建筑电气复习资料

1、第一章绪论建筑电气设计强电和电设计的内容及其发展趋势。,1、供配电系统2、照明系统3、动力系统4、防雷接地系统5、建筑弱电系统:（1）火灾自动报警与联动 （2）电话系（3）电 视系统（4）音响系统（5）计算机网络系统（6）安保系统 发展趋势：自动化，节能化，信息化，智能化第二章供配电系统的构成电力系统的组成及作用由发电厂、变电所、电力线路及电力用户组成分别起到生产、转换、分配、输送和使用电能的作用。什么是额定电压？什么是平均额定电压？电力系统为什么要规定不同的电压等级？电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。平均额定电压指线路始端最大电压（变压器空 载电压）和末端

2、用电设备额定电压的平均值。供配电系统中发电机、用电设备、变压器的额定电压以及线路的平均额定电压如 何确定。规定不同的电压等级是因为用电器的功率大小和距离电源的距离不同，远距离大功率的用电单位必须要用高压输电才 能避免导线上的损失过高，且环境对输电要求也有影响。供配电系统中发电机、用电设备、变压器的额定电压以及线路的平均额定电压如何确定。用电设备的额定电压（Ur）和同级电网额定电压（UN）一致。发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。变压器一次绕组：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与线路额定电压相同。注意：但当变压器一次绕组 直接与发电机相连

3、时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。变压器的二次绕组对于用电设备而言，相当于供电 设备。第一种情况比用电设备额定电压高10%第二种情况比用电设备额定电压高5%线路的平均额定电压Uav指线路始端最大电压（变压器空载电压）和末端用电设备额定电压的平均值。 七寸 L05负荷分级的依据是什么？它们对电源、主接线和供配电网络形式分别有哪些要求？负荷分级的依据：停电影响，允许停电时间，对供电电源要求。一级负荷：人身伤亡、重大设备损坏，国民经济极大损失。备用电源投入时间短，特别重要负荷不允许停电。两个独立电源供 电。而对特别重要的一级负荷，应增设应急电源。例如：炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂

4、二级负荷：政治、经济造成较大损失，设备局部损坏大量减产等。允许短时停电几分钟。二级负荷宜由两回路供电，两个回路 应尽可能引自不同的变压器或母线段。例如：纺织厂，化工厂、影剧院、商场三级负荷：不属于一级和二级负荷的电能用户均属于三级负荷。停电影响不大。对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可采 用单回路供电。断路器、负荷开关、隔离开关的区别是什么？断路器：除了可以开断和接通系统的正常负载电流，还可以开断和接通系统的故障和短路电流。负荷开关：可以开断和接通系统的正常负荷电流，但不能分断系统的故障电流。隔离开关：只能开断和接通系统空载电流，并且作为主接线系统的明显断开点，在检修过程中作为系统的明显断开

5、点。“断路器+隔离开关”的开关组合形式在进行分、合操作时，应注意的操作顺序是什么？ 断电时，先断开断路器，再断开隔离开关；送电时，先拉下隔离开关，再拉下断路器。避雷器的工作原理。在线路电压低于避雷器保护电压时，避雷器表现出高阻抗，不影响供配电系统正常工作；在线路电压大于避雷器的保护电压时， 避雷器电阻急剧下降，表现为低阻抗，线路经避雷器，接线装置构成回路，使线路电压快速下降，从而实现过电压保护；在线 路电压恢复到低于避雷器保护电压后，避雷器又自动回复到高阻抗状态，供配电系统又可正常工作。利用的是避雷器的非线性 电阻特性。电流互感器和电压互感器使用时的主要事项。电流互感器：在工作时其二次侧不得开

6、路，二次侧有一端必须接地，连接时要注意其端子的极性。电压互感器：在工作时其二次侧不得短路，二次侧有一端必须接地，连接时要注意其端子的极性。电力电容器的作用。实现静止无功功率补偿，提高线路功率因数。什么叫主接线？高、低压供配电系统中常用的主接线形式有哪些？各有什么特点？主接线中母线的作用是什么？变电所的电气主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流电压互感器、母线、电力电缆或导线等电气设备以一定次序相连接 的接受和分配电能的电路。形式：有母线接线无母线接线，其中有母线接线又分为单母线接线（单母线不分段制：一回进线，两回进线；单母线分段 接线：两回进线，三回进线；单母线带旁路接线）和双母线接线；而无

7、母线接线又分为线路一变压器组单元接线和桥式接线（桥 式内接线，桥式外接线）。单母线不分段：电源进线和出现汇集于一条完整的母线。单母线分段：在一母线段发生故障时，另一 母线投入使用。单母线带旁路母线主接线是在单母线分段的基础上增加一条旁路母线的主接线形式。双母线具有两组母线，变 电所每回进线出线通过隔离开关可以接在任何一段母线，投资多，安全性差。变压器母线组主接线用于只有一回进线和一回出 线的场合。桥式接线：当只有两台变压器和两条线路，能实现电源线路和变压器的充分利用。桥式内接线：适用于进线线路较 长，负荷比较平稳，变压器要经常投切的场合。桥式外接线：适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器经常

8、切换的场合。什么叫供配电网络结构？供配电系统中常见的网络结构有哪几种？各有何特点？指电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。供配电网络常用的典型网络结构分为 放射式树干式链式环式放射式特点：是配电母线上每路馈电出线仅给一个负荷点单独供电，各出线回路相互不影响。树干式特点：是配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电。链式特点：这是一种变形的树干式，适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。链式线路只在线路首 端设置一组总的保护，可靠性低。环式特点：环式接线又称环网接线，其特点是把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络。变、

9、配电站的任务与分类。任务:变电所担负着从电力系统接受电能，经过变压器降压（通常降为0.4kV），然后按要求把电能分配到各类用电设备（接受电 压和变换电压）。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务（接受电压和分配电压）。两者所不同的是，变电所中有 电力变压器，而配电所中没有电力变压器。分类：（1）在供配电系统中，一般将35kV/10 （6） kV的变电所称为区域变电所或总降压变电所。（2） 10 （6） kV/0.4kV的变配 电所称为用户变电所，在工业企业中则称为车间变电所。（3） 10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用较为普遍。变、配电站站址选择应遵循的原则是什么？接近负荷中心；

10、接近电源侧；进出线方便；设备运输方便；不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀 性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方， 且不宜与上述场所相贴邻。不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方， 当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 不应设在地势低洼和可能积水的场所。变（配）电所位于高层（或其他地下建筑）的地下室时，不宜设在最底层。当地下 仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施。并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍变（

11、配）电所的可能性。试述架空线路和电缆线路、封闭式母线的结构特点与敷设方式，并分析其优、缺点。架空线路：导线结构：单股线、多股绞线。电杆：水泥、钢、铁架塔。横担：铁、瓷优点：1）设备简单，造价低。2）露置空中，易于检修和维护。3）利用空气绝缘，建造比较容易。敷设方式：架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。由导线（一般为钢芯铝绞线）、横担、 绝缘瓷瓶和杆塔组成。缺点：1）侵占地面位置，有碍交通。2）易受环境影响、安全可靠性较差。3）影响美化。电缆线路：导线结构：电缆芯线-铝芯或铜芯，圆形或扇形截面，绝缘层-各芯线绝缘、相间绝缘，密封护套-铅包，保护层-钢带、 钢丝叠

12、加、沥青防腐层优点：电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，铺设在地下，结构紧凑、占用空间小、走向和布置灵活、 不影响环境、现场施工简便。缺点：具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障。封闭式母线：金属封闭母线，母线槽根据导体材料分类：硬母线：铜一导电率高、机械强度高、抗腐蚀性能好 铝一导电率较低、重量轻、耐腐蚀性能差 软母线：钢芯铝绞线优点：通过的功率大、要承受很大的动热稳定。低压配电线缆的敷设方式有哪些？1）直接埋地敷设2）电缆沟或隧道敷设3）电缆排管敷设4）电缆桥架敷设第三章负荷计算用电设备的工作制是指什么？负荷持续率（暂载率）是指什么？用电设备的工作制是指设备的运行特

13、征。分为：连续运行工作制（长期工作制）短时运行工作制（短期工作制）断续周期工作制（反复短期工作制）断续周期工作制的设备，通常用暂载率e表征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期的百分比值，即为e用电设备额定容量的计算长期工作制设备的设备容量g Pe=PN 短期工作制设备的额定功率不计入设备容量断续工作制设备用暂载率来描述例如：Pe = PN x、： 25% =2Pn、EN3年最大负荷和年最大负荷利用小时的定义年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax，它是一

14、个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax （或P30）持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。什么是计算负荷？一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导电体的依据。用Pc（Qc、Sc、Ic）或P30（Q30、S30、I30）表示。5.负荷计算-会用需要系数法进行负荷计算Pc= Kd*Pe 1式中KC K 有功计算负荷，kW； Kd需要系数；Kd 1； Pe经过折算后的设备容量，kW。需要系数式中：K同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部

15、用电设备总额定容量之比；KL负荷系数，用电设备功率不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际与其额定功率之比；nwi线路供电效率；n 用电设备组在实际运行功率时的平均效率。Kd只能靠测量统计确定.电设备组的计算负荷:P = K -P （kw） S = ,PTQ2kVA） I = S /v3U ）（A） Q = P - tg （k var） c c c多个用电设备组的计算负荷（配电干线和变电所低压母线）5 = Ke* S = 2 + Q2 版）I = S J V3uJ CA） i=1KS 一 同期系数，取值范围0 .81Kdi-P (kw) Q=K 芝 tg - P (k var)i=1设

16、备分组内有三台以上需要系数法注意要点：1.设备分组内只有三台或三台以下设备，计算负荷等于其设备容量之和；2.设备，计算负荷可采用需要系数法计算确定；3.对于配电干线，其计算负荷为配电干线供电范围内各用电设备组的计算负荷 之和再乘同时系数;4 .对于变配电所的低压侧总负荷，其计算荷为各配电干线的计算负荷之和再乘同时系数5 .变配电所的高压侧负荷还要考虑变压器损耗。单台用电设备的计算负荷Pc1=PePe一换算到统一暂载率下的电动机的额定容量；无功计算负荷：Qc1=Pc1tg,中一用电设备功率因数角。用电设备组的计算负荷:1.有功计算负荷：Pc2=KdPeKd一用电设备组的需要系数；Pe一用电设备组

17、的设备额定容量之J和，但不包括备用设备容量2.无功计算负荷：Qc2=Pc2tan中wm 3.视在计算负荷：Sc2 = ；电 + Qc2计算目的：用于选择各分组配电干线及其上的开关设备。单位负荷法根据特定对象的耗电量，根据以往的统计资料进行估算，得出用电对象的单位负荷的计算方法。单位指标法、单位面积功率法是建筑供配电系统常用的方法。1.单位指标法：Pc =PXN 式中P，单位用电指标;N总的单位数量。负荷密度法（单位面积功率法）：Pc=PXA 式中P负荷密度W.m2 ; A总的建筑面积。功率损耗计算线路损耗：有功功率损耗：APL = 3I；R X 10,kW无功功率损耗： Ql = 31CX X

18、 10一3，kV（ir式中：Ic线路中的计算电流，A； R线路每相电阻Q,等于单位长度的电阻R0乘以长度L； X线路每相电抗Q,等于单位长度的电抗X0乘以长度L。变压器的功率损耗：有功功率损耗APT岑=电,+也堀淄OT +MCUN S式中：Sc变压器低压侧的计算负荷，kVA； SNT 变压器额定容量，kVA； AP0 T变压器一 r s PCUN变压器有功短路损耗，kW。无功功率损耗AQT： Qt = Qot +Qnt I SNT,kW7备空载有功损耗，kW；, 、2 q I% U% ( s nAqq IS式中：功率因数过低对供电系统的影响有哪些?（1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的

19、电气元件，容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺 寸增大，因而增大了初投资费用。（2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。（3）线路的电压损耗增大。影响 负荷端的异步电动机及其它用电设备的正常运行。（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。静电电容器的补偿方式有哪些？分就地补偿、低压集中补偿和高压集中补偿三种。第四章安全与接地什么叫接地装置？由哪几部分构成？接地装置：接地：将电气装置中某一部位经接地线和接地体与地做良好的电气联接。接地装置的主要作用是向大地均匀地泄放电流，使电气设备外壳对地电压不至于过高。接地装置包括接地体和接地线两部分，它也是防雷装置的重要组

20、成部分。什么叫接地电阻？什么叫对地电压、接触电压、跨步电压？接地电流流入地下以后，就通过接地体向大地作半球形散开，这一接地电流就叫做流散电流。流散电流在土壤中遇到的全部电阻叫做流散电阻。接地电阻是接地的流散电阻与接地线、接地体的电阻之和。电气设备的接地部分，与零电位的“大地”之间的电位差，称为接地部分的对地电压接触电压Utou，即人站在距设备0.8m处，手触外壳等带电部分，手脚之间所受的电压值。跨步电压Ustep，即人在接地故障区域内行走，跨出0.8m步距的两脚所受到的电位差值。会分析人体触电的方式。直接接触触电:（1）电源中性点接地的单相触电（2）电源中性点不接地系统的单相触电（3）双相触电

21、接触电压触电（接触正常不带电的金属体）跨步电压触电接地的类型有哪些？保护接地的类型有哪些？会分析不同的接地系统。按装置属性分:自然接地，人工接地按电压分:高压系统接地（直接接地，不直接接地），低压系统接地（TN,TT,IT）按功能分：工作接地，保护接地，防雷接地，屏蔽接地，逻辑接地，信号接地，防静电接地防电蚀接地等。等地位联结的含义及作用。等电位联结是使建筑物电气装置的各外露可导电部分与电气装置外的其它金属可导电部分进行电位基本相等的电气连接。等电位联结的作用：1.显著降低人体接触电压2.有效消除来自外部的危险电压第五章 供配电系统短路电流计算供配电系统常见的短路种类有哪些？短路的主要危害是什

22、么？三相短路2.两相短路3.单相短路4.两相接地短路短路的危害：1.短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备过热损坏；2.短路电流的力效应可能使设备永久变形或严重 损坏；3.短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作；4.短路可能使电力系统的运行失去稳定；5.不对称短路产 生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作。无限大电源系统有什么特征？如何确定一个系统是否可以等效为无限大容量电源系统？有什么作用？无限大电源系统：指电源内阻抗为零，供电容量相对于用户负荷容量大得多的电力系统。不管用户的负荷如何变动甚至发生短 路时，电源内部均不产生压降，电源母线上的输

23、出电压均维持不变。在工程计算中，当电源系统的阻抗不大于短路回路总阻抗 的5%10%，或者电源系统的容量超过用户容量的50倍时，可将其视为无限大电源系统。目的：简化短路计算产生最大短路电流的条件是什么？（1）短路前电路处于空载状态（2）短路回路为纯感性回路（3）短路瞬间电源电压过零值三相短路冲击电流ish和三相短路电流最大有效值Ish有什么不同？各有什么用途？三相短路冲击电流,即在发生最大短路电流的条件下，短路发生后约半个周期出现短路电流最大可能的瞬时值用来校验电气设备 短路时的动稳定性。而三相短路电流最大有效值指的是短路后的第一个周期内短路全电流的有效值；用来校验电气设备在短路 冲击电流下的热

24、稳定性。短路容量的物理意义是什么？短路功率又称为短路容量，它等于短路电流有效值同短路点所在电压等级的平均电压（一般用平均额定电压）的乘积。其物理 意义为无限大电源向短路点提供的视在功率。k av p短路电流计算的标幺值和有名值各有什么优缺点？各自分别适用于什么情况？标么制的优点：1.简化计算过程中的数字位；2.可不再进行参数折算；3.有的参数具有相同的标幺值7.会用标幺值计算高压电网三相短路电流SX* = X* x d dN N1）发电机（电动机）电抗标幺值X SXL = ZL = UXL-J jS-jRLU2 0式中，L为线路长度，R0、讪为线路单位长度的电阻和电抗，可查手册。2）电力线路的

25、电抗标幺值R*WL3）电力变压器的电抗标幺值X *T100U 2avN .TS/项% S1()0 LN-T4）电力系统高压馈电线出口处（电源）电抗标幺值Sk为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量5）电抗器的电抗标幺值x * = XX = Ht Ht=土S / X. S S SSX* = X* xj xH HN SHNI j /式中，AUH %为电抗器绕组电抗百分比。2_ 叫 1 U=100 x 广 *HN=竺 x_Ux S100 弋 3I U2 :HN jUU 2无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算由此可得三相短路电流周期分量有效值:I=I i其他短路电流： ，3（对高压

26、系统），i 浇 1.841shzI 浇 1.091shz（对低压系统），三相短路容量:8.两相短路电流有什么作用？如何估算？_3两相短路电流用来校验继电保护系统的灵敏度。I=二厂I=0.866,1=二厂1=0.8661 因 sh 2 shsh sh 2 shsh此，无限大容量系统短路时，两相短路电流较三相短路电流小。第六章设备与导线选择高压电气设备选择满足的技术条件。会选择高压电气设备电气设备选择的一般原则：安全可靠、符合规范、技术先进、经济合理 高压电气设备选择的技术条件：设备长期运行（正常 工作）条件校验，设备在短路故障下的校验，设备的绝缘水平校验，开关设备的操作性能校验选择电缆截面的方法

27、有哪些？会选择电缆截面。按允许持续载流量选择导线和电缆的截面，按允许电压损失选择导线和电缆截面，按机械强度选择导线和电缆截面，能承受短 路电流的冲击。工作零线和保护零线的截面如何选择工作零线（N线）截面选择：（1）在TN-S系统中，N线的允许持续载流量不应小于线路的最大不平衡负荷电流，并应计入谐 波电流的影响。（2）以气体放电灯为主要负荷的回路，N线的截面不应小于相线截面。（3）供配电系统中N线的最小截面应满 足教材P190表6-34的规定。保护零线PEN线和PE线截面选择：供配电系统中PEN线和PE线的最小截面应满足教材P190表6-35的规定第七章建筑防雷雷电效应有哪些？雷击的类型及危害。

28、建筑物防雷分类。热效应，力效应，电效应建筑物防雷分类：一类防雷建筑物：建筑物中制造、使用或贮存大量爆炸物质；工业企业内有爆炸危险的漏天钢质密闭气罐 二类防雷建筑物：具有特别重要用途的建筑物；国家级重点文物保护的建筑物和构筑物；高度超过100m的建筑物三类防雷建筑物：重要的或人员密集的大型建筑物；省级重点文物保护的建筑物或构筑物；19层及以上的住宅建筑和高度超过 50m的其他民用和一般工业建筑物；省级及以上的大型计算机中心和装有重要电子设备的建筑物。会计算建筑物年预计雷击次数。经验公式为：Nd=0.024KT：.3Ae式中：Nd建筑物年预计雷击次数；K校正系数；Ae与建筑物截收相同雷击次数的等效

29、面积。防直击雷系统有哪几部分构成？各部分的作用分别是什么？通常由什么材料制成？由接闪器、引下线和接地体三部分组成。接闪器就是专门用来接受雷云放电的金属物体；引下线是连接接闪器与接地装置的金 属导体；接地体是用来将雷电流散射到大地的金属导体，一般分为自然接地体和人工接地体。避雷针（接闪器）一般用镀锌圆钢或焊接钢管制成，应考虑防腐蚀，除应镀锌或涂漆外。在腐蚀性较强的场所还应适当加大截 面或采取其它防腐措施。避雷带（接闪器）宜采用圆钢或扁钢制成，宜优先采用圆钢。避雷网（接闪器）分明装和暗 装两种。明装避雷网一般可用直径8mm的圆钢或截面12x4mm2的扁钢做成。避雷针保护范围的计算（滚球法）一、二、三类防雷建筑所需的滚球半径分别为30m、45m、60m。a.距地面hr处作一平行于地面的平行线；b.以避雷针的针尖为圆心、hr为半径，作弧线交平行线于A、B两点；c. 以A、B