建筑電氣復(fù)習(xí)資料

1、建筑電氣設(shè)備是建筑設(shè)備工程中的重要組成部分之一。建筑電氣技術(shù)的基本含義是：建筑物及其附屬建筑的各類電氣系統(tǒng)的設(shè)計與施工以及所用產(chǎn)品、材料與技術(shù)的生產(chǎn)和開發(fā)的總稱。電力系統(tǒng)是一個集發(fā)、輸、配、用的統(tǒng)一整體。鑒于其重要性，國家對供配電系統(tǒng)的設(shè)計、運行、設(shè)備選擇有一系列的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。學(xué)習(xí)供配電系統(tǒng)的首要概念就是 “滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求 ” 供配電系統(tǒng)的一般要求：安全可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力傳輸總要經(jīng)過升壓、降壓過程，工作電壓選擇要考慮損耗和建設(shè)成本等問題。另外，全網(wǎng)工作電壓等級也不宜過多。力傳輸過程中，傳輸線路中電壓并非常數(shù)，而是隨傳輸功率和距離變化的。發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的額105

2、% 。即定電壓UN.G=1.05UN變壓器的額定電壓變壓器一次繞組的額定電壓：1、變壓器一次繞組接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備。2、與發(fā)電機(jī)直接相連的升壓變壓器的一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。3、連接的線路上的降壓變壓器的一次繞組的額定電壓應(yīng)與線路的額定電壓相同。變壓器二次繞組的額定電壓1、變壓器的二次繞組向負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。二次繞組電壓應(yīng)比線路的額定電壓高5%，而變壓器二次繞組額定電壓是指空載時電壓。但在額定負(fù)荷下，變壓器的電壓會下降。因此，為使正常運行時變壓器二次繞組電壓較線路的額定電壓高5%，1.1、當(dāng)線路較長（如 35kV 及以上高壓線路），變壓器二次繞組的額定電壓應(yīng)比相聯(lián)線

3、路的額定電壓高 10% ；1.2、當(dāng)線路較短（直接向高低壓用電設(shè)備供電，如10kV 及以下線路），二次繞組的額定電壓應(yīng)比相聯(lián)線路的額定電壓高5%。如圖所示。二、電壓偏差與電壓調(diào)節(jié)電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分?jǐn)?shù)表示，即U%UUN100%U NU% 為電壓偏差百分?jǐn)?shù)，U 為實際電壓，UN 為額定電壓有載調(diào)壓與無載調(diào)壓3、額定電壓與供電需求電力傳輸過程的損耗和電壓損失不僅與線路額定電壓、線路和設(shè)備阻抗有關(guān)，也和所傳輸?shù)碾姽β视嘘P(guān)，在線路額定電壓、線路單位長度阻抗和設(shè)備阻抗一定時，所輸送功率越大，輸送距離越長，則傳輸損耗和電壓損失越大；在輸送功率一定時，線路額定電壓高，則允許輸送的距

4、離長。五、交流電路中的功率瞬時功率有功功率無功功率視在功率第四節(jié)傳輸損耗與功率因數(shù)補(bǔ)償電能在傳輸過程中產(chǎn)生的損耗稱為傳輸損耗，傳輸損耗要由供電系統(tǒng)提供。供配電系統(tǒng)的傳輸損耗主要是線路損耗和變壓器損耗。傳輸損耗不僅使供電效率降低，也是產(chǎn)生電壓損失的主要原因。降低傳輸損耗是供配電系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，對供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行有重要意義。按電工學(xué)的基本原理，傳輸系統(tǒng)的電阻和電抗、傳輸系統(tǒng)的電流大小，是影響傳輸損耗的兩個主要因素。因此，可采用以下措施降低傳輸損耗。（）降低傳輸系統(tǒng)的電阻和電抗。（）在傳輸有功功率不變條件下，降低傳輸系統(tǒng)的電流。（）改善傳輸系統(tǒng)的功率因數(shù)。根據(jù)交流電路中有功功率、無功功率、功

5、率因數(shù)的概念，可以通過提高傳輸系統(tǒng)的功率因數(shù)，在傳輸有功功率不變條件下，降低傳輸系統(tǒng)的電流，進(jìn)而減小傳輸損耗。提高功率因數(shù)的實質(zhì)也是降低傳輸電流。改善功率因數(shù)稱為功率因數(shù)補(bǔ)償。一般可以通過采用功率因數(shù)高的設(shè)備，提高自然功率因數(shù)；通過設(shè)置無功發(fā)電機(jī)，直接向電網(wǎng)提供無功功率；還可以采用靜止無功補(bǔ)償方式，在供配電系統(tǒng)中并聯(lián)電力電容器，提高功率因數(shù)。建筑電氣設(shè)計程序可分為方案設(shè)計、初步設(shè)計（適應(yīng)于大型或重要工程工程）、建筑電氣施工圖設(shè)計三個階段，不同設(shè)計階段對工程設(shè)計文件編制的要求和設(shè)計內(nèi)容不同。第二章用電負(fù)荷及負(fù)荷計算電力負(fù)荷（ electric power load ）又稱電力負(fù)載，有兩種含義：(

6、1). 電力負(fù)荷指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶），如說重要負(fù)荷、動力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。(2). 電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載、無載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義，視其使用的具體場合而定。第一節(jié)供配電系統(tǒng)的負(fù)荷分級我國國家標(biāo)準(zhǔn) G B 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：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)上所造成的損失或影響的程度進(jìn)行分級。按該規(guī)范的規(guī)定將電力負(fù)荷分為三級。一級負(fù)荷應(yīng)有兩個獨立電源供電。設(shè)備的額定負(fù)荷和設(shè)備負(fù)荷還不宜作為選擇的依據(jù)負(fù)荷計算的目的是為建筑供配電系統(tǒng)中設(shè)備和導(dǎo)線選擇提供

7、依據(jù)，負(fù)荷計算要考慮供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性，還要考慮供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。需要尋找一個能夠反映實際的、隨機(jī)變化的負(fù)荷在長期運行條件產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)的等效負(fù)荷，或者說，該等效負(fù)荷與實際的、隨機(jī)變化的負(fù)荷在長期運行條件產(chǎn)生熱效應(yīng)相同?？梢赃@樣理解，用穩(wěn)定的、不隨機(jī)變化的負(fù)荷替代實際的、隨機(jī)變化的用電負(fù)荷因為他們具有相同的熱效應(yīng)。這個穩(wěn)定不變的負(fù)荷也就是“計算負(fù)荷 ”。第五節(jié)求計算負(fù)荷的基本方法負(fù)荷計算的目的是求計算負(fù)荷。要求在供配電設(shè)計時根據(jù)計算負(fù)荷選擇設(shè)備和導(dǎo)線。因此，求計算負(fù)荷的過程實際是以經(jīng)驗數(shù)據(jù)和統(tǒng)計規(guī)律作為依據(jù)，在對各類用電負(fù)荷的實際運行數(shù)據(jù)進(jìn)行整理的基礎(chǔ)上，用一系列經(jīng)驗系數(shù)和統(tǒng)計規(guī)律

8、來估算計算負(fù)荷，這是求計算負(fù)荷的共同特征。求取計算負(fù)荷有需要系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法、單位負(fù)荷法等基本方法。負(fù)荷計算基本方法的應(yīng)用供配電系統(tǒng)中負(fù)荷計算的基本方法有需要系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法、單位負(fù)荷法等基本方法，每一種方法都有其適用范圍和應(yīng)用特點，在供配電設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況選用適當(dāng)?shù)呢?fù)荷計算方法、需要系數(shù)法需要系數(shù)法根據(jù)需要系數(shù)直接求取計算負(fù)荷，需要系數(shù)可以查表得出，計算簡單易行，應(yīng)用廣泛，是建筑供配電系統(tǒng)負(fù)荷計算普遍采用的計算方法，尤其適合于變配電所的負(fù)荷計算。前提條件：是各用電設(shè)備的額定參數(shù)和負(fù)荷特征都是已知的，在用電設(shè)備臺數(shù)多、總設(shè)備負(fù)荷大、各臺用電設(shè)備的負(fù)荷相差不懸殊時

9、，宜采用需要系數(shù)法，此時計算結(jié)果與實際運行情況較接近。在供配電設(shè)計的初步設(shè)計階段及施工圖設(shè)計階段宜采用需要系數(shù)法。二項式法前提條件：各用電設(shè)備的額定參數(shù)和特征都是已知的，在用電設(shè)備臺數(shù)少、總設(shè)備負(fù)荷小、各臺用電設(shè)備的負(fù)荷相差懸殊時，宜采用二項式法。二項式法一般用于供配電系統(tǒng)的支干線和配電箱的負(fù)荷計算，計算結(jié)果一般偏大，工程應(yīng)用中，應(yīng)注意這一特點。二項式法主要應(yīng)用于工廠等場所，二項式法中的二項式系數(shù)幾乎都是工廠加工設(shè)備的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，在民用建筑的負(fù)荷計算中應(yīng)用不多。利用系數(shù)法利用系數(shù)法計算過程較繁瑣，而且目前可依據(jù)的利用系數(shù)資料也不完整，一般都是來自工廠設(shè)備的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，目前應(yīng)用較少；但考慮到計算的準(zhǔn)

10、確性，考慮到計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用，計算過程繁瑣并不是難題，如果有完整的利用系數(shù)支持，利用系數(shù)法將是值得注意的負(fù)荷計算方法。單位負(fù)荷法（負(fù)荷密度法）采用需要系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法求計算負(fù)荷有一個共同的前提：要求各用電設(shè)備的額定參數(shù)和運行特征都是已知的，但有時用戶對用電設(shè)備的要求并不十分明確，只有基本功能等模糊的要求，這些方法就受到限制。單位負(fù)荷法則不需要具體設(shè)備的信息，只需要知道類似功能用戶的單位負(fù)荷參數(shù)，根據(jù)設(shè)計對象的規(guī)模即可估算出計算負(fù)荷。從負(fù)荷計算的角度，單位負(fù)荷法是一種相對粗略的負(fù)荷計算方法。單位負(fù)荷法一般適用于供配電設(shè)計的方案設(shè)計階段的負(fù)荷計算。強(qiáng)調(diào)：1、計算負(fù)荷的物理實質(zhì)計算負(fù)

11、荷是基于“熱等效 ”原則而引入的一個假想的負(fù)荷；2、求計算負(fù)荷的目的是為供配電系統(tǒng)中按發(fā)熱條件選擇配電設(shè)備和導(dǎo)線提供依據(jù)。3、各種求計算負(fù)荷的方法都基于經(jīng)驗和統(tǒng)計規(guī)律，都是近似計算，因而在用電設(shè)備組包含的用電設(shè)備超過一定數(shù)量時，負(fù)荷計算的結(jié)果才接近實際情況。范例：綜合考慮：某機(jī)修車間380V 線路上，接有金屬切削機(jī)床電動機(jī)20臺共 50kW( 其中較大容量電動機(jī)有7.5kW l 臺， 4kW 3 臺， 2.2kW 7 臺 )，通風(fēng)機(jī)2臺共 3kW ，電阻爐1 臺 2kW ，消防水泵一臺5.5kW 。試（用需要系數(shù)法）確定此線路上的計算負(fù)荷。第三章變電所變配電所是實現(xiàn)電壓等級變換和電能分配的場所

12、。在建筑供配電系統(tǒng)中，一般將工作電壓在交流電壓V 、直流電壓V 以上的電氣設(shè)備稱為高壓電氣設(shè)備；交流電壓V 、直流電壓V以下的電氣設(shè)備稱為低壓電氣設(shè)備。第二節(jié)變電所主接線的基本類型變電所主接線指用電單位接受和分配電能的路徑和方式。在供配電系統(tǒng)中，需要將電氣設(shè)備在變電所中按一定的要求連接起來，完成電能分配，滿足運行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的要求。滿足這些功能的電氣設(shè)備的連接方式稱為變電所主接線，也稱為變電所一次接線。一、變電所主接線的基本要求對變電所主接線的基本要求可概括為：工作可靠、運行安全、使用靈活、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。變電所所址選擇安全可靠要求運行節(jié)能要求安裝運輸要求環(huán)境影響負(fù)荷矩法計算負(fù)荷中心x(Pxii

13、)PPKPiy( Pi yi )P第 4 章安全與接地“安全第一，預(yù)防為主 ”電氣安全主動防護(hù)措施是預(yù)防電氣安全事故的基本要求。主動防護(hù)的內(nèi)容包括：實施安全用電教育，建立安全用電概念，防止無意識觸及帶電體；對電氣工程施工人員進(jìn)行安全用電培訓(xùn)，持證上崗，預(yù)防安全事故；在電氣工程建設(shè)、生產(chǎn)、運行過程中建立完善的管理制度，健全安全用電制度和操作規(guī)程，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，避免因操作不當(dāng)造成電氣安全事故，等等。被動防護(hù)在電力生產(chǎn)、運行過程中，總有一些意外的因素，是主動安全防護(hù)無法預(yù)防和提供保護(hù)的，例如短路、雷擊過電壓、意外接地等故障。這些意外的電氣事故具有隨機(jī)性，無法單純依靠主動安全防護(hù)提供保護(hù)，如果沒有

14、其他措施進(jìn)行保護(hù)，則會導(dǎo)致發(fā)生電氣安全事故。因此，應(yīng)考慮在發(fā)生意外電氣事故后，能夠提供相應(yīng)的措施，切斷發(fā)生電氣意外事故的配電回路，避免或降低意外電氣事故的損失。這種保護(hù)措施是在事故發(fā)生后才投入使用的，因而是被動性質(zhì)的保護(hù)措施。按國際電工委員會（ IEC ）的統(tǒng)一規(guī)定，根據(jù)供配電系統(tǒng)保護(hù)接地和工作接地的形式，將保護(hù)接地分為 T N 系統(tǒng)、 T T 系統(tǒng)和 IT 系統(tǒng)三種基本類型。接地與接零的作用與要求接地 電氣設(shè)備的某部分用金屬與地做良好的連接。接地體 埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。自然接地體 兼作接地用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混泥土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等。人

15、工接地體 為了接地而埋入地中的接地體。接地線 連接設(shè)備接地部分與接地體的金屬線。接地裝置 接地體和接地線的總稱。接地電阻：是指電流從埋入地中的接地體流向周圍土壤時接地體與大地遠(yuǎn)處的電位差與該電流之比，而不是接地體的表面電阻。注：不是接地體的表面電阻；呈半球形敞開；20m 左右地方；電流對人體的作用流過人體的電流與擺脫閾值觸電的持續(xù)時間電流頻率對人體的影響人體電阻與安全電壓（50V ）第 5 章短路計算短路是供配電系統(tǒng)中常見的嚴(yán)重故障。供配電系統(tǒng)中，具有不同電位的兩個金屬導(dǎo)體之間發(fā)生電氣（金屬性）連接，則產(chǎn)生短路故障。兩個效應(yīng)：短路故障時，短路電流是正常工作條件下電流的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，如此大的

16、短路電流通過導(dǎo)體會使導(dǎo)體發(fā)熱，導(dǎo)致設(shè)備因過熱而直接損壞，這稱為短路電流的“熱效應(yīng) ”；如此大的短路電流通過導(dǎo)體還會產(chǎn)生較大的電磁力，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械變形甚至直接損壞，這稱為短路電流的 “力效應(yīng) ”。在供配電系統(tǒng)中，短路故障大致可分為三相短路、兩相短路、單相短路等基本類型。三相短路指三條相線之間發(fā)生金屬直接連接，兩相短路指兩條相線之間發(fā)生金屬直接連接，單相短路指一條相線與工作零線或與直接接地的電源中性點之間發(fā)生金屬直接連接。在實際運行中，發(fā)生單相短路或接地故障的幾率較大，兩相短路次之，三相短路的幾率較小。但一般情況下，三相短路電流最大，三相短路造成的危害也最大，因此短路電流計算主要分析三相短路電

17、流計算。標(biāo)幺值法短路計算（作業(yè)）第六章設(shè)備與導(dǎo)線選擇綜合運用供配電系統(tǒng)基本知識與基本概念選擇設(shè)備與導(dǎo)線第一節(jié)電氣設(shè)備選擇的一般原則與條件一、電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則是安全可靠、符合規(guī)范、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。電線、電纜截面選擇的一般要求（）導(dǎo)線截面應(yīng)滿足允許持續(xù)載流量的要求。（）導(dǎo)線的截面應(yīng)滿足允許電壓損失的要求。（）導(dǎo)線截面應(yīng)滿足最低機(jī)械強(qiáng)度的要求。（）導(dǎo)線的截面應(yīng)滿足短路穩(wěn)定性要求。（）導(dǎo)線的截面應(yīng)能滿足電能傳輸經(jīng)濟(jì)性的要求。（）導(dǎo)線的截面應(yīng)能滿足配電線路保護(hù)回路的要求。電線、電纜截面積選擇估算方法：1 、對絕緣銅芯導(dǎo)線，明敷時許用電流強(qiáng)度在截面積1mm2 時取17A/m

18、m2 ，100mm2 時取 3A/mm2 ，達(dá)到 200mm2 時，取 2A/mm2 。2、對鋁芯線，電流許用強(qiáng)度取銅線的2/3.3、穿管或賣地敷設(shè)取明敷的一半。4、 N 、PE、PEN 線，記 16、 200、 0.5例題 6-3、 4、 5第 7章建筑防雷圖 7-1 雷云對大地放電（直擊雷）示意圖a) 負(fù)雷云出現(xiàn)在大地建筑物上方時b)負(fù)雷云對建筑物頂部尖端放電時在高空氣流的作用下，雷云漂浮不定，當(dāng)帶電荷的雷云聚積到一定程度并靠近大地時，在不同電荷的雷云與大地之間、或者不同電荷的雷云之間的電場強(qiáng)度達(dá)到k V /cm 時，就會擊穿空氣，開始游離放電，通常稱這種游離放電為“先導(dǎo)放電 ” (P19

19、6)危害的幾種效應(yīng)（ 1）雷電的機(jī)械效應(yīng)指雷電流流過金屬導(dǎo)體所產(chǎn)生的機(jī)械力。建筑防雷施工要求：用于防雷的電氣通路在彎曲時應(yīng)避免直角或銳角的形狀，并要在彎曲處加以機(jī)械固定，以防止因雷電流產(chǎn)生的電磁力破壞。比如雷擊會將大樹劈開，會導(dǎo)致建筑物屋面開裂等（ 2）雷電的熱效應(yīng)高達(dá)數(shù)十kA 的雷電流產(chǎn)生的熱量全部用于使金屬導(dǎo)體升溫，可使導(dǎo)體溫度高達(dá)以上，強(qiáng)烈的雷電熱效應(yīng)可以燒熔m m 厚的鋼板。因而建筑防雷規(guī)范對作為建筑防雷體系的接閃器的金屬物體的截面有最低要求，規(guī)定避雷接閃器的截面不小于m m，在用扁鋼作接閃器時，扁鋼厚度不小于m m ；在用金屬屋面兼作避雷接閃器時，金屬屋面的厚度不宜小于m m 。其原

20、因即是要保證金屬物能承受雷電熱效應(yīng)，在雷電流流過時不會被燒熔。（ 3）雷電的電效應(yīng)雷電的電效應(yīng)包括反擊、高電位引入、接觸電壓、跨步電壓、雷電感應(yīng)等效應(yīng)。直擊雷防范的基本措施是“引雷 ”，即設(shè)置專門的直擊雷防范體系，有意設(shè)置雷電放電通道，將雷電流引入地下。直擊雷防范體系由接閃器、引下線和接地體構(gòu)成，直擊雷防范體系如圖-所示。 (p208)第八章建筑供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)第一節(jié)繼電保護(hù)基本概念所謂繼電，是指當(dāng)對一個系統(tǒng)施予一個物理量，且這個物理量達(dá)到一定的數(shù)值時，該系統(tǒng)就開始相應(yīng)的動作的特性，具有這種特性的器件稱為繼電器，或者說繼電器是一種具有閾值特性的自動動作電氣裝置。繼電保護(hù)裝置以繼電器為核心器件，通過對供配電系統(tǒng)運行參數(shù)的檢測與邏輯判斷，在輸入繼電器的故障參數(shù)超過預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，繼電器的動作機(jī)構(gòu)動作，輸出故障報警信號與動作信號，控制和驅(qū)動一次回路中的開關(guān)設(shè)備，切斷故障回路，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全、保持非故障回路供電可靠和持續(xù)的目的。一、繼電保護(hù)裝置基本要求可靠性選擇性靈敏性快速性（速動性）繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、選擇性、靈敏性、快速性四個基本要求相互影響，甚至有相互矛盾之處，在工程應(yīng)用中，要根據(jù)實際情況，選擇適合的保護(hù)方案，兼顧四個方面的基本要求。知識點（概念）1、定時限過流保護(hù)（P234）2、反時限過流保護(hù)（P236）3、速