建筑電氣精品課件

第二章

建筑工程供電

第一節(jié)：電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成

動(dòng)力系統(tǒng)：由發(fā)電廠和發(fā)電站的原動(dòng)機(jī)部分（水輪機(jī)組、汽輪機(jī)組）與電力系統(tǒng)組成的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配、變壓、消耗電能的各種電氣設(shè)備緊密聯(lián)系起來的系統(tǒng)。

電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中完成電能輸送、分配、變壓等作用的部分，一般由各種電壓等級(jí)的輸電線路和變配電站組成。

變電站：電力網(wǎng)中完成電能分配、變壓、集中控制、保護(hù)、檢測等功能的獨(dú)立單位。二、電能的生產(chǎn)電能生產(chǎn)的特點(diǎn)：易轉(zhuǎn)換、易輸送、易控制、無法大規(guī)模存儲(chǔ)、隨發(fā)隨送隨用（電力調(diào)度）；電能生產(chǎn)單位：水力發(fā)電站、火力發(fā)電廠、核電廠、風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電……電網(wǎng)等級(jí)與電壓等級(jí)關(guān)系：由供電功率、送電距離、送電方式等因素決定。西電東送工程：500KV，省級(jí)電網(wǎng)：330KV，地區(qū)電網(wǎng)：110KV、220KV，縣級(jí)電網(wǎng)：35KV，小區(qū)電網(wǎng)：10KV，部分高壓用電設(shè)備：6KV、3KV，低壓輸電：380V。變電站作用：電力網(wǎng)中完成電能分配、變壓、集中控制、保護(hù)、檢測等功能。三、電力系統(tǒng)運(yùn)行基本要求1、可靠性原則：保證供電的持續(xù)性，當(dāng)不可避免發(fā)生停電故障時(shí)，盡可能減少停電范圍和影響；2、安全性原則：系統(tǒng)設(shè)備安全、人身安全；3、經(jīng)濟(jì)性原則：初次投資、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)更換費(fèi)用等。第二節(jié)：電力負(fù)荷一、負(fù)荷分級(jí)1、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、安全四個(gè)方面；2、負(fù)荷分級(jí)無處不在，針對不同等級(jí)用電負(fù)荷區(qū)別對待；3、不同級(jí)別負(fù)荷對供電可靠性要求不同；4、一般按三級(jí)劃分；

注意：電力規(guī)劃對任一區(qū)域?qū)哟蔚呢?fù)荷都應(yīng)分級(jí)，區(qū)別對待。這一原則應(yīng)貫穿于技術(shù)設(shè)計(jì)的始終。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：1．中斷供電將造成人身傷亡。2．中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等。3．中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。如大型醫(yī)院，煉鋼廠，石油提煉廠或礦井等。一級(jí)負(fù)荷：雙電源供電，可互相切換；備用電源；符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷：

1．中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。2．中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。規(guī)范第2.0.6條的條文解釋中指出，“對二級(jí)負(fù)荷，由于其停電造成的損失較大，其包括的范圍也比一級(jí)負(fù)荷廣”。工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)供電系統(tǒng)的停電幾率，停電帶來的損失，電源條件，供電系統(tǒng)各方案所需投資等諸多因素綜合考慮。二級(jí)負(fù)荷設(shè)備的供電有多種可選擇的方案，工程設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案?！坝袟l件時(shí)采用雙電源供電”。二級(jí)負(fù)荷：兩回路供電，必要時(shí)可設(shè)置備用電源；3、三級(jí)負(fù)荷：對供電無特殊要求，在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，應(yīng)盡量保證供電可靠和連續(xù)第三節(jié)供電線路

一、供電線路的組成架空線路：由導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子、金具組成。電力線路選用電桿一般不得低于9米（9米以下多為通信電纜），電桿間距一般根據(jù)實(shí)地地形按25~35米考慮。電纜線路：交聯(lián)電纜，電纜溝（磚砌、0.7×0.7平方米凈斷面、金屬支架、鋼筋混凝土蓋板、排水），電纜井（用于電纜轉(zhuǎn)角），電纜隧道，電纜頭。接戶線：戶外架空線最后一個(gè)電桿至建筑外墻金屬支撐件間的一段輸電線路。進(jìn)戶線：建筑墻外金屬支撐件穿墻至室內(nèi)主配電箱間的一段輸電線路。一般分架空線進(jìn)戶和電纜進(jìn)戶。注意：進(jìn)戶線是建筑物室內(nèi)供電的關(guān)鍵，應(yīng)充分考慮線路安全。

1、進(jìn)戶點(diǎn)應(yīng)選在建筑側(cè)面和背面，避開人員、車輛、設(shè)備密集場所，在可能情況下盡量采用電纜進(jìn)戶。

2、導(dǎo)線必須選用絕緣線，穿墻時(shí)必須加套管保護(hù)并可靠固定，避免摩擦破壞絕緣。

3、進(jìn)戶線截面應(yīng)在正確計(jì)算的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加大一到兩個(gè)等級(jí)。二、室內(nèi)供配電系統(tǒng)的配電方式1、放射式2、樹干式3、混合式線路一般分為干線（主配電箱至各分配電箱，一般為三相）、支線（分配電箱至各分戶箱，一般為三項(xiàng)或單項(xiàng)）和戶內(nèi)線路三級(jí)（一般為單項(xiàng)）。第四節(jié)常用的低壓電器低壓電器：在低壓1000V以下的電路里，起輸送、分配、控制、保護(hù)、計(jì)量等作用的電器。電壓等級(jí)第一類：安全電壓（100V以下）：3、6、9、12、24、36、48V（含直流），主要用于安全照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的直流操作系統(tǒng)；第二類：低壓（100—1kv）：110、220、380（直流440V），主要用于電力設(shè)備及照明設(shè)備；第三類：高壓（1KV以上）：3、6、10、35、110、220、330、500KV，主要用于發(fā)電機(jī)、送電線路、變壓器及受電設(shè)備。其中100KV以上稱超高壓。

一、刀開關(guān)

(1)膠蓋開關(guān)。膠蓋開關(guān)是一種帶熔斷器的開啟式負(fù)荷開關(guān)。

(2)鐵殼開關(guān)。鐵殼開關(guān)是帶滅弧裝置和熔斷器的封閉式負(fù)荷開關(guān)，其圖形符號(hào)及文字符號(hào)與膠蓋開關(guān)相同。

(3)刀開關(guān)的類別和型號(hào)含義。

HK系列瓷底膠蓋刀開關(guān)(a)外形圖；(b)、(c)刀開關(guān)圖形及文字符號(hào)刀開關(guān)安裝注意事項(xiàng)刀開關(guān)必須垂直地安裝在控制屏或開關(guān)板上，并使進(jìn)線座在上方。電源線應(yīng)接上部的進(jìn)線接線座上；負(fù)載接到下部的可動(dòng)觸刀、熔絲端的出線接線座上。這樣安裝帶電部分用膠木蓋罩住，使用比較安全，還可以避免閘刀開關(guān)斷開時(shí)，由于受到振動(dòng)觸刀自動(dòng)落下造成誤合閘事故，使觸刀不帶電以保證裝熔絲的安全。二、低壓斷路器低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣斷路器或空氣開關(guān)，它是低壓配電線路中一種重要的保護(hù)電器。在正常工作條件下，作為線路的不頻繁接通和分?jǐn)嘌b置使用。當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重過載、短路或失壓等故障時(shí)，能夠自動(dòng)切斷故障，實(shí)施迅速、有效的保護(hù)。

低壓斷路器的結(jié)構(gòu)與原理低壓斷路器主要由三部分組成:觸頭和滅弧系統(tǒng),各種脫扣器（包括電磁脫扣器、欠壓脫扣器、熱脫扣器），操作機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī)構(gòu)（包括鎖鏈和搭鉤）。低壓斷路器的按鈕和觸頭接線柱分別引出殼外，其余各組成部分均在殼內(nèi)。

低壓斷路器原理及符號(hào)

(a)原理圖；(b)符號(hào)三、接觸器（電磁開關(guān)）接觸器是一種可對交、直流主電路及大容量控制電路作頻繁通、斷控制的自動(dòng)電磁式開關(guān)，它通過電磁力作用下的吸合和反力彈簧作用下的釋放使觸頭閉合和分?jǐn)啵瑥亩刂齐娐返耐〝唷?/p>

接觸器的結(jié)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)包括線圈、鐵心和銜鐵。觸頭系統(tǒng)中的主觸頭為常開觸點(diǎn)，用于控制主電路的通斷;輔助觸頭包括常開、常閉兩種，用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用。其他部件還包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和外殼等。CJ20系列交流接觸器結(jié)構(gòu)示意常用的交流接觸器

接觸器的圖形及文字符號(hào)如圖所示。

接觸器的圖形符號(hào)(a)線圈；(b)常開觸點(diǎn)；(c)常閉觸點(diǎn)四、熱繼電器

在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，熱繼電器是對電動(dòng)機(jī)在長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行過程中過載及斷相起保護(hù)作用的電器。

熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成。熱繼電器由雙金屬片、熱元件、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置和手動(dòng)復(fù)位裝置組成。圖1.11熱繼電器結(jié)構(gòu)圖

熱繼電器的型號(hào)、圖形及文字符號(hào)。目前我國生產(chǎn)并廣泛使用的熱繼電器主要有JR16、JR20系列；引進(jìn)產(chǎn)品有施耐德公司的LR2D系列，其特點(diǎn)是具有過載與缺相保護(hù)、測試按鈕、停止按鈕，還具有脫扣狀態(tài)顯示功能以及在濕熱的環(huán)境中使用的強(qiáng)適應(yīng)性。以JR20系列為例，其型號(hào)含義如下：熱繼電器的圖形及文字符號(hào)

(a)熱元件；(b)常閉觸點(diǎn)

五、控制按鈕控制按鈕簡稱按鈕，是最常用的主令電器。按鈕為手動(dòng)控制，可作遠(yuǎn)距離電氣控制使用。按鈕結(jié)構(gòu)示意

按鈕的圖形和文字符號(hào)(a)常開觸點(diǎn)；(b)常閉觸點(diǎn)；(c)復(fù)式觸點(diǎn)

按鈕可根據(jù)實(shí)際工作需要組成多種結(jié)構(gòu)形式，如LA18系列按鈕采用積木式結(jié)構(gòu)，觸頭數(shù)量按需要拼裝，最多可至六對常開觸點(diǎn)和六對常閉觸點(diǎn)。工作中為便于識(shí)別不同作用的按鈕，避免誤操作，國標(biāo)GB5226-85對其顏色規(guī)定如下：(1)停止和急停按鈕：紅色。按紅色按鈕時(shí)，必須使設(shè)備斷電、停車。(2)啟動(dòng)按鈕：綠色。(3)點(diǎn)動(dòng)按鈕：黑色。(4)啟動(dòng)與停止交替按鈕：必須是黑色、白色或灰色，不得使用紅色和綠色。(5)復(fù)位按鈕：必須是藍(lán)色；當(dāng)其兼有停止作用時(shí)，必須是紅色。六、熔斷器熔斷器主要由熔體和熔座兩部分組成。熔體由低熔點(diǎn)的金屬材料（鉛、錫、鋅、銀、銅及合金）制成絲狀或片狀，俗稱保險(xiǎn)絲。工作中，熔體串接于被保護(hù)電路，既是感測元件，又是執(zhí)行元件；當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載故障時(shí)，通過熔體的電流勢必超過一定的額定值，使熔體發(fā)熱，當(dāng)達(dá)到熔點(diǎn)溫度時(shí)，熔體某處自行熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐罚?/p>

起到保護(hù)作用。熔座（或熔管）是由陶瓷、硬質(zhì)纖維制成的管狀外殼。熔座的作用主要是為了便于熔體的安裝并作為熔體的外殼，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧的作用。熔斷器的類型(1)瓷插式熔斷器：多用于低壓分支電路的短路保護(hù)，常見型號(hào)為RC1A系列。

(2)螺旋式熔斷器：多用于機(jī)床電氣控制線路的短路保護(hù)，此類熔斷器在瓷帽上有明顯的分?jǐn)嘀甘酒鳎阌诎l(fā)現(xiàn)分?jǐn)嗲闆r；換熔體簡單方便，不需任何工具。目前常用螺旋式熔斷器新產(chǎn)品有RL6、RL7系列。RC1A系列瓷插式熔斷器RL1系列螺旋式熔斷器(a)外形結(jié)構(gòu)；(b)符號(hào)(a)外形；(b)結(jié)構(gòu)(3)封閉管式熔斷器：此類熔斷器可分為以下三種。①無填料：多用于低壓電網(wǎng)、成套配電設(shè)備的保護(hù)，型號(hào)有RM7、RM10系列等。②有填料：熔管內(nèi)裝有SiO2（石英砂），用于具有較大短路電流的電力輸配電系統(tǒng)，常見型號(hào)為RT0系列。③快速：主要用于硅整流管及其成套設(shè)備的保護(hù)，其特點(diǎn)是熔斷時(shí)間短，動(dòng)作快;常用型號(hào)有RLS、RSO系列等。(4)自復(fù)式熔斷器：特點(diǎn)是能重復(fù)使用，不必更換熔體;其熔體采用金屬鈉，利用它常溫時(shí)電阻很小，高溫氣化時(shí)電阻值驟升，故障消除后溫度下降，氣態(tài)鈉回歸固態(tài)鈉，良好導(dǎo)電性恢復(fù)的特性制作而成。

七、電能表

（一）、電能表的分類按所測電能種類，分為有功電能表、無功電能表、直流電能表三種按相別及接線方式，分為單相表、三相三線表和三相四線表按接入電壓等級(jí)，分為高壓表、低壓表兩種按結(jié)構(gòu)原理，分為感應(yīng)式、機(jī)電一體式、全電子式按測量功能，分為分時(shí)計(jì)費(fèi)（復(fù)費(fèi)率）電能表、最大需量電能表、預(yù)付費(fèi)電能表、多功能電能表

電能表的銘牌—示例1

（a）單相感應(yīng)式電能表

電能表的銘牌—示例2

（b）機(jī)電一體化電能表

(c)全電子式多功能電能表

電能表的銘牌—示例3（二）電能表的結(jié)構(gòu)和工作原理單相電能表結(jié)構(gòu)圖（三）、單相電能表接線及安裝1、接線