5[1]楼宇自动化-配电、照明及电梯系统监控自动化1568.pptx

建筑设备工程建筑设备工程 第第5 5章章 配电、照明及电梯系统配电、照明及电梯系统监控自动化监控自动化5.1 5.1 供配电系统供配电系统 5.2 5.2 照明系统监控照明系统监控 5.3 5.3 电梯系统监控电梯系统监控 建筑设备工程建筑设备工程 5.1 5.1 供配电系统供配电系统 一、一、电力网、电压等级和负荷分类电力网、电压等级和负荷分类(一一)电力系统及电力网电力系统及电力网 电力系统电力系统(Power System)：由各种电压的电力线路将一些发由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。电和用电的整体。220/380V610kV35500kV3.1520kV低压配电线低压配电线高压高压 配电线配电线高压高压 输输电线电线用户用户区域变电所区域变电所发电厂发电厂升压变压器升压变压器发电机发电机G降压变压器降压变压器降压变压器降压变压器建筑设备工程建筑设备工程 电力网电力网(Power Network)：电力系统中各级电压的电力线路电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。及其联系的变电所。即连接发电厂和用户的中间环节即连接发电厂和用户的中间环节。输电网：由输电网：由3535kvkv及以上的输电线路与其相连接的变电所及以上的输电线路与其相连接的变电所组成的网络。组成的网络。配电网：配电网：3535kvkv以下的直接供电给用户的线路。以下的直接供电给用户的线路。低压配电线路：用户电压等级是低压配电线路：用户电压等级是380/220380/220v v。用户配电变压器：把电压降为用户配电变压器：把电压降为380/220380/220v v的用户变压器。的用户变压器。建筑设备工程建筑设备工程 低压，是指低压，是指1 1kVkV以下的电压。以下的电压。1 1kVkV及以上的电压称及以上的电压称为高压。为高压。一般还把一般还把3 3、6 6、1010kVkV等级的电压称为等级的电压称为配电电压配电电压，把高压降为这些等级电压的降压变压器称为把高压降为这些等级电压的降压变压器称为配电变压配电变压器器；接在；接在3535kVkV及以上电压等级的变压器称为及以上电压等级的变压器称为主变压器主变压器。配电网是由配电网是由1010kVkV及以下的配电线路和配电变压器及以下的配电线路和配电变压器所组成的，它的作用是将电力分配到各类用户。所组成的，它的作用是将电力分配到各类用户。建筑设备工程建筑设备工程 安全：在电能的供应、分配和使用中，不应当发生安全：在电能的供应、分配和使用中，不应当发生人身及设备事故。人身及设备事故。可靠：应满足电能用户对供电可靠性的地要求。可靠：应满足电能用户对供电可靠性的地要求。优质：应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要优质：应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。求。经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。建筑设备工程建筑设备工程 (二二)电力网的电压等级电力网的电压等级 电力网的电压等级是比较多的，不同的电压等级有不同电力网的电压等级是比较多的，不同的电压等级有不同的作用。的作用。从输电的角度看从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大传输的容量越大，电能的损耗就越小电能的损耗就越小；但电压越高，要求绝但电压越高，要求绝缘水平也越高，因而造价也越高缘水平也越高，因而造价也越高。目前，我国电力网的电压。目前，我国电力网的电压等级主要有等级主要有0.220.22、0.380.38、3 3、6 6、1010、3535、110110、220220kVkV共共8 8级。级。建筑设备工程建筑设备工程 GMMM用电设备和发电机的额定电压用电设备和发电机的额定电压UN 5 555 2 2、用电设备的额定、用电设备的额定电压：规定与同级电网电压：规定与同级电网的额定电压相同。的额定电压相同。3 3、发电机的额定电、发电机的额定电压：规定高于同级电网压：规定高于同级电网额定电压的额定电压的5 5。1 1、电网、电网(电力线路电力线路)的额定电压：是确定的额定电压：是确定各类电力设备额定电压各类电力设备额定电压的基本依据。的基本依据。建筑设备工程建筑设备工程 4 4、电力变压器的额定电压：、电力变压器的额定电压：GM电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压T2T2T1T1U UN N+10%+10%+5%+5%+0%0%+5%+5%当变压器直接与发电机相连时当变压器直接与发电机相连时(如如T1)T1)，其一次绕组的额定电其一次绕组的额定电压应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的压应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的5 5。当变压器不与发电机相连，而是连接在线上当变压器不与发电机相连，而是连接在线上(如如T2)T2)，则可看则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定作是线路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定电压相同。电压相同。(1)(1)一次绕组的额定电压：一次绕组的额定电压：建筑设备工程建筑设备工程 (2)(2)二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压 若变压器二次侧供电线路较长若变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电网如为较大的高压电网)时，则时，则变压器二次侧的额定电压，一方面要考虑变压器二次侧的额定电压，一方面要考虑补偿变压器满载时内部补偿变压器满载时内部5 5的电压降的电压降，另一方面要考虑，另一方面要考虑变压器满载时输出的二次电压还变压器满载时输出的二次电压还要高于电网额定电压要高于电网额定电压5 5，以补偿线路上的电压降，故它要比电以补偿线路上的电压降，故它要比电网额定电压高网额定电压高1010(如如T1)T1)。GM电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压T2T2T1T1U UN N+10%+10%+5%+5%+0%0%+5%+5%建筑设备工程建筑设备工程 如果变压器二次侧线路不太长如果变压器二次侧线路不太长(如为低压电网或直接供电给如为低压电网或直接供电给高高/低压用电设备时额定电压低压用电设备时额定电压)时，则变压器二次侧的额定电压，时，则变压器二次侧的额定电压，只需高于电网额定电压的只需高于电网额定电压的5 5，仅考虑补偿变压器内部的，仅考虑补偿变压器内部的5 5的的电压降电压降(如如T2)T2)。GM电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压T2T2T1T1U UN N+10%+10%+5%+5%+0%0%+5%+5%建筑设备工程建筑设备工程 (三三)智能楼宇智能楼宇用电负荷的分类用电负荷的分类三级负荷三级负荷：凡不属一级和二级负荷者：凡不属一级和二级负荷者二级负荷二级负荷：中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、：中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱。公共场所秩序混乱。一级负荷一级负荷：中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、：中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱。重大经济损失、公共场所秩序严重混乱。建筑设备工程建筑设备工程 在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防控在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务用的计算机卷帘、阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务用的计算机及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重要场所的应急及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重要场所的应急照明。照明。属于二级负荷的设备有：客梯、生活供水泵房等。属于二级负荷的设备有：客梯、生活供水泵房等。属于三级负荷有：空调、照明等。属于三级负荷有：空调、照明等。建筑设备工程建筑设备工程 二、二、典型楼宇供配电系统典型楼宇供配电系统 中大型楼宇的供电电压一般采用中大型楼宇的供电电压一般采用1010kVkV，有时也可采用有时也可采用3535kVkV，变压器装机容量大于变压器装机容量大于50005000kVAkVA。为了保证供电可靠性，应至少有两个独立电源，具体数量为了保证供电可靠性，应至少有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源原则上是同时供电，互为备用。两路独立电源原则上是同时供电，互为备用。必要时还需装设应急备用发电机组。必要时还需装设应急备用发电机组。建筑设备工程建筑设备工程 (一一)负荷分布及变压器的配置负荷分布及变压器的配置 高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照明高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照明等类。等类。对于全空调的各种商业性楼宇，空调负荷属于大宗用电，对于全空调的各种商业性楼宇，空调负荷属于大宗用电，约占约占4040-50-50。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。建筑设备工程建筑设备工程 动力负荷动力负荷主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设备。主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设备。普通建筑的动力负荷都比较小，随着建筑高度的增加，普通建筑的动力负荷都比较小，随着建筑高度的增加，由于电梯负荷和水泵容量的增大，动力负荷的比重将会明显由于电梯负荷和水泵容量的增大，动力负荷的比重将会明显的增加。的增加。动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在下部，因此，动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在下部，因此，就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此将变就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此将变压器设置在建筑物的底部是有利的。压器设置在建筑物的底部是有利的。但在但在4040层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类负荷大层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类负荷大部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多，通常设有部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多，通常设有分区电梯分区电梯和和中间泵站中间泵站。在这种情况下，宜将变压器按上、下层配置或者。在这种情况下，宜将变压器按上、下层配置或者按上、中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为按上、中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为15152020层。层。建筑设备工程建筑设备工程 为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都大为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都大于于10001000kVAkVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要求由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要求考虑，考虑，不应采用一般的油浸式变压器和油断路器不应采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事等在事故情况下能引起火灾的电气设备，而应采用故情况下能引起火灾的电气设备，而应采用干式变压器干式变压器和真空断路器和真空断路器。建筑设备工程建筑设备工程 变电所变电所应尽量设在负荷中心，便于配电，节省导应尽量设在负荷中心，便于配电，节省导线，也有利于施工。线，也有利于施工。负荷中心实际上是一种负荷中心实际上是一种最佳配电点最佳配电点，它需要按所，它需要按所要达到的优化目标不同的计算条件而列出的目标函数要达到的优化目标不同的计算条件而列出的目标函数来确定。来确定。负荷的大小不是恒定不变的，因此负荷中心常会负荷的大小不是恒定不变的，因此负荷中心常会变动。在设计时也往往由于各种实际因素而不能将配变动。在设计时也往往由于各种实际因素而不能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。电点布置在计算而得的负荷中心上。只有在负荷比较平稳的部门，才可将变电所设在只有在负荷比较平稳的部门，才可将变电所设在负荷中心或大负荷的近旁。负荷中心或大负荷的近旁。建筑设备工程建筑设备工程 (二二)供电系统的主结线供电系统的主结线 电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压器等组成一定的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，器等组成一定的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。即主结线。智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源，常用的供电方案如图所示。要求有两个独立电源，常用的供电方案如图所示。建筑设备工程建筑设备工程 图为两路电源同时工作，图为两路电源同时工作，当其中一路故障时，由母线当其中一路故障时，由母线联络开关对故障回路供电。联络开关对故障回路供电。该方案由于增加了母线联络该方案由于增加了母线联络柜和电压互感器柜，变电所柜和电压互感器柜，变电所的面积也就要增大。的面积也就要增大。这种接线方式是商用性这种接线方式是商用性楼宇、高级宾馆、大型办公楼宇、高级宾馆、大型办公楼宇常用的供电方案。当大楼宇常用的供电方案。当大楼的安装容量大，变压器台楼的安装容量大，变压器台数多时，尤其适宜采用这种数多时，尤其适宜采用这种方案，因为它方案，因为它能保证较高的能保证较高的供电可靠性供电可靠性。同时供电同时供电S1S2市电市电2备用备用10KV母线母线市电市电1主供主供母线联络开关母线联络开关常用的高压供电方案常用的高压供电方案建筑设备工程建筑设备工程 S1S2市电市电2备用备用10KV母线母线市电市电1主供主供一用一备一用一备 图为两路高压电源，正常时图为两路高压电源，正常时一用一备，即当正常工作电源事一用一备，即当正常工作电源事故停电时，另一路备用电源自动故停电时，另一路备用电源自动投入。此方案可以减少中间母线投入。此方案可以减少中间母线联络柜和一个电压互感器柜，对联络柜和一个电压互感器柜，对节省投资和减小高压配电室建筑节省投资和减小高压配电室建筑面积均有利。面积均有利。这种结线要求两路都能保证这种结线要求两路都能保证100100的负荷用电。当清扫母线的负荷用电。当清扫母线或母线故障时，将会造成全部停或母线故障时，将会造成全部停电。因此，电。因此，这种接线方式常用在这种接线方式常用在大楼负荷较小，供电可靠性要求大楼负荷较小，供电可靠性要求相对较低的建筑中相对较低的建筑中。建筑设备工程建筑设备工程 我我国国目目前前最最常常用用的的主主结结线线方方案案如如图图，采采用用两两路路l0kVl0kV独独立立电电源源，变压器低压侧采取变压器低压侧采取单母线分段单母线分段的方案。的方案。S2S1双电源主接线方案双电源主接线方案10kV/400V变压器变压器10kV母线母线市电市电1市电市电2400V母线母线建筑设备工程建筑设备工程 智能楼宇高压供电只是将高压电源移至大楼附近而已，大智能楼宇高压供电只是将高压电源移至大楼附近而已，大楼内的用电设备仍是以低压为主。楼内的用电设备仍是以低压为主。高供低备主接线方案高供低备主接线方案10kV/400V母线母线10kV/400V变压变压器器380V/220V备用备用10kV对于规模较小的建筑，由于用对于规模较小的建筑，由于用电量不大，当地获得两个电源电量不大，当地获得两个电源又较困难，附近又有又较困难，附近又有400400V V的备的备用电源时，可采用一路用电源时，可采用一路1010kVkV电电源作为主电源，源作为主电源，400400V V电源作为电源作为备用电源的高供低备主结线方备用电源的高供低备主结线方案，如图所示。案，如图所示。建筑设备工程建筑设备工程 (三三)低压配电方式低压配电方式 低压配电方式是指低压配电方式是指低压干线的配线方式低压干线的配线方式。低压配出干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各低压配出干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。大型用电设备或楼层配电盘的线路。用电负荷分组配电系统是指负荷的分组组合系统。用电负荷分组配电系统是指负荷的分组组合系统。智能楼宇由于负荷的种类较多，低压配电系统的组织是否智能楼宇由于负荷的种类较多，低压配电系统的组织是否得当，将直接影响大楼用电的安全运行和经济管理。得当，将直接影响大楼用电的安全运行和经济管理。低压配电的结线方式低压配电的结线方式可分为放射式和树干式两大类。可分为放射式和树干式两大类。低压配电方案低压配电方案建筑设备工程建筑设备工程 树干式配电是一独立树干式配电是一独立负荷或一集中负荷按它所负荷或一集中负荷按它所处的位置处的位置依次连接依次连接到某一到某一条配电干线上。条配电干线上。树干式配电所需配电树干式配电所需配电设备及有色金属消耗量较设备及有色金属消耗量较少，系统灵活性好，但干少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大，一线故障时影响范围大，一般适用于用电设备比较均般适用于用电设备比较均匀，容量不大，又无特殊匀，容量不大，又无特殊要求的场合。要求的场合。低压配电屏低压配电屏树干式配电系统树干式配电系统建筑设备工程建筑设备工程 低压配电屏低压配电屏放射式配电系统放射式配电系统 对于大型消防泵、生活水对于大型消防泵、生活水泵和中央空调的冷冻机组，一泵和中央空调的冷冻机组，一是供电可靠性要求高，二是单是供电可靠性要求高，二是单台机组容量较大，因此考虑以台机组容量较大，因此考虑以放射式专线供电。对于楼层用放射式专线供电。对于楼层用电量较大的大厦，有的也采用电量较大的大厦，有的也采用一回路供一层楼的放射式供电一回路供一层楼的放射式供电方案。方案。放射式配电是一独立负荷或一集中负放射式配电是一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电，它一荷均由一单独的配电线路供电，它一般用在下列低压配电场所：般用在下列低压配电场所：供电可靠性高的场所。供电可靠性高的场所。单台设备容量较大的场所。单台设备容量较大的场所。容量比较集中的地方。容量比较集中的地方。建筑设备工程建筑设备工程 低压配电屏低压配电屏混合式配电系统混合式配电系统 国国内内外外智智能能楼楼宇宇低低压压配配电电方方案案基基本本上上都都采采用用放放射射式式，楼楼层层配配电电则则为为混混合合式式。混混合合式式即即放放射射一一树树干干的的组组合合方方式式，如如图图所所示示。有有时时也也称称混混合合式式为为分分区区树树干式。干式。建筑设备工程建筑设备工程 三、三、供配电系统监测供配电系统监测 监控过程：监控过程：1 1、由监控系统对供配电设备的运行状况进行监视，并对各参量、由监控系统对供配电设备的运行状况进行监视，并对各参量进行测量，如电流、电压、频率、有功功率、功率因数、用电进行测量，如电流、电压、频率、有功功率、功率因数、用电量、开关动作状态、变压器的油温等等。量、开关动作状态、变压器的油温等等。2 2、管理中心根据测量所得的数据进行统计、分析，以查找供电、管理中心根据测量所得的数据进行统计、分析，以查找供电异常情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管异常情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管理。理。3 3、电网的供电状况随时受到监视，一旦发生电网全部断电的情、电网的供电状况随时受到监视，一旦发生电网全部断电的情况，控制系统作出相应的停电控制措施，应急发电机将自动投况，控制系统作出相应的停电控制措施，应急发电机将自动投入，确保消防、保安、电梯及各通道应急照明的用电，而类似入，确保消防、保安、电梯及各通道应急照明的用电，而类似空调、洗衣房等非必要用电负荷可暂时不予供电。空调、洗衣房等非必要用电负荷可暂时不予供电。4 4、进行各种电气设备的检修、保养维护管理，通过建立设备档、进行各种电气设备的检修、保养维护管理，通过建立设备档案，生成定期维修操作单并存档，避免维修操作引起误报警。案，生成定期维修操作单并存档，避免维修操作引起误报警。建筑设备工程建筑设备工程 各自动开关、断路器状态监测各自动开关、断路器状态监测 三相电压、电流检测三相电压、电流检测 有功、无功功率及功率因数检测有功、无功功率及功率因数检测 电网频率、谐波检测电网频率、谐波检测 变压器温度检测及故障状态报警变压器温度检测及故障状态报警 用电量用电量(kWh)kWh)检测检测 供配电系统供配电系统监测内容监测内容 建筑设备工程建筑设备工程 (一一)高、低压端电压及电流自动检测高、低压端电压及电流自动检测 对对610kV高压线路的电压及电流测量方法如图所示。高压线路的电压及电流测量方法如图所示。电流电流变送器变送器A电流检测电流检测电流电流互感器互感器电压电压互感器互感器610kV至至DDC05V DC高压线路的电压及电流测量方法高压线路的电压及电流测量方法建筑设备工程建筑设备工程 低压端低压端(380220V)的电压及电流测量方法与高压侧基本相的电压及电流测量方法与高压侧基本相同，只不过是电压和电流互感器的电压等级不同。同，只不过是电压和电流互感器的电压等级不同。电压电压变送器变送器VVV至至DDC电压互感器电压互感器电压检测电压检测05V DC交直变换交直变换CBA建筑设备工程建筑设备工程 (二二)功率、功率因数的检测功率、功率因数的检测 通过测量电压与电流的相差可测得功率因数，有了功率因通过测量电压与电流的相差可测得功率因数，有了功率因数、电压、电流数值即可求得有功功率和无功功率。因此，可数、电压、电流数值即可求得有功功率和无功功率。因此，可以先测量功率因数，然后间接得出功率数据，这是一种间接的以先测量功率因数，然后间接得出功率数据，这是一种间接的测量功率的方法。测量功率的方法。比较精确的测量功率方法是采用模拟乘法器构成的功率变比较精确的测量功率方法是采用模拟乘法器构成的功率变送器，或者用数字化测量的方法送器，或者用数字化测量的方法(高速采样电压、电流数据，再高速采样电压、电流数据，再对数字信号进行处理对数字信号进行处理)，直接测量功率数据。，直接测量功率数据。功功率率变变送送器器是是一一种种将将被被测测有有功功和和无无功功功功率率转转换换成成按按线线性性比比例例输输出出的的直直流流电电流流或或直直流流电电压压。并并能能反反应应出出被被测测功功率率的的传传输方向。适用于各种单相、三相三线和三相四线系统。输方向。适用于各种单相、三相三线和三相四线系统。建筑设备工程建筑设备工程 (三三)供电品质的监测供电品质的监测 供供电电品品质质的的指指标标通通常常是是电电压压、频频率率和和波波形形，其其中中尤尤以以电电压压和和频频率率最最为为重重要要。电电压压质质量量包包括括电电压压的的偏偏移移、电电压压的的波波动动和和电电压压的的三相不平衡度等。三相不平衡度等。1频率频率:在电气设备的铭牌上都标有额定频率。我国电力工在电气设备的铭牌上都标有额定频率。我国电力工业的标准频率为业的标准频率为50Hz。由于频率直接影响电子设备的正常工作，由于频率直接影响电子设备的正常工作，因此对于频率的偏差要求很严格，国家规定电力系统对用户的供因此对于频率的偏差要求很严格，国家规定电力系统对用户的供电频率偏差范围为电频率偏差范围为土土0.5。对对电电网网频频率率的的检检测测可可在在低低压压侧侧进进行行，在在电电网网的的频频率率偏偏差差超超过过允允许许值值时时，监监测测系系统统应应予予报报警警，必必要要时时应应切切断断市市电电供供电电，改改用备用电源或应急发电机供电。用备用电源或应急发电机供电。建筑设备工程建筑设备工程 2 2电压偏移电压偏移:各种电气设备的铭牌都标有它的额定工作电压。各种电气设备的铭牌都标有它的额定工作电压。但在实际运行中由于电力系统负荷的变化或用户本身负荷的但在实际运行中由于电力系统负荷的变化或用户本身负荷的变化等原因，往往使用电设备的端电压偏离额定值。变化等原因，往往使用电设备的端电压偏离额定值。电压低于额定值往往是发生在高峰负荷时长线路的末端，电压低于额定值往往是发生在高峰负荷时长线路的末端，电压高于额定值往往是发生在低负荷时线路的始端。电压高于额定值往往是发生在低负荷时线路的始端。当电压过高或过低时，监测系统应予报警，同时需采取系统当电压过高或过低时，监测系统应予报警，同时需采取系统或局部的调压及保护措施。或局部的调压及保护措施。对电压偏移的改善一般要求在电网的对电压偏移的改善一般要求在电网的高压侧高压侧采取措施，使电采取措施，使电网的电压随负荷的增大而升高，反之负荷减少电压降低。网的电压随负荷的增大而升高，反之负荷减少电压降低。对于重要的负荷，宜在受电或负荷端设置调压及稳压器。对于重要的负荷，宜在受电或负荷端设置调压及稳压器。建筑设备工程建筑设备工程 3 3电压波动及谐波电压波动及谐波:电动机启动，电梯、电焊类冲击负荷的电动机启动，电梯、电焊类冲击负荷的工作，将引起供配电系统中的电压时高时低，这种短时间的电压工作，将引起供配电系统中的电压时高时低，这种短时间的电压变化称为电压波动。变化称为电压波动。电力系统中交流电的波形从理论上讲应该是正弦波，但实际电力系统中交流电的波形从理论上讲应该是正弦波，但实际上由于三相电气设备的三相绕组不完全对称，带有铁心线圈的励上由于三相电气设备的三相绕组不完全对称，带有铁心线圈的励磁装置，特别是大型晶闸管装置、电力电子设备的应用，在电力磁装置，特别是大型晶闸管装置、电力电子设备的应用，在电力系统中产生了与系统中产生了与50Hz基波成整数倍的高次谐波，于是电压的波基波成整数倍的高次谐波，于是电压的波形发生畸变成为非正弦波。形发生畸变成为非正弦波。电压波动及谐波对电气设备的运行是有害的。电压波动及谐波对电气设备的运行是有害的。照明和电子设照明和电子设备备对电压波动比较敏感。谐波不仅严重影响对电压波动比较敏感。谐波不仅严重影响电气设备电气设备的安全正常的安全正常运行，而且对运行，而且对通信系统和计算机系统通信系统和计算机系统等也有较大影响，因此消除等也有较大影响，因此消除抑制谐波是十分重要的。抑制谐波是十分重要的。建筑设备工程建筑设备工程 4 4电压的不平衡度电压的不平衡度:由于单相负荷在三相系统中不可能完全平衡，因而三个相电由于单相负荷在三相系统中不可能完全平衡，因而三个相电压不可能完全平衡。压不可能完全平衡。电压的不平衡度可以通过测量三个相电压及三个相电流的数电压的不平衡度可以通过测量三个相电压及三个相电流的数据，再经相互比较其差值来检测。差值越大则不平衡度越大。据，再经相互比较其差值来检测。差值越大则不平衡度越大。当这个不平衡电压加于三相电动机时，由于相电压的不平衡当这个不平衡电压加于三相电动机时，由于相电压的不平衡使得电动机中的负序电流增加，因而增加了转子内的热损失。使得电动机中的负序电流增加，因而增加了转子内的热损失。在设计中应尽量使在设计中应尽量使单相负荷平衡地分配单相负荷平衡地分配在三相中，对相电压不在三相中，对相电压不平衡敏感的负荷平衡敏感的负荷(如电子计算机类设备如电子计算机类设备)应采用应采用分开回路分开回路的措施，的措施，同时监测系统应予报警。同时监测系统应予报警。建筑设备工程建筑设备工程 5.2 5.2 照明系统照明系统 电电气气照照明明系系统统是是建建筑筑物物的的重重要要组组成成部部分分。照照明明设设计计的的优优劣劣除了除了影响建筑物的功能影响建筑物的功能外，还外，还影响建筑艺术的效果影响建筑艺术的效果。室内照明系统由照明装置及其电气部分组成。室内照明系统由照明装置及其电气部分组成。照照明明装装置置主主要要是是灯灯具具，照照明明装装置置的的电电气气部部分分包包括括照照明明开开关关、照明线路及照明配电盘等。照明线路及照明配电盘等。照照明明的的基基本本功功能能是是创创造造一一个个良良好好的的人人工工视视觉觉环环境境。在在一一般般情情况况下下是是以以“明明视视条条件件”为为主主的的功功能能性性照照明明，在在那那些些突突出出建建筑筑艺艺术术的的厅厅堂堂内内，照照明明的的装装饰饰作作用用需需要要加加强强，成成为为以以装装饰饰为为主主的的艺术性照明。艺术性照明。建筑设备工程建筑设备工程 一、一、照明技术的基本概念照明技术的基本概念1 1、光通量及其单位、光通量及其单位 (1)(1)光通量：光通量：按人眼对光的感觉量为基准来衡量光源在单位按人眼对光的感觉量为基准来衡量光源在单位时间内向周围空间辐射并引起光感的时间内向周围空间辐射并引起光感的能量的大小能量的大小。用符号。用符号来表来表示，单位为流明示，单位为流明(lm)lm)。光通量的关系式如下：光通量的关系式如下：式中式中 波长为波长为的光通量，的光通量，lmlm；P P波长为波长为的光辐射功率，的光辐射功率，w w。单一波长的光称为单色光，当光源含有多种波长的光时称为单一波长的光称为单色光，当光源含有多种波长的光时称为多色光。多色光源的光通量为各单色光的总和，即多色光。多色光源的光通量为各单色光的总和，即V()V()波长为波长为的光谱光效率函数；的光谱光效率函数；建筑设备工程建筑设备工程 对于向各方向发射光通量为均匀的发光体，在各个方向上的发光对于向各方向发射光通量为均匀的发光体，在各个方向上的发光强度是相等的。强度是相等的。dd在立体角元内传播的光通量，在立体角元内传播的光通量，lmlm。II某一特定方向角度上的发光强度某一特定方向角度上的发光强度,下标下标表示该方向角表示该方向角度数度数,cdcd；式中式中 (2)(2)发光强度：发光强度：光源在某一个特定方向上的单位立体角内光源在某一个特定方向上的单位立体角内(单位球面度内单位球面度内)所发出的光通量所发出的光通量，是用来反映发光强弱程度的，是用来反映发光强弱程度的一个物理量，用符号一个物理量，用符号 表示，单位为坎德拉表示，单位为坎德拉(cd)cd)：dd给定方向的立体角元，给定方向的立体角元，sr(sr(球面度球面度)；建筑设备工程建筑设备工程 (3)照度：为研究物体被照面照明的程度，工程上常用照照度：为研究物体被照面照明的程度，工程上常用照度这个物理量。照度是单位被照面积上所接受的光通量，单度这个物理量。照度是单位被照面积上所接受的光通量，单位为勒克斯位为勒克斯(lx)。取微小面积取微小面积dA，入射的光通为入射的光通为d,则照度则照度为：为：当光通量当光通量均匀分布在被照表面均匀分布在被照表面A上，则被照表面的照度为：上，则被照表面的照度为：建筑设备工程建筑设备工程 (4)(4)亮度：对在同一照度亮度：对在同一照度下，并排放着的白色、黑色物下，并排放着的白色、黑色物体，人眼看起来有不同的效果，体，人眼看起来有不同的效果，总觉得白色物体要亮的多，这总觉得白色物体要亮的多，这是由于物体表面反光程度不同是由于物体表面反光程度不同造成的。造成的。亮度与被视物的发光亮度与被视物的发光或反光面积以及反光程度有关。或反光面积以及反光程度有关。通常通常把被视物表面在某一把被视物表面在某一视线方向或给定方向的单位投视线方向或给定方向的单位投影面上所影面上所发出或反射的发光强发出或反射的发光强度度，称为该物体表面在该方向称为该物体表面在该方向上的亮度上的亮度，用符号，用符号L表示：表示：(眼睛眼睛)I0ASAcos建筑设备工程建筑设备工程 II在某一视线方向或给定方向的发光强度，在某一视线方向或给定方向的发光强度，cdcd。S被视物体沿某一视线方向或给定方向的投影发光或反被视物体沿某一视线方向或给定方向的投影发光或反光面积，光面积，m2 ；L表示某方向上的亮度，表示某方向上的亮度，cd/m2；式中式中 (眼睛眼睛)I0ASAcos建筑设备工程建筑设备工程 亮度是用来表征发光面发光强度的物理量。亮度是用来表征发光面发光强度的物理量。照度是用来表征被照面上接受光的强弱；照度是用来表征被照面上接受光的强弱；光通量和光强主要用来表征光源或发光体发射光的强弱；光通量和光强主要用来表征光源或发光体发射光的强弱；综上：综上：建筑设备工程建筑设备工程 所谓所谓色温色温，是指光源发出光的颜色与黑体，是指光源发出光的颜色与黑体(能吸收全部光辐能吸收全部光辐射而不发射、不透光的理想物体射而不发射、不透光的理想物体)在某一温度下辐射的光色相同在某一温度下辐射的光色相同时的温度，用绝对温标时的温度，用绝对温标K来表示。来表示。(1)(1)色温：光源的发光是与温度有关的：当温度不同时，光色温：光源的发光是与温度有关的：当温度不同时，光源发出光的颜色是不同的。如白炽灯，当灯丝温度低时，发出的源发出光的颜色是不同的。如白炽灯，当灯丝温度低时，发出的光以红光为主；当温度高时，发出的光由红变白。光以红光为主；当温度高时，发出的光由红变白。2 2、光源的色温与显色性、光源的色温与显色性建筑设备工程建筑设备工程 (2)(2)显色性：当某种光源的光照射到物体上时，该物体显色性：当某种光源的光照射到物体上时，该物体的色彩与阳光照射时的色彩是不完全一样的，有一定的失真的色彩与阳光照射时的色彩是不完全一样的，有一定的失真度。度。所谓所谓光源的显色性光源的显色性，就是指不同光谱的光源照射在同，就是指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时，所呈现不同颜色的特性。通常用一颜色的物体上时，所呈现不同颜色的特性。通常用显色指显色指数数来表示光源的显色性。来表示光源的显色性。建筑设备工程建筑设备工程 同一物体用不同颜色的光照在上面，对人们视觉产生的效果同一物体用不同颜色的光照在上面，对人们视觉产生的效果是不同的，红、橙、黄、棕色光给人以温暖的感觉，称为暖色光；是不同的，红、橙、黄、棕色光给人以温暖的感觉，称为暖色光；蓝、青、绿、紫色光给人以寒冷的感觉，称为冷色光。光源的这蓝、青、绿、紫色光给人以寒冷的感觉，称为冷色光。光源的这种视觉颜色特性称为种视觉颜色特性称为色调色调。光源发出的光的颜色直接影响人的情。光源发出的光的颜色直接影响人的情趣，它可以影响人们的工作效率和精神状态等。趣，它可以影响人们的工作效率和精神状态等。3 3、光源的色调、光源的色调建筑设备工程建筑设备工程 眩光是照明质量的重要特征，它对视觉有不利的影响，故现眩光是照明质量的重要特征，它对视觉有不利的影响，故现代照明对眩光的限制非常重视。代照明对眩光的限制非常重视。所谓所谓眩光眩光是指由于亮度分布或亮度范围不合适，或在短时间是指由于亮度分布或亮度范围不合适，或在短时间内相继出现的亮度相差过大，造成观看物体时的感觉不舒适。在内相继出现的亮度相差过大，造成观看物体时的感觉不舒适。在视野内不仅同时出现大的亮度差异能引起眩光，而且亮度数值过视野内不仅同时出现大的亮度差异能引起眩光，而且亮度数值过大也会引起眩光。大也会引起眩光。4 4、眩光、眩光 眩光可以分为眩光可以分为直接眩光和反射眩光直接眩光和反射眩光两种。直接眩光是在观察两种。直接眩光是在观察方向上或附近存在亮的发光体所引起的眩光；反射眩光是在观察方向上或附近存在亮的发光体所引起的眩光；反射眩光是在观察方向上或附近由亮的发光体的镜面反射所引起的眩光。方向上或附近由亮的发光体的镜面反射所引起的眩光。建筑设备工程建筑设备工程 3)3)当工作面或识别物体表面呈现镜面反射时，应采取防止反当工作面或识别物体表面呈现镜面反射时，应采取防止反射至眼内的措施，例如加大保护角，采用漫反射型或带磨砂玻璃射至眼内的措施，例如加大保护角，采用漫反射型或带磨砂玻璃灯泡的照明器。灯泡的照明器。2)2)局部照明的光源应具有局部照明的光源应具有不透明材料或漫反射材料不透明材料或漫反射材料制成的反制成的反射罩，光源的位置高于人眼的水平视线时，其保护角应大于射罩，光源的位置高于人眼的水平视线时，其保护角应大于30300 0 ，若低于水平视线，不应小于，若低于水平视线，不应小于10100 0 ;1)1)限制直接眩光的作用：室内照明器具的悬挂高度应符合有限制直接眩光的作用：室内照明器具的悬挂高度应符合有关规定；关规定；当照明电光源的亮度过大或与人眼的距离过近时，刺目的光当照明电光源的亮度过大或与人眼的距离过近时，刺目的光线使人眼难以忍受，使人发生晕眩及危害视力：可能使人看不见线使人眼难以忍受，使人发生晕眩及危害视力：可能使人看不见东西，失去照明的作用；也可能对可见度并不影响，但人感到不东西，失去照