第二章基礎(chǔ)知識

1、建筑配電工程建筑配電工程基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識2第一節(jié)交流電基礎(chǔ)知識第一節(jié)交流電基礎(chǔ)知識一、正弦交流電一、正弦交流電二、交、直流電波形圖二、交、直流電波形圖三、單相交流電路三、單相交流電路四、功率因數(shù)四、功率因數(shù)五、三相交流電路五、三相交流電路一、正弦交流電一、正弦交流電 大小和方向隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化的大小和方向隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化的電動勢電動勢(e)、電壓電壓(u)和電流和電流(i i)。二、交、直流電波形圖二、交、直流電波形圖直流電直流電交流電交流電三、單相交流電路三、單相交流電路（電源、中間環(huán)節(jié)、（電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載負(fù)載）1.純電阻電路純電阻電路負(fù)載負(fù)載由電阻組成的交流電路

2、由電阻組成的交流電路（1）特點）特點 電阻電阻: r=(l) /s（） 相位關(guān)系相位關(guān)系: 電壓與電流同相位電壓與電流同相位 電流與電壓關(guān)系電流與電壓關(guān)系: i=ur/r 電功率電功率: 電能全部轉(zhuǎn)換成其它形式的能，平均值稱為電能全部轉(zhuǎn)換成其它形式的能，平均值稱為“有功功率有功功率”。 p=uri（w）或（）或（kw）單相交流電路單相交流電路（2）純電阻電路圖示）純電阻電路圖示a) 電路圖電路圖b)電流、電壓及功率波形圖電流、電壓及功率波形圖c)相量圖相量圖單相交流電路單相交流電路2.純電感電路純電感電路由感性由感性負(fù)載負(fù)載構(gòu)成的交流電路構(gòu)成的交流電路 （1）特點）特點 感抗感抗: xl=2f

3、l=314l （） 相位關(guān)系相位關(guān)系: 電壓超前電流電壓超前電流90電流與電壓數(shù)值關(guān)系電流與電壓數(shù)值關(guān)系: i=ul/xl電功率電功率: 電能與磁場能之間的電能與磁場能之間的“吞吐吞吐”交換，其幅值稱交換，其幅值稱無功功率無功功率“ql” ql=iul (var)或或(kvar) p0單相交流電路單相交流電路（2） 純電感電路圖示純電感電路圖示a)電路圖電路圖b)電流、電壓、功率波形電流、電壓、功率波形c)相量圖相量圖 3.純電容電路純電容電路由容性由容性負(fù)載負(fù)載構(gòu)成的交流電路構(gòu)成的交流電路 (1) 特點特點 容抗：容抗： xc= 1/(2fc)=1/3.14c （） 相位關(guān)系相位關(guān)系: 電壓

4、落后電流電壓落后電流90 電流與電壓數(shù)值關(guān)系：電流與電壓數(shù)值關(guān)系： i=uc/xc 電功率電功率: 能與電場能之間的能與電場能之間的“吞吐吞吐”交換，其值稱交換，其值稱 無功功率無功功率“qc” qc=iuc ( (var) )或或( (kvar) ) p0單相交流電路單相交流電路(2) 純電容電路圖示純電容電路圖示a)電路圖電路圖b) 電流、電壓、功率電流、電壓、功率 波形圖波形圖c)相量圖相量圖單相交流電路單相交流電路4. r、l、c電路圖形比較電路圖形比較單相交流電路單相交流電路5. rlc串聯(lián)電路串聯(lián)電路a) 電路圖電路圖b) 向量圖向量圖單相交流電路單相交流電路6. 功率關(guān)系功率關(guān)系

5、單相交流電路單相交流電路有功功率有功功率 p=iur (w) 或或 (kw)無功功率無功功率 q=iux (var) 或或 (kvar)視在功率視在功率 s=iu (va) 或或 (kva)單相交流電路單相交流電路1. 功率因數(shù)功率因數(shù)cos=ps純電阻電路純電阻電路cos=1純電感電路純電感電路cos=0純電容電路純電容電路cos=0感性負(fù)載電路感性負(fù)載電路cos=（01）四、功率因數(shù)的提高四、功率因數(shù)的提高2. 提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義可以充分利用電源的容量可以充分利用電源的容量 s=p/cos 降低電路上的電能損失降低電路上的電能損失 i=p/(/(ucos) )；p=i2r

6、l 減少線路上的電壓損失減少線路上的電壓損失 u=irl 低壓用戶低壓用戶 cos0.85 高壓用戶高壓用戶 cos0.9功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高3. 改善功率因數(shù)的方法改善功率因數(shù)的方法(1)提高自然功率因數(shù)法提高自然功率因數(shù)法設(shè)備設(shè)備(2)功率補償法功率補償法感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器a)電路圖電路圖b)相量圖相量圖 cos1=ir/irl; cos2=ir/i 功率因數(shù)的提高功率因數(shù)的提高 由三個頻率相同，幅值相等，相位互差由三個頻率相同，幅值相等，相位互差 120的三的三個正弦電動勢按一定的方式連接起來而成的電源，以及個正弦電動勢按一定的方式連接起來而成的電源，以

7、及接上負(fù)載后形成的三相電路的統(tǒng)稱。接上負(fù)載后形成的三相電路的統(tǒng)稱。五、三相交流電路五、三相交流電路1. 三相交流電源：三相交流發(fā)電機或電力變壓器三相交流電源：三相交流發(fā)電機或電力變壓器2. 三相交流電壓三相交流電壓三相交流電路三相交流電路三相發(fā)電機原理示意圖三相發(fā)電機原理示意圖三相交流電壓三相交流電壓a)波形圖波形圖b)相量圖相量圖3. 三相交流電壓源的聯(lián)接三相交流電壓源的聯(lián)接(1)電源的星形（電源的星形（y y）聯(lián)接（）聯(lián)接（ul l =1.732up p）(2)電源的三角（電源的三角（）聯(lián)接）聯(lián)接( (ul l= =up p) )星形接法星形接法三角形接法三角形接法三相交流電路三相交流電路

8、4. 三相交流負(fù)載電路三相交流負(fù)載電路(1)三相三相不對稱不對稱負(fù)載的星形連接負(fù)載的星形連接三相負(fù)載的組成三相負(fù)載的組成三相不對稱負(fù)載的星形連接三相不對稱負(fù)載的星形連接三相交流電路三相交流電路(2) 線路特點線路特點1) 負(fù)載的三個相電壓值分別等于電源相電壓值；負(fù)載的三個相電壓值分別等于電源相電壓值；2) 負(fù)載電流的向量和不等于零，負(fù)載電流的向量和不等于零， in=ia+ib+ic in0;3) n線不得安裝熔斷器或開關(guān)；線不得安裝熔斷器或開關(guān)；4) 中性線作用中性線作用 保證負(fù)載各相電壓分別與電源相電壓相等。保證負(fù)載各相電壓分別與電源相電壓相等。 三相交流電路三相交流電路1. 根據(jù)歐姆定律根

9、據(jù)歐姆定律i=u/r,可導(dǎo)出可導(dǎo)出r=u/i，關(guān)于此公式，下面，關(guān)于此公式，下面 說法正確的是說法正確的是 a.導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端電壓成正比導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端電壓成正比 b.導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體中的電流成反比導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體中的電流成反比 c.導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電流無關(guān)導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體的電流無關(guān) d.導(dǎo)體兩端電壓為零時，導(dǎo)體電阻也為零導(dǎo)體兩端電壓為零時，導(dǎo)體電阻也為零2. 低壓供電的用電單位功率因數(shù)應(yīng)為下列哪個數(shù)值以上低壓供電的用電單位功率因數(shù)應(yīng)為下列哪個數(shù)值以上? a0.8 b0.85 c0.9 d0.95課堂討論課堂討論3. 在下列單位中

10、在下列單位中,請選出電功率的單位請選出電功率的單位 a伏特伏特 (v) b安培安培 (a) c千瓦小時千瓦小時(kwh) d瓦瓦 (w)4. 在感性負(fù)載上并聯(lián)以下哪種設(shè)備可以提高功率因數(shù)在感性負(fù)載上并聯(lián)以下哪種設(shè)備可以提高功率因數(shù)? a變壓器變壓器 b電容器電容器 c整流器整流器 d繼電器繼電器課堂討論課堂討論5. 整流器的功能是以下哪一條？整流器的功能是以下哪一條？ a把直流電轉(zhuǎn)換成交流電把直流電轉(zhuǎn)換成交流電 b把交流電轉(zhuǎn)換成直流電把交流電轉(zhuǎn)換成直流電 c穩(wěn)壓穩(wěn)流穩(wěn)壓穩(wěn)流 d濾波濾波6. 接通電路后，電流流過導(dǎo)體，會在導(dǎo)體及其周圍產(chǎn)生效接通電路后，電流流過導(dǎo)體，會在導(dǎo)體及其周圍產(chǎn)生效 應(yīng)，下

11、列哪個是錯誤的？應(yīng)，下列哪個是錯誤的？ a熱效應(yīng)熱效應(yīng) b磁場效應(yīng)磁場效應(yīng) c電場效應(yīng)電場效應(yīng) d聲效應(yīng)聲效應(yīng)課堂討論課堂討論第二節(jié)第二節(jié) 常用建筑電氣設(shè)備常用建筑電氣設(shè)備一、變壓器一、變壓器二、低壓電氣設(shè)備二、低壓電氣設(shè)備（一）動力設(shè)備（一）動力設(shè)備（二）常用低壓控制和保護電器（二）常用低壓控制和保護電器變壓器為電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，可將交流電由一種等級的電壓與變壓器為電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，可將交流電由一種等級的電壓與電流轉(zhuǎn)化為同頻率的另一種等級的電壓與電流。電流轉(zhuǎn)化為同頻率的另一種等級的電壓與電流。分類：相數(shù)不同分類：相數(shù)不同單相、三相、多相變壓器；單相、三相、多相變壓器； 作用不同作用不同升壓、降壓、接

12、地變壓器；升壓、降壓、接地變壓器； 用途不同用途不同電力、照明、耦合和控制變壓器；電力、照明、耦合和控制變壓器； 冷卻方式不同冷卻方式不同干式、油浸式變壓器。干式、油浸式變壓器。一、變壓器一、變壓器變壓器的絕緣等級，并不是絕緣強度的概念，變壓器的絕緣等級，并不是絕緣強度的概念，而是而是允許的溫升的標(biāo)準(zhǔn)允許的溫升的標(biāo)準(zhǔn)，即絕緣等級是指其所，即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分用絕緣材料的耐熱等級，分a、e、b、f、h級。級。絕緣的溫度等級分為絕緣的溫度等級分為 a級級 e級級 b級級 f級級 h級級。各絕緣等級具體允許溫升標(biāo)準(zhǔn)各絕緣等級具體允許溫升標(biāo)準(zhǔn) a e b f h最高允許溫度（最高

13、允許溫度（） 105 120 130 155 180 繞組溫升限值（繞組溫升限值（k） 60 75 80 100 125 性能參考溫度（性能參考溫度（） 80 95 100 120 145變壓器的運行特性變壓器選擇應(yīng)考慮以下因素變壓器選擇應(yīng)考慮以下因素變電所的位置；變電所的位置；建筑物的防火等級；建筑物的防火等級；建筑物的使用功能及對供電的建筑物的使用功能及對供電的要求；要求；當(dāng)?shù)毓╇姴块T對主變壓器的管當(dāng)?shù)毓╇姴块T對主變壓器的管理體制。理體制。在額定功率時，變壓器的輸出功率在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即器的效率，即%10012p

14、pp p（一）動力設(shè)備（一）動力設(shè)備（柴油機和汽油機）、（柴油機和汽油機）、電動機電動機是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的 動力設(shè)備；根據(jù)：型式、功率、轉(zhuǎn)速選擇。動力設(shè)備；根據(jù)：型式、功率、轉(zhuǎn)速選擇。二、低壓電氣設(shè)備二、低壓電氣設(shè)備電動機電動機l按它產(chǎn)生或耗用電能種類的不同，分為直流電機和交流電機；按它產(chǎn)生或耗用電能種類的不同，分為直流電機和交流電機；l交流電機又按它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系不同，分為同步電交流電機又按它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系不同，分為同步電機和異步電機；機和異步電機；l異步電機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，還可分為繞線式異步電機

15、和鼠籠式異步異步電機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，還可分為繞線式異步電機和鼠籠式異步電機。電機。 （二）常用低壓控制和保護電器（二）常用低壓控制和保護電器刀開關(guān)刀開關(guān)低壓斷路器低壓斷路器接觸器接觸器磁力起動器磁力起動器漏電保護器漏電保護器低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備1.刀開關(guān)刀開關(guān)1）膠蓋刀開關(guān)）膠蓋刀開關(guān)2）鐵殼刀開關(guān)）鐵殼刀開關(guān)1-刀座 2-刀片3-熔絲 4-出線端5-膠蓋掛鉤1-鐵殼 2-滅弧罩3-觸點座 4-刀片5-操作連鎖機構(gòu)6-手柄 7-熔斷器座8-熔斷器9-中線接線座低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備常用低壓控制和保護電器常用低壓控制和保護電器2. 低壓斷路器低壓斷路器低壓斷路器低壓斷路器控制設(shè)備控制設(shè)備

16、，具有全負(fù)荷分?jǐn)嗄芰?、短路保，具有全?fù)荷分?jǐn)嗄芰?、短路保護、過載保護、和欠電壓保護等功能，有滅弧能力；可用護、過載保護、和欠電壓保護等功能，有滅弧能力；可用于配電箱中的總開關(guān)或分路開關(guān)。于配電箱中的總開關(guān)或分路開關(guān)。1、2、9-拉力彈簧 3-鎖扣 4-頂桿 5-電磁鐵 6-發(fā)熱電阻 7-失電壓電磁鐵 8-雙金屬片低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備常用低壓控制和保護電器常用低壓控制和保護電器3. 接觸器接觸器接觸器接觸器是利用電磁鐵的吸力來控制觸頭動作的是利用電磁鐵的吸力來控制觸頭動作的電磁開關(guān)電磁開關(guān)；分直流和交流兩類。特點：電流小，控制安全可靠；電磁力分直流和交流兩類。特點：電流小，控制安全可靠；電磁

17、力動作迅速，可頻繁操作；可多處或遙控控制；有失電壓或欠動作迅速，可頻繁操作；可多處或遙控控制；有失電壓或欠電壓保護作用。電壓保護作用。1-鐵心 2-線圈 3-銜鐵 4-反作用力彈簧 5-絕緣拉桿 6-橋式可動觸頭 7-靜觸頭低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備常用低壓控制和保護電器常用低壓控制和保護電器4. 磁力起動器磁力起動器磁力起動器磁力起動器由接觸器、按鈕和熱繼電器組成，有可逆運由接觸器、按鈕和熱繼電器組成，有可逆運行功能。行功能。熱繼電器熱繼電器是具有延時動作的過載保護器件。是具有延時動作的過載保護器件。1-外殼 2-雙金屬片 3-加熱元件 4-導(dǎo)板 5-溫度補償雙金屬片 6-靜觸頭（常閉）7-靜

18、觸頭（常開） 8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9-動觸頭 10-再扣彈簧 11-復(fù)位按鈕 12-按鈕復(fù)位彈簧 13-凸輪（電流調(diào)解鈕） 14-支持桿 15-彈簧 16-推桿低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備常用低壓控制和保護電器常用低壓控制和保護電器5漏電保護電器漏電保護電器主要有電流動作型。根據(jù)保護功能的不同可分為：漏電保主要有電流動作型。根據(jù)保護功能的不同可分為：漏電保 護開關(guān)、漏電斷路器、漏電繼電器和漏電保護插座。護開關(guān)、漏電斷路器、漏電繼電器和漏電保護插座。漏電保護開關(guān)漏電保護開關(guān)具有漏電保護以及手動分?jǐn)嚯娐返墓δ埽哂新╇姳Ｗo以及手動分?jǐn)嚯娐返墓δ?，但不具備過載保護和短路保護功能。但不具備過載保護和短路保護

19、功能。漏電斷路器漏電斷路器具有漏電保護功能，并且具備過載保護和具有漏電保護功能，并且具備過載保護和短路保護功能。短路保護功能。漏電繼電器漏電繼電器用于發(fā)出信號、控制斷路器、接觸器等設(shè)用于發(fā)出信號、控制斷路器、接觸器等設(shè)備，具有檢測和判斷功能。備，具有檢測和判斷功能。低壓電氣設(shè)備低壓電氣設(shè)備常用低壓控制和保護電器常用低壓控制和保護電器剩余電流動作保護裝置剩余電流動作保護裝置l是指電路中帶電導(dǎo)線對地故障所產(chǎn)生的剩余電流超過規(guī)定是指電路中帶電導(dǎo)線對地故障所產(chǎn)生的剩余電流超過規(guī)定值時，能夠自動切斷電源或報警的保護裝置。值時，能夠自動切斷電源或報警的保護裝置。l剩余電流保護器是指能同時完成檢測剩余電流，將剩余電剩余電流保護器是指能同時完成檢測剩余電流，將剩余電流與基準(zhǔn)值相比較，以及當(dāng)剩余電流超過基準(zhǔn)值時，斷開流與基準(zhǔn)值相比較，以及當(dāng)剩余電流超過基準(zhǔn)值時，斷開被保護電路等三個功能的裝置。被保護電路等三個功能的裝置。l只能完成上述兩個功能而不能斷開被保護電路的電器，例只能完成上述兩個功能而不能斷開被保護電