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1、建筑配电工程,基础知识,2,第一节交流电基础知识,一、正弦交流电二、交、直流电波形图三、单相交流电路四、功率因数五、三相交流电路,一、正弦交流电 大小和方向随时间按正弦规律作周期性变化的电动势(e)、电压(u)和电流(i)。二、交、直流电波形图,直流电,交流电,三、单相交流电路（电源、中间环节、负载）,1.纯电阻电路负载由电阻组成的交流电路（1）特点 电阻: R=(L) /S（） 相位关系: 电压与电流同相位 电流与电压关系: I=UR/R 电功率: 电能全部转换成其它形式的能，平均值称为“有功功率”。 P=URI（W）或（kW）,单相交流电路,（2）纯电阻电路图示,a) 电路图,b)电流、电
2、压及功率波形图,c)相量图,单相交流电路,2.纯电感电路由感性负载构成的交流电路 （1）特点 感抗: XL=2fL=314L （） 相位关系: 电压超前电流90电流与电压数值关系: I=UL/XL电功率: 电能与磁场能之间的“吞吐”交换，其幅值称无功功率“QL” QL=IUL (Var)或(kVar) P0,单相交流电路,（2） 纯电感电路图示,a)电路图,b)电流、电压、功率波形,c)相量图,3.纯电容电路由容性负载构成的交流电路 (1) 特点 容抗： XC= 1/(2fC)=1/3.14C （） 相位关系: 电压落后电流90 电流与电压数值关系： I=UC/XC 电功率: 能与电场能之间的
3、“吞吐”交换，其值称 无功功率“QC” QC=IUC (Var)或(kVar) P0,单相交流电路,(2) 纯电容电路图示,a)电路图,b) 电流、电压、功率 波形图,c)相量图,单相交流电路,4. R、L、C电路图形比较,单相交流电路,5. RLC串联电路,a) 电路图,b) 向量图,单相交流电路,6. 功率关系,单相交流电路,有功功率 P=IUR (W) 或 (kW)无功功率 Q=IUx (Var) 或 (kVar)视在功率 S=IU (VA) 或 (kVA),单相交流电路,1. 功率因数COS=PS纯电阻电路COS=1纯电感电路COS=0纯电容电路COS=0感性负载电路COS=（01）,
4、四、功率因数的提高,2. 提高功率因数的意义可以充分利用电源的容量 S=P/COS 降低电路上的电能损失 I=P/(UCOS)；P=I2RL 减少线路上的电压损失 U=IRL 低压用户 COS0.85 高压用户 COS0.9,功率因数的提高,3. 改善功率因数的方法(1)提高自然功率因数法设备(2)功率补偿法感性负载两端并联电容器,a)电路图,b)相量图,COS1=IR/IRL; COS2=IR/I,功率因数的提高,由三个频率相同，幅值相等，相位互差 120的三个正弦电动势按一定的方式连接起来而成的电源，以及接上负载后形成的三相电路的统称。,五、三相交流电路,1. 三相交流电源：三相交流发电机
5、或电力变压器2. 三相交流电压,三相交流电路,3. 三相交流电压源的联接电源的星形（Y）联接（Ul =1.732Up）电源的三角（）联接(Ul=Up),三相交流电路,4. 三相交流负载电路(1)三相不对称负载的星形连接,三相交流电路,(2) 线路特点1) 负载的三个相电压值分别等于电源相电压值；2) 负载电流的向量和不等于零， IN=IA+IB+IC IN0;3) N线不得安装熔断器或开关；4) 中性线作用 保证负载各相电压分别与电源相电压相等。 ,三相交流电路,1. 根据欧姆定律I=U/R,可导出R=U/I，关于此公式，下面 说法正确的是 A.导体电阻的大小跟导体两端电压成正比 B.导体电阻
6、的大小跟导体中的电流成反比 C.导体电阻的大小跟导体两端电压和导体的电流无关 D.导体两端电压为零时，导体电阻也为零2. 低压供电的用电单位功率因数应为下列哪个数值以上? A0.8 B0.85 C0.9 D0.95,课堂讨论,3. 在下列单位中,请选出电功率的单位 A伏特 (V) B安培 (A) C千瓦小时(kwh) D瓦 (w)4. 在感性负载上并联以下哪种设备可以提高功率因数? A变压器 B电容器 C整流器 D继电器,课堂讨论,5. 整流器的功能是以下哪一条？ A把直流电转换成交流电 B把交流电转换成直流电 C稳压稳流 D滤波6. 接通电路后，电流流过导体，会在导体及其周围产生效 应，下列
7、哪个是错误的？ A热效应 B磁场效应 C电场效应 D声效应,课堂讨论,第二节 常用建筑电气设备,一、变压器二、低压电气设备（一）动力设备（二）常用低压控制和保护电器,变压器为电能转换设备，可将交流电由一种等级的电压与电流转化为同频率的另一种等级的电压与电流。分类：相数不同单相、三相、多相变压器； 作用不同升压、降压、接地变压器； 用途不同电力、照明、耦合和控制变压器； 冷却方式不同干式、油浸式变压器。,一、变压器,变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为 A级 E级 B级 F级 H级。,各绝
8、缘等级具体允许温升标准 A E B F H最高允许温度（） 105 120 130 155 180 绕组温升限值（K） 60 75 80 100 125 性能参考温度（） 80 95 100 120 145,变压器的运行特性,变压器选择应考虑以下因素变电所的位置；建筑物的防火等级；建筑物的使用功能及对供电的要求；当地供电部门对主变压器的管理体制。,在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即,（一）动力设备电动机、内燃机（柴油机和汽油机）、空气压缩机、蒸汽机。电动机是依据电磁感应原理，将电能转变为机械能的 动力设备；根据：型式、功率、转速选择。,二、低压电气设备,电动机
9、,按它产生或耗用电能种类的不同，分为直流电机和交流电机；交流电机又按它的转子转速与旋转磁场转速的关系不同，分为同步电机和异步电机；异步电机按转子结构的不同，还可分为绕线式异步电机和鼠笼式异步电机。民用建筑和工业建筑中最常用的低压电动机是交流异步鼠笼型电动机。,（二）常用低压控制和保护电器刀开关低压断路器接触器磁力起动器漏电保护器,低压电气设备,1.刀开关1）胶盖刀开关2）铁壳刀开关,1-刀座 2-刀片3-熔丝 4-出线端5-胶盖挂钩,1-铁壳 2-灭弧罩3-触点座 4-刀片5-操作连锁机构6-手柄 7-熔断器座8-熔断器9-中线接线座,低压电气设备常用低压控制和保护电器,2. 低压断路器低压断
10、路器控制设备，具有全负荷分断能力、短路保护、过载保护、和欠电压保护等功能，有灭弧能力；可用于配电箱中的总开关或分路开关。,1、2、9-拉力弹簧 3-锁扣 4-顶杆 5-电磁铁 6-发热电阻 7-失电压电磁铁 8-双金属片,低压电气设备常用低压控制和保护电器,3. 接触器接触器是利用电磁铁的吸力来控制触头动作的电磁开关；分直流和交流两类。特点：电流小，控制安全可靠；电磁力动作迅速，可频繁操作；可多处或遥控控制；有失电压或欠电压保护作用。,1-铁心 2-线圈 3-衔铁 4-反作用力弹簧 5-绝缘拉杆 6-桥式可动触头 7-静触头,低压电气设备常用低压控制和保护电器,4. 磁力起动器磁力起动器由接触
11、器、按钮和热继电器组成，有可逆运行功能。热继电器是具有延时动作的过载保护器件。,1-外壳 2-双金属片 3-加热元件 4-导板 5-温度补偿双金属片 6-静触头（常闭）7-静触头（常开） 8-复位调节螺钉 9-动触头 10-再扣弹簧 11-复位按钮 12-按钮复位弹簧 13-凸轮（电流调解钮） 14-支持杆 15-弹簧 16-推杆,低压电气设备常用低压控制和保护电器,5漏电保护电器主要有电流动作型。根据保护功能的不同可分为：漏电保 护开关、漏电断路器、漏电继电器和漏电保护插座。漏电保护开关具有漏电保护以及手动分断电路的功能，但不具备过载保护和短路保护功能。漏电断路器具有漏电保护功能，并且具备过
12、载保护和短路保护功能。漏电继电器用于发出信号、控制断路器、接触器等设备，具有检测和判断功能。,低压电气设备常用低压控制和保护电器,剩余电流动作保护装置,是指电路中带电导线对地故障所产生的剩余电流超过规定值时，能够自动切断电源或报警的保护装置。剩余电流保护器是指能同时完成检测剩余电流，将剩余电流与基准值相比较，以及当剩余电流超过基准值时，断开被保护电路等三个功能的装置。只能完成上述两个功能而不能断开被保护电路的电器，例如剩余电流报警装置等。,哪些场所应安装使用报警式剩余电流保护装置？,对一旦发生剩余电流超过额定值切断电源时，因停电造成重大经济损失及不良社会影响的电气设备或场所，应安装报警式剩余电流保护装置。如： 公共场所的应急照明、通道照明； 确保公共场所安全的设备； 消防设备的电源，如消防电梯、消防水泵、消防通道照明等； 防盗报警的电源； 其它不允许停电的特殊设备和场所。,课堂讨论,1.哪种设备宜设剩余电流保护器,自动切断电源? A消防水泵 B火灾应急照明 C防排烟风机 D环境特别恶劣或潮湿场所(如食堂、地下室、浴室等)的电 气设备2.下列用电设备中，哪个是不需要装设剩余电流保护器？ A手提式及移动式用电设备 B环境特别恶劣或潮湿场所的电气设备 C住宅中的插座回路 D一般照明回路,
