建筑电气(1~3).

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1、建筑电气建筑电气 庞胜华庞胜华 Email:pang96210 Email:pang96210 第一章 建筑电气概述 第一节 研究的意义及系统组成 一、 意义： 以电能、电气设备和电气技术为手段，创造与 改善室内空间的电、光、热、声环境的一门学 科。 二、组成 由用电设备、配电线路、控制和保护设备组成 第二节 建筑电气设备的分类 作用分类作用分类 专业属性专业属性 创造环境的设备创造环境的设备追求方便的设备追求方便的设备 增强安全的设备增强安全的设备 提高经济性及提高经济性及 控制性的设备控制性的设备 照明设备照明设备动力设备动力设备弱电设备弱电设备 洗衣设备洗衣设备 厨房设备厨房设备 运输设

2、备运输设备 空调和通风设备空调和通风设备供配电设备 供配电设备 第三节 建筑电气系统的分类 建筑电气系统建筑电气系统 供配电系统供配电系统 用电系统用电系统 建筑照明系统建筑照明系统 建筑动力系统建筑动力系统 建筑弱电系统建筑弱电系统 一、供配电系统 一次接线（主接线） 直接参与电能的输送与分配，由母线、开关、配电 线路、变压器等组成。 二次接线（二次回路） 在配电系统中装设各种辅助电气设备以保证供配电 系统的安全、经济以及操作方便。 质量好坏直接影响整个建筑电气系统的性能和安全 二、建筑的用电系统 建筑电气照明系统：电能 光能，由电气系 统和照明系统组成。 建筑动力系统：电能 机械能的电动机

3、。 建筑弱电系统：满足人们获取信息的需要和保 持相互联系的各种系统。 “强电”系统 室外电气 动力、照明配电箱安装，电线、电缆 导管和线路敷设，接地装置安装。 变配电室 变压器、箱式变电所安装，配电箱和 接地装置安装，避雷引下线敷设。 电气动力 插座、开关、风扇安装，电线电缆穿 管和线槽敷设。 备用和不间 断电源安装 蓄电池组安装，不间断电源的其他功 能单元安装，电线等敷设。 防雷接地安装 接地装置安装，避雷引下线和变配电 室接地干线敷设，建筑物电位连接。 建筑电气设计、施工及验收项目 “弱电”系统 自动化系统 暖通空调、供配电等监控系统。 火灾报警消防 联动控制系统 火灾报警系统、消防专用通

4、信安装， 应急照明系统安装，安全门调试。 安保监控系统 闭路电视、防盗警报等系统安装。 通信自动化 电话卫星通信和有线电视广播系统安 装，大屏幕显示系统安装。 办公自动化 电视电话会议系统、电子邮件系统。 广播音响系统 公共广播背景音乐及音响设备安装。 综合布线系统 信息插座、跳线架，光缆安装和敷设 ，防雷防浪涌电压装置安装。 第二章第二章 建筑电气基础知识建筑电气基础知识 第一节 电路的组成 一、电路的作用及组成 u作用：电路起着转换、传输和分配电能的作用。 u组成：由电源、中间环节和负载组成。 二、电路的基本物理量 u电流：带电粒子受到电场力作用形成有规则定向运动 u电位：电场中某一点位置

5、所具有的电位能，用表示 u电压：表示电源电场力对运动电荷所作的功，也称电 位差，或称电压降。（为什么？） u电动势：在电源内部，外力把单位正电荷从电源负极 移向正极所作的功。（电动势的方向？） u电能：电流通过电路时，电路内发生能量转换。 u电功率：单位时间内电路中产生或消耗的电能。 u电阻：电荷在导体内流动受到导体内分子的阻力。 三、电路的工作状态 1.开路状态：当电路的开关断开时，称为开路状态，特 征是电流为零。检修线路时一般应在开路状态。 2.短路状态：当电路中有电压的两点被电阻为零的导体 连接时，称为短路，特征是电流往往很大。 3.额定工作状态：电气设备长时间工作所容许通过的最 大电流

6、，满载时就是额定工作状态。 第二节 基本定律 一、欧姆定律 导体中电流大小与加在导体两端电压成正比，与导体的电 阻成反比，包括一段无源电路和全电路欧姆定律。 二、基尔霍夫定律 基尔霍夫第一定律：也称节点电流定律，当多个电流经过 其公共节点时，流入电流之和等于流出电流之和。 基尔霍夫第二定律：也称为回路电压定律，升高的电位等 于降低的回路。 用来确定各支路、各部分电流之间的关系 用来确定一个回路内各部分的电压关系 练习题 1、I1=I2=2A，I2=-5A，求I4？ 2、 已知I1=5A，I2=2A，求I3？ 3P16例2.6 第三节 单相交流电路 一、正弦交流电的特征 1. 交流电周期与频率：

7、表征交流电变化快慢特征的量。 2. 交流电最大值：或称幅值，表示交流电大小的特征。 3. 相位与相位差：交流电在某一瞬间所变化的电角度为 相位；当两个同频正弦交流电相比较时相位角之差称为 相位差。若相位差为零则称同相，若为180则称反相 若其中一个先达到零值称为导前，后达者称为滞后。 二、正弦交流电的表示方法 表示方法有三角函数法、正弦曲线法、极坐标法和相 量表示法等几种方法。 1. 有效值：正弦交流电通过一个电阻在一周期内所发出 的热量与一个直流电通过时发出热量相等时，这个直流 电的数值就是正弦交流电的有效值。 2. 相量表示法： 箭头方向代表初相角箭箭头方向代表初相角箭 线长度代表有效值大

8、小线长度代表有效值大小6060 I I 1 1 I I 2 2 三、负载的性质 交流电路中负载用电抗X表示，由三个负载参数组成 即由电阻、电感和电容组成。 1. 纯电阻性质负载：负载由电阻构成，如白炽灯。 电压与电流同相位（相位差为零） 电压与电流的关系（与直流电路欧姆定律形式相同） 电功率（表示把电能转换成了其他形式的能） 2. 纯电感性质负载：负载由线圈构成，把以电感参数为 主其他参数小到可以忽略的程度的电路称纯电感电路。 电流与电压的相位关系：电流滞后电压90相位角 电流与电压的大小关系：电流与电压成正比。 3. 纯电容负载：当负载参数只有电容，其他参数可以忽 略不计时称纯电容负载，如纯

9、电容器组成的电路。 电流与电压的相位关系：电流导前电压90电角度 电流与电压的大小关系：电流与电压成正比。 功率关系：瞬时功率、有功功率和无功功率。 电容和电感一样都称为无功元件 4. 电阻、电感串联电路 电流与电压的相位关系：电流与电压UR同相，且滞 后于电压一个角。 电流与电压的关系： 功率关系：瞬时功率、有功功率、无功功率和视在功 率。电阻、电感串联负载既消耗电源功率又占用电源功 率，电流、电压有效值之乘积称为视在功率，S表示。 在电气工程中，变压器的容量就是用视在功率表示的。 第四节 功率因数及其改善的方法 一、定义：有功功率和视在功率之比。 二、大小：负载性质不同，功率因数大小不同，

10、如纯电 阻时为1，纯电感和纯电容时均为0。 三、改善功率因数的意义 充分利用电源的容量：一定的额定电压和额定电流， 当负载功率电压定时，负载电流与功率因数成反比。 线路功率损耗小：当电压、线路电阻和负载功率一定 时，功率因数越高，电流越小。 线路电压损失小： 节省投资：功率因数高线路电流小，所以导线截面 小，还可降低控制设备、保护设备的规格，节省投资。 功率因数高可节约电费：规定对低压用户，功率因数 大于0.85则调低电费单价，反之调高电费单价；高压用 户功率因数以0.9为界限，改变电费单价。 对新建的工厂，功率因数低于0.9时不予供电。 四、改善功率因数的方法 提高自然功率因数的方法：选择电

11、动机的容量要尽量 使其满载；电力变压器不宜长期轻载运行；合理安排工 艺流程；异步电动机的同步化运行。 补偿法提高功率因数：由于电容器是储能元件，利用 它的无功功率来补偿用电设备的自感无功功率。 提高功率因数指供电线路的，并没有改变负载本身的性 质或功率因数，对负载的电流电压功率功率因数都不变 第五节 三相交流电路 一、三相交流电源 二、三相负载的组成与联接 1. 三相不对称负载的星形联接：负载的三个相电压分别 等于电源相电压，所以是对称的；负载电流相量和不等 于零因而中线上有电流，但电流一般不大；中线不可断 线，否则负载电压失去平衡；中线的作用是保证负载各 相电压分别与电源相电压相等，当某相断

12、路时不影响其 他相工作；中线电流的大小等于各相电流的相量和。 2. 三相对称负载的星形联接：中线上的电流为零，所以 可以省去中线，一般用于高压输电或低压动力线路。 3. 三相负载的三角形联接：当负载电压等于电源线电压 时，负载应采用三角形联接，特点：当负载平衡时各相 电流相等，各线电流也相等，而且线电流是相电流的 倍，即 当负载不平衡时不成立 ；无论负 载平衡或不平衡，各线电压恒等于各相电压，即 三、三相电功率 u负载不平衡时：无论何联接，计算时先求出各相功 率，后再求和得总功率。 有功功率P： 无功功率Q： 视在功率S： u负载平衡时：求出一相功率，再乘3倍即总功率。 有功功率P： 无功功率

13、Q： 视在功率S： 角是电流和电压的相位差角 实用中铭牌一般都标出线电压、线电流。 例：已知三相平衡负载，各相R=3，XL4，负载 额定电压220V，当电源线电压为380V时，问：1.这三 相负载采用何种接法？2.相电流是多少？3.三相总功 率、无功功率、视在功率是多少？4.若负载本应星形联 结，误为三角形联结，后果如何？ 解： 练习题 1、对称三相负载连接成三角形，有功功率为2.4kW，功率因素 0.6，已知电源线电压UL=380V，求通过负载的电流？ (3.51A) 2、对称三相负载连成星形，线电流为45.6A，电路视在功率为 30KV.A，有功功率为15KW，求每相负载阻抗为多少？ (8

14、.33) 3、如图所示，三相正弦交流电路中，对称负载连接成三角形， 已知电源电压UL=220V，每相阻抗Z=15+j16.1欧姆，当AB相 断路时，电流表的读数是？(10A) 4、已知电源线电压为380V，负载为白炽灯组，功率为 PU=9680W， PV=4840W， PW=2420W，UN=220V，如图所 示，问：负载如何接线？求负载相电压，相电流。 (22A)(44A)(11A)(220V)星形连接 第六节 IT、TT及TN供电系统 供电系统供电系统 TTTT系统系统 TNTN系统系统 ITIT系统系统 TN-CTN-C TN-STN-S TN-C-STN-C-S 保护接 地系统 电气设

15、 备金属 外壳直 接接地 接零保护系统 接零保护系统 保护 零线 与工 作零 线分 开否 I表示电源侧没有工作接地，T负载侧电气设备 进行接地保护。供电距离不长时可靠性高安全性好 TN-C方式 供电系统 TN-S方式 供电系统 1、某单单位架空线线零线线被风风刮断，问对问对 三相照明有何影响？ 2、有一栋栋大楼，其中一个灯具短路，问对问对 三相负负荷可能会 产产生哪些影响？对对其他相有何影响？ 一般三相照明是不平衡的，工作零线断后，三相负载相电 压不再平衡，造成有些设备不能正常工作有些设备将被损 坏。对三相动力设备一般无影响。 发生短路的支路分熔断器熔断，该支路照明熄灭，对其他相 无影响；该相

16、线熔丝断，则该相停电，也不影响其他相照明 ；若三相空气开关跳闸，则三相停电；对三相动力负荷，断 一相则不能正常运行，断三相则停车；若中线断开，由于三 相负荷不平衡，照明不能正常工作。 3、PE线线与工作零线线有什么区别别 ？ PE线平时没有电流，而N线在三相负载不平 衡时有电流； 功能不同，N线是工作零线，PE线是专用保 护接地或接零线； N线用黑色或浅蓝色表示，PE线用黄、绿双 色线； 导线截面不一定相同，如照明支路PE线必须 用铜线，截面不得小于1.5mm2，N线用铜线 时1.0mm2即可。 第三章 电气设备 第一节 动力设备 电动机的型号 机座中心高 （mm） 机座长度代号 环境代号 极数 定子铁心 长度代号 产品代号 第二节 常用低压控制器及设备 低压电器 电压在500V以下的各种控制设备、继电器 及保护设备等。 一、低压断路器（或自动断路器，简称空开） l功能：具有全负荷分断，短路、过载和失、欠压保护 很好的灭弧能力，常作配电箱中总开关或分路开关