第一章建筑電氣基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目標(biāo)：理解建筑電氣概念及范圍；掌握交流電基本知識(shí)；掌握功率因數(shù)的計(jì)算及改善方法；掌握建筑工程供電系統(tǒng)類(lèi)型。一、建筑電氣概述

建筑電氣工程是研究電能和電信號(hào)在建筑物中輸送、分配和應(yīng)用的科學(xué)。如：通信系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)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(hào)易產(chǎn)生、輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換和應(yīng)用；如：配電柜、配電箱、控制箱、照明電器、動(dòng)力設(shè)備控制等（2）能為人們提供舒適、便利、安全的建筑環(huán)境。第一節(jié)概述二、強(qiáng)電和弱電基本概念★強(qiáng)電工程:工程把電能引入建筑物，進(jìn)行電能再分配并通過(guò)用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能和光能等?！锶蹼姽こ?工程是實(shí)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(jí)上劃分，強(qiáng)電一般是110V以上，而弱電一般是60V以下。三、強(qiáng)電工程和弱電工程涉及范圍★強(qiáng)電動(dòng)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(jì)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)公共廣播系統(tǒng)

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、單相交流電第二節(jié)交流電基本概念1、正弦交流電的三要素正弦交流電的瞬時(shí)值可表示為：

i(t)=Imsin(ωt+φ)角頻率、幅值和初相位稱(chēng)為正弦電量的三要素。2、幅值與有效值正弦交流電瞬時(shí)值中最大的值稱(chēng)為幅值；當(dāng)一個(gè)直流電和一個(gè)交流電在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)相同電阻產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，該直流電的數(shù)值就是交流電的有效值。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。（1）阻性負(fù)載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：u=－Ri功率：3、交流電路中負(fù)載及負(fù)載性能特點(diǎn)：只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓。直流電路中，電感上即使有電流通過(guò)，但ｕ＝０，相當(dāng)于短路。在交流電路中的阻值：存儲(chǔ)能量：電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。（2）感性負(fù)載無(wú)功功率：電容元件是一種能夠貯存電場(chǎng)能量的元件。特點(diǎn)：只有電容上的電壓變化時(shí)，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但ｉ＝０，相當(dāng)于開(kāi)路，即電容具有隔直作用。在交流電路中的阻值：（3）容性負(fù)載存儲(chǔ)能量：無(wú)功功率：

實(shí)際電路中理想負(fù)載基本不存在，往往是多種特性的負(fù)載串、并聯(lián)組成。例如：日光燈用電路來(lái)表示，實(shí)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)流器統(tǒng)一稱(chēng)這些負(fù)載為阻抗，用“Z”表示。4、功率關(guān)系（1）瞬時(shí)功率：p=ui（2）有功功率：（3）無(wú)功功率：（4）視在功率：?jiǎn)挝唬篤A單位：var單位：W二、三相交流電1、三相交流電源由三個(gè)頻率相同、大小相等、彼此之間具有120°相位差的對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)組成，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電源。三相電源由三相繞組直接提供，分別稱(chēng)為A、B、C三相電源。每相繞組始端標(biāo)為A、B、C，末端標(biāo)為X、Y、Z。AX、BY、CZ分別稱(chēng)為A相、B相和C相繞組。三個(gè)繞組分別產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三個(gè)正弦交變電動(dòng)勢(shì)eA、eB、eC，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)。若以A相電動(dòng)勢(shì)作為參考相量（初相位為零），則對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為：eA=Emsinωt；eB=Emsin(ωt-120°)eC=Emsin(ωt+120°)圖1-1三相電動(dòng)勢(shì)的波形圖及相量圖三相電動(dòng)勢(shì)的相序?yàn)椋篈→B→C。從圖中還可知，三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和或相量和都等于零，即：

eA+eB+eC=02、三相交流電源聯(lián)接方式三相繞組的三個(gè)末端X、Y、Z接在一起形成一個(gè)公共點(diǎn)，稱(chēng)為中性點(diǎn)或零點(diǎn)，用字母N表示，把三相繞組的三個(gè)始端引出，或?qū)⒅行渣c(diǎn)和三個(gè)始端一起引出向外供電，這種聯(lián)結(jié)方法稱(chēng)為星形聯(lián)結(jié)。(1)星形聯(lián)接式中，Ul為線電壓，Up為相電壓。且線電壓相位超前相應(yīng)相電壓30°。星形聯(lián)接中：圖1-2三相電源的星形聯(lián)結(jié)

(2)三角形聯(lián)接三相繞組按順序首尾依次聯(lián)結(jié)，組成一個(gè)閉合三角形，由三個(gè)聯(lián)結(jié)端點(diǎn)向外引出三條導(dǎo)線供電，稱(chēng)為三角形聯(lián)結(jié)。三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，電源只能提供一種電壓，線電壓等于相電壓，即：3、負(fù)凳載聯(lián)挖接方灑式(1酸)星形者聯(lián)接圖1-誤3負(fù)載帝星形更聯(lián)結(jié)（a）廣三相俊電路廊（b）鼠相量翅圖(2辯)三角批形聯(lián)碼接圖1-爭(zhēng)4負(fù)載愁三角聾形聯(lián)仇結(jié)（a）無(wú)三相常電路灰（b）膨相量偽圖4、三降相交眨流電執(zhí)功率廈計(jì)算(1保)有功障功率投：不論剃負(fù)載圣是星鼓形聯(lián)旨結(jié)或安三角共形聯(lián)斃結(jié)，悠三相麥負(fù)載駁所消駁耗的懷總有聞功功舌率P為各拆相負(fù)拆載消理耗的揀有功肺功率巧之和紫，即家：當(dāng)三曬相電敢路對(duì)內(nèi)稱(chēng)時(shí)柜，各也相的乳相電國(guó)壓、掌相電舅流和戲相功顯率因喉數(shù)都陰相等便，各寄相功每率也餃相等曾，三恥相總精有功醋功率探為：(2班)無(wú)功咬功率宋：三相掙電路儉中的守總無(wú)柿功功口率為屆各相梳負(fù)載畫(huà)的無(wú)桂功功濱率之?dāng)y和，社即：三相萄對(duì)稱(chēng)論電路早的總戀無(wú)功埋功率棵為:總視疲在功激率為:(3掙)各功肚率間唉的關(guān)綠系：三種尖功率顏之間怕的關(guān)迫系為皺：【例1-聞1】三相序交流世電源凍星形客聯(lián)結(jié)嘆，線酷電壓Ul=藝38素0您V，有汽一個(gè)停對(duì)稱(chēng)暈三相盤(pán)負(fù)載默，各突相電肌阻R=跳6也Ω，感驚抗XL=濤8幟Ω，試蝴求負(fù)息載作桃星形湊聯(lián)結(jié)解和三船角形懲聯(lián)結(jié)待時(shí)的蛇線電情流Il、相怖電流IP和三誼相有蓮功功顯率PY、P△，并隨作比艷較?！窘狻浚?）隙對(duì)稱(chēng)如負(fù)載捷星形刷聯(lián)結(jié)罩時(shí)：|Z幣|騾=悔10起Ωφ=ar詠ct霉an萄(XL/R)=a鼠rc軟ta乳n(堅(jiān)8/彩6)盤(pán)≈濱5輕3.垃1°Il=IP=UP/|意Z|樹(shù)≈允2咽2系A(chǔ)PY=詳3^鈴0.正5*ULILco犯sφ=8.疏69擇k僚W（2）眨對(duì)稱(chēng)梢負(fù)載犧三角偏形聯(lián)今結(jié)時(shí)IP=UP/|千Z|列=糊3羽80訂/1鼻0紡=薦38下AIl=3^性0.超5*IP=刊65纏.8對(duì)AP△=3^恐0.骨5*UlIlco園sφ=熱26栽k框W（3）案分析虛比較在同箱一電婦源電齊壓下捧，同筋一負(fù)特載作肝三角康形聯(lián)章結(jié)時(shí)侄，線荒電流鈴是星的形聯(lián)唯結(jié)時(shí)源的3倍；擁三角耗形聯(lián)眼結(jié)時(shí)永相電修壓是輛星形場(chǎng)聯(lián)結(jié)織時(shí)的3^硬0.悼5倍；半三角哀形聯(lián)捎結(jié)時(shí)門(mén)有功造功率花是星俘形聯(lián)品結(jié)的3倍。總電壓總電流u與i的夾角功率因數(shù)S=UI設(shè)S=半10豈00昌KV馬A2、降側(cè)低線減路上秀的能萌量損嘴失、裙電壓釘降第三獵節(jié)墻功率銀因數(shù)懶及其禾改善虜方法一、爆功率題因數(shù)塵提高這的意炮義1、充尊分利鬧用電漸源容季量co孩sφ=諸0.某9時(shí)，P=農(nóng)90贏0剩Wco號(hào)sφ=贏0.楚4時(shí)，P=慎40交0尾W負(fù)載iuRZ二、茫功率畫(huà)因數(shù)帳和電起路參飲數(shù)的斗關(guān)系②供電芽局要標(biāo)求低頁(yè)壓用呀戶co腳sφ>0漏.8塘5；高就壓用狼戶co事sφ>0著.9。說(shuō)明陽(yáng)：①co癥sφ由負(fù)祝載性略質(zhì)決碑定。界與電禍路參伯?dāng)?shù)和拍頻率鋤有關(guān)竭，與鞋電路的地電壓悠、電棚流無(wú)籌關(guān)；純電佛阻電賭路R-生L-瓜C串聯(lián)秘電路純電莖感電法路或純電沉容電被路電動(dòng)軍機(jī)空載滿載日光進(jìn)燈（R-L-C串聯(lián)師電路泉）常用值電路枯的功筐率因態(tài)數(shù)uiRLC提高功率因數(shù)的措施:并電容三、候提高餓功率卷因數(shù)診的措惹施電容賤器的警電容李大小嶄為：府（單些位：μF）：補(bǔ)償前的相角；：補(bǔ)償后的相角即即【例1-2】一感性負(fù)載，其功率P=10kW,，接在電壓U=220V,?=50Hz的電源上。（1）如將功率因數(shù)提高到，需要并多大的電容

C，求并C前后的線路的電流。（2）如將從0.95提高到1，試問(wèn)還需并多大電容C。【解】（1）求并C前后樂(lè)的線丙路電姜流并C前:可見(jiàn):co淚s蘇1時(shí)再猴繼續(xù)姨提高標(biāo)，則輔所需憲電容貪值很牧大（慕不經(jīng)痛濟(jì)）潔，所午以一屯般不鵲必提攤高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時(shí)所需增加的電容值第四按節(jié)段建筑素工程釘供電那系統(tǒng)認(rèn)類(lèi)型供電拒系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)IT系統(tǒng)TN性-C系統(tǒng)TN傾-S系統(tǒng)TN縮慧-C坊-S系統(tǒng)低壓能配電拾系統(tǒng)師按保板護(hù)方紹式的遲不同抓分為膽三類(lèi)顏：①躬第一到個(gè)字化母：栽表示慌電源吹中性應(yīng)點(diǎn)對(duì)仙地的余關(guān)系T：一鍛點(diǎn)直峰接接陡地；I：所新有帶哀電部厚分與兩地絕兇緣，色或一您點(diǎn)經(jīng)執(zhí)阻抗墨接地糖。②揪第二落個(gè)字現(xiàn)母：脂表示平用電區(qū)裝置它外露舊可導(dǎo)固電部加分對(duì)惕地的矮關(guān)系參；T：外額露可猛導(dǎo)電辣部分獵對(duì)地磨直接棕電氣剛連接拒，與河電力腫系統(tǒng)聾的任山何接苦地點(diǎn)驗(yàn)無(wú)關(guān)撞；N：外騎露可耀導(dǎo)電受部分拉與電啟力系娛統(tǒng)的妻接地暈點(diǎn)直日接連耽接。③數(shù)橫線繳后字兇母：處表示夫保護(hù)贈(zèng)線與贈(zèng)中性態(tài)線的繩結(jié)合策情況萍。C：工近作零林線與洋保護(hù)聯(lián)線合撕一；S：工董作零喚線與隊(duì)保護(hù)鴉線分捧開(kāi)。圖1-攝5患T劫T系統(tǒng)（1）TT系統(tǒng)旺：電灘源中掌性點(diǎn)供直接依接地吳，與啦用電貿(mào)設(shè)備件接地?zé)o關(guān)撿；設(shè)愁備金震屬外發(fā)殼也脹直接冷接地址，與屬電源中穩(wěn)性點(diǎn)珠無(wú)關(guān)醫(yī)?！袷袃?yōu)點(diǎn)轟：漏片電時(shí)盯，由廈于有濃接地榆保護(hù)件，減做少觸斜電的香危險(xiǎn)豈?！窠锶秉c(diǎn)?。鹤粤晟戆侧l(xiāng)豐全，報(bào)其它倚設(shè)備充不安幻玉全；漏電模時(shí)使互非故卸障相來(lái)的設(shè)全備外兄殼帶兇電?！皲撟⒁鈩Γ菏蛊扔肨T系統(tǒng)貫必須默加裝逼漏電型保護(hù)搖開(kāi)關(guān)癥?！駶?rùn)適用五范圍珠：適初用數(shù)獅據(jù)處限理、繭精密戚檢測(cè)躲裝置廁供電閥；適用菌于接白地保巷護(hù)點(diǎn)葛比較蕉分散志的地劣方。圖1-因6逐TN軍-C系統(tǒng)（2）TN系統(tǒng)①TN輕-C系統(tǒng)窮：N與PE共用PE中N線?！駚唭?yōu)點(diǎn)快：節(jié)尖省了填一根局導(dǎo)線汪?！癜槿秉c(diǎn)北：當(dāng)奸三相硬負(fù)載屠不平月衡或標(biāo)中性永線斷驢開(kāi)時(shí)惜會(huì)使摩所有設(shè)職備的贏金屬副外殼想都帶走上危譜險(xiǎn)電巧壓?！窠蛔⒁猓阂话沩毲闆r羨下，槳若保距護(hù)裝閥置和畏導(dǎo)線勒截面貿(mào)選擇適當(dāng)攜，該拌系統(tǒng)源是能另夠滿竊足要贈(zèng)求的獎(jiǎng)；若干谷線上爆使用姐漏電孩斷路拾器時(shí)初，工秧作零狹線后面的纏所有鵲接地網(wǎng)必須撤拆除削。●街適用赴范圍憑：三騰相負(fù)嘆載比剖較平新衡，搖單相隔負(fù)載成比較訂小的工遞廠和齡車(chē)間帥；中性曲點(diǎn)直方接接脫地1均KV以下油的系淺統(tǒng)中籮均采用抵保護(hù)訪接零麗。②TN染-S系統(tǒng)趁：中短性線牲（N）和溝保護(hù)直線（PE）分堂開(kāi)。圖1-棟7膨T符N-甩S系統(tǒng)●斤優(yōu)點(diǎn)化：PE線在艘正常者情況蠟下沒(méi)追有電民流通燃過(guò)，顫不會(huì)必對(duì)接在PE線上繡的其笛它設(shè)截備產(chǎn)促生電夠磁干震擾；由于怕中性柏線（N）和泄保護(hù)食線（PE）分覆開(kāi)，N線斷線憲也不就會(huì)影毛響PE線的冊(cè)保護(hù)銅作用耽?！窈尤秉c(diǎn)災(zāi)：使變用導(dǎo)草線較杜多，神增加迫了投湖資成驗(yàn)本?！衽苓m用誤范