第7章-建筑电气系统-《建筑设备工程》教学课件.ppt(65页)
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- 建筑设备工程 建筑 电气 系统 建筑设备 工程 教学 课件
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1、 7.1电工基本知识电工基本知识 7.2 建筑供配电系统建筑供配电系统 7.4 建筑防雷、姐弟系统与安全用电建筑防雷、姐弟系统与安全用电 7.3 电气照明系统电气照明系统 学习目标学习目标 1.了解电工的基本知识。2.了解电力系统的组成、供配电系统的主要设备及其作用。3.了解配电系统的几种基本形式,掌握设备及线缆的选择原则。4.了解照明的基本概念,熟悉常用电光源、灯具及其选用方法。5.了解建筑防雷、接地系统的安装、测试及验收工作。6.了解电气可能产生的危害及常见触电方式,掌握安全用电的常识及急救方法。7.能进行建筑电气施工图的识图。7 7.1 1.1 1建建筑筑电电气气系系统统概概述述 利用电
2、气技术、电子技术及利用电气技术、电子技术及近现代先进技术与理论,在建筑近现代先进技术与理论,在建筑物内外人为创造并合理保护理想物内外人为创造并合理保护理想的环境,充分发挥建筑物功能的的环境,充分发挥建筑物功能的一切电工、电子设备的系统,统一切电工、电子设备的系统,统称为建筑电气系统。称为建筑电气系统。7 7.1 1.1 1建建筑筑电电气气系系统统概概述述建筑电气工程组成建筑电气工程组成7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法手电筒电路模型手电筒电路模型1.1.电路模型电路模型7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法电路状态电路
3、状态2.2.电路状态电路状态7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法3.3.电路中的参考方向电路中的参考方向 在简单直流电路中可以根据电源的极性判断出电压和在简单直流电路中可以根据电源的极性判断出电压和电流的实际方向,但在复杂的直流电路中,电压和电流的电流的实际方向,但在复杂的直流电路中,电压和电流的实际方向往往是无法预知的,且可能是待求的;而在交流实际方向往往是无法预知的,且可能是待求的;而在交流电路中,电压和电流的实际方向是随着时间不断变化的。电路中,电压和电流的实际方向是随着时间不断变化的。因此,要给电压、电流假设一个方向作为电路分析和计算因此,要给电压
4、、电流假设一个方向作为电路分析和计算时的参考,这些假设的方向称为参考方向或正方向。参考时的参考,这些假设的方向称为参考方向或正方向。参考方向与实际方电压方向与实际方电压U U0 0或电流或电流I I0 0;参考方向与实际方向;参考方向与实际方向不一致,电压不一致,电压U U0 0或电流或电流I I0 0。原则上参考方向可以任意。原则上参考方向可以任意选择,但在分析某一个电路元件的电压与电流的关系时,选择,但在分析某一个电路元件的电压与电流的关系时,为简化分析需要将它们联系起来选择,这样设定的参考方为简化分析需要将它们联系起来选择,这样设定的参考方向称为关联参考方向。向称为关联参考方向。7 7.
5、1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法4.4.电路的基本物理量电路的基本物理量电流电流31542工序:工序:电压电压 电位电位功率功率电能电能7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法5.5.电压源和电流源电压源和电流源 电压源电压源电流源电流源7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法6.6.电动势电动势 电路中因其他形式的能量电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差,转换为电能所引起的电位差,称为电动势。电动势是描述电称为电动势。电动势是描述电源性质的物理量。电源的电动源性质的物理量。电源的电
6、动势就是非静电力把正电荷从负势就是非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷极移到正极所做的功与该电荷量的比值。量的比值。7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法7.7.直流电路分析直流电路分析oiII7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法7.7.直流电路分析直流电路分析jsUU7 7.1 1.2 2电电路路的的组组成成及及其其基基本本分分析析方方法法3 3)支路电流法支路电流法 支路电流法是求解复支路电流法是求解复杂电路最基本的方法,它杂电路最基本的方法,它以支路电流为求解对象,以支路电流为求解对象,直接应用基尔霍夫定
7、律,直接应用基尔霍夫定律,分别对节点和回路列出所分别对节点和回路列出所需的电流和电压方程组,需的电流和电压方程组,然后解出各支流电流。然后解出各支流电流。7 7.1 1.3 3单单相相交交流流电电路路1.1.正弦交流电基本概念正弦交流电基本概念fTTf11或1 1)周期与频率、角频率)周期与频率、角频率7 7.1 1.3 3单单相相交交流流电电路路Tf221 1)周期与频率、角频率)周期与频率、角频率7 7.1 1.3 3单单相相交交流流电电路路Tf222 2)振幅与有效值振幅与有效值7 7.1 1.3 3单单相相交交流流电电路路3 3)初相位初相位 正弦量是随时间而变化正弦量是随时间而变化的
8、,对于一个正弦量,所取的,对于一个正弦量,所取的计时起点不同,正弦量的的计时起点不同,正弦量的初始值(当初始值(当t=0t=0时的值)就不时的值)就不同,达到幅值或某一特征值同,达到幅值或某一特征值的时间也就不同。的时间也就不同。7 7.1 1.3 3单单相相交交流流电电路路2.2.单一元件的交流电路单一元件的交流电路 直流电路中所加电压和电路参数不变,电路中直流电路中所加电压和电路参数不变,电路中的电流、功率及电场和磁场所储存的能量也都不的电流、功率及电场和磁场所储存的能量也都不变化;但是在交流电路中则不然,由于所加电压变化;但是在交流电路中则不然,由于所加电压随时间而交变,故电路中的电流、
9、功率及电场和随时间而交变,故电路中的电流、功率及电场和磁场储存的能量也都是随时间而变化的。所以交磁场储存的能量也都是随时间而变化的。所以交流电路中,电感元件中的感应电动势和电容元件流电路中,电感元件中的感应电动势和电容元件中的电流均不为零,但在直流电路稳定状态下,中的电流均不为零,但在直流电路稳定状态下,电感元件可视为短路,电容元件可视为开路。电感元件可视为短路,电容元件可视为开路。7 7.1 1.4 4三三相相交交流流电电路路 三相交流电路是指由三相电源(如发电机或变三相交流电路是指由三相电源(如发电机或变压器)供电的网路。三相交流电源是由三个同频压器)供电的网路。三相交流电源是由三个同频率
10、、同振幅和初相角依次相差率、同振幅和初相角依次相差120120的电源按一定的电源按一定方式(如星形)连接而成的。它在世界各国的电方式(如星形)连接而成的。它在世界各国的电力系统中被广泛应用,从电能的生产、输送和分力系统中被广泛应用,从电能的生产、输送和分配一般采用三相交流电路。这主要基于三相交流配一般采用三相交流电路。这主要基于三相交流发电机体积小、重量轻、成本低,输电线金属的发电机体积小、重量轻、成本低,输电线金属的消耗量较低,以及三相异步电动机结构简单、价消耗量较低,以及三相异步电动机结构简单、价格低廉、性能良好和使用维护方便等优点。格低廉、性能良好和使用维护方便等优点。7 7.2.12.
11、1电电力力系系统统概概述述1.1.电能的生产、电能的生产、输送和分配输送和分配2 2)电力网)电力网1 1)发电厂)发电厂3 3)电力用户)电力用户7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述2.2.电源引入方式电源引入方式(1 1)建筑物较小或用电设备负荷较小,而且均为单建筑物较小或用电设备负荷较小,而且均为单相、低压用电设备,可用电力系统的柱上变压器引相、低压用电设备,可用电力系统的柱上变压器引入单相入单相220 V的电源。的电源。(2 2)建筑物较大或用电设备的容量较大,但全部为建筑物较大或用电设备的容量较大,但全部为单相和三相低压用电设备时,可由电力系统的柱上单相和三相低压用电设备时,
12、可由电力系统的柱上变压器引入变压器引入380 V/220 V的电源。的电源。7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述2.2.电源引入方式电源引入方式(3 3)建筑物很大或用电设备的容量很大,虽全部建筑物很大或用电设备的容量很大,虽全部为单相和三相低压用电设备,但综合考虑技术因素为单相和三相低压用电设备,但综合考虑技术因素和经济因素,应由变电所引入三相高压电源,经其和经济因素,应由变电所引入三相高压电源,经其降压后供用电设备使用。此时,在建筑物内应装置降压后供用电设备使用。此时,在建筑物内应装置变压器,布置变电室。若建筑物内有高压用电设备变压器,布置变电室。若建筑物内有高压用电设备时,应引入
13、高压电源供其使用,同时布置变压器以时,应引入高压电源供其使用,同时布置变压器以满足低压用电设备的电压要求。满足低压用电设备的电压要求。7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述3.3.电压质量指标电压质量指标(2 2)电压偏移。电压波动。频率。三相电压不平衡。(1 1)(3 3)(4 4)7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述4.4.电力负荷分级及供电要求电力负荷分级及供电要求3)一级负荷2)1)二级负荷三级负荷7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述5.5.配电系统配电系统1 1)供配电系统中的)供配电系统中的主要设备主要设备2 2)配电柜)配电柜7 7.2.12.1电电力力系系
14、统统概概述述6.6.变配电所和常用高压设备变配电所和常用高压设备1)变配电所位置的选择原则)变配电所位置的选择原则2 2)变配电所主接线方式)变配电所主接线方式4 4)常用高压设备)常用高压设备3 3)变配电所的形式和组成)变配电所的形式和组成7 7.2.12.1电电力力系系统统概概述述混合式系统混合式系统变压器变压器-干线式系统干线式系统链式系统链式系统树干式系统树干式系统放射式系统放射式系统7.7.配电系统配电系统的基本形式的基本形式7 7.2.22.2负负荷荷计计算算(2 2)(1 1)(3 3)短时工作制短时工作制长期工作制长期工作制反复短时工作制反复短时工作制1 1.用电设备的工作制
15、用电设备的工作制7 7.2.22.2负负荷荷计计算算2 2.用电容量的确定用电容量的确定对不同工作制用电设备的额定功率PN或额定容量SN进行换算。(1 1)消防设备与发生火灾时必须切断的设备取其大者计入总设备容量。(2 2)夏季制冷设备与冬季取暖设备取其大者计入总设备容量。(3 3)7 7.2.22.2负负荷荷计计算算2 2.用电容量的确定用电容量的确定单相负荷应均衡分配到三相上。当单相负荷小于三相对称负荷的15%时,可全部按三相负荷进行计算;若大于15%,则单相负荷应换算成等效三相负荷后方能与三相负荷相加。(4 4)7 7.2.22.2负负荷荷计计算算3.3.计算负荷的概念计算负荷的概念 通
16、常把一年内最高日负荷曲线中通常把一年内最高日负荷曲线中30 min平均负荷的最大值,称为平均最大平均负荷的最大值,称为平均最大负荷(简称最大负荷,记为计算负荷负荷(简称最大负荷,记为计算负荷P30或或Pj),作为按发热条件选择导线、电),作为按发热条件选择导线、电缆和电气设备的依据,它就是所要寻求缆和电气设备的依据,它就是所要寻求的计算负荷。的计算负荷。7 7.2.22.2负负荷荷计计算算4.4.需要系数法需要系数法 需要系数法是把设备功率需要系数法是把设备功率乘以需要系数及同时系数,直乘以需要系数及同时系数,直接求出计算负荷的方法。这种接求出计算负荷的方法。这种方法简便易行,广泛应用于方方法
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