楼宇自动化配电照明及电梯系统监控自动化PPT学习教案

1、会计学1 楼宇自动化配电照明及电梯系统监控自楼宇自动化配电照明及电梯系统监控自 动化动化 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 、配电和用电的整体。、配电和用电的整体。 220/380V 610kV35500kV3.1520kV 低压配电线低压配电线 高压高压 配电线

2、配电线 高压高压 输电输电 线线 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 第1页/共78页 电力网电力网( (Power Network) )：电力系统中各级电压的电力线电力系统中各级电压的电力线 路及其联系的变电所。路及其联系的变电所。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。

3、 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。 第2页/共78页 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

4、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。 第3页/共78页 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优质：应满足电能用户对电压质量和频率等方面的 要求。要求。 经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并

5、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。 第4页/共78页 ( (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

6、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 。 第5页/共78页 G MMM 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 5 5 5 2 2、用电设备的额、用电设备的额 定电压：规定与同级电定电压：规定与同级电 网的额定电压相同。网的额定电压相同。 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

7、备额定电压 的基本依据。的基本依据。 第6页/共78页 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 T2T2T1T1 U 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)，则可则可 看作是线

8、路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网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 额定电压相同。额定电压相同。 (1)(1)一次绕组的额定电压：一次绕组的额定电压： 第7页/共78页 (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，时， 则变压器二次侧的额定电压，一方面要考虑则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补偿变压器满载时 内部内部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变压器满载时输出的二次电 压还要高于电网

9、额定电压压还要高于电网额定电压5 5，以补偿线路上的电压降，故它要以补偿线路上的电压降，故它要 比电网额定电压高比电网额定电压高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 T2T2T1T1 U UN N +10%+10% +5%+5%+ +0%0% +5%+5% 第8页/共78页 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

10、，仅考虑补偿变压器内部的，仅考虑补偿变压器内部的5 5 的电压降的电压降( (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 T2T2T1T1 U UN N +10%+10% +5%+5%+ +0%0% +5%+5% 第9页/共78页 ( (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

11、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。 第10页/共78页 在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防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、火灾自动报警控制室、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、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、卷帘、阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务火门窗、卷帘、阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务 用的计算机及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重用的计算

12、机及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重 要场所的应急照明。要场所的应急照明。 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。 第11页/共78页 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

13、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。 第12页/共78页 ( (一一) )负荷分布及变压器的配负荷分布及变压器的配 置置 高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照 明等类。明等类。 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

14、大楼的地下室、首层或下部。 第13页/共78页 动力负荷动力负荷主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设 备。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，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。明显的增加。 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，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

15、是有利的。将变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，通常设有大部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多，通常设有分区分区 电梯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。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 约为约为15152020层。层。 第14页/共78页 为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都为了减少变压器台数，单台变压器的容量

16、一般都 大于大于10001000kVAkVA。 由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要 求考虑，求考虑，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等 在事故情况下能引起火灾的电气设备，而应采用在事故情况下能引起火灾的电气设备，而应采用干式干式 变压器和真空断路器变压器和真空断路器。 第15页/共78页 变电所变电所应尽量设在负荷中心，便于配电，节省应尽量设在负荷中心，便于配电，节省 导线，也有利于施工。导线，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，它需要按 所要达到的优

17、化目标不同的计算条件而列出的目标所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。函数来确定。 负荷的大小不是恒定不变的，因此负荷中心常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会变动。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。将配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。在负荷中心或大负荷的近旁。 第16页/共78页 ( (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

18、、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。 第17页/共78页 图为两路电源同时工图为两路电源同时工 作，当其中一路故障时，作，当其中一路故障时， 由母线联络开关对故障回由母线联络开关对故障回 路供电。该方案由于增加路供电。该方案由于增加 了母线联络柜和电压

19、互感了母线联络柜和电压互感 器柜，变电所的面积也就器柜，变电所的面积也就 要增大。要增大。 这种接线方式是商用这种接线方式是商用 性楼宇、高级宾馆、大型性楼宇、高级宾馆、大型 办公楼宇常用的供电方案办公楼宇常用的供电方案 。当大楼的安装容量大，。当大楼的安装容量大， 变压器台数多时，尤其适变压器台数多时，尤其适 宜采用这种方案，因为它宜采用这种方案，因为它 能保证较高的供电可靠性能保证较高的供电可靠性 。 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 第18页/共78页 S1S2 市电市

20、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

21、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。 第19页/共78页 我国目前最常用的主结线方案如图，采用两路我国目前最常用的主结线方案如图，采用两路l0kVl0kV独立电源独立电源 ，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2 400V母线母线 第20页/共78页 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

22、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变变 压器压器 380V/220V备备 用用 10kV 对于规模较小的建筑，由于对于规模较小的建筑，由于 用电量不大，当地获得两个用电量不大，当地获得两个 电源又较困难，附近又有电源又较困难，附近又有 400400V V的备用电源时，可采用的备用电源时，可采用 一路一路1010kVkV电源作为主电源，电源作为主电源， 400400V V电源作为备用电源的高电源作为备用电源的高 供低备主结线方案，如图所供低备主结线方案，如图所

23、示。示。 第21页/共78页 ( (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

24、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 第22页/共78页 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

25、屏低压配电屏 树干式配电系统树干式配电系统 第23页/共78页 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、生活对于大型消防泵、生活 水泵和中央空调的冷冻机组水泵和中央空调的冷冻机组 ，一是供电可靠性要求高，一是供电可靠性要求高， 二是单台机组容量较大，因二是单台机组容量较大，因 此考虑以放射式专线供电。此考虑以放射式专线供电。 对于楼层用电量较大的大厦对于楼层用电量较大的大厦 ，有的也采用一回路供一层，有的也采用一回路供一层 楼的放射式供电方案。楼的放射式供电方案。 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

26、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。 第24页/共78页 低压配电屏低压配电屏 混合式配电系统混合式配电系统 国内外智能楼宇低压国内外智能楼宇低压 配电方案基本上都采用放配电方案基本上都采用放 射式，楼层配电则为混合射式，楼层配电则为混合 式。混合式即放射一树干式。混合式即放射一树干 的组合方式，如图所示。的组合方式，如图所示。 有时也称混合式为分区树有时也称混合式为分区树 干式。干式。 第25页/共78页 三、三、供配

27、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、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、用量进行测量，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。电量、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、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 管理。管理。 3 3、电网的供

28、电状况随时受到监视，一旦发生电网全部断电的、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 投入，确保消防、保安、电梯及各通道应急照明的用电，而类投入，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。似空调、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、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档案，生成定期维修操作单

29、并存档，避免维修操作引起误报警 。 第26页/共78页 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 供配电系供配电系 统统 监测内容监测内容 第27页/共78页 ( (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

30、 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DDC 05V 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 第28页/共78页 低压端低压端(380220V)的电压及电流测量方法与高压侧基本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。相同，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 V V V 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 C B A 第29页/共78页 ( (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

31、流的相差可测得功率因数，有了功率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。因此因数、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，可以先测量功率因数，然后间接得出功率数据，这是一种 间接的测量功率的方法。间接的测量功率的方法。 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，高速采样电压、电流数据， 再对数字信号进行处理再对数字信号进行处理) )

32、，直接测量功率数据。，直接测量功率数据。 功率变送器是一种将被测有功和无功功率转换成按线性功率变送器是一种将被测有功和无功功率转换成按线性 比例输出的直流电流或直流电压。并能反应出被测功率的比例输出的直流电流或直流电压。并能反应出被测功率的 传输方向。适用于各种单相、三相三线和三相四线系统。传输方向。适用于各种单相、三相三线和三相四线系统。 第30页/共78页 ( (三三) )供电品质的监测供电品质的监测 供电品质的指标通常是电压、频率和波形，其中尤以电压和供电品质的指标通常是电压、频率和波形，其中尤以电压和 频率最为重要。电压质量包括电压的偏移、电压的波动和电压的频率最为重要。电压质量包括电

33、压的偏移、电压的波动和电压的 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 工业的标准频率为工业的标准频率为50Hz。由于频率直接影响电子设备的正常工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 的供电频率偏差范围为的供电频率偏差范围为土土0.5。 对电网频率的检测可在对电网频率的检测可在低压侧低压侧进行，在电网的频率偏差进行，在电网的频率偏差 超过允许值时，监测系统应予报警，必要时应切断市电供电超过允许值时

34、，监测系统应予报警，必要时应切断市电供电 ，改用备用电源或应急发电机供电。，改用备用电源或应急发电机供电。 第31页/共78页 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

35、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。 第32页/共78页 3 3电压波动及谐波电压波动及谐波: :电动机启动，电梯、电焊类冲击负荷电动

36、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 电压变化称为电压波动。电压变化称为电压波动。 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 的励磁装置，特别是大型晶闸管装置、电力电子设备的应用，的励磁装置，特别是大型晶闸管装置、电力电子设备的应用， 在电力系统中产生了与在电力系统中产生了与50Hz基波成整数倍的高次谐波，于是电基波成整数倍的

37、高次谐波，于是电 压的波形发生畸变成为非正弦波。压的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。 第33页/共78页 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

38、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，对相电压在三相中，对相电

39、压 不平衡敏感的负荷不平衡敏感的负荷( (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。 第34页/共78页 5.2 5.2 照明系统照明系统 电气照明系统是建筑物的重要组成部分。照明设计的优劣电气照明系统是建筑物的重要组成部分。照明设计的优劣 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。 照明装置主要是灯具，照明装置的电气部分包括照明开关照明装置主要是灯具，照明装置的电气部分包括照

40、明开关 、照明线路及照明配电盘等。、照明线路及照明配电盘等。 照明的基本功能是创造一个良好的人工视觉环境照明的基本功能是创造一个良好的人工视觉环境。在一般。在一般 情况下是以情况下是以“明视条件明视条件”为主的功能性照明，在那些突出建筑为主的功能性照明，在那些突出建筑 艺术的厅堂内，照明的装饰作用需要加强，成为以装饰为主的艺术的厅堂内，照明的装饰作用需要加强，成为以装饰为主的 艺术性照明。艺术性照明。 第35页/共78页 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

41、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。用符号来来 表示，单位为流明表示，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： 680 ( )VP 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，即为多色光。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

42、率函数； PV(680) 321 第36页/共78页 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。 d d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。 I I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表示该方向 角度数角度数, ,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

43、度的一，是用来反映发光强弱程度的一 个物理量，用符号个物理量，用符号 表示，单位为坎德拉表示，单位为坎德拉( (cd)cd)： d d I d d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) )； I 第37页/共78页 ( (3) )照度：为研究物体被照面照明的程度，工程上常用照度：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，照度这个物理量。照度是单位被照面积上所接受的光通量， 单位为勒克斯单位为勒克斯( (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, ,则照则照 度为：度为： dA d E 当光通量

44、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： A E 第38页/共78页 (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、黑色下，并排放着的白色、黑色 物体，人眼看起来有不同的物体，人眼看起来有不同的 效果，总觉得白色物体要亮效果，总觉得白色物体要亮 的多，这是由于物体表面反的多，这是由于物体表面反 光程度不同造成的。光程度不同造成的。亮度与亮度与 被视物的发光或反光面积以被视物的发光或反光面积以 及反光程度有关。及反光程度有关。 通常通常把被视物表面在某把被视物表面在某 一视线方向或给定方向的单一视线方向或给定方向的单

45、 位投影面上所位投影面上所发出或反射的发出或反射的 发光强度发光强度，称为该物体表面称为该物体表面 在该方向上的亮度在该方向上的亮度，用符号，用符号 L表示：表示： (眼睛眼睛) I0 A S Acos 第39页/共78页 cosA I S I L I I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，反光面积，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) I0 A S Acos 第40页/共78页 亮度是用来表征

46、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 ： 第41页/共78页 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

47、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 第42页/共78页 (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。真度。 所谓所谓光源的显色性光源的显色性，就是

48、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。通常用显色显色 指数指数来表示光源的显色性。来表示光源的显色性。 第43页/共78页 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；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这种视觉颜色特性称

49、为色调色调。光源发出的光的颜色直接影响人的。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。情趣，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 第44页/共78页 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

50、 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。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。 第45页/共78页 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

51、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；

52、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，失去照明的作用；也可能对可见度并不影响，但人感到不 舒服。因此要采取以下措施：舒服。因此要采取以下措施： 第46页/共78页 有有+=1 透射系数透射系数(transmission coefficient)=/ 吸收系数吸收系数(absorption coefficient)=/ 反射系数反射系数(reflectio

53、n coefficient)=/ 当光通当光通投射到物体时，一部分光通投射到物体时，一部分光通从物体表面反射回从物体表面反射回 去，一部分光通去，一部分光通被物体所吸收，而余下的一部分光通被物体所吸收，而余下的一部分光通则则 透过物体。为表征物体的光照性能，引入以下参数：透过物体。为表征物体的光照性能，引入以下参数： 5 5、物体的光照性能、物体的光照性能 受照受照 物体物体 第47页/共78页 二、二、照明的分类照明的分类 1 1、按照明范围分类、按照明范围分类( (按照明范围大小来区别按照明范围大小来区别) ) (1) (1)一般照明一般照明 在整个场所或场所的在整个场所或场所的某个特定区

54、域照度基本某个特定区域照度基本 上均匀的照明上均匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊 要求，或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所，宜单独使用要求，或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所，宜单独使用 一般照明。例如办公室、体育馆及教室等。一般照明。例如办公室、体育馆及教室等。 第48页/共78页 (2) (2)局部照明局部照明 局限于工作部位的特殊要求的固定的或移动局限于工作部位的特殊要求的固定的或移动 的照明。这些部位的照明。这些部位对高照度和照射方向有一定要求。对高照度和照射方向有一定要求。对于局部地对于局部地 点需要高照度并对照射方向有

55、要求时，宜采用局部照明，但在整点需要高照度并对照射方向有要求时，宜采用局部照明，但在整 个场所不应只设局部照明而无一般照明。个场所不应只设局部照明而无一般照明。 (3) (3)混合照明混合照明 一般照明与局部照明共同组成的照明。一般照明与局部照明共同组成的照明。对于对于 工作面需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，工作面需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用宜采用 混合照明。此时，一般照明照度宜按不低于混合照明总照度的混合照明。此时，一般照明照度宜按不低于混合照明总照度的5 10选取，且最低不低于选取，且最低不低于20lx。例如金属机械加工机床、例如金属机械加工机床、 精密电子电

56、工器件加工安装工作桌及办公室的办公桌等。精密电子电工器件加工安装工作桌及办公室的办公桌等。 第49页/共78页 2 2、按照明功能分类、按照明功能分类 (1) (1)工作照明工作照明 正常工作时使用的室内外照明。它一般可单正常工作时使用的室内外照明。它一般可单 独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但控制线路必控制线路必 须分开须分开。 (2) (2)应急照明应急照明 正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续 工作或安全通行的照明。工作或安全通行的照明。 在由于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾以及人身事故在由

57、于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾以及人身事故 并会造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置应急照明。并会造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置应急照明。 应急照明宜布置在可能引起事故的设备、材料周围以及主要应急照明宜布置在可能引起事故的设备、材料周围以及主要 通道和出入口，并在灯的明显部位涂以红色，以示区别。通道和出入口，并在灯的明显部位涂以红色，以示区别。 应急照明通常采用白炽灯应急照明通常采用白炽灯( (或卤钨灯或卤钨灯) )。应急照明若兼作为工应急照明若兼作为工 作照明的一部分则需经常点亮。作照明的一部分则需经常点亮。 第50页/共78页 (3) (3)值班照明值班照明 在非生产时

58、间内供值班人员使用的照明。例在非生产时间内供值班人员使用的照明。例 如对于三班制生产的重要车间、有重要设备的车间及重要仓库，如对于三班制生产的重要车间、有重要设备的车间及重要仓库， 通常宜设置值班照明。可利用常用照明中能单独控制的一部分，通常宜设置值班照明。可利用常用照明中能单独控制的一部分， 或利用事故照明的一部分或全部作为值班照明。或利用事故照明的一部分或全部作为值班照明。 (4) (4)警卫照明警卫照明 用于警卫地区周边附近的照明。用于警卫地区周边附近的照明。 * *(6)(6)装饰照明装饰照明 (5) (5)障碍照明障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。在装设在建筑物上作为障碍

59、标志用的照明。在 飞机场周围较高的建筑上，或有船舶通行的航道两侧的建筑上，飞机场周围较高的建筑上，或有船舶通行的航道两侧的建筑上， 应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。 第51页/共78页 我国照度标准按我国照度标准按25002500、15001500、750750、500500、200200、150150、100100、 7575、5050、3030、2020、1515、1010、5 5、3 3、2 2、1 1、0.50.5、0.20.2lxlx分级。照分级。照 度计算的任务可根据所需的照度值和平面进行布灯设计；或根据度计算的任务可根据所需的照

60、度值和平面进行布灯设计；或根据 确定的布灯方案来计算点、面的照度值。确定的布灯方案来计算点、面的照度值。 1 1、照度计算、照度计算 电气照明计算包括电气照明计算包括照度计算照度计算和和照明负荷计算照明负荷计算。 三、三、照明的计算照明的计算 第52页/共78页 根据灯具功率和数量计算出总光通量，考虑上述各种参数的根据灯具功率和数量计算出总光通量，考虑上述各种参数的 影响后求出被照面的光通量，再除以被照面积即可求得被照面的影响后求出被照面的光通量，再除以被照面积即可求得被照面的 平均照度。平均照度。 (1) (1)利用系数法：利用灯具均匀布置的一般照明及利用周围利用系数法：利用灯具均匀布置的一