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1、模块十 建筑供配电,工程概述,随着国民经济的快速增长，建筑市场将会给建筑照明工程带来巨大的冲击，社会需要大量从事照明工程设计、施工、监理及造价等专业技术人才。本模块教学内容选取得当，符合行业企业发展需求，在现代建筑照明中得到广泛的应用。建筑供配电系统是在建筑物起到使用电能、控制、保护等重要作用，完善的供配电系统是保证人们进行正常工作、学习和生活的必要条件。建筑供电系统由变配电、低压配电系统等组成。,知识目标,了解电路基本概念；电力系统的基本组成。 了解变配电常识、主要设备功能。 掌握建筑低压配电系统组成、配电方式、主要设备功能。 掌握电气动力系统基本知识。 了解室内配线系统组成、配电方式、主要
2、设备功能。 掌握室内配线系统安装及施工质量验收。 掌握电缆（架空线路）基本知识和安装方式。,技能目标,掌握电气工程基本知识； 掌握建筑供配电基本知识及施工方法； 掌握室内配线系统组成及施工方法； 掌握电气工程施工图纸的识图和阅读方法。 制定室内电气施工方案，分析常见质量缺陷及预防处理措施.,10.1 建筑电气系统基础知识,10.1 建筑电气系统基础知识,工程导入 我们通常根据电流的大小和方向随时间而变化分为直流电和交流电，同时，人们把建筑电气工程中的电力、照明等线路称为强电，把建筑物中安装的楼宇对讲系统、消防系统、广播系统、网络系统、安全防范系统等线路称为弱电。交流电路分为单相和三相电路，目前
3、电力系统广泛采用三相交流电路，三相交流电源的连接方式星形连接(丫)和三角形连接()。,10.1 建筑电气系统基础知识,10.1.1电路基本知识 1.电路组成及作用 1)电路的组成 电路不论简单和复杂，其基本组成是一样的，由电源、负载和中间环节组成。不同的电路，线路功能、设备类型、连接形式等不同。,10.1 建筑电气系统基础知识,(1)电源的作用是产生电能。 (2)负载的作用是消耗电能，将电能转化为机械能、热能等。建筑电气线路中用电的设备都称为负载。蓄电池在充电状态时，是作为负载的。 (3)中间环节的作用是传递、分配和控制电能。电路的中间环节主要包括导线、开关、熔断器等设备。配电箱(柜)是中间环
4、节中的重要设备，它将开关、熔断器等控制保护设备集中安装在箱体内，便于线路的控制、维护和管理。,10.1.1电路基本知识,2)电路的作用 建筑电气工程线路的作用主要有两个 (1)电能的传输和分配。 (2)信息的传递和处理。通常，人们把建筑电气工程中的电力、照明等线路称为强电，把建筑物中安装的楼宇对讲系统、消防系统、广播系统、网络系统、安全防范系统等线路称为弱电。,10.1.1电路基本知识,2交流电路 在工业生产及日常生活中，广泛使用的是交流电路。交流电具有容易生产、运输经济、易于变化电压等优点。三相交流电路与单相交流电路相比，有节省输电线用量、输电距离远、输电功率大等优点。目前电力系统广泛采用三
5、相交流电路。,10.1.1电路基本知识,1)三相交流电路的电源 三相交流发电机是三相交流电路的电源，其内部有三相绕组，工作时相当于三个单相交流电源为电路提供电能。由三相交流电源供电的电路，称为三相交流电路。对于建筑电气系统，其三相电源为三相电力变压器的三相绕组。三相交流电源的连接方式主要有星形连接(丫)和三角形连接()。,10.1.1电路基本知识,(1)三相电源的星形连接。三相发电机的电枢上有三个对称放置的独立绕组AX、BY、CZ。这三个绕组分别称为A相绕组、B相绕组、C相绕组。 三相电源的中性点常直接接地，因此中性点又称为零点，中线又称为零线。为了防止设备因漏电对人造成伤害，工程中常从中性点
6、接地处另外引出一条导线，与设备外壳连接，这条导线称为保护线(PE)。,10.1.1电路基本知识,(2)星形连接的三相电源为电路提供相电压、线电压两种电源电压 。,常用的低压三相四线供电系统中，相电压为220V，线电压为380V，一般称为380V220V三相四线制供电系统，是建筑电气工程中常采用的供电方式。,10.1.1电路基本知识,2)三相交流电路的负载 三相交流电路中负载有两类：一类是必须接上三相电源才能正常工作的三相用电设备，如三相异步电动机等；另一类是额定电压为220V或380v，只需接两根电源线的单相用电设备。 三相负载常见的连接方式有星形连接(丫)和三角形连接(),10.1.1电路基
7、本知识,(1)三相负载的星形连接。将每相负载的一端连接到一起，另一端分别连接到三根相线上，为星形连接形式。 星形连接方式的条件是负载额定电压等于电源相电压。 (2)三相负载的三角形连接。由于三相负载只需要三根电源线供电，所以这属于三相三线制供电电路。,10. 2 建筑变配电系统,工程导入 如图10.410.7所示，认识电力系统的各种变配电设备及电力分配电力系统概念，包括控制设备、升降压变压器、输电图等。,图10-4高压配电系统,图10-5 10KV侧配电系统图,图10-6 室外装置纵向断面图,图10-7 室外装置横向断面图,表10-1 主要设备表,10.2.1 变配电工程系统,电力系统所消耗的
8、电力是由发电厂供给的。发电厂有各种形式如水力、火力、风力、核能等，所发出的电为低压电，为了减少传输的电力损耗，需要高压输电即利用升压变压器将电压升高，一般为35500kV，经过传输电缆至用户端再进行降压，一般为610kV，再降为220380V低压电。变配电工程结构见图108。,图10-8 变配电工程结构,10.2.2电力负荷的分级,电力负荷根据不同的可靠性要求以及在中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度划分为3级。 （1）一级负荷 为中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者。 一级负荷应由两个独立的电源供电。所谓独立电源，就是当一个电源发生故障时，另一个电源应不致
9、同时受到损坏。,10.2.2电力负荷的分级,(2)二级负荷 是中断供电将在政治、经济上造成较大损失时 ，例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱 。,10.2.2电力负荷的分级,(3)三级负荷 不属于一级负荷和二级负荷者应为三级负荷。对于一般的民用建筑，以及一些非连续生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量的产品报废的用电设备均属三级负荷。三级负荷对供电没有特殊要求，一般由单
10、回电力线路供电。,10.2.3电力系统的电压,电力系统是要求在额定电压下工作的。 1、电网(线路)的额定电压 电网(线路)的额定电压只能选用国家规定的额定电压。它是确定各类电气设备额定电压的基本依据。 2、用电设备的额定电压 3、发电机的额定电压 发电机的额定电压为线路电压的105 。,10.2.3电力系统的电压,电力变压器的额定电压 （1)变压器一次绕组的额定电压 变压器一次绕组接电源，相当于用电设备。与发电机直接相连的升压变压器的一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同。连接在线路上的降压变压器相当于用电设备，其一次绕组的额定电压应与线路的额定电压相同，如图1010所示。,10.2.3电力
11、系统的电压,10.2.4供配电系统的接线方式及配电系统接线图,1、配电方式 配电方式有放射式、树干式、环式或其他组合方式。 该线路特点是引出线故障时，与其余出线互不影响，供配电可靠性高，但当干线发生故障时，要停电。放射式线路最突出的特点。放射式线路示意图如图10.10所示。,图10.10 放射式线路示意图,10.2.4供配电系统的接线方式及配电系统接线图,(2)树干式线路 该线路特点是开关设备及有色金属消耗少，比较经济。缺点是干线故障时，停电范围大，供电可靠性低。见图10.11 (3)环形线路 运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性，当一回路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的
12、负荷仍可得到供电，单电源低压环式配电电路见图10.12。,图10.11 树干式电路示意图,图10-12 单电源低压环形电路,10.2.4供配电系统的接线方式及配电系统接线图,(4)链式线路 链式线路实际上是一种树干式线路，适用于供电距离较远而用电设备容量小、相距近的场合，设备台数在5台以内，总功率在10kW以内，接线方式高压配电系统与低压配电系统原理完全相似。见图10.13。,图10.13 低压链式电路,10.2.4供配电系统的接线方式及配电系统接线图,(5)高层建筑配电方式 只能是前述的几种方式，但电气施工图较多的要涉及竖向图，利用竖向图可以较为方便地描述配电系统的特征和特点。见图10.14
13、。 2高层建筑配电干线类型 (1)电缆直配方式 适用于在楼层设变电站时的高压供电线。 (2)母线槽方式 适用于高层建筑、多层厂房、标准厂房或机床设备密集的车间，还可以用于变压器与配电屏间的连接。,图10.14竖向配电系统图,10.2.4供配电系统的接线方式及配电系统接线图,(3)预分支电缆方式 这种方式就是在要求分支的部位设置电缆T接头，它是用工业化的生产方式制作接头，绝缘锥经二次注塑，融为一体。分支电缆适用于中小负荷电流供电干线，特别适用于多层及高层住宅的供电干线。,10.2.5、变配电工程的电气设备,1变压器 变压器是变电所中的重要的一次设备，其主要功能是升高和降低电压，有利于电能的合理输
14、送、分配和利用。变压器的分类方法很多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相变压器；按绕组导体材质分有铜线和铝线变压器；按冷却方式分有油浸式和干式。变压器的型号表示及含义如图10.15所示。,图10.15变压器型号示意图,10.2.5、变配电工程的电气设备,如图10.16所示s9100010表示三相铜绕组油浸式(自冷式)变压器，设计序号为9，容量为1000KVA，高压绕组额定电压为10KV。此外变压器还要连接方式如Y，d11表示原绕组为Y型接法，副绕组为三角型接法，原副绕组电压相位差30(原绕组线电压位于钟表12点位置时，副边处于11点位置，钟表一格为30)。,10.2.5、变
15、配电工程的电气设备,2高压断路器 高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等，要求选择其其种类和形式，由于三油断路器制造简单，价格便宜，维护工作量少，故3220kV一般用少油断路器，也有用真空断路器、SF6断路器作为610kV开关电器的。,图10-16 变压器,图10-17高压断路器,10.2.5、变配电工程的电气设备,3高压隔离开关 高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修及人身安全。隔离开关断开后具有明显的可见断开间隙，保证绝缘可靠。10kV高压隔离开关型号较多，常用的有 GN8，GN9，GN24，GN28，GN30等系列。,10.2.5、变配电工程的
16、电气设备,4避雷器 避雷器（图10.19）是电力保护系统中保护电气设备免受雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害的设备。目前使用的避雷器主要有保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器(有普通FS、FZ型和磁吹型阀型避雷器)、氧化锌避雷器。,图10.18高压隔离开关,图10.19避雷器,10.2.5、变配电工程的电气设备,5互感器 (1）电压互感器 是变换电压的设备，其原理与变压器相同，是将高压变成低压，便于测量和控制。如图10.20 所示。 (2)电流互感器 是变换电流的设备，其原理与变压器相同，是将大电流变成小电流，便于测量和控制。实物图片见图10.21。,图10.20电流互感器,图10.21电压互感器,10.2.5、变配电工程的电气设备,6高压熔断器 高压熔断器主要是利用熔体电流超过一定值时，熔体本身产生的热量自动地将熔体熔断从而切断电路的一种保护设备，其功能主要是对电路及其设备进行短路和过负荷保护。 高压熔断器（图10.22）主要有户内限流熔断器(RN系列)、户外跌落式熔断器(RW系列)、
