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第三部分 建筑电气系统 主讲：李友志主讲：李友志2021/9/211第一章 建筑电气系统概述 第一节第一节 建筑电气系统的作用和分类建筑电气系统的作用和分类一、现代建筑电气的特点一、现代建筑电气的特点1 1、建筑对电气不断提出新的要求，建筑电气的范围在不断扩大；建筑对电气不断提出新的要求，建筑电气的范围在不断扩大；2 2、现代建筑电气用电设备种类多、现代建筑电气用电设备种类多电气照明：工作照明、安全照明、疏散照明等电气照明：工作照明、安全照明、疏散照明等电梯设备：客梯、货梯、消防电梯、观景电梯、自动扶梯等电梯设备：客梯、货梯、消防电梯、观景电梯、自动扶梯等给排水设备：生活给水泵、消防水泵、排水泵等给排水设备：生活给水泵、消防水泵、排水泵等制冷设备：冷冻机、冷却塔风机、冷却水泵、冷水泵等制冷设备：冷冻机、冷却塔风机、冷却水泵、冷水泵等洗衣房用电设备：洗衣机、甩干机、熨平机、消毒机等洗衣房用电设备：洗衣机、甩干机、熨平机、消毒机等消防设备：排烟风机、正压风机等消防设备：排烟风机、正压风机等空调用电设备：送风机、回风机、风机盘管等空调用电设备：送风机、回风机、风机盘管等2021/9/212第一章 建筑电气系统概述厨房用电设备：冰箱、冷库、排风机、炊事用具等厨房用电设备：冰箱、冷库、排风机、炊事用具等客房用电设备：电冰箱、电视机、电动美容工具等客房用电设备：电冰箱、电视机、电动美容工具等锅炉房用电设备：鼓风机、引风机、给水泵、供油泵、补水泵等锅炉房用电设备：鼓风机、引风机、给水泵、供油泵、补水泵等弱电设备：电话站、广播站、消防中心、电视监控室、电脑监控室等弱电设备：电话站、广播站、消防中心、电视监控室、电脑监控室等3 3、现代建筑用电量大，供电的可靠性要求高、现代建筑用电量大，供电的可靠性要求高二、建筑电气的基本作用二、建筑电气的基本作用1 1、人为地创造适当的生活和工作环境、人为地创造适当的生活和工作环境如：光、温湿度、空气和声音等如：光、温湿度、空气和声音等2 2、为室内的人们提供生活和工作上的方便条件、为室内的人们提供生活和工作上的方便条件如：给、排水系统所需的水泵；、垂直运输的电梯、家用电器等所需要的能源，电话通信、消防、防盗报警系统等需要的电能供应如：给、排水系统所需的水泵；、垂直运输的电梯、家用电器等所需要的能源，电话通信、消防、防盗报警系统等需要的电能供应3 3、增强安全性、增强安全性2021/9/213第一章 建筑电气系统概述第一节第一节 建筑电气系统的作用与分类建筑电气系统的作用与分类如：避雷器、避雷针系统可以消除雷电危害；，如：避雷器、避雷针系统可以消除雷电危害；，自动防火门、自动排烟、各种自动化灭火系统和设备、消防电梯、事自动防火门、自动排烟、各种自动化灭火系统和设备、消防电梯、事 故照明等能及时消除或控制火灾危害故照明等能及时消除或控制火灾危害 备用电源、过电流、欠电压、接地和接零等保护措施，可提高电气设备和系统自身的可靠性，也可避免因过电流、短备用电源、过电流、欠电压、接地和接零等保护措施，可提高电气设备和系统自身的可靠性，也可避免因过电流、短路等故障对建筑物造成危害。路等故障对建筑物造成危害。4 4、提高控制性能、提高控制性能5 5、快捷的信息服务功能、快捷的信息服务功能三、建筑电气系统的分类三、建筑电气系统的分类1 1、根据电能的输入、分配、输送和使用划分、根据电能的输入、分配、输送和使用划分变配电系统、动力系统、照明系统、智能工程系统变配电系统、动力系统、照明系统、智能工程系统2021/9/214第一章 建筑电气系统概述第一节第一节 建筑电气系统的作用和分类建筑电气系统的作用和分类2 2、根据建筑物用电设备和系统所传输的电压高低或电流大小划分、根据建筑物用电设备和系统所传输的电压高低或电流大小划分强电与弱电（将电能转变为信号，如，火灾报警控制系统、共用天线电视系统等）强电与弱电（将电能转变为信号，如，火灾报警控制系统、共用天线电视系统等）四、建筑电气对建筑的影响四、建筑电气对建筑的影响1 1、影响建筑项目的审批和建设规模、等级、影响建筑项目的审批和建设规模、等级2 2、影响建筑物功能的发挥、影响建筑物功能的发挥3 3、影响建筑的布置、影响建筑的布置4 4、影响建筑物艺术的体现、影响建筑物艺术的体现5 5、影响建筑物使用安全、影响建筑物使用安全6 6、影响建筑物的管理、影响建筑物的管理 7 7、影响建筑物的维护、影响建筑物的维护2021/9/215第一章 建筑电气系统概述第二节第二节 建筑电气系统的组成和设计原则建筑电气系统的组成和设计原则一、建筑电气系统的组成一、建筑电气系统的组成1 1、电力系统、电力系统 指发电厂、电力网、电能用户组成的整体。指发电厂、电力网、电能用户组成的整体。2 2、现代电力系统、现代电力系统 电能的生产、输送与分配、消费与控制等电能的生产、输送与分配、消费与控制等4 4个子系统构成的不可分割的大系统。（理解：个子系统构成的不可分割的大系统。（理解：电的特性是不能大量储存的，电的特性是不能大量储存的，其生产、输送、分配与消费都是在同一时间内完成的其生产、输送、分配与消费都是在同一时间内完成的。）。）1 1）电能的生产（电源系统），由各类发电厂构成：火力发电厂、水力发电厂、核电站、风力发电站、太阳能发电站。）电能的生产（电源系统），由各类发电厂构成：火力发电厂、水力发电厂、核电站、风力发电站、太阳能发电站。2 2）电能的输送与分配（电力网），由各级输电线路、变电所与配电所构成。输电线路的作用把发电厂生产）电能的输送与分配（电力网），由各级输电线路、变电所与配电所构成。输电线路的作用把发电厂生产的电能输送到电能用户，额定电压等级为：的电能输送到电能用户，额定电压等级为：500500、330330、220220、110110、6666、3535、1010（kVkV）和）和380/220V380/220V；。；。注意：电力网电压在注意：电力网电压在1kV1kV以上为高压，民用建筑中常用以上为高压，民用建筑中常用10kV10kV。2021/9/216第一章 建筑电气系统概述第二节第二节 建筑电气系统的组成和设计原则建筑电气系统的组成和设计原则3 3）电能的消费（建筑用电系统），由各种特性的用电负荷组成。包括：动力用电，设备将电能转变）电能的消费（建筑用电系统），由各种特性的用电负荷组成。包括：动力用电，设备将电能转变为机械能，如水泵、风机，电梯。为机械能，如水泵、风机，电梯。照明用电，设备将电能转变为光能，如照明灯具。照明用电，设备将电能转变为光能，如照明灯具。电热用电，设备将电能转变为热能，如电烤箱、电加热器等。电热用电，设备将电能转变为热能，如电烤箱、电加热器等。工艺用电，设备将电能转变为化学能，如电解、电镀等。工艺用电，设备将电能转变为化学能，如电解、电镀等。弱电系统，设备将电能转变为信号，如火灾报警控制系统、公用天线弱电系统，设备将电能转变为信号，如火灾报警控制系统、公用天线 电视系统等。电视系统等。以上设备在不同的建筑物中，类型与数量各不相同，根据它们在建筑物内的空间效果可以分为两类：以上设备在不同的建筑物中，类型与数量各不相同，根据它们在建筑物内的空间效果可以分为两类：a a）占空性设备）占空性设备 指在建筑物内需要占据一定的建筑空间的各种电气设备。如用电、控制、保护、计量设备等，以及指在建筑物内需要占据一定的建筑空间的各种电气设备。如用电、控制、保护、计量设备等，以及将这些设备成套组装在一起的配电盘、配电柜等。特点：具有占空性、功能性强、外露性与动作频繁等。将这些设备成套组装在一起的配电盘、配电柜等。特点：具有占空性、功能性强、外露性与动作频繁等。2021/9/217第一章 建筑电气系统概述第二节第二节 建筑电气系统的组成和设计原则建筑电气系统的组成和设计原则b b）广延性设备）广延性设备 指可以在整个建筑物内穿越各个空间，随意延伸的电气设备，如绝缘导线、电缆线等各种导线。指可以在整个建筑物内穿越各个空间，随意延伸的电气设备，如绝缘导线、电缆线等各种导线。特点：具有广延性、隐蔽性、故障几率高和易于更换等。特点：具有广延性、隐蔽性、故障几率高和易于更换等。4 4）电能的控制系统）电能的控制系统 现代电力系统已经形成区域并网，这里提出的控制系统实际上是指电网的区域调配与统筹问题。现代电力系统已经形成区域并网，这里提出的控制系统实际上是指电网的区域调配与统筹问题。二、建筑电气设计的基本原则二、建筑电气设计的基本原则 1 1、基本原则、基本原则 符合国家现行有关规范的规定，安全可靠、技术先进、经济合理、维修管理方便，协调美观。符合国家现行有关规范的规定，安全可靠、技术先进、经济合理、维修管理方便，协调美观。2 2、基本要求、基本要求 1 1）技术标准与装备水平）技术标准与装备水平 2021/9/218第十一章 建筑电气概述第二节第二节 建筑电气系统的组成和设计原则建筑电气系统的组成和设计原则2 2）处理好近期与远期发展之间的关系）处理好近期与远期发展之间的关系3 3）设备与材料的供给情况、施工安装和维护管理的水平的现状）设备与材料的供给情况、施工安装和维护管理的水平的现状4 4）节能措施、省材措施。）节能措施、省材措施。3 3、设计范围、设计范围1 1）供电电源及电压选择）供电电源及电压选择 系统论证供电电源与工程的关系、供电的可靠性、供电系统短路数据和远期发展情况等，系统论证供电电源与工程的关系、供电的可靠性、供电系统短路数据和远期发展情况等，用电负荷性质、负荷等级、工作班制、供电措施、总电力供应主要指标。用电负荷性质、负荷等级、工作班制、供电措施、总电力供应主要指标。2 2）供电系统形式，正常电源与备用电源的切换，变压器低压侧的联络方式，对供电安全所采取的措施等。）供电系统形式，正常电源与备用电源的切换，变压器低压侧的联络方式，对供电安全所采取的措施等。3 3）电力负荷计算是供电设计的依据参数，基本上采用密度法和需要系数法计算。）电力负荷计算是供电设计的依据参数，基本上采用密度法和需要系数法计算。2021/9/219第一章 建筑电气概述第二节第二节 建筑电气系统的组成与设计原则建筑电气系统的组成与设计原则4 4）变配电所数量、容量、位置及结构形式）变配电所数量、容量、位置及结构形式5 5）继电保护、计量、控制与信号等）继电保护、计量、控制与信号等6 6）高、低压供配电线路形式和敷设方法）高、低压供配电线路形式和敷设方法7 7）电源电压和配电系统，配电设备的选择）电源电压和配电系统，配电设备的选择8 8）电气照明设计）电气照明设计9 9）自动控制与自动调节）自动控制与自动调节1010）建筑物防雷保护，过电压与接地保护）建筑物防雷保护，过电压与接地保护1111）弱电设计）弱电设计思考题思考题 P241P241预习预习P242-258P242-2582021/9/2110第二章 电力供配电系统发电厂厂电力力网网10kv-35kv10kv-35kv电力力网网第一节第一节 供电系统供电系统35kv-110kv35kv-110kv电力力网网110kv-35kv110kv-35kv配电所35kv-10kv35kv-10kv变压器用户2021/9/2111负荷等级负荷等级 一级一级 中断将造成重大人员伤亡中断将造成重大人员伤亡 (交通枢纽交通枢纽 国家级单位国家级单位 重要公共场所重要公共场所)二级二级 中断将造成较大损失中断将造成较大损失 三级三级 一二级之外的一二级之外的 具体可查看具体可查看民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范2021/9/2112（2 2）负荷类别）负荷类别 依据：依据：行业和核收电费的行业和核收电费的“电价规定电价规定”来区分来区分 分类：分类：照明和划入照明电价的非工业负荷照明和划入照明电价的非工业负荷 非工业负荷非工业负荷 普通工业负荷普通工业负荷 （总容量不足（总容量不足320KVA320KVA）2021/9/2113室内供配室内供配电线电线路路1 1 建筑用电负荷类别、等级及电压选择建筑用电负荷类别、等级及电压选择 （1 1）电源引入方式）电源引入方式 选择依据：选择依据：建筑物内用电量大小建筑物内用电量大小 用电设备的额定电压数值用电设备的额定电压数值 分类：建筑物较小或用电设备负荷量较小且均为单相，可分类：建筑物较小或用电设备负荷量较小且均为单相，可 由柱上变压器引入由柱上变压器引入单相单相220V220V电源电源 建筑物较大或用电设备容量较大。全部为单相和三建筑物较大或用电设备容量较大。全部为单相和三 相低压用电设备时，可由柱上变压器引入相低压用电设备时，可由柱上变压器引入三相三相380/380/220V 220V电源电源 建筑物很大或用电设备容量很大。全部为单相和三建筑物很大或用电设备容量很大。全部为单相和三 相低压用电设备时，应相低压用电设备时，应由变电所引入三相高压由变电所引入三相高压6KV6KV 或或10KV10KV的电源经降压后供用电设备使用的电源经降压后供用电设备使用2021/9/2114一、高压线路的接线方式（一）放射式线路可靠性高。继电保护整定等易于实现。开关设备多，投资大。适于供较重要的和容量较大的负荷。只限于两级以内。2021/9/21152021/9/2116（二）树干式线路出线少，开关设备和导线耗用少，投资省。可靠性低。适于负荷容量较小，不重要的用电负荷。干线连接变压器不超过5台，总安装容量不大于3000KVA。2021/9/21172021/9/21182021/9/2119（三）环网线路可靠性高（相对于树干式；，但继电保护比较复杂，整定配合也较困难。）一般采用“开口运行”，开环点为电压差最小的点。环形线路载流量按所接的全部变压器容量计算，有色金属消耗量大。2021/9/2120单电源环形只适于允许停电半小时以内的二级负荷。双电源环形可用于一、二级负荷，但可靠性低于放射式。通常采用以高压负荷开关的高压环形柜组成，特适于城市电网。2021/9/21212021/9/21222021/9/21232021/9/21242021/9/2125二 低压线路接线方式放射式线路 主用于容量大，负荷集中，或重要的用电负荷，或者需要连锁起动、停车的用电负荷。树干式线路 常采用插接式母线或预分支电缆。2021/9/2126环形线路链式线路 适用于供电距离较远而用电设备容量小而相距较近场所。相连的用电设备一般不宜多于5台，总容量不宜超过10kw.2021/9/21272021/9/21282021/9/21292021/9/2130三、架空线路结构及敷设（一）架空线路的导线铜绞线铝绞线钢绞线钢芯铝绞线2021/9/2131（二）电杆、横担、拉线（三）绝缘子和金具（四）敷设 原则：路径短，转角少，保持安全距离，多回路导线同杆时，电压高的线在上面，电压低的线在下面等。2021/9/2132四、低压配电导线的结构和敷设（一）导线橡皮绝缘导线 适于室外。（BXF等塑料绝缘导线 不适于室外。（BV等塑料护套线（适于室内）（BVV等）2021/9/2133（二）敷设方式 明敷和暗敷用瓷夹板、瓷珠或瓷瓶等沿墙明敷。用槽板在墙、吊顶内等明、暗敷。穿塑料管明敷或暗敷。穿钢管明敷或暗敷。直敷布线2021/9/21342021/9/21352021/9/21362021/9/2137变电站2021/9/2138配电柜2021/9/2139配电箱盘2021/9/21402021/9/21412021/9/21422021/9/2143五、供电系统的方案五、供电系统的方案 1 1 单电源供电方案单电源供电方案 单电源、单变压器，低压母线不分段单电源、单变压器，低压母线不分段 单电源、双变压器，低压母线不分段单电源、双变压器，低压母线不分段 单电源、单变压器，低压母线分段单电源、单变压器，低压母线分段 单电源、双变压器，低压母线分段单电源、双变压器，低压母线分段 2021/9/2144适用三级2021/9/2145不适宜2021/9/2146适用一、二级2021/9/2147适用一、二级2021/9/21482 2 双电源供电方案双电源供电方案 双电源、单变压器，低压母线不分段双电源、单变压器，低压母线不分段 双电源、单变压器，低压母线分段双电源、单变压器，低压母线分段 双电源、双变压器，低压母线不分段双电源、双变压器，低压母线不分段 双电源、双变压器，低压母线分段双电源、双变压器，低压母线分段 双电源、双变压器，高压母线分段双电源、双变压器，高压母线分段 双电源、双变压器，高低压母线均分段双电源、双变压器，高低压母线均分段2021/9/2149适用二级2021/9/2150适用二级2021/9/2151不适宜2021/9/2152使用于一、二级负荷2021/9/2153不适宜2021/9/2154一级负荷2021/9/2155低压配电系统的配电要求低压配电系统的配电要求 （1 1）可靠性要求）可靠性要求 （2 2）用电质量要求（电压、频率）用电质量要求（电压、频率）（3 3）考虑发展（用电负荷密度、灵活、可扩充性）考虑发展（用电负荷密度、灵活、可扩充性）（4 4）其他要求）其他要求 （见书）（见书）2021/9/2156低压配电系统的配电方式低压配电系统的配电方式 放射式、树干式、混合式放射式、树干式、混合式 放射式放射式 优点优点2021/9/2157