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建筑电气建筑电气 .建筑电气的含义和分类 .交流电的基本知识 .电力系统的基本概念那 .建筑供配电系统 .建筑施工现场的电力效应 .建筑弱电系统 .建筑防雷与接地 .建筑电气施工图.建筑电气的含义及分类建筑电气的含义及分类 .建筑电气的含义和作用 建筑物及其附属建筑的各类电气系统的设计与施工以及所用产品、材料与技术的生产和开发的总称 （含义）建筑电气功能建筑电气功能 建筑电 气功能.输送和 分配电能 应用电能和 传递信息 提供舒适、便利、安全的建筑环境 .建筑电气系统的分类建筑电气系统的分类 建筑电气系统 用电系统 供配电系统 建筑电气照明系统 建筑动力系统 建筑弱电系统 .建筑供配电系统 接受电力系统输入的电能，并进行检测、计量、变压，然后向建筑物各用电设备分配电能的系统称为建筑供配电系统 组成组成：.电能的生产和输配 .电力负荷的分级及供电要求 .供电电源及电压级别的选择 .常用供电方式及系统接线方式 .线路及电气设备的选择 .交流电的基本知识交流电的基本知识 随着时间按正弦规律变化的电动势、电压和电流统称为正弦交流电，简称交流电 图9-1 正弦交流电波形图 图10-1 正弦交流电波形图 单相交流电 正弦交流电的三要素：最大值、频率、初相 （）最大值 瞬时值：交流电动势、电压、电流在任一瞬间的数值称为瞬时值 分别用小写字母e、u、i表示 最大值：最大瞬时值称为最大值，分别用m、Um、Im表示 有效值：把一交流电i和一直流电流I分别通过两个阻值相同的电阻，如果在同一时间（正弦交流电整数个周期）内产生的热量相等，则该直流电的数值称为交流电流的有效值 交流电的大少一般用有效值表示，用大写字母表示 最大值和有效值的关系：mII21mEE21mUU21 交流电每完成一次波形变化所需要的时间，称为周期，用T表示，单位为秒（s）。周期反映了交流电变化的快慢，T越大，交流电变化越慢 交流电每秒钟内变化的次数，称为频率，用表示 频率也反映了交流电变化的快慢，越大，交流电变化越快 （）初相和相位差 正弦量由负变正时经过的零点称为正弦量零点 从正弦量零点到任一瞬间t时所变化的电角度为相位.相位反映了正弦量变化的进程 从正弦量零点到计时起点t=0时所变化的电角度称为初相，用表示 初相反映了正弦量变化的先后 两个同频率频率正弦的相位之差等于它们的初相之差，称为相位差，用表示 =1-2 i1的初相为1，i2的初相为2 1-2 0时 i1超前于i2 1-2=0时 i1与i2同相 1-2=180 i1与i2反相 特殊电路特殊电路 特殊电路就是指电路中只含有一种负载的电路 交流电路有哪几种负载？含有电阻、电感、电容三种负载 （）（）纯电阻电路纯电阻电路 图10-2 纯电阻电路运用：白炽灯、电炉、电烙铁等负载 纯电阻电路：这以上负载接通正弦交流电源，就构成了纯电阻 路，如上图 纯电阻电路的计算：或 RUIRIRURRIRUIUPRR22/纯电阻电路的有功功率为：（）纯电感电路（）纯电感电路 纯电感元件：电动机、变压器（都有线圈）纯电感电路：把纯电感元件与正弦交流电源接通后，就构成了纯电感电路，如下图 图10-3 纯电感电路LI.当加在电感两端的电压为正弦电压时，电感中通过的电流是同一频率的正弦电流。在相位上电压超前于电流90 .纯电感元件只是与电源来回交换能量，而不消耗能量，故其有功功率为零 .无功功率：a.衡量线圈与电源交换能量的能力 b.电压的有效值与电流的有效值的乘积 纯电感电路的计算：或 LIULLUILL.与电阻相似，单位也是欧姆 .具有阻碍电流通过的性质 .称为电感抗，简称感抗，用符号表示 fLLXL2LXLLLLLXIXUIUQ22/无功功率：（）纯电容电路（）纯电容电路 纯电容元件：工程上使用的各种电容器 纯电容电路：把纯电容元件与正弦交流电源接通后，就构成了纯电容电路 图10-4 纯电容电路 .纯电容元件只是与电源来回交换能量，而不消耗能量，纯电容元件的有功功率也为零 用无功功率 表示交换能量的能力：CCCCCXIXUIUQ22/.当加在电容两端的电压为正弦电压时，电容中通过的电流是同一频率的正弦电流。在相位上电流超前于电压90 其中 与电阻相似，单位也是欧姆，而且具有阻碍电流通过的性质，称为电容抗，简称容抗，用符号表示，即 CCUIC1fCCXC2/1/1 三相交流电及三相四线制供电方式 （一）三相对称电动势的产生 三相对称电动势是由三相交流发电机产生，如图是简化的三相交流发电机的结构原理图。图中1是定子，定子铁心中嵌入三个绕组，L1、L2、L3是绕组的首端，X、Y、Z是绕组的末端，其几何形状、尺寸和匝数完全相同，但在空间的位置互差120。图中2是转子，转子是一对磁极，所产生的磁感应强度定子表面呈正弦规律变化 当转子由原动机驱动以角速度顺时针方向匀速旋转时:1.产生三个最大值相等、频率相同、相位互差120 的三相对称电动势 tEemAsin)120sin(tEemB)120sin(tEemC 三相电动势波形图表示：相序：三相对称电动势依次到达同一值的先后次序 相序：顺序 和逆序 如图为顺序 若则为逆序 A、B、C三相在工程中为识别方便，常以黄、绿、红对应色标表示 图10-6 三相对称电动势波形图（二）三相电源的连接与三相四线制供电方式.三相电源的连接（）星形连接 接法 图10-7 三相电源的星形联结.三相电源的星形联结，把三相电源的三个绕组的尾端连在一起，成为一个公共点，称为中性点，简称中点 .中点接地时称为零点 .从中性点引出输电线称为中性线，简称中线 .从零点引出输电线称为零线 .从三个绕组的首端L1、L2、L3分别引出三根输电线称为端线，俗称火线 相电压、线电压及其关系 相电压：端线与中线之间的电压 有效值统一 用 表示 线电压：端线与端线之间的电压 有效值统一用 表示 在相位上，线电压超前于相应两个相电压中的先行相30，如ab超前Ua30。PULUPLUU3 三相电源作星形联结时能输出两组电压，可构成三相三线制和三相四线制两种供电系统，因而应用十分普遍 C.三相四线制 1.三根相线，一根中性线 2.有四根输电线 3.可以输出两种电压：相电压与线电压 4.保证负载能正常工作,解决三相负载不对称的情况 .我国的三相四线制供电系统中，送至负载的线电压一般为380V；相电压则为229V.中线的作用是：使三相星形联结的不对称负载的相电压保持对称，从而保证每相负载在额定电压下正常工作 额定工况：负载工作在额定电压下，为负载的 最佳工况 .高于额定电压为超载，易损坏设备、缩短使用寿命 .低于额定电压为轻载，负载不能正常工作甚至不工作 实际工程中对中线的要求：.为了保证每相负载正常工作，中性线不能断开，所以应牢固 .不允许接入开关或保险丝 .在接线时应力求三相负载平衡，以减小中线电流 （）三角形连接 依次将每一相绕组的尾端与次一相绕组的首端连在一起，构成一闭合三角形 图10-8 三相电源的三角形联结.从三个连接点上分别引出三根端线，构成三相三线制供电系统 .三相电源作三角形联结时，线电压等于相电压，故只能输出一种电压 .由于接反或设计制造等原因，易产生“环流”，三角形连接在低压配电系统中很少采用 三相负载的连接方式.负载连接方式：星形和三角形 .采用连接方式的原则：根据负载的额定电压和电源来决定，每相负载实际承受的电压等于每相的额定电压 星形连接 三相负载作星形联结时，如果负载不对称，一定要接成三相四线制，即三相负载、分别接到电源各端线与中线之间 图10-9 三相不对称负载的星形联结AZBZCZ.在三相四线制电路中，由于中线的存在，使三相负载均承受对称的相电压，从而保证负载正常工作 .相电流：通过各相负载的电流 有效值分别为IAN、IBN、ICN，统一用IP表示 .线电流：通过每根端线的电流 有效值分别为IA、IB、IC，统一用IL表示 .线电流等于相电流 .中线电流：通过中线的电流 用IN表示 其参考方向规定为从负载中点N指向电流中点N，由于三相不对称负载总是力求较均匀地分配给三相电源，故中线电流一般很小。.三相负载作星形联结时，如果负载对称，将使中线电流等于零，故中线可省去，成为星形联结的三相三线制 三角形连接 如果三相负载的额定电压等于电源线电压，必须采用三角形联结，构成三相三线制，即各相负载依次接到两端线之间 图10-10 三相负载的三角形联结 三相负载作三角形联结时，线电流有效值分别为IA、IB、IC，相电流有效值分别为IAB、IBC、ICA，若三相负载是对称的，则，在相位上，线电流滞后于相应两个相电流中的后续相30。9.3 电力系统基本概念电力系统基本概念 电力系统 发电厂、电力网、变电站以及用电设备等有机地联结成一个整体 电力网是电力系统的重要组成部分，它包括变电站、配电所及各种电压等级的电力线路 电力系统 发电厂 电力网 变电站 用电设备 变电站 电力线路 配电所 发电厂发电厂 发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂 按能源分类：火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂等 .目前在我国接入电力系统的发电厂主要是火力发电厂和水力发电厂 变电站、配电所变电站、配电所 为了实现电能的经济输送和满足用电设备对电压的要求，需要对发电机发出的电压进行多次的变换 .变电站就是接受电能、变换电压的场所 .变电站的分类：升压变电站和降压变电站 .升压变电站将低电压变换为高电压，一般建立在发电厂厂区内 .降压变电站将高电压变换成合适的电压等级，一般建立在靠近电能用户的中心地点 配电所 单纯用来接受和分配电能而不改变电压的场所 变电站和配电所建在同一地点 电力线路电力线路 电力线路一般分为输电线路和配电线路 输电线路：把电压在35kV及以上的高压电力线路称为输电线路。配电线路：把发电厂生产的电能直接分配给用户，或由降压变电站分配给用户的10kV及以下的电力线路 电能用户电能用户 .在电力系统中，一切消耗电能的用电设备均称为电能用户 .分类 动力用电设备(如电动机等)工艺用电设备(电解、冶炼、电焊等)电热用电设备(电炉、干燥箱等)生活与照明用电设备 它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式，以适应生产和生活对电能的需要 图所示是从发电厂、变电站、电力线图所示是从发电厂、变电站、电力线路到电能用户的送电过程示意图路到电能用户的送电过程示意图 .建筑供配电系统建筑供配电系统 工业与民用建筑，一般是从城市电力网取得高压10kv或低压380V220V作为电源供电，然后将电能分配到各用电负荷处配电。电源和负荷用各种设备(变压器、变配电装置和配电箱)和各种材料、元件(导线、电缆、开关等)连接起来，即组成了建筑物的供配电系统。9.4.1电源的引入方式电源的引入方式 根据建筑物内的用电量大小和用电设备的额定电压根据建筑物内的用电量大小和用电设备的额定电压数值等因素，电源的引入方式可以分为以下数值等因素，电源的引入方式可以分为以下3种：种：(1)建筑物较小或用电设备负荷量较小，而且均为单建筑物较小或用电设备负荷量较小，而且均为单相低压用电设备时，可由电力系统柱上变压器引入相低压用电设备时，可由电力系统柱上变压器引入单相单相220V的电源。的电源。(2)建筑物较大或用电设备的容量较大，但全部为单建筑物较大或用电设备的容量较大，但全部为单相和三相低压用电设备时，可由电力系统的柱上变相和三相低压用电设备时，可由电力系统的柱上变压器引入三相压器引入三相380V220V的电源。的电源。(3)建筑物很大或用电设备的容量很大，虽建筑物很大或用电设备的容量很大，虽全部为单相和三相低压用电设备，从技术全部为单相和三相低压用电设备，从技术和经济因素考虑，应由变电站引入三相高和经济因素考虑，应由变电站引入三相高压压6kV或或l0kV的电源经降压后供用电设备使的电源经降压后供用电设备使用。并且在建筑物内设置变压器，布置变用。并且在建筑物内设置变压器，布置变电室。若建筑物内有高压用电设备时，应电室。若建筑物内有高压