电器知识讲座

1、高等职业学校建筑电气专业指导委员会规划推荐教材高等职业学校建筑电气专业指导委员会规划推荐教材建筑电气建筑电气（建筑供电与照明）（建筑供电与照明）主讲：信电学院主讲：信电学院 韩成春韩成春2010-20112010-2011年度（年度（2 2）目目 录录第 1章建筑供电系统负荷计算建筑供电系统概论第2章第3章第4章无功补偿提高系统功率因数短路电流及其计算第5章第6章高、低压电气设备变、配电所以及变、配电所的运行和维护目目 录录第7章建筑物的防雷低压配电系统第8章第9章第10章安全用电电气照明工程中所涉及的光学理论基础知识第11章照明工程常用电光源第12章 工程(光照设计)应用目目 录录第13章照

2、明的电气设计第14章 建筑物立面照明和街景照明的设计介绍第 1 章建筑供电系统概论第一节、电力系统简介第一节、电力系统简介第二节、建筑供电系统第二节、建筑供电系统第三节、各类建筑供电系统典型方案第三节、各类建筑供电系统典型方案第 1 章建筑供电系统概论第一节、电力系统简介第一节、电力系统简介电能是现代人们生产和生活的重要能源。 建筑供配电就是指建筑所需电能的供应和分配问题。电力系统是由发电厂、电力网和电能用户组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。图1.1所示是电力系统组成示意图第 1 章建筑供电系统概论图图1-1 1-1 电力系统组成示意图电力系统组成示意图电力系统中的各级电压线路及其联系

3、的变配电所，称为电力网。第 1 章建筑供电系统概论一、发电厂一、发电厂 发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式的能量转换成电能。 发电厂的种类很多，一般根据所利用能源的不同分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂。此外，还有风力、地热、潮汐、太阳能等发电厂第 1 章建筑供电系统概论二、变电站二、变电站 引入电源不经过电力变压器变换，直接以同级电压重新分配给附近的变电所或供给各用电设备的电能供配场所称为配电所; 而将引入电源经过电力变压器变换成另一级电压后，再由配电线路送至各变电所或供给各用电负荷的电能供配场所称为变配电所，简称为变电所。 第 1 章建筑供电系统概论三、电力网三、电力网 电力线路

4、又称输电线。电力线路的作用是输送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连接起来。 电力线路按其用途及电压等级分为输电网：35kV及以上的输电线路及其变电站配电网：10kV及以下的配电线路及其配电变压器第 1 章建筑供电系统概论表表1-1 1-1 各种电压等级线路的输送功率和输送距离各种电压等级线路的输送功率和输送距离电压电压适用范围适用范围220kv大电力系统主干线大电力系统主干线 （距离在几百公里）（距离在几百公里）110kv中、小电力系统主干线（距离在中、小电力系统主干线（距离在100km100km）35kv大型工厂内部供电大型工厂内部供电 （距离在（距离在30km30km）6kv10kv民

5、用建筑施工供电民用建筑施工供电 （距离在（距离在10km10km）380v/220v电动机等一般用电设备电动机等一般用电设备各种电压等级的适用范各种电压等级的适用范围围第 1 章建筑供电系统概论四、用户四、用户 所有的用电单位，都称为用户（也称电能用户又称电力负荷）。 在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电能用户。用电设备按其用途可分为 动力用电设备(如电动机等)、 工艺用电设备(如电解、电镀、冶炼、电焊、热处理等)、 电热用电设备(如电炉、干燥箱、空调器等)、 照明用电设备和试验用电设备等。第 1 章建筑供电系统概论第二节、建筑供电系统第二节、建筑供电系统 建筑供电系统是指所需的电力能

6、源从进入建筑物（或小区）开始到所有用电设备终端的整个电路。 建筑供电系统由总降压变电所(或高压配电所)、高压配电线路、分变电所、低压配电线路及用电设备组成。 建筑供电系统所引入电源的电压等级选择，应从用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、用电单位的远景规划、当地公共电网的现状和它的发展规划以及经济性等因素综合考虑决定。第 1 章建筑供电系统概论图图1-2 1-2 建筑供电系统示意图建筑供电系统示意图第 1 章建筑供电系统概论图图1-3 1-3 建筑供电系统图建筑供电系统图第 1 章建筑供电系统概论一、用电负荷等级划分及其对供电电源的要求一、用电负荷等级划分及其对供电电源的要求（1

7、） 一级负荷一级负荷符合下列条件之一的，为一级负荷。 中断供电将造成人身伤亡的负荷。如医院急诊室、监护病房、手术室等处的负荷。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失的负荷。 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷，如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。第 1 章建筑供电系统概论（2） 二级负荷二级负荷符合下列条件之一的，为二级负荷。 中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。第 1 章建筑供电系统概论（3） 三级负荷三级负荷不属于一、二级负荷者

8、为三级负荷。在一个工业企业或民用建筑中，并不一定所有用电设备都属于同一等级的负荷，因此在进行系统设计时应根据其负荷级别分别考虑。常用重要电力负荷级别 (见表1-2)不同等级的负荷对电源的要求不同等级的负荷对电源的要求负荷级别负荷级别电源要求电源要求一级负荷两个以上独立电源供电二级负荷两回路电源供电三级负荷无特殊供电要求第 1 章建筑供电系统概论第 1 章建筑供电系统概论二、电压偏移和电源质量二、电压偏移和电源质量1、供电质量的主要指标（1） 电压 额定电压是指用电设备处在最佳运行状态的工作电压。 当施加于用电设备两端的电压与用电设备的额定电压差别较大时，将对用电设备产生较大危害。对电动机而言，

9、当电压降低时，其转矩急剧减小，使得转速降低，甚至停转，从而导致产生废品，甚至引起重大事故。用电设备除对供电电压的高低有要求之外，还要考虑供电电压波形畸变的问题。第 1 章建筑供电系统概论（2） 频率 我国采用的工业频率(简称工频)为50 Hz。 当电力网低于额定频率运行时，所有电力用户的电动机转速都将相应降低，因而用户将受到不同程度的影响。 电力网频率的变化对供电系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对电压的要求更严格，频率的变化范围不应超过0.5 Hz。第 1 章建筑供电系统概论2、电压偏移 电压偏移是指用电设备端电压U与用电设备额定电压UN差值与UN的百分比，即 U%=(U-UN)/

10、UN100 电压偏移是由于供电系统改变运行方式或电力负荷缓慢变化等因素引起的，其变化是相当缓慢的。第 1 章建筑供电系统概论图图1-4 1-4 电压偏移示意图电压偏移示意图第 1 章建筑供电系统概论表表1-3 1-3 常用电气设备允许的电压偏移常用电气设备允许的电压偏移第 1 章建筑供电系统概论在设计建筑供电系统时，改善供电电源质量的几个方面：(一一)电压偏移：电压偏移：(二二)频率变化：频率变化：(三三)波形畸变：波形畸变：(四四)三相不平衡：三相不平衡：变压器的变比和分接头、导线截面、补偿无功变压器的变比和分接头、导线截面、补偿无功功率、三相负荷平衡；功率、三相负荷平衡；电源工频电源工频5

11、0Hz，电源频率变化为，电源频率变化为1Hz范围内；范围内；大功率非线性设备的变压器大功率非线性设备的变压器=较高电压；大功率静较高电压；大功率静止整流器止整流器=提高整流变压器二次侧的相数、整流脉提高整流变压器二次侧的相数、整流脉冲数；按谐波次数冲数；按谐波次数=分流滤波器；分流滤波器；单相用电设备均匀地分布在三相电源中；线路单相用电设备均匀地分布在三相电源中；线路电流电流30A时，单相时，单相220V，否则应用，否则应用220/380V的三相的三相4线制供电。线制供电。第 1 章建筑供电系统概论三、建筑供电系统的中性点接地方式三、建筑供电系统的中性点接地方式 中性点接地中性点接地是指供电系

12、统中变压器的中性点与大地是指供电系统中变压器的中性点与大地连接的方式。连接的方式。 在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性点不接地。 中性点直接接地系统常称大电流接地系统， 中性点不接地和中性点经消弧线圈(或电阻) 接地的系统称小电流接地系统。第 1 章建筑供电系统概论(一一) 10kV配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式1、不接地、不接地 ( (接地故障电容电流接地故障电容电流10A10A）消弧线圈作用： 用消弧线圈IL补偿接地点的电容电流IC消弧抑制谐振过电压.第 1 章建筑供电系统概论3、直接接地(接地故障电容电流10A）特点

13、：(1)发生单相接地故障时，其余两相电压不会升高。对绝缘要求降低。(2)单相短路故障时，短路电流很大，可动作于跳闸。第 1 章建筑供电系统概论(二二) 低压供电系统中性点接地方式低压供电系统中性点接地方式 建筑供电系统：建筑供电系统：TN系统系统(中性点直接接地中性点直接接地) 用电设备：零线或保护线用电设备：零线或保护线(PE线线)连接连接 我国的低压系统（kV以下）以下）中变压器一般采用的是星型接法：中性点有直接接地、不接地，我国的低压系统及普通的居民用电（380/220 V）中一般是采用中性点直接接地。而且引出中性线(N线)或保护线(PE线)，称为TN系统。第 1 章建筑供电系统概论(1

14、) N线（中性线） 中性点的引出线，此点是直接接地的，且只在电源处(变压器低压侧处)有一点接地，我们通常的220V家用电所看到的零线就是这根，因为它是只在变压器处中性点接地，因此，不是电力系统内部的人，一般看不到此点的接地点，而且整个零线(N)有且只有这一点接地； A、 用来接额定电压为相电压的单相设备 B、用来传导三相系统中不平衡电流的单相电流 C、减小负荷电位偏移第 1 章建筑供电系统概论(2) PE线（保护线） 是为保障人身安全，防止发生触电事故而设的接地线。保护和防静电及避免电气设备电磁干扰作用的，这是直接接地的，接地方式视情况而定，有的是在电源处统一接地，有的是在电气设备处就地接地，

15、也有的直接接到中性线（N）上，在用电设备侧它是直接接到设备外壳上的，正常情况下无电流通过，而火线和零线是有电流通过的。(3) 相线即火线（L）第 1 章建筑供电系统概论TN系统具体接线方式：系统具体接线方式：nTN-C系统系统nTN-S系统系统nTN-C-N系统系统第 1 章建筑供电系统概论图图1-5 (a)1-5 (a) TN-CTN-C系统系统n TN-C系统系统 (三相四线制三相四线制)保护接零PEN线中可有电流通过，其断线，会造成人身触电危险，且会造成有的相电压升高而烧毁单相用电设备。PEN线须连接牢固。应用：对安全及电磁干扰要求不高的场所。第 1 章建筑供电系统概论图图1-5 (b)

16、1-5 (b) TN-STN-S系统系统n TN-S系统系统 (三相五线制三相五线制)保护单独接地应用：电子设备、实验场所。第 1 章建筑供电系统概论图图1-5 (c)1-5 (c) TN-C-STN-C-S系统系统n TN-C-S系统系统运行方式灵活，兼有TNC系统和TNS系统的优越性，经济实用。应用：现代企业、民用建筑。 第 1 章建筑供电系统概论TN-CTN-C、TN-STN-S、TN-C-STN-C-S系统的特点和应用系统的特点和应用类型类型特点和应用特点和应用TN-C采用三相供电的三相对称负荷(动力负荷)TN-S采用三相供电的不对称负荷(照明负荷及其他单相用电负荷)，对电源的要求较高

17、TN-C-S采用三相供电的不对称负荷(照明负荷及其他单相用电负荷)，对电源的要求不很高第 1 章建筑供电系统概论四、供电线路的分支方式四、供电线路的分支方式图图1-61-6 常用配电方式示意图常用配电方式示意图总配电箱总配电箱 =层配电箱、层配电箱层配电箱、层配电箱 =开关箱开关箱图图1-71-7 分区树干式配电分区树干式配电方式示意图方式示意图第 1 章建筑供电系统概论第三节、各类建筑供电系统典型方案第三节、各类建筑供电系统典型方案建筑负荷种类：建筑负荷种类：照明负荷：照明负荷：动力负荷：动力负荷：各种照明灯具各种照明灯具家用电器家用电器 等等各种生产、加工设备各种生产、加工设备建筑内电梯、

18、水泵、建筑内电梯、水泵、空调等各类电器空调等各类电器第 1 章建筑供电系统概论一、小型建筑供电系统一、小型建筑供电系统图图1-8 1-8 只有照明负荷的供电系统只有照明负荷的供电系统第 1 章建筑供电系统概论图图1-9 1-9 照明及动力供电系统照明及动力供电系统第 1 章建筑供电系统概论二、多单元住宅楼供电系统二、多单元住宅楼供电系统图图1-10 1-10 多单元住宅楼供电系统多单元住宅楼供电系统第 1 章建筑供电系统概论三、小区供电系统三、小区供电系统图图1-11 1-11 小区供电系统小区供电系统第 1 章建筑供电系统概论图图1-12 1-12 一般高层建筑供电系统一般高层建筑供电系统第 1 章建筑供电系统概论四、大型或高层建筑供电系统四、大型或高层建筑供电系统图图1-13 1-13 双电源互为备用供电系统双电源互为备用供电系统第 1 章建筑供电系统概论图图1-14 1-14 双电源一用一备供电系统双电源一用一备供电系统第 1 章建筑供电