电力系统的正常运行，对用电设备的危害很大 。温升、寿命28（2） 允许的电压偏移及电压调整措施 用电设备处电压偏移的允许值用电设备入口电压偏差的允许值名称正常情况下特殊情况下电压偏差允许值(%)事故、道路、警卫照明电压偏差允许值(%)电动机+5 - -5+5 - -10名称照明灯视觉要求较高的场

9、所其它设备无特殊规定时一般工作场所+5 - -10+5 - -2.5+5 - -5+5 - -5电压偏差允许值(%)29（2） 允许的电压偏移及电压调整措施 电压调整措施科学确定电力系统中各个电气设备的额定电压合理选择变压器的电压比和电压分接头合理减少系统阻抗合理补偿无功功率尽量使系统的三相负荷平衡30（3） 电压波动及其抑制 电压波动产生的原因 由于负荷急剧变动（冲击性负荷）引起的。 1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。 2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。 3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自

10、动投切、自动重合闸动作等。 4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。31抑制措施 对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用线或专用变压器单独供电。对大型冲击性负荷可采用电抗器或静止型无功补偿装置(SVC)。设法增大供电容量，减少系统阻抗。对大型电弧炉和变压器的受电电压，如有多种电压选择方案，宜选择较高的电压。在系统出现严重的电压波动时，减少或切除引起电压波动的负荷。32（4）供电电压的波形畸变影响： 使电能质量下降 产生高次谐波，谐波电流增加了电网的能量损耗， 降低旋转电机、变压器、电缆等电气元件的寿命， 影响电子设备的正常工作， 使自动化、远动、通信都受到干扰。33抑制的措施：宜采用Dyn11联结组

11、别的三相配电变压器。装设分流滤波器。 总结：电压质量为电压的偏差、波动和波形三方面。1.抑制高次谐波电流2.有利于单相接地短路故障的切除3.能充分利用变压器的设备能力343、三相不平衡性 （1）原因：三相电压或电流值不等， 或相位120 主要由三相负荷不对称引起的。 （2）危害： 旋转电机振动、发热过度引起保护误动作，发电机利用率下降，变压器损耗增大、负荷较大相的绕组过热加大对通信系统的干扰。35（3）三相不平衡的改善措施均匀负荷，每相的负荷差15%。负荷分散到不同的供电点。负荷接入更高级电压的系统中。采用分相补偿技术或静止无功补偿电源SVG，改善三相不平衡。无功补偿装置： 提高电力系统的电压

12、水平, 减小网络损耗 改善电力系统的动态性能 36强电和弱电基本概念（了解）强电工程把电能引入建筑物，进行电能再分配并通过用电设备将电能转换成机械能、热能和光能等。弱电工程是实现建筑物内部以及内部和外部间的信息交换、信息传递及信息控制等。37强电工程和弱电工程涉及范围（了解）强电动力工程照明工程变配电工程防雷接地工程及其他用电力工程弱电通信与计算机网络闭路电视和监控系统安全防范系统电话通信系统火灾自动报警系统公共广播系统381.3 建筑电气基本任务1、建筑电气定义是以电能、电气设备和电气技术为手段，创造、维持或改善建筑环境的功能，提高建筑环境等级和效益的一门科学。2、建筑电气工程设计基本依据上

13、级主管部门关于建设工程的正式批文与建设单位的设计委托书；与建筑相关的各类原始资料；国家有关法律、法规；建筑电气设计相关技术规范与标准；电气专业标准图集。393、建筑电气工程设计的一般原则坚持最大限度地满足用户合理需求的原则；应贯彻经济、适用原则（在满足用户需求的条件下）；应贯彻节能、环保的原则；应贯彻安全的原则404、建筑电气工程设计基本内容基本内容输变电、配电，照明，防雷与接地，设备、设施监控与联动计算机网络、闭路电视、电话、广播，安全监控、火灾报警与联动等。内容决定因素建筑性质、使用功能的要求国家、行业、地方设计规范要求建设单位设计委托书要求415、建筑电气工程设计工作过程 1）负荷统计、负荷分级、负荷计算。 2）确定供电电源方案，配电系统方案。 电源方案： 电压等级 电源数量 电源取向 配电方案： 高压配电方案 低压配电方案42 高压配电系统设计 确定高压配电结线方案， 选择变压器、高压开关柜， 选择高压电器、进线电缆， 绘制高压配电系统图。 低压配电系统设计 确定低压配电结线方案， 计算干线负荷、电流， 选择低压配电屏，选择配电电器、配电电缆。 绘制低压配电系统图，43 平面图设计 变配电室平面布置、 动力设备、 照明计算、光源灯具、开关、插座、 配电箱选择、布置， 线路布置、导线选择，标注 低压配电干线系统、配电箱接线系