建筑设备概论 第14章

1、供配电系统 v建筑供配电系统建筑供配电系统v1 1用电负荷的计算用电负荷的计算v1.计算负荷计算负荷v是按发热条件选择供电系统中的电气设备的一个假设负荷，计是按发热条件选择供电系统中的电气设备的一个假设负荷，计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应是等效的。算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应是等效的。通常把根据半小时的平均负荷所绘制的负荷曲线上的最大负荷作通常把根据半小时的平均负荷所绘制的负荷曲线上的最大负荷作为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据。为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据。 v2.计算负荷的确定计算负荷的确定v（1）设备的容量）设备的容量

2、v1）设备的额定功率）设备的额定功率：每台用电设备的铭牌上都标有每台用电设备的铭牌上都标有“额定功额定功率率”（一般指有功功率（一般指有功功率kW）。）。v2）用电设备的工作制：）用电设备的工作制： v长期连续工作制长期连续工作制v短时运行工作制短时运行工作制v断续运行工作制断续运行工作制 ：负荷暂载率：负荷暂载率 %100%1000tttTtv3）设备容量的确定）设备容量的确定v 对长期连续工作制和短时运行工作制的用电设备，设备容量就是铭牌对长期连续工作制和短时运行工作制的用电设备，设备容量就是铭牌上的额定功率；上的额定功率； 对重复短时断续工作制（断续周期工作制）的用电设备，设备容量就对重

3、复短时断续工作制（断续周期工作制）的用电设备，设备容量就是将设备在某一负荷持续率的铭牌容量是将设备在某一负荷持续率的铭牌容量“统一等效统一等效”换算到一个规定换算到一个规定的负荷持续率下的功率。的负荷持续率下的功率。v电焊机及电焊装置的设备容量：统一换算到电焊机及电焊装置的设备容量：统一换算到 100，其设备容量，其设备容量的换算公式为的换算公式为 v起重吊车电动机：要求统起重吊车电动机：要求统换算到换算到 25，换算见下式，换算见下式v各种照明设备的设备容量各种照明设备的设备容量v纯电阻负载白炽灯、碘钨灯的设备容量是指灯泡上标出的额定功率；纯电阻负载白炽灯、碘钨灯的设备容量是指灯泡上标出的额

4、定功率；对有镇流器的气体放电光源，必须考虑镇流器中的功率损失。对高对有镇流器的气体放电光源，必须考虑镇流器中的功率损失。对高压水银灯应其设备容量应为灯泡额定功率的压水银灯应其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对金属卤化物灯倍；对金属卤化物灯其设备容量应为灯泡额定功率的其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对荧光灯其设备容量为灯管倍；对荧光灯其设备容量为灯管额定功率的额定功率的1.2倍。倍。v下列用电设备在进行负荷计算时，不列入设备容量之内下列用电设备在进行负荷计算时，不列入设备容量之内：备用生活：备用生活水泵、备用电热水器、备用空调制冷设备及其他备用设备；消防水泵、水泵、备用电热水器、备用空

5、调制冷设备及其他备用设备；消防水泵、专用消防梯及消防状态下才使用的送风机、排烟机等，以及在非正常专用消防梯及消防状态下才使用的送风机、排烟机等，以及在非正常状态下投入使用的电气设备；当夏季有吸收式制冷的空调系统，而冬状态下投入使用的电气设备；当夏季有吸收式制冷的空调系统，而冬季则利用锅炉取暖时，在后者容量小于前者情况下的锅炉设备。季则利用锅炉取暖时，在后者容量小于前者情况下的锅炉设备。v（2）计算负荷）计算负荷 的计算的计算 cPxKv1）需要系数）需要系数 xKv2）有功计算负荷）有功计算负荷 excPKPv3）无功计算负荷）无功计算负荷 tanccQPv4）视在计算负荷）视在计算负荷 22

6、cccQPScosccPS v或功 率 因 数无 功 计 算 负 荷有 功 计 算 负 荷视 在 计 算 负 荷 ( 容 量 )v（3）计算电流）计算电流 cINccUSI3v（4）用电设备计算负荷计算步骤）用电设备计算负荷计算步骤 v2 2电气设备及其选择电气设备及其选择v1. 低压控制设备及其选择低压控制设备及其选择v（1）刀开关）刀开关 v1）开启式负荷开关）开启式负荷开关 v常见型号有常见型号有HKl型和型和HK2型，其额定电流有型，其额定电流有5A、10A、15A、30A、60A，按极数分为二极开关和三按极数分为二极开关和三极开关。极开关。 v2）封闭式负荷开关）封闭式负荷开关 v铁

7、壳盖的型号有铁壳盖的型号有HH3型、型、HH4型、型、HH10型、型、HH11型型等系列，等系列，HH10型的额定电流型的额定电流有有10A、15A、20A、30A、60A、100A，HH11型的额定型的额定电流有电流有100A、200A、300A、400A，铁壳闸极数一般为三，铁壳闸极数一般为三极。极。v（2）低压断路器）低压断路器 v低压断路器的工作原低压断路器的工作原理图理图 v1电磁铁 2、5拉力弹簧 3锁扣 4顶杆 5失压电磁铁 v7双金属片 8发热电阻v低压断路器型号的表示低压断路器型号的表示v1）瓷插式熔断器）瓷插式熔断器 v瓷座的动触头两端接熔丝，其熔体的额定电流瓷座的动触头两

8、端接熔丝，其熔体的额定电流规格有规格有0.5A、1A、2A、3A、5A、7A、10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、60A、70A、75A、80A、100A，熔断器，熔断器的额定电流的规格有的额定电流的规格有5A、10A、15A、20A、30A、60A、100A等。等。v2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器 v其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧不与外部空气接触，熔断器的额定电流不与外部空气接触，熔断器的额定电流规格有规格有15A、60A、100A 三种。三种。v螺旋式熔断器的型号意义v瓷插式熔断器的行号意义v第第4 4章章 建筑电气

9、建筑电气v3）封闭式熔断器）封闭式熔断器 v它有而高温的密封保护管（纤维管），内它有而高温的密封保护管（纤维管），内装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很高能起灭弧作用，还能避免相间短路，常高能起灭弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负载的短路保护。作为大容量负载的短路保护。v封闭式熔断器型号意义额 定 电 流 6 0 A熔 管 内 熔 片额 定 电 流 1 0 0 A设 计 序 号封 闭 式熔 断 器R M 1 0 - 1 0 0 / 6 0v4）有填料封闭式熔断）有填料封闭式熔断器器 v有填料封闭式熔断器型号意义v它有限流作用及较大的极它有限流作用及较大

10、的极限分断能力，瓷管内填充硅限分断能力，瓷管内填充硅砂，起灭弧作用。砂，起灭弧作用。 v 1闸刀 2瓷管 3盖板 4指示器 5熔丝指示器 6硅砂 7熔体（2）熔断器熔丝的选择）熔断器熔丝的选择 v 对于照明负载，熔断器的熔丝额定电流对于照明负载，熔断器的熔丝额定电流 应稍大于或等于负荷计算电应稍大于或等于负荷计算电流流 ，即，即 ；对于电动机负载，熔断器熔丝额定电流；对于电动机负载，熔断器熔丝额定电流 应按应按电动机的额定电流的电动机的额定电流的1.52.5倍选择，即倍选择，即 ；对于多台电动；对于多台电动机负载，其供电干线总保险的熔断器的熔丝额定电流机负载，其供电干线总保险的熔断器的熔丝额定

11、电流 可按下式选择可按下式选择。 RNIjsINRNII) 5 . 25 . 1 (RNIRNI)1()5 . 25 . 1 (nNMRNIIIv3 3配电线路导线截面的选择配电线路导线截面的选择v1.配电线路常用的导线型配电线路常用的导线型号号v（1）绝缘导线的型号）绝缘导线的型号 vBX型型表示橡胶绝缘铜芯导线，表示橡胶绝缘铜芯导线，BLX 型型则表示橡胶绝缘铝芯导线。则表示橡胶绝缘铝芯导线。vBV（BVV）型）型表示聚氯乙烯塑料（双塑）绝缘铜芯导线，表示聚氯乙烯塑料（双塑）绝缘铜芯导线，BLV型型表表示聚氯乙烯塑料绝缘铝芯导线。示聚氯乙烯塑料绝缘铝芯导线。v常用导线截面规格有常用导线截面

12、规格有：1.0mm、1.5 mm、2.5 mm、4 mm、6 mm、10 mm、16 mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm、150 mm、185 mm、240 mm等。v（2）电力电缆的型号）电力电缆的型号 v电力电缆的线芯分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有电力电缆的线芯分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有4 mm、6 mm、10 mm、16 mm、25 mm、35 mm、50 mm、70 mm、95 mm、120 mm、150 mm、185 mm、240mm等。等。v35kV及以下电力电缆型号及产品表示方法：及以下电力电缆型号及产品表示

13、方法：v用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点。和结构特点。如用如用Z代表纸、代表纸、L代表铝、代表铝、Q代表铅、代表铅、F代表分相、代表分相、ZR代表阻代表阻燃、燃、NH代表耐火。代表耐火。v用数字表示外护层构成用数字表示外护层构成，有二位数字有二位数字。无数字代表无铠装层，无外被。无数字代表无铠装层，无外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被，如粗钢丝铠装纤维外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被，如粗钢丝铠装纤维外被表示为表示为41。v电缆型号按电缆结构的排列一般依次序为电缆型号按电

14、缆结构的排列一般依次序为：绝缘材料；导体材料；内：绝缘材料；导体材料；内护层；外护层。护层；外护层。v电缆产品用型号电缆产品用型号、额定电压和规格表示。其方法是在型号后再加上说、额定电压和规格表示。其方法是在型号后再加上说明额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字。如明额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字。如VV4210 （350）表示铜芯、聚氯乙稀绝缘、粗钢线铠装、聚氯乙稀护套、额定电压表示铜芯、聚氯乙稀绝缘、粗钢线铠装、聚氯乙稀护套、额定电压10kV、3芯、标称截面积芯、标称截面积50 mm的电力电缆。的电力电缆。v电力电缆型号各部分的代号及其含义：电力电缆型号各部分的代号及其含义：v绝缘

15、种类：绝缘种类：V代表聚氯乙稀；代表聚氯乙稀；X代表橡胶；代表橡胶；Y代表聚乙烯；代表聚乙烯；YJ代表交代表交联聚乙烯；联聚乙烯；Z代表纸。代表纸。v导体材料：导体材料：L代表铝；代表铝；T（省略）代表铜。（省略）代表铜。v内护层：内护层：V代表聚氯乙稀护套；代表聚氯乙稀护套；Y聚乙烯护套；聚乙烯护套；L铝护套；铝护套；Q铅护套；铅护套；H橡胶护套；橡胶护套；F氯丁橡胶护套。氯丁橡胶护套。v特征：特征：D不滴流；不滴流；F分相；分相；CY充油；充油；P贫油干绝缘；贫油干绝缘；P屏蔽；屏蔽；Z直流。直流。v控制层：控制层：0无；无；2双钢带；双钢带；3细钢丝；细钢丝；4粗钢丝。粗钢丝。v外被层：

16、外被层：0无；无；1纤维外被；纤维外被；2聚氯乙稀护套；聚氯乙稀护套；3聚乙烯护套。聚乙烯护套。v阻燃电缆在代号前加阻燃电缆在代号前加ZR；耐火电缆在代号前加；耐火电缆在代号前加NH。v充油电缆型号及产品表示方法：充油电缆型号及产品表示方法：v充油电缆型号由产品系列代号和电缆结构各部分代号组成。自容式充油充油电缆型号由产品系列代号和电缆结构各部分代号组成。自容式充油电缆产品系列代号电缆产品系列代号CY。 v充油电缆外护层代号含义为充油电缆外护层代号含义为v加强层：加强层：1代表铜带径向加强；代表铜带径向加强；2代表不锈钢带径向加强；代表不锈钢带径向加强；3钢带径向加钢带径向加强；强；4不锈钢带

17、径向、窄不锈钢带纵向加强。不锈钢带径向、窄不锈钢带纵向加强。v铠装层：铠装层：0无铠装；无铠装；2钢带铠装；钢带铠装；3细钢丝铠装；细钢丝铠装； 4粗钢丝铠装。粗钢丝铠装。v外被层：外被层：1纤维层；纤维层；2聚氯乙稀护套；聚氯乙稀护套；3聚乙烯护套。聚乙烯护套。v2.配电线路导线截面选择配电线路导线截面选择v（1）机械强度满足最小截面）机械强度满足最小截面 v（2）按导线允许载流量选择）按导线允许载流量选择 v导线允许载流量大小是根据导线的用途、材料、绝缘种类、允许导线允许载流量大小是根据导线的用途、材料、绝缘种类、允许温升和表面散热条件决定的。根据导线的安全载流量选择导线截温升和表面散热条

18、件决定的。根据导线的安全载流量选择导线截面的原则是：导线的安全载流量要满足导线计算电流的要求。面的原则是：导线的安全载流量要满足导线计算电流的要求。 v（3）按允许电压损失选择）按允许电压损失选择 v为了保证供电质量，配电导线上的电压损失应低于其最大允许值。为了保证供电质量，配电导线上的电压损失应低于其最大允许值。当给定的线路输送电功率当给定的线路输送电功率P(kW)，送电距离，送电距离(单程线路长度单程线路长度)L(m)，允许相对电压损失允许相对电压损失%就可根据下面工程计算中的简化公式计算出就可根据下面工程计算中的简化公式计算出相应导线截面相应导线截面S(mm2)： )/(CPLKSxv根

19、据机械强度、允许载流量、允许电压损失三个方向选择导根据机械强度、允许载流量、允许电压损失三个方向选择导线截面积时，应取其中最大的截面积作为依据，再根据电线的线截面积时，应取其中最大的截面积作为依据，再根据电线的产品目录中选用等于或稍大于所求的截面积等级的导线。产品目录中选用等于或稍大于所求的截面积等级的导线。v4 4配电变压器的选用配电变压器的选用v1.三相电力变压器的结构和符号三相电力变压器的结构和符号v（1）三相电力变压器的种类）三相电力变压器的种类油浸式变压器油浸式变压器环氧树脂干式变压器环氧树脂干式变压器v（2）三相油浸式变压器的结构）三相油浸式变压器的结构 v1信号温度计 2铭牌 3

20、吸湿器 4油枕（贮油柜） 5油位批示器（油标）v6防爆管 7瓦斯继电器 8高压套管 9低压套管 10分接开关 11油箱v12铁心 13绕组及绝缘 14放油阀 15小车 16接地端子v（3）三相电力变压器型号和主要技术数据）三相电力变压器型号和主要技术数据v干式变压器型号的意义：干式变压器型号的意义： v油浸变压器的型号的意义：油浸变压器的型号的意义：v一次绕组额定电压一次绕组额定电压 NU1v主要技术数主要技术数据据v二次绕组额定电二次绕组额定电压压 NU2v变压器的额定容量变压器的额定容量 NSv变压器一次绕组额定电变压器一次绕组额定电流流 NI1v二次绕组额定电流二次绕组额定电流 NI2v

21、变压器的空载电流变压器的空载电流 ，表示变压器空载时的一次电流，一般用表示变压器空载时的一次电流，一般用 表示。表示。0I0Iv变压器的阻抗电压变压器的阻抗电压 ，表示变压器二次端短路电流等于二次额表示变压器二次端短路电流等于二次额定电流定电流 时，变压器一次端电压时，变压器一次端电压 和一次额定电压和一次额定电压 的比值的比值 KUKUNI2NU1v变压器的空载损耗变压器的空载损耗 ，表示变压器空载时消耗的有功功率表示变压器空载时消耗的有功功率。0Pv变压器的短路损耗变压器的短路损耗 ，表示变压器二次端短路电流等于二次额表示变压器二次端短路电流等于二次额定电流时，变压器消耗的有功功率。定电流

22、时，变压器消耗的有功功率。KPNI2v2三相电力变压器额定容量的选择三相电力变压器额定容量的选择v（1）采用一台主变压器供电的电力负荷变压器的选择）采用一台主变压器供电的电力负荷变压器的选择v电力变压器的额定容量电力变压器的额定容量 按按电力用户的计算容量电力用户的计算容量 选择，选择，即：即：NSjsSjsNSSv（2）采用两台主变压器供电的电力用户变压器的选）采用两台主变压器供电的电力用户变压器的选择择jsNSS7 . 0v两台主变压器若采用一两台主变压器若采用一用一备的供电方式，每用一备的供电方式，每台主变压器的额定容量台主变压器的额定容量 可按电力用户的计算容可按电力用户的计算容量量

23、选择，即选择，即v两台主变压器若采用互两台主变压器若采用互为备用的供电方式，每台为备用的供电方式，每台主变压器的额定容量主变压器的额定容量 可可按电力用户的计算容量按电力用户的计算容量 的的70选择，即选择，即 SjsjsSNSNSjsNSSv5 5配电箱配电箱( (盘盘) )、和变电室、和变电室v1. 配电箱（盘）配电箱（盘）/柜柜v建筑配电系统需要各种配电装置，建筑配电装置有照明电箱（盘）建筑配电系统需要各种配电装置，建筑配电装置有照明电箱（盘）/柜和动力配电箱（盘）柜和动力配电箱（盘）/柜构成，建筑供电系统需要将高压供电变为低柜构成，建筑供电系统需要将高压供电变为低压供电，以满足建筑配电

24、系统电力负荷需要。压供电，以满足建筑配电系统电力负荷需要。 v（1）低压配电系统的主接线）低压配电系统的主接线v1）低压配电系统电源的接线方式）低压配电系统电源的接线方式：低压配电系统的电源是指为其供低压配电系统的电源是指为其供电的变电所的电力变压器，一般分为单电源供电和双电源供电两种方电的变电所的电力变压器，一般分为单电源供电和双电源供电两种方式。式。 v2）低压配电系统的接线方式）低压配电系统的接线方式v放射式接线：在每处配电点一般均采用这种方式，放射式接线供电可靠性高，各配电回路之间互不影响，故障停电范围小。v树干式接线：这种接线方式简单，配电设备少。但可靠性差，停电范围大。v链式接线：

25、适用电设备距电源较远而彼此相距很近，且用电设备容量较小的配电场所。链式接线配电箱或用电设备，一般不超过5台或总容量不超过10kW。v（2）低压配电系统的电压）低压配电系统的电压v 动力配电系统的电压采用动力配电系统的电压采用380V/220V三相电压，以满足三相动力用电设三相电压，以满足三相动力用电设备的额定电压。备的额定电压。v 照明配电系统的电压采用照明配电系统的电压采用220V单相电压，以满足单相单相电压，以满足单相220V照明设备的照明设备的需要，照明系统配电干线多采用三相四线制，因此仍需采用需要，照明系统配电干线多采用三相四线制，因此仍需采用380V220V三相电压供电。三相电压供电

26、。v（3）低压配电系统的控制装置与保护装置）低压配电系统的控制装置与保护装置v1）控制装置）控制装置v低压配电系统的控制装置指的是各种开关、负荷开关、空气自动断路器低压配电系统的控制装置指的是各种开关、负荷开关、空气自动断路器等，在配电箱、柜内应设置干线总开关和各分路开关，以实现对配电线等，在配电箱、柜内应设置干线总开关和各分路开关，以实现对配电线路停、送电控制。路停、送电控制。v2）保护装置）保护装置v低压配电系统的保护装置指的是实现短路保护、过负荷保护和漏电保护低压配电系统的保护装置指的是实现短路保护、过负荷保护和漏电保护的各种保护电器。的各种保护电器。 v2.变配电室变配电室v（1）变配

27、电所的基本组成）变配电所的基本组成 v变配电所的主要设备有电力变压器电力变压器和高、低压配电装置高、低压配电装置。根据变配电所的布置要求，应设置变压器室变压器室、高压配电室高压配电室、低压配电室低压配电室，分别安装电电力变压器力变压器、高压配电装置高压配电装置、低压配电装置低压配电装置。为了值班的需要，还应设置值班室值班室和卫生间卫生间。v（2）变配电所的类型）变配电所的类型v 变配电室按整体结构分为屋内式、屋外式和组合式三种形式。变配电室按整体结构分为屋内式、屋外式和组合式三种形式。v 按变电所的位置分为独立式、附设式、地下室和户外杆上或台上式。按变电所的位置分为独立式、附设式、地下室和户外

28、杆上或台上式。v 大型公共建筑物，一般可设置地下变配电室向大型建筑物供电。大型公共建筑物，一般可设置地下变配电室向大型建筑物供电。v1v2v3v（3）一般要求）一般要求v1）各室之间及各室内部应合理布置，布置应紧凑，便于设备的操作、巡各室之间及各室内部应合理布置，布置应紧凑，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和试验，并应考虑发展的可能性。视、搬运、检修和试验，并应考虑发展的可能性。2）尽量利用自然采光和自然通风，适当安排各室的相对位置，使配电室）尽量利用自然采光和自然通风，适当安排各室的相对位置，使配电室的位置便于进出线，低压配电室应靠近变压器室，使接线最短、顺直，控的位置便于进出线，低压配电室

29、应靠近变压器室，使接线最短、顺直，控制室、值班室和辅助间的位置应有利于运行人员的工作和管理。制室、值班室和辅助间的位置应有利于运行人员的工作和管理。v3）各室的地面应比室外地面高出各室的地面应比室外地面高出150300mm。v4）有人值班的变电所应设有单独的控制室或值班室，并设有其他辅助生）有人值班的变电所应设有单独的控制室或值班室，并设有其他辅助生活设施。活设施。v5）对于建筑物内的变电所，由于采用了无油变配电设备，允许高压配电）对于建筑物内的变电所，由于采用了无油变配电设备，允许高压配电装置、变压器、低压配电装置布置于一室。装置、变压器、低压配电装置布置于一室。4 2 0 04 2 0 03 3 0 0 4 0 0 0420