建筑電氣技術(shù)主講：薛興建筑與交通工程學(xué)院2012年2月2/6/20231內(nèi)容提要：首先介紹建筑電氣的概念、建筑電氣范圍、強(qiáng)電和弱電的概念以及建筑電氣的課程體系結(jié)構(gòu)?；貞浗涣麟姟⒄医涣麟姷幕靖拍?，介紹交流電路組成元件及各元件性能，介紹交流電路功率因數(shù)含意。電力系統(tǒng)中的一些基本概念及基本知識。第1章緒論第1章緒論2/6/20232

1.1概述

1.2交流電基本概念

1.3交流電路負(fù)載及負(fù)載性能

1.4變壓器與電動機(jī)

1.5電力系統(tǒng)基本知識第1章緒論第1章緒論2/6/20233第1章緒論一.建筑電氣概述建筑電氣工程是研究電能和電信號在建筑物中輸送、分配和應(yīng)用的科學(xué)。如：配電柜、配電箱、控制箱、照明電器、動力設(shè)備控制等如：通信系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、CATV系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)

1.建筑電氣工程

2.建筑電氣工程的意義（1）電能和電信號易產(chǎn)生、輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換和應(yīng)用；（2）能為人們提供舒適、便利、安全的建筑環(huán)境。

1.1概述2/6/20234第1章緒論綜合性

3.建筑電氣工程的特點建筑工程給排水工程通風(fēng)和空調(diào)工程電梯工程及其他工程★橫向方面構(gòu)思立項設(shè)計施工運行管理★縱向方面實踐性與實際密切聯(lián)系的專業(yè)課，不聯(lián)系實際難以理解，難以掌握。我們學(xué)習(xí)的東西在現(xiàn)實中很容易找到。工程性與實際建筑工程緊密結(jié)合。2/6/20235第1章緒論二.強(qiáng)電和弱電基本概念★強(qiáng)電工程把電能引入建筑物，進(jìn)行電能再分配并通過用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能和光能等。★弱電工程實現(xiàn)建筑物內(nèi)部以及內(nèi)部和外部間的信息交換、信息傳遞及信息控制等。從電壓等級上劃分，強(qiáng)電一般是110V以上，而弱電一般是60V以下。2/6/20236第1章緒論三.強(qiáng)電工程和弱電工程涉及范圍★強(qiáng)電動力工程照明工程變配電工程防雷接地工程及其他用電力工程★弱電通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)CATV電視與衛(wèi)星電視閉路電視和監(jiān)控系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)公共廣播系統(tǒng)★建筑智能化指以電動機(jī)為動力的設(shè)備、相應(yīng)的配電控制箱和電氣線路的安裝與敷設(shè)。（由于變配電工程的核心是變配電所，又稱變配電所工程）指為建筑物供應(yīng)電能、變換電壓和分配電能的電氣工程。本門課程重點講述部分2/6/20237第一章緒論★強(qiáng)電部分涉及的基本計算內(nèi)容低壓供電系統(tǒng)的保護(hù)（熔斷器、斷路器）★短路電流計算★額定電壓的選擇主接線的選擇備用柴油機(jī)容量的估算多臺用電設(shè)備沖擊電流計算變壓器容量的確定負(fù)荷計算供電系統(tǒng)導(dǎo)線截面防雷保護(hù)照度計算2/6/20238第1章緒論第2章建筑供配電的負(fù)荷計算與無功功率補(bǔ)償?shù)?章變電所及柴油發(fā)電機(jī)第4章電器設(shè)備及電線電纜的選擇第5章建筑電氣室內(nèi)線路敷設(shè)第6章建筑照明系統(tǒng)第7章建筑防雷及接地系統(tǒng)第8章智能建筑第9章建筑電氣施工圖設(shè)計與識讀四.本書的課程體系建筑供配電特點和必備的相關(guān)基礎(chǔ)知識照明防雷接地IB結(jié)合實際第一章緒論2/6/20239第一章緒論五.本課程學(xué)習(xí)方法1、以課堂聽課為主，參考資料為輔；有些內(nèi)容需記筆記2、以識讀建筑電氣施工圖為主，從平面到系統(tǒng)；3、原理、應(yīng)用并重；4、自覺、自助學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔；5、自主完成課后習(xí)題；6、充分討論，理論聯(lián)系實際加深理解，掌握要點;要有目的的學(xué)習(xí)，而不是盲目的學(xué)習(xí)，在思考中學(xué)習(xí)。理論聯(lián)系實際！7、聯(lián)系方式linyong@2/6/202310第一章緒論六.參考書目1、建筑電氣工程（基礎(chǔ)設(shè)計實施實踐）馬志溪主編化學(xué)工業(yè)出版社圖書館有2、建筑電氣與施工用電劉兵主編電子工業(yè)出版社4、相關(guān)供配電的規(guī)范、圖文集等3、其他的建筑電氣的相關(guān)書籍工大網(wǎng)站上中文數(shù)據(jù)庫中的超星站點上可以下載5、一些建筑電氣網(wǎng)站，如網(wǎng)易電氣6、課件下載45/xwbm/jzdq.php2/6/202311第一章緒論

1.2交流電基本概念建筑電氣工程的主要功能之一是輸送電能、分配電能和應(yīng)用電能，而電能的應(yīng)用形式主要是交流電。一.交流電交流電是指大小和方向隨時間周期性（正弦規(guī)律）變化的電壓或電流。以交流電的形式產(chǎn)生電能或供給電能的設(shè)備稱為交流電源。由交流電源、用電設(shè)備和連接導(dǎo)線組成的電流流通路徑稱為交流電路。交流電三要素是什么？

交流電路由哪幾部分構(gòu)成呢？i幅值，最大值角頻率初相角2/6/202312第一章緒論二.三相交流電路由于三相交流電在生產(chǎn)、輸送和應(yīng)用等方面有很多優(yōu)點，因此建筑物中的供電、配電和用電均是組成三相交流電路來進(jìn)行。三相交流電路是由三個大小、頻率相同，但相位相差120°的三個正弦電源按照一定的方式聯(lián)接而成的電源，以及接上負(fù)載后形成的三相電路的統(tǒng)稱。三相電源向外供電是采用三相三線制、三相四線制或三相五線(增加一條接地保護(hù)線)的形式。所謂三相四線制就是三根相線(火線)，一條中性線（零線）的供電體制。為什么不是兩相，或是四相呢？2/6/202313第一章緒論三.三相交流電源

1.三相交流電的產(chǎn)生三相交流電由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。從圖中可看出，三相交流發(fā)電機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子兩部分組成。電磁感應(yīng)原理：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，定子線圈切割磁力線，產(chǎn)生電動勢。定子鐵心定子繞組勵磁繞組+–磁極2/6/202314第一章緒論三相發(fā)電機(jī)的每一相繞組都可以看做是一個獨立的單相電源分別向負(fù)載供電。這種供電方式需用六根輸電線，既不經(jīng)濟(jì)也體現(xiàn)不出三相交流電的優(yōu)點。因此，發(fā)電機(jī)三相定子繞組都是在內(nèi)部采用星形(Y形)或三角形(△形)兩種連接方式向外輸電。

2.三相電源的星形連接將發(fā)電機(jī)三個線圈的末端X、Y、Z連接在一起，這個連接點N稱為中性點，自該點引出的導(dǎo)線叫中性線，中性線通常與大地相連，此時又稱零線。2/6/202315第一章緒論從三相線圈的首端A、B、C分別引出三根導(dǎo)線統(tǒng)稱為相線(俗稱火線)。這種具有中線的三相供電方式稱為三相四線制，而無中線只引出3根相線的供電方式稱為三相三線制。2/6/202316第一章緒論三相四線制供電的特點是可以提供給用電設(shè)備（負(fù)載）兩種電壓。一種稱為相電壓，即相(火)線與零線之間的電壓，共有三個，分別用uA、uB、uC表示。另一種稱為線電壓，即相線與相線之間的電壓，也有三個，分別用uAB，uBC，uCA表示。由于發(fā)電機(jī)三個線圈中產(chǎn)生的三個相電動勢為對稱的，因此，三個相電壓、三個線電壓也是對稱的，可以證明：U線＝U相。三相電源的星形（Y形）連接的比較多，優(yōu)點是可以同時得到兩種不同等級電壓向三相用電設(shè)備和單相用電設(shè)備供電?！鹘臃ㄖ?，U線=？U相

2/6/202317第一章緒論四.三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載指使用三相交流電源的用電設(shè)備。例如三相電動機(jī)、三相電熱爐，也可以是幾個使用單相電源的用電設(shè)備的組合，例如三個或四個燈泡等。但是對于眾多的單相用電設(shè)備的組合，往往要求盡量均衡地分配在三根相線上。三相負(fù)載也必須采用一定的連接方式接入三相電源，才能體現(xiàn)三相電源供電的優(yōu)越性。三相負(fù)載也有兩種連接方法，即星形連接和三角形連接。建筑物中的大量用電設(shè)備是采用星形連接的方式接入三相電源的。2/6/202318第一章緒論

1.三相不對稱負(fù)載的星形連接在三相負(fù)載中，如每一相負(fù)載的大小相等、性質(zhì)相同，則稱其為三相對稱負(fù)載；否則，就為三相不對稱負(fù)載。三相不對稱負(fù)載使得三根相線上的電流不相等。因此要使多余的電流往中線上流，故一定要有中線。2/6/202319第一章緒論對于三相四線制供電，三相負(fù)載作星形連接并有中線時，各相負(fù)載兩端的電壓分別等于電源的相電壓。由于有中線，各相負(fù)載與電源獨自構(gòu)成回路，互不干擾。

2.三相對稱負(fù)載的星形連接三相對稱負(fù)載使得三根相線上的電流相等，無多余的電流往中線上流，故不需要有中線。2/6/202320第一章緒論

1.3交流電路負(fù)載及負(fù)載性能交流電路負(fù)載有阻性負(fù)載、感性負(fù)載和容性負(fù)載等。一.理想負(fù)載

1.電阻元件電阻元件是一種消耗電能的元件。歐姆定律：關(guān)聯(lián)方向：u=Ri非關(guān)聯(lián)方向時：u=－Ri瞬時功率：Ru+?i2/6/202321第一章緒論

2.電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場能量的元件。如右圖所示：特點：只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在交流電路中的阻值：瞬時功率：平均（有功）功率：Lu+?i在直流電路中，電感上即使有電流通過，但u=0，相當(dāng)于短路。2/6/202322第一章緒論無功功率理想電感是不消耗功率的，但是UL，I都不為0，兩者的乘積具有功率的量綱，但它不代表消耗的功率，只代表電源與磁場之間能量變換的幅值。單位:VarkVar

（乏）2/6/202323第一章緒論

3.電容元件電容元件是一種能夠貯存電場能量的元件。如右圖所示：特點：只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在交流電路中的阻值：存儲能量：在直流電路中，電容上即使有電壓，但i=0，相當(dāng)于開路，即電容具有隔直作用。2/6/202324第一章緒論二.實際負(fù)載實際電路中理想負(fù)載基本不存在，而往往是在負(fù)載性質(zhì)展現(xiàn)出呈阻性負(fù)載、呈感性負(fù)載和呈容性負(fù)載，我們統(tǒng)一稱這些負(fù)載為阻抗，用“Z”表示，具體如下：

1.阻性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)電阻性質(zhì)。如：白熾燈

2.感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)感性性質(zhì)。如：日光燈、電扇等2/6/202325第一章緒論

3.容性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)容性性質(zhì)。如：電容器、同步電動機(jī)等實際電路中，是多種特性的負(fù)載串、并聯(lián)而成，我們稱之為：阻性、感性和容性只對負(fù)載的兩端在電路中呈現(xiàn)的性質(zhì)而言。例如：日光燈用電路來表示，實際是電阻和電感的串聯(lián)電路。RL電阻R代表燈管線圈L代表鎮(zhèn)流器2/6/202326第一章緒論三.實際負(fù)載在三相電路中各種關(guān)系實際電路中u,i(I，U)。

1.瞬時功率功率波形圖：消耗和吸收功率＋釋放功率－只有電阻消耗有功功率!

2.平均功率(有功功率)2/6/202327第一章緒論

3.無功功率由于電感和電容串聯(lián)（電流相同），它們的電壓反相，在任何時刻總是一個元件儲能，另一個放能，所以它們的無功功率極性相反。電感的無功功率取正，則電容的無功功率為負(fù)，即有功功率和無功功率分別與R和X對應(yīng)，即：電阻消耗功率，電抗交換功率。

4.視在功率視在功率也稱為設(shè)備的容量。變壓器、發(fā)電機(jī)的容量都是用視在功率表示的。單位：VAKVA2/6/202328第一章緒論S、P、Q構(gòu)成功率三角形，如下圖所示。

5.功率因數(shù)角φ實際電路中之間的相位角為功率因數(shù)角。Φ>0

電路呈感性Φ<0

電路呈容性2/6/202329第一章緒論

6.功率因數(shù)定義為功率因數(shù)，即在電系統(tǒng)中，功率因素反應(yīng)了有功功率在設(shè)備容量中所占比例，反映了設(shè)備的利用率。必須盡可能地提高設(shè)備的功率因素。PSQ在實際電路中：

7.三相電路時電流、電壓以及與各功率的關(guān)系下標(biāo):l表示線電壓；p表示相電壓。單位：W，kW單位：Var，kvar單位：VA，kVA2/6/202330第一章緒論

1.4變壓器與異步電動機(jī)一.變壓器

1.變壓器的結(jié)構(gòu)

2.變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)

3.特殊變壓器

二.異步電動機(jī)

1.三相交流異步電動機(jī)的類型及基本結(jié)構(gòu)

2.三相交流異步電動機(jī)的工作原理

3.三相異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)2/6/202331第一章緒論一.變壓器變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。★主要功能在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P=UIcosΦ

及負(fù)載功率因數(shù)cosΦ

一定時：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）UIP=I2RlIS變電壓：變電流：變阻抗：電力系統(tǒng)電流互感器電子線路中的阻抗匹配2/6/202332第一章緒論電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下：發(fā)電廠10.5kV輸電線220kV升壓儀器36V降壓…實驗室380/220V降壓變電站

10kV降壓降壓2/6/202333第一章緒論

1.變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+–+–由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵芯變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵芯工作原理：電磁感應(yīng)原理。變壓比：U1/U2=I2/I1=N1/N2。2/6/202334第一章緒論2/6/202335第一章緒論（1）變壓器的型號

2.變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)SJL1000/10變壓器額定容量(KVA) 鋁線圈冷卻方式J:油浸自冷式F:風(fēng)冷式相數(shù)S:三相D:單相

高壓繞組的額定電壓(KV)

SL7-50/10?2/6/202336第一章緒論

額定電壓UN

根據(jù)變壓器的絕緣強(qiáng)度和允許溫升而規(guī)定的電壓值。

U1N是對變壓器原邊規(guī)定的外加電壓，U2N空載電壓。（2）額定值均指線電壓?。?！額定電流IN

根據(jù)變壓器絕緣材料的允許穩(wěn)定溫升而規(guī)定的長時間連續(xù)通過的最大工作電流。同樣均指線電流！2/6/202337第一章緒論額定容量SN

傳送功率的最大能力。容量SN

輸出功率P2

一次側(cè)輸入功率P1

效率注意：變壓器幾個功率的關(guān)系（單相）效率一次側(cè)輸入功率：輸出功率：變壓器運行時的功率取決于負(fù)載的性質(zhì)?。?）額定值單相：三相：2/6/202338第一章緒論使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。

注意：一次、二次側(cè)千萬不能對調(diào)使用，P移到B端時可能造成短路。

3.特殊變壓器（1）自耦變壓器ABP+–+–2/6/202339第一章緒論二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；鐵芯、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù)×N1/N2（2）電壓互感器實現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓。VR

N1（匝數(shù)多）保險絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測電壓）2/6/202340第一章緒論電流表被測電流=電流表讀數(shù)×N2/N1二次側(cè)不能開路，以防產(chǎn)生高電壓，鐵芯損壞；鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項：（3）電流互感器實現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流。（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i22/6/202341第一章緒論二.異步電動機(jī)

異步電動機(jī)又叫感應(yīng)電動機(jī)。在生產(chǎn)和工程中用得最多是三相異步電動機(jī)。土建施工中常用的起重機(jī)、混凝土攪拌機(jī)，都是用三相異步電動機(jī)拖動的。在建筑工程主要的動力負(fù)荷就是電動機(jī)。M2/6/202342第一章緒論

1.三相交流異步電動機(jī)的類型及基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu):按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分有：①繞線式異步電動機(jī)；②鼠籠式異步電動機(jī)2/6/202343第一章緒論異步電動機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵芯和定子繞組三個部分組成的。（1）異步電動機(jī)的定子：異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成的。（2）異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子：2/6/202344第一章緒論

2.三相交流異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)定子接三相電源后，電機(jī)內(nèi)便形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢設(shè)其方向為逆時針轉(zhuǎn)若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁通有相對運動導(dǎo)條中有感應(yīng)電動勢e，方向由右手定則確定由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條彼此在端部短路，于是導(dǎo)條中有電流2/6/202345第一章緒論導(dǎo)條就在磁場中受力f，用左手定則確定受力方向轉(zhuǎn)子受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T，為電磁轉(zhuǎn)矩，方向與旋轉(zhuǎn)磁動勢同方向，轉(zhuǎn)子便在該方向上旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速為n，只要n＜n1（n1為旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)速，稱為同步轉(zhuǎn)速），轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場仍有相對運動轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定運行在T=TL情況下在正常情況下，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。轉(zhuǎn)差率是一個表征異步電動機(jī)運行狀態(tài)的一個基本參數(shù)。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化而變化。2/6/202346第一章緒論

3.三相異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)（1）型號磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座中心高（mm）三相異步電動機(jī)2/6/202347第一章緒論異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱新代號漢字意義老代號異步電動機(jī)Y異J、JO繞線式異步電動機(jī)YR異繞JR、JRO防爆型異步電動機(jī)YB異爆JB、JBO高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)YQ異起JQ、JQO2/6/202348第一章緒論接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2△聯(lián)結(jié)（2）接法電機(jī)容量>4KW→?聯(lián)結(jié)電機(jī)容量<3KW→Y聯(lián)結(jié)2/6/202349第一章緒論（3）電壓例如：380/220V、Y/△是指線電壓為380V時采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時采用△聯(lián)結(jié)。

說明：一般規(guī)定，電動機(jī)的運行電壓不能高于或低于額定值的5%

。因為在電動機(jī)滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高或過低都會使電動機(jī)的電流大于額定值，從而使電動機(jī)過熱。電動機(jī)在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動機(jī)的額定電壓有380V，3000V，及6000V等多種。2/6/202350第一章緒論

1.電能的特點

1.5電力系統(tǒng)的基本概念

2.電力系統(tǒng)概念及組成

3.建筑供配電系統(tǒng)及其組成一.電力系統(tǒng)概念及組成二.電力系統(tǒng)的額定電壓三.建筑供配電的負(fù)荷分級及供電要求四.建筑電氣施工的內(nèi)容、程序與要求

4.電力系統(tǒng)運行的特點

1.電力系統(tǒng)額定電壓的規(guī)定

2.用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓分析

3.在配電設(shè)計中，用電設(shè)備端子的電壓偏差

4.電壓等級選擇

1.供電可靠性

2.負(fù)荷等級

3.各類負(fù)荷分級

4.各級負(fù)荷的供電措施

1.建筑供配電工程施工

2.電氣安裝工程施工程序

3.電氣工程的竣工驗收2/6/202351第一章緒論

1.電能的特點電能易于與其它形式的能源相互轉(zhuǎn)化；輸配簡單經(jīng)濟(jì)；可以精確控制、調(diào)節(jié)和測量。排行國家發(fā)電量占世界比例%人均1美國4239023.3142982中國3433418.826313日本113406.288564俄羅斯95205.266595印度67903.76202008年世界主要國家發(fā)電量排行榜發(fā)電量：TWh；人均：KWh

預(yù)計到2050年，全國總裝機(jī)容量可達(dá)15~18億kw，每年總發(fā)電量可達(dá)7~8萬億kw·h。

某一辦公樓各種能源比例：電力84%（照明插座42%，一般動力21%，空調(diào)機(jī)14%，冷凍機(jī)7%）。一.電力系統(tǒng)概念及組成2/6/202352第一章緒論

2.電力系統(tǒng)概念及組成發(fā)電廠生產(chǎn)電能輸電系統(tǒng)（電網(wǎng)）變壓所輸配電線路負(fù)荷傳輸和分配電能消耗電能2/6/202353第一章緒論電力系統(tǒng)

=發(fā)電廠+電力網(wǎng)+用電設(shè)備電力網(wǎng)

=變配電所+輸電線路+各等級的電力線路輸電網(wǎng)配電網(wǎng)由35kV及以上的輸電線路和與其相連接的變電所組成的網(wǎng)絡(luò)，輸電網(wǎng)的作用是將電力輸送到各個地區(qū)或直接送給大型用戶。由10kV及以下的配電線路和配電變壓器所組成的，它的作用是將電力分配到各類用戶。

2.電力系統(tǒng)概念及組成2/6/202354第一章緒論配電線路直接供電給用戶的線路。用戶電壓如果是380/220V，則稱為低壓配電線路。把電壓降為380/220V的用戶變壓器稱為用戶配電變壓器。如果用戶是高壓電氣設(shè)備，這時的供電線路稱為高壓配電線路，連接用戶配電變壓器及其前級變電所的線路也稱為高壓配電線路；以上所指的低壓，是指1kV以下的電壓。1kV及以上的電壓稱為高壓。一般還把3、6、10kV等級的電壓稱為配電電壓，把高壓為這些等級的電壓的降壓變壓器稱為配電變壓器，接在35kV及其以上電壓等級的變壓器稱為主變壓器。！注意：低壓并非安全電壓!2/6/202355第一章緒論應(yīng)放在10kV及以下電源及供配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電氣傳動控制系統(tǒng)和智能建筑系統(tǒng)。建筑供配電學(xué)習(xí)的重點

3.建筑供配電系統(tǒng)及其組成建筑供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)接受電能，其需要一個內(nèi)部的供電網(wǎng)絡(luò)。由高壓（10kV）配電線路、變電站（包括配電站）、低壓配電線路和用電設(shè)備組成。一般民用建筑的供電電壓在10kV及以下，只有少數(shù)特大型民用建筑物（群）及用電負(fù)荷大的工業(yè)建筑的供電電壓在35～110kV。2/6/202356第一章緒論民用建筑供電系統(tǒng)，因建筑設(shè)施的規(guī)模的不同，大致分為四種類型。（1）建筑物較小或用電設(shè)備負(fù)荷量較小，而且均為單相、低壓用電設(shè)備時，可由電力系統(tǒng)的低壓母線上引入380/220V的電源，只需要設(shè)置一個低壓配電室；一般是100kW以下的用電負(fù)荷。2/6/202357第一章緒論（2）建筑物較大或用電設(shè)備的容量較大，但全部為單相和三相低壓用電設(shè)備時，可由電力系統(tǒng)的變壓器引入三相380/220V的電源。2/6/202358第一章緒論（3）中型民用建筑設(shè)施的供電，一般電源進(jìn)線為6-10kV，經(jīng)過高壓配電所，再用幾路高壓配電線將電能分別送到各建筑物變電所，降為380/220V低壓，供給用電設(shè)備。2/6/202359第一章緒論（4）大型民用建筑設(shè)施供電系統(tǒng)2/6/202360第一章緒論

4.電力系統(tǒng)運行的特點

（1）電能生產(chǎn)的重要性：轉(zhuǎn)換方便，易于大量生產(chǎn)、集中管理、遠(yuǎn)距離輸送、自動控制。要求：運行可靠、電能充足（2）系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：元件的投入和退出，故障產(chǎn)生等瞬間完成。要求：監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)的迅速和靈敏（3）電能發(fā)、輸、配、用的同時性：

生產(chǎn)、分配、輸送和使用的同時完成。要求：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于運行調(diào)度2/6/202361第一章緒論額定電壓額定電壓等級按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則，根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況,國家對電壓等級作了統(tǒng)一規(guī)定，稱為額定電壓等級?！稑?biāo)準(zhǔn)電壓》（GB156—1993）額定電壓就是用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)和變壓器正常工作時具有最好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的電壓。二.電力系統(tǒng)的額定電壓額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。2/6/202362第一章緒論我國電力網(wǎng)的電壓等級電壓分級的原因？

12V、24V、36V、110V、220V、380V、660V、3kV、6kV、10kV、35kV、63KV、110kV、220kV、330KV、500kV、750kV

從輸電的角度看從絕緣角度來看電壓高好！電壓低好！

1.電力系統(tǒng)額定電壓的規(guī)定從設(shè)備生產(chǎn)制造看電壓分級好！P=I2RlIS節(jié)能降耗輸送設(shè)備成本標(biāo)準(zhǔn)化2/6/202363第一章緒論電壓標(biāo)準(zhǔn)第一類額定電壓電壓值在100V以下，主要用于安全照明、蓄電池、斷路器及其它開關(guān)設(shè)備的操作電源。第二類額定電壓電壓值在100V以上，1000V以下，主要用于低壓動力和照明。用電設(shè)備的額定電壓，直流分110、220、440V幾等，交流分380/220V和230/127V兩等。建筑用電的電壓主要屬于這一范圍。第三類額定電壓電壓值在1000V以上，主要作為高壓用電設(shè)備及發(fā)電、輸電的額定電壓值。2/6/202364第一章緒論我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓（P4表1-1）分類電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓/KV發(fā)電機(jī)額定電壓/KV電力變壓器額定電壓/KV一次繞組二次繞組低壓0.380.660.400.690.380.660.400.69高壓3610

-

35661102203305003.156.310.513.8，15.7518，20，2224，26---3，3.156，6.310，10.513.8，15.7518，20，22，24，26，35661102203305003.15，3.36.3，6.610.5，11-

38.572.61212423635502/6/202365第一章緒論

2.用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器的額定電壓分析（1）用電設(shè)備的額定電壓：

電氣設(shè)備的額定電壓等級與電網(wǎng)額定電壓等級相對應(yīng)?？紤]電網(wǎng)電壓損失，用電設(shè)備應(yīng)具有比電網(wǎng)允許偏差值更寬的正常工作電壓范圍。（2）發(fā)電機(jī)：

發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償電網(wǎng)上的電壓損失。2/6/202366第一章緒論變壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。對于一次繞組：

1）當(dāng)變壓器接于電網(wǎng)時額定電壓與電網(wǎng)一致；

2）當(dāng)變壓器接于發(fā)電機(jī)輸出端則其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。（3）變壓器：對于二次繞組：額定電壓是指空載電壓，考慮到變壓器承載時自身電壓損失（按5%計），變壓器二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%；當(dāng)二次側(cè)輸電距離較長時，還應(yīng)考慮到線路電壓損失（按5%計），此時二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%。2/6/202367第一章緒論

3.在配電設(shè)計中，用電設(shè)備端子的電壓偏差不應(yīng)超過允許值名稱電壓偏差允許值（%）名稱電壓偏差允許值（%）電動機(jī)照明燈正常情況下+5~-5視覺要求較高+5~-2.5特殊情況下+5~-10一般工作場所+5~-5事故/道路/警衛(wèi)照明+5~-10其他設(shè)備無特殊規(guī)定+5~-5用電設(shè)備端子的電壓偏差允許值（P4表1-2）2/6/202368第一章緒論（2）用電單位（或稱為用戶）的供電電壓應(yīng)根據(jù)其計算容量、供電距離、用電設(shè)備特性、供電回路數(shù)量、遠(yuǎn)景規(guī)劃及當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃等技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素綜合考率確定。

4.電壓等級選擇（3）小負(fù)荷用戶宜接入當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)。當(dāng)用戶的計算容量為200kVA或用電設(shè)備單臺功率≥250kW；當(dāng)供電距離＞250m，計算負(fù)荷＞100kVA者，宜采用高壓供電。（1）城鎮(zhèn)的高壓配電電壓宜采用10kV，低壓配電電壓應(yīng)采用380/220V。2/6/202369第一章緒論三.建筑供配電的負(fù)荷分級及供電要求

1.供電可靠性供電質(zhì)量：主要由電能質(zhì)量和供電可靠性兩大指標(biāo)來衡量。電能質(zhì)量：指標(biāo)包括電壓、波形和頻率的質(zhì)量。供電可靠性：是指供電企業(yè)對用戶的供電連續(xù)性。2/6/202370第一章緒論

2.負(fù)荷等級供電負(fù)荷的重要性決定了對供電連續(xù)性——不間斷供電的要求程度，通常對供電負(fù)荷的重要性進(jìn)行分級，以此采取相應(yīng)的供電主干方案。電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度進(jìn)行分級。一級負(fù)荷二級負(fù)荷三級負(fù)荷2/6/202371第一章緒論（1）一級負(fù)荷1）中斷供電將造成人身傷亡事故的；2）中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的；3）中斷供電將會影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作的。

對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔(dān)重大國享活動的會堂、國家級大型體育中心，以及經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負(fù)荷，為特別重要負(fù)荷。參見P6表1-3。2/6/202372第一章緒論（2）二級負(fù)荷1）中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的；2）中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。（3）三級負(fù)荷凡不屬一級和二級負(fù)荷者。

3.各類負(fù)荷分級見P6~9表1-3《常用重要電力負(fù)荷級別》2/6/202373第一章緒論

4.各級負(fù)荷的供電措施（1）一級負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施

1）一級負(fù)荷的供電電源應(yīng)符合下列要求：

A、一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。而且當(dāng)一個電源中斷供電時，另一個電源應(yīng)能承擔(dān)本用戶的全部一級負(fù)荷設(shè)備的供電（根據(jù)當(dāng)?shù)仉娫吹目煽砍潭燃坝脩粢?，在已有兩路市電的情況下，同增設(shè)自備電源）。

B、當(dāng)一級負(fù)荷設(shè)備容量在200kW以上或有高壓用電設(shè)備時，應(yīng)采用兩個高壓電源，這兩個高壓電源一般是由當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的兩個區(qū)域變電站分別引來。兩個電源電壓等級宜相同。但根據(jù)負(fù)荷需要及地區(qū)供電條件，采用不同電壓更經(jīng)濟(jì)合理時，亦可經(jīng)當(dāng)?shù)毓╇姴块T同意，采用不同電壓供電；或自備柴油發(fā)電機(jī)。2/6/202374第一章緒論（1）一級負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施

1）一級負(fù)荷的供電電源應(yīng)符合下列要求：

C、當(dāng)需雙電源供電的用電設(shè)備容量在100kW及以下，又難于從地區(qū)電力網(wǎng)取得第二電源時，宜從鄰近單位取得第二低壓電源，否則應(yīng)設(shè)EPS或柴油發(fā)電機(jī)組備用電源。

D、作為應(yīng)急用電的自備電源與電力網(wǎng)的正常電源之間必須采取防止并列運行的措施。

E、分散的小容量一級負(fù)荷：如電話機(jī)房、消防中心（控制室），應(yīng)急照明等，亦可采用設(shè)備自帶的蓄電池（干電池）或集中供電的EPS作為自備應(yīng)急電源。2/6/202375第一章緒論（1）一級負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施

2）一級負(fù)荷的供配電系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求：

A、一級負(fù)荷用戶的變配電室內(nèi)的高低壓配電系統(tǒng)，均應(yīng)采用單母線分段系統(tǒng)。分列運行互為備用。

B、一級負(fù)荷設(shè)備應(yīng)采用雙電源供電，并在最末一級配電裝置處自動切換。

C、不同級別的負(fù)荷不應(yīng)共用供電回路。

D、為一級負(fù)荷供電的低壓配電系統(tǒng)，應(yīng)簡單可靠，盡量減少配電級數(shù)。

3）特別重要負(fù)荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。2/6/202376第一章緒論（2）二級負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)做到當(dāng)電力變壓器或線路發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中斷供電能及時恢復(fù)。

1）二級負(fù)荷用戶的供電可根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的條件，采取下列方式之一：

A、宜由兩個回路供電，其第二回路可來自地區(qū)電力網(wǎng)或鄰近單位，也可用自備柴油發(fā)電機(jī)組（但必須采取防止與正常電源并聯(lián)運行的措施）。

B、由同一座區(qū)域變電站的兩段母線分別引來的兩個回路供電。

C、在負(fù)荷較小或地區(qū)變電條件困難時，可由一路6kV及以上專用的架空線路供電，或采用兩根電纜供