建筑電氣

第1章

緒論

電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述1.1

電力系統(tǒng)的額定電壓1.2

建筑供配電質(zhì)量1.3

建筑電氣設(shè)計依據(jù)和內(nèi)容程序1.4

建筑電氣與其它專業(yè)配合1.5

建筑電氣課程性質(zhì)、要求和學(xué)習(xí)方法1.61.電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀電能是國民經(jīng)濟和人民生活的重要能源和動力之一。隨著計算機和現(xiàn)代建筑智能化系統(tǒng)的應(yīng)用程度的提高，人類對電能的需求量和依賴程度也越來越高。1.1電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述

2.電力系統(tǒng)概念及組成電能是人類社會最重要的能源，但電能需要將其它自存在的能源轉(zhuǎn)化為電能，完成這一任務(wù)的部分稱為發(fā)電廠。一般將發(fā)電廠和電力網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)，如下圖所示。電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)、變電站及電力用戶組成的統(tǒng)一整體。1.1電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述

電力系統(tǒng)示意圖3.建筑供配電系統(tǒng)及其組成1.1電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述

建筑供配電系統(tǒng)由高壓（35kV及以下）配電線路、變電站（包括配電站）、低壓配電線路和用電設(shè)備組成；或由它們其中的幾部分組成。一般民用建筑的供電電壓在20kV及以下，少數(shù)特大型民用建筑物（群）及用電負荷大的工業(yè)建筑的供電進線電壓在35kV。供配電系統(tǒng)一般應(yīng)滿足下列基本要求：安全：電力供應(yīng)、傳輸、分配和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身安全和電氣設(shè)備毀壞事故；可靠：應(yīng)滿足供電的連續(xù)性和可靠性3.建筑供配電系統(tǒng)及其組成1.1電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述

優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電力用戶對供電質(zhì)量的要求；經(jīng)濟：應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少、占地面積小、有色金屬消耗少、運行費用低、能源浪費少；節(jié)能環(huán)保：減少污染、環(huán)境保護、提高效率、降低能耗，利用可再生能源。3.電力系統(tǒng)運行的特點1.1電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述

電能的重要性：電能與其它能量之間轉(zhuǎn)換方便，易于大量生產(chǎn)集中管理、遠距離輸送、自動控制，因此電能是國民經(jīng)濟各部門使用的主要能源；系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：發(fā)電機、變壓器、電力線路、電動機等元器件的投入和退出，電力系統(tǒng)的短路等故障都在一瞬間完成，并伴隨暫態(tài)過程的出現(xiàn)，該過程非常短促。電能發(fā)輸配用的同時性：電能的生產(chǎn)、分配、輸送和使用幾乎是同時進行。1.2電力系統(tǒng)的額定電壓

1.電力系統(tǒng)額定電壓規(guī)定電力系統(tǒng)中電力傳輸要經(jīng)過升壓、降壓等過程，對電網(wǎng)、變壓器、用電設(shè)備都有額定電壓的要求。我國常見民用電壓等級、分類、輸送功率及對應(yīng)敷設(shè)方式可以參閱圖集19DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》2.用電設(shè)備、發(fā)電機、變壓器的額定電壓分析（1）用電設(shè)備的額定電壓：用電設(shè)備的額定電壓通常由制造廠家確定，用以規(guī)定元件、器件或設(shè)備的額定工作條件的電壓。（2）發(fā)電機：發(fā)電機是產(chǎn)生電能的電氣設(shè)備，其額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓高5%，高出部分用于補償電網(wǎng)上的電壓損失。（3）變壓器：壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。分類電網(wǎng)和阻電設(shè)備電壓線路電壓/kV發(fā)電機額定電壓/kV電力變壓器額定電壓/kV輸送功率（kW）/MW輸送距離/kM受電設(shè)備（一次繞組）二次繞組（U2n）低壓0.220.230.220.23架空線<50<0.15電纜線<100<0.200.380.400.380.40架空線<100<0.25電纜線<175<0.35高壓10.0010.5010.00（10.50）10.50（11.00）架空線<2000<6.00電纜線<5000<10.0035.00——35.0038.5010

20MW20

50…——…………表1-1我國三相交流電網(wǎng)及設(shè)備額定電壓及輸送功率及距離1.2電力系統(tǒng)的額定電壓

3.用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值（1）電壓偏差定義與規(guī)定：電壓偏差是指實際運行電壓對系統(tǒng)標稱電壓的偏差相對值，一般以百分數(shù)表示。電壓偏差百分數(shù)ΔU%可表示為：式中：U——系統(tǒng)中某點的實際電壓；UN——該點的系統(tǒng)標稱電壓（額定電壓）1.2電力系統(tǒng)的額定電壓

3.用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值我國《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052—2009規(guī)定:正常運行情況下,用電設(shè)備電壓偏差允許值宜符合下列要求：1）電動機為±5%額定電壓。

2）照明：在一般工作場所為±5%額定電壓；對于遠離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時，可為+5%～-10%額定電壓；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為+5%～-10%額定電壓。

3）其它用電設(shè)備當(dāng)為特殊規(guī)定時為±5%額定電壓。1.2電力系統(tǒng)的額定電壓

3.用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值（2）危害電壓偏差對不同用電設(shè)備的影響如下:1）對感應(yīng)電動機的影響：縮短電機的使用壽命、降低生產(chǎn)效率、減少產(chǎn)量；2）對同步電動機的影響：影響其轉(zhuǎn)速外，對轉(zhuǎn)矩、電流和溫升等產(chǎn)生影響；3）各種類型燈具的影響：如白熾燈、熒光燈、LED電壓過高過低壽命將大受影響，影響視力及工作，降低工作效率；在深夜用電低谷期，同樣燈具因電壓回升或者超壓，燈光顯得特別亮和刺眼。1.2電力系統(tǒng)的額定電壓

3.電壓等級選擇（1）城鎮(zhèn)的高壓配電電壓宜采用20kV(或10kV），低壓配電電壓應(yīng)采用0.22kV/0.38kV。（2）用電單位（或稱為用戶）的供電電壓應(yīng)根據(jù)用電容量、用電設(shè)備特性等比較后確定。（3）小負荷用戶宜接入當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)，當(dāng)用電設(shè)備功率在250kW及以上或需要用變壓器容量在160kVA及以上時，宜采用10kV供電，否則可由低壓供電。（4）當(dāng)供電距離超過300m時，宜采用10kV及以上電壓等級供電。（5）低壓配電電壓宜采用0.22kV/0.38kV；由地區(qū)公共低壓電網(wǎng)供電的線路電流小于等于40A時，可采用0.22kV單相供電；大于40A時，宜采用0.22kV/0.38kV三相四線制供電。（6）當(dāng)安全需要時，應(yīng)采用特低電壓供電，即相間電壓或相對地電壓不超過交流有效值36V的電壓。具體電壓值應(yīng)根據(jù)供電設(shè)備情況及國家、行業(yè)規(guī)范中的相關(guān)要求確定。1.3建筑供配電質(zhì)量

供配電質(zhì)量標準參見國家標準GB/T12326—2008和【19D數(shù)據(jù)】第3章，具體措施詳見《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》第四版。電壓偏差：供配電系統(tǒng)的電壓波動用電壓調(diào)幅波中相鄰兩個極值（極大和極小）電壓均方根值之差(Umax-Umin）對額定電壓Un的百分數(shù)來表示，即工頻：電力系統(tǒng)運行時的頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏差，我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz。電力系統(tǒng)頻率允許偏差見【19D電氣數(shù)據(jù)】表3-11。1.3建筑供配電質(zhì)量

諧波：諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整倍數(shù)，常被稱為高次諧波。工頻：電力系統(tǒng)運行時的頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏差，我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz。電力系統(tǒng)頻率允許偏差見【19D電氣數(shù)據(jù)】表3-11。諧波：是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整倍數(shù)，常被稱為高次諧波。對諧波的抑制可加裝交流濾波裝置等，具體措施可參見【電手冊】表6-7.12。1.3建筑供配電質(zhì)量

三相電壓不平衡度：三相電壓不平衡度偏高，將對電力設(shè)備的運行產(chǎn)生不良影響，如降低電動機效率，加速絕緣老化，縮短使用壽命。由于造成三相電壓不平衡的主要原因是單相負荷在三相系統(tǒng)中的容量分配和接入位置不合理、不均衡，所以在供配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，應(yīng)采取如下措施:1）均衡負荷：對單相負荷應(yīng)將其均衡地分配在三相系統(tǒng)中，同時要考慮用電設(shè)備的功率因數(shù)不同，盡量使有功功率和無功功率在三相系統(tǒng)中均衡分配。在低壓供配電系統(tǒng)中，各相之間的容量之差不宜超過15%。2）正確接入照明負荷：由地區(qū)公共低壓供配電系統(tǒng)供電的220V照明負荷，線路電流小于或等于30A時，可采用220V單相供電；大于30A時，宜以220/380V三相四線制（或三相五線）供電。1.4建筑電氣設(shè)計依據(jù)和內(nèi)容程序

1.建筑電氣設(shè)計的基本內(nèi)容建筑電氣系統(tǒng)的功能，建筑電氣設(shè)計通常包含輸電線路、變配電所、照明、動力、防雷與接地和各種建筑智能化子系統(tǒng)，例如綜合辦公樓、醫(yī)院類智能化系統(tǒng)多達二十多個子項。建筑電氣設(shè)計以電氣工程圖的方式表達設(shè)計內(nèi)容，一般包括設(shè)計說明、系統(tǒng)圖、平面圖、大樣圖等，電氣工程圖一般用單線圖表示連接關(guān)系，用圖例表示設(shè)備，用標注進行必要的說明。1.4建筑電氣設(shè)計依據(jù)和內(nèi)容程序

2.建筑電氣設(shè)計依據(jù)建筑電氣的所有設(shè)計都應(yīng)有設(shè)計依據(jù),并應(yīng)在電氣工程圖中注明所用的設(shè)計依據(jù)。設(shè)計合同、國家標準、規(guī)范、行業(yè)及地方標準、圖集、或者對應(yīng)的國際標準等都可作為設(shè)計依據(jù)。電氣規(guī)范/手冊/圖集等全稱與簡稱對照見表1-2建筑電氣設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計對象的功能、性質(zhì)等引用與之相適應(yīng)的設(shè)計依據(jù)。隨著技術(shù)發(fā)展，國家標準、規(guī)范等也在不斷修訂或更新；近年來【電與智能通用22】、【民電標19】、【應(yīng)急標準18】、【防火通用22】、【安防通規(guī)22】等規(guī)范不斷推出，建筑電氣行業(yè)高質(zhì)量、嚴要求科學(xué)發(fā)展，設(shè)計應(yīng)引用且滿足最新標準和規(guī)范及做法。1.4建筑電氣設(shè)計依據(jù)和內(nèi)容程序

3.建筑電氣設(shè)計程序建筑電氣設(shè)計程序可分為：方案設(shè)計初步設(shè)計建筑電氣施工圖設(shè)計主要任務(wù)是編制設(shè)計說明，一般包括工程概況、設(shè)計范圍說明、變配電系統(tǒng)說明、應(yīng)急電源說明、照明系統(tǒng)說明、防雷與接地系統(tǒng)說明和其它系統(tǒng)說明。對設(shè)計方案的補充和進一步說明，通常只在大型或重要工程項目才進行初步設(shè)計，一般工程項目可以不經(jīng)過初步設(shè)計階段。筑電氣施工圖設(shè)計是對設(shè)計方案的具體描述，其主要任務(wù)是提供可作為電氣工程施工、做預(yù)算的電氣工程圖紙和說明。1.5建筑電氣與其它專業(yè)配合

1建筑電氣與建筑專業(yè)配合2建筑電氣與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合3建筑電氣與水暖專業(yè)及人防配4同時建筑電氣設(shè)計與人防專業(yè)的配合有嚴格要求1.6建筑電氣課程性質(zhì)、要求和學(xué)習(xí)方法

1.課程性質(zhì)建筑電氣課程內(nèi)容涵蓋了電工、電子學(xué)基礎(chǔ)、以及建筑電氣各方面的知識，既有強電，又有弱電，知識面廣，理論與實踐有機統(tǒng)一，實踐性較強。2.課程要求了解建筑電氣的任務(wù)、組成以及建筑電氣設(shè)備和系統(tǒng)的種類；掌握建筑電氣的電工基本理論與知識；掌握建筑電氣負荷分類及各類負荷特征及其計算，能進行變配電系統(tǒng)的計算選擇、變配電房設(shè)計布置等3.學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及方法