建筑電氣(1~3)

1、第一章第一章 建筑電氣概述建筑電氣概述第一節(jié) 研究的意義及系統(tǒng)組成一、 意義： 以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段，創(chuàng)造與改善室內(nèi)空間的電、光、熱、聲環(huán)境的一門學(xué)科。二、組成 由用電設(shè)備、配電線路、控制和保護設(shè)備組成第二節(jié) 建筑電氣設(shè)備的分類第三節(jié) 建筑電氣系統(tǒng)的分類 一、供配電系統(tǒng)一、供配電系統(tǒng)一次接線（主接線） 直接參與電能的輸送與分配，由母線、開關(guān)、配電線路、變壓器等組成。二次接線（二次回路） 在配電系統(tǒng)中裝設(shè)各種輔助電氣設(shè)備以保證供配電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟以及操作方便。質(zhì)量好壞直接影響整個建筑電氣系統(tǒng)的性能和安全質(zhì)量好壞直接影響整個建筑電氣系統(tǒng)的性能和安全二、建筑的用電系統(tǒng) 建筑電氣照明系統(tǒng)

2、：電能 光能，由電氣系統(tǒng)和照明系統(tǒng)組成。 建筑動力系統(tǒng)：電能 機械能的電動機。 建筑弱電系統(tǒng)：滿足人們獲取信息的需要和保持相互聯(lián)系的各種系統(tǒng)?！皬婋姟毕到y(tǒng)室外電氣動力、照明配電箱安裝，電線、電纜導(dǎo)管和線路敷設(shè)，接地裝置安裝。變配電室變壓器、箱式變電所安裝，配電箱和接地裝置安裝，避雷引下線敷設(shè)。電氣動力插座、開關(guān)、風扇安裝，電線電纜穿管和線槽敷設(shè)。備用和不間斷電源安裝蓄電池組安裝，不間斷電源的其他功能單元安裝，電線等敷設(shè)。防雷接地安裝接地裝置安裝，避雷引下線和變配電室接地干線敷設(shè)，建筑物電位連接。建筑電氣設(shè)計、施工及驗收項目建筑電氣設(shè)計、施工及驗收項目“弱電”系統(tǒng)自動化系統(tǒng)暖通空調(diào)、供配電等監(jiān)控

3、系統(tǒng)。火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制系統(tǒng)火災(zāi)報警系統(tǒng)、消防專用通信安裝，應(yīng)急照明系統(tǒng)安裝，安全門調(diào)試。安保監(jiān)控系統(tǒng) 閉路電視、防盜警報等系統(tǒng)安裝。通信自動化電話衛(wèi)星通信和有線電視廣播系統(tǒng)安裝，大屏幕顯示系統(tǒng)安裝。辦公自動化電視電話會議系統(tǒng)、電子郵件系統(tǒng)。廣播音響系統(tǒng) 公共廣播背景音樂及音響設(shè)備安裝。綜合布線系統(tǒng)信息插座、跳線架，光纜安裝和敷設(shè)，防雷防浪涌電壓裝置安裝。第一節(jié) 電路的組成一、電路的作用及組成u作用：電路起著轉(zhuǎn)換、傳輸和分配電能的作用。u組成：由電源、中間環(huán)節(jié)和負載組成。二、電路的基本物理量u電流：帶電粒子受到電場力作用形成有規(guī)則定向運動u電位：電場中某一點位置所具有的電位能，用表示u電壓：

4、表示電源電場力對運動電荷所作的功，也稱電電壓：表示電源電場力對運動電荷所作的功，也稱電位差，或稱電壓降。（位差，或稱電壓降。（為什么？為什么？）u電動勢：在電源內(nèi)部，外力把單位正電荷從電源負極電動勢：在電源內(nèi)部，外力把單位正電荷從電源負極移向正極所作的功。（移向正極所作的功。（電動勢的方向？電動勢的方向？）u電能：電流通過電路時，電路內(nèi)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換。電能：電流通過電路時，電路內(nèi)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換。u電功率：單位時間內(nèi)電路中產(chǎn)生或消耗的電能。電功率：單位時間內(nèi)電路中產(chǎn)生或消耗的電能。u電阻：電荷在導(dǎo)體內(nèi)流動受到導(dǎo)體內(nèi)分子的阻力。電阻：電荷在導(dǎo)體內(nèi)流動受到導(dǎo)體內(nèi)分子的阻力。三、電路的工作狀態(tài) 1.開路狀

5、態(tài)：當電路的開關(guān)斷開時，稱為開路狀態(tài)，特征是電流為零。檢修線路時一般應(yīng)在開路狀態(tài)。 2.短路狀態(tài)：當電路中有電壓的兩點被電阻為零的導(dǎo)體連接時，稱為短路，特征是電流往往很大。 3.額定工作狀態(tài)：電氣設(shè)備長時間工作所容許通過的最大電流，滿載時就是額定工作狀態(tài)。第二節(jié) 基本定律一、歐姆定律導(dǎo)體中電流大小與加在導(dǎo)體兩端電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比，包括一段無源電路和全電路歐姆定律。二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律：也稱節(jié)點電流定律，當多個電流經(jīng)過其公共節(jié)點時，流入電流之和等于流出電流之和?；鶢柣舴虻诙桑阂卜Q為回路電壓定律，升高的電位等于降低的回路。用來確定各支路、各部分電流之間的關(guān)系用來確定各支

6、路、各部分電流之間的關(guān)系用來確定一個回路內(nèi)各部分的電壓關(guān)系用來確定一個回路內(nèi)各部分的電壓關(guān)系練習題1、I1=I2=2A，I2=-5A，求I4？2、 已知I1=5A，I2=2A，求I3？3P16例2.6第三節(jié) 單相交流電路一、正弦交流電的特征1. 交流電周期與頻率：表征交流電變化快慢特征的量。2. 交流電最大值：或稱幅值，表示交流電大小的特征。3. 相位與相位差：交流電在某一瞬間所變化的電角度為相位；當兩個同頻正弦交流電相比較時相位角之差稱為相位差。若相位差為零則稱同相，若為180則稱反相若其中一個先達到零值稱為導(dǎo)前，后達者稱為滯后。二、正弦交流電的表示方法表示方法有三角函數(shù)法、正弦曲線法、極坐

7、標法和相量表示法等幾種方法。1. 有效值：正弦交流電通過一個電阻在一周期內(nèi)所發(fā)出的熱量與一個直流電通過時發(fā)出熱量相等時，這個直流電的數(shù)值就是正弦交流電的有效值。2. 相量表示法：三、負載的性質(zhì) 交流電路中負載用電抗X表示，由三個負載參數(shù)組成即由電阻、電感和電容組成。1. 純電阻性質(zhì)負載：負載由電阻構(gòu)成，如白熾燈。電壓與電流同相位（相位差為零）電壓與電流的關(guān)系（與直流電路歐姆定律形式相同）電功率（表示把電能轉(zhuǎn)換成了其他形式的能）2. 純電感性質(zhì)負載：負載由線圈構(gòu)成，把以電感參數(shù)為主其他參數(shù)小到可以忽略的程度的電路稱純電感電路。電流與電壓的相位關(guān)系：電流滯后電壓90相位角電流與電壓的大小關(guān)系：電流

8、與電壓成正比。3. 純電容負載：當負載參數(shù)只有電容，其他參數(shù)可以忽略不計時稱純電容負載，如純電容器組成的電路。電流與電壓的相位關(guān)系：電流導(dǎo)前電壓90電角度電流與電壓的大小關(guān)系：電流與電壓成正比。功率關(guān)系：瞬時功率、有功功率和無功功率。電容和電感一樣都稱為無功元件4. 電阻、電感串聯(lián)電路電流與電壓的相位關(guān)系：電流與電壓UR同相，且滯后于電壓一個角。電流與電壓的關(guān)系：功率關(guān)系：瞬時功率、有功功率、無功功率和視在功率。電阻、電感串聯(lián)負載既消耗電源功率又占用電源功率，電流、電壓有效值之乘積稱為視在功率，S表示。在電氣工程中，變壓器的容量就是用視在功率表示的。第四節(jié) 功率因數(shù)及其改善的方法一、定義：有功

9、功率和視在功率之比。二、大?。贺撦d性質(zhì)不同，功率因數(shù)大小不同，如純電阻時為1，純電感和純電容時均為0。三、改善功率因數(shù)的意義充分利用電源的容量：一定的額定電壓和額定電流，當負載功率電壓定時，負載電流與功率因數(shù)成反比。線路功率損耗小：當電壓、線路電阻和負載功率一定時，功率因數(shù)越高，電流越小。線路電壓損失?。汗?jié)省投資：功率因數(shù)高線路電流小，所以導(dǎo)線截面小，還可降低控制設(shè)備、保護設(shè)備的規(guī)格，節(jié)省投資。功率因數(shù)高可節(jié)約電費：規(guī)定對低壓用戶，功率因數(shù)大于0.85則調(diào)低電費單價，反之調(diào)高電費單價；高壓用戶功率因數(shù)以0.9為界限，改變電費單價。對新建的工廠，功率因數(shù)低于對新建的工廠，功率因數(shù)低于0.9時不予

10、供電。時不予供電。四、改善功率因數(shù)的方法提高自然功率因數(shù)的方法：選擇電動機的容量要盡量使其滿載；電力變壓器不宜長期輕載運行；合理安排工藝流程；異步電動機的同步化運行。補償法提高功率因數(shù)：由于電容器是儲能元件，利用它的無功功率來補償用電設(shè)備的自感無功功率。提高功率因數(shù)指供電線路的，并沒有改變負載本身的性提高功率因數(shù)指供電線路的，并沒有改變負載本身的性質(zhì)或功率因數(shù)，對負載的電流電壓功率功率因數(shù)都不變質(zhì)或功率因數(shù)，對負載的電流電壓功率功率因數(shù)都不變第五節(jié) 三相交流電路一、三相交流電源二、三相負載的組成與聯(lián)接1. 三相不對稱負載的星形聯(lián)接：負載的三個相電壓分別等于電源相電壓，所以是對稱的；負載電流相量

11、和不等于零因而中線上有電流，但電流一般不大；中線不可斷線，否則負載電壓失去平衡；中線的作用是保證負載各相電壓分別與電源相電壓相等，當某相斷路時不影響其他相工作；中線電流的大小等于各相電流的相量和。2. 三相對稱負載的星形聯(lián)接：中線上的電流為零，所以可以省去中線，一般用于高壓輸電或低壓動力線路。3. 三相負載的三角形聯(lián)接：當負載電壓等于電源線電壓時，負載應(yīng)采用三角形聯(lián)接，特點：當負載平衡時各相電流相等，各線電流也相等，而且線電流是相電流的倍，即 當負載不平衡時不成立 ；無論負載平衡或不平衡，各線電壓恒等于各相電壓，即3pLII3pLUU 三、三相電功率u負載不平衡時：無論何聯(lián)接，計算時先求出各相

12、功率，后再求和得總功率。 有功功率P： 無功功率Q： 視在功率S：UUUWVUUIPPPPcosUUUWVUUIQQQQsin22QPSu負載平衡時：求出一相功率，再乘3倍即總功率。 有功功率P： 無功功率Q： 視在功率S：cos33pppUIPPppUIQPS322sin33pppUIQQ 角是電流和電壓的相位差角角是電流和電壓的相位差角實用中銘牌一般都標出線電壓、線電流。實用中銘牌一般都標出線電壓、線電流。 例：已知三相平衡負載，各相R=3，XL4，負載額定電壓220V，當電源線電壓為380V時，問：1.這三相負載采用何種接法？2.相電流是多少？3.三相總功率、無功功率、視在功率是多少？4

13、.若負載本應(yīng)星形聯(lián)結(jié)，誤為三角形聯(lián)結(jié)，后果如何？解：故星形聯(lián)結(jié)VVUULp22033803AVZUIpp445220WVAUIPLL173756 . 0380443cos3 練習題1、對稱三相負載連接成三角形，有功功率為2.4kW，功率因素0.6，已知電源線電壓UL=380V，求通過負載的電流？ (3.51A)2、對稱三相負載連成星形，線電流為45.6A，電路視在功率為30KV.A，有功功率為15KW，求每相負載阻抗為多少？ (8.33)3、如圖所示，三相正弦交流電路中，對稱負載連接成三角形，已知電源電壓UL=220V，每相阻抗Z=15+j16.1歐姆，當AB相斷路時，電流表的讀數(shù)是？(10A

14、)4、已知電源線電壓為380V，負載為白熾燈組，功率為PU=9680W， PV=4840W， PW=2420W，UN=220V，如圖所示，問：負載如何接線？求負載相電壓，相電流。(22A)(44A)(11A)(220V)星形連接第六節(jié)第六節(jié) IT、TT及及TN供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)保護接保護接地系統(tǒng)地系統(tǒng)電氣設(shè)電氣設(shè)備金屬備金屬外殼直外殼直接接地接接地接零保護系統(tǒng)接零保護系統(tǒng)接零保護系統(tǒng)接零保護系統(tǒng)保護保護零線零線與工與工作零作零線分線分開否開否I表示電源側(cè)沒有工作接地，表示電源側(cè)沒有工作接地，T負載側(cè)電氣設(shè)備負載側(cè)電氣設(shè)備進行接地保護。供電距離不長時可靠性高安全性好進行接地保護。供電距離不長時可靠

15、性高安全性好TN-C方式供電系統(tǒng)TN-S方式供電系統(tǒng)1、某單位架空線零線被風刮斷，問對三相照明有何影響？、某單位架空線零線被風刮斷，問對三相照明有何影響？2、有一棟大樓，其中一個燈具短路，問對三相負荷可能會、有一棟大樓，其中一個燈具短路，問對三相負荷可能會產(chǎn)生哪些影響？對其他相有何影響？產(chǎn)生哪些影響？對其他相有何影響？一般三相照明是不平衡的，工作零線斷后，三相負載相電一般三相照明是不平衡的，工作零線斷后，三相負載相電壓不再平衡，造成有些設(shè)備不能正常工作有些設(shè)備將被損壓不再平衡，造成有些設(shè)備不能正常工作有些設(shè)備將被損壞。對三相動力設(shè)備一般無影響。壞。對三相動力設(shè)備一般無影響。發(fā)生短路的支路分熔斷

16、器熔斷，該支路照明熄滅，對其他相發(fā)生短路的支路分熔斷器熔斷，該支路照明熄滅，對其他相無影響；該相線熔絲斷，則該相停電，也不影響其他相照明無影響；該相線熔絲斷，則該相停電，也不影響其他相照明；若三相空氣開關(guān)跳閘，則三相停電；對三相動力負荷，斷；若三相空氣開關(guān)跳閘，則三相停電；對三相動力負荷，斷一相則不能正常運行，斷三相則停車；若中線斷開，由于三一相則不能正常運行，斷三相則停車；若中線斷開，由于三相負荷不平衡，照明不能正常工作。相負荷不平衡，照明不能正常工作。3、PE線與工作零線有什么區(qū)別？線與工作零線有什么區(qū)別？PE線平時沒有電流，而線平時沒有電流，而N線在三相負載不平線在三相負載不平衡時有電流

17、；衡時有電流；功能不同，功能不同，N線是工作零線，線是工作零線，PE線是專用保線是專用保護接地或接零線；護接地或接零線；N線用黑色或淺藍色表示，線用黑色或淺藍色表示，PE線用黃、綠雙線用黃、綠雙色線；色線；導(dǎo)線截面不一定相同，如照明支路導(dǎo)線截面不一定相同，如照明支路PE線必須線必須用銅線，截面不得小于用銅線，截面不得小于1.5mm2，N線用銅線線用銅線時時1.0mm2即可。即可。第三章 電氣設(shè)備第一節(jié) 動力設(shè)備電動機的型號機座中心高機座中心高（mm）機座長度代號機座長度代號環(huán)境代號環(huán)境代號極數(shù)極數(shù)定子鐵心定子鐵心長度代號長度代號產(chǎn)品代號產(chǎn)品代號第二節(jié) 常用低壓控制器及設(shè)備 低壓電器 電壓在50

18、0V以下的各種控制設(shè)備、繼電器及保護設(shè)備等。一、低壓斷路器（或自動斷路器，簡稱空開）l功能：具有全負荷分斷，短路、過載和失、欠壓保護很好的滅弧能力，常作配電箱中總開關(guān)或分路開關(guān)。l型號：DZ系列和DW系列或C、S、K系列。l應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于建筑照明和動力配電線路。1、3、9-拉力彈簧拉力彈簧 2-鎖扣鎖扣 4-頂桿頂桿 5-電磁鐵電磁鐵6-發(fā)熱電阻發(fā)熱電阻 7-雙金屬片雙金屬片 8-失壓電磁鐵失壓電磁鐵DZ20-裝置式自裝置式自動斷路器動斷路器設(shè)計序號設(shè)計序號額定容量額定容量（A）輔助觸頭代號輔助觸頭代號脫扣器代號脫扣器代號極數(shù)極數(shù)（1、2、3）派生代號派生代號 脫扣器代號：0-無；1-熱；2

19、-電磁；3-復(fù)式；4-分勵輔助觸頭；5-分勵失壓；6-二組輔助觸頭；7-失壓輔助觸頭；8-電磁有液壓延時自動脫扣器二、接觸器（電磁開關(guān)）l類型：分為直流接觸器和交流接觸器兩類。l功能：具有失壓或欠壓保護作用。l應(yīng)用：應(yīng)用中一般選擇額定電流大于負載工作電流。CJ交流接觸器交流接觸器熱帶產(chǎn)品代號熱帶產(chǎn)品代號（TH、UH/H）額定電流額定電流（A）設(shè)計序號設(shè)計序號型號含義：三、磁力起動器l組成：由接觸器、按鈕和熱繼電器組成。l型號：QC電磁起動器結(jié)構(gòu)代號容量等級代號設(shè)計序號等級容量1521032044056071506100容量等級代號與容量的關(guān)系等級容量 (A)開起式保護式不可逆可逆不可逆可逆有J

20、R無JR有JR無JR有JR無JR有JR151/21/31/41/51/61/71/82102/22/32/42/52/62/72/83203/23/33/43/53/63/73/84404/24/34/44/54/64/74/85605/25/35/45/55/65/75/861006/26/36/46/56/66/76/871507/27/37/47/57/67/77/8電磁起動器的結(jié)構(gòu)代號QC10-3/6的含義？四、低壓電器設(shè)備的選擇u原則：滿足安全用電的要求，保證其可靠地運行，并且在通過最大可能的短路電流時不致受到損壞，有時還需要按短路電流產(chǎn)生的電動力即熱效應(yīng)對設(shè)備進行校驗u性能指標：通

21、斷能力和保護特性，保護特性又分為過電流保護、過載保護和欠壓保護三種。u選擇：額定電壓、額定電流選擇、瞬時或短時過電流脫扣器的整電電流和長延時過電流脫扣器整定電流的確定。熔斷器功能：用來切斷設(shè)備短路電流或長期嚴重過載電流，具有斷路功能的保護元件。組成：由金屬熔件和支持熔件的接觸結(jié)構(gòu)組成。類型 瓷插式：RC瓷插式熔斷器熔絲額定值（A）額定容量（A）設(shè)計序號1 A結(jié)構(gòu)代號 螺旋式：構(gòu)造簡單；封閉式：構(gòu)造簡單，常用在容量大負載上短路保護；填充料式：具有限流作用及較高的極限分斷能力，用于具有較大短路電流的電力系統(tǒng)和成套配電裝置中。熔斷絲選擇：對于照明等沖擊電流很小的負載，熔體額定電流等于或稍大于電路實際

22、工作電流；對于起動電流較大的負載，如電動機，熔體額定電流等于或稍大于電路的實際工作電流的1.52.5倍；選擇多臺電動機的供電干線總保險計算如下：)1()5 . 25 . 1 (nNMNRNIII 式中：IRN是熔體的額定電流； IMN是設(shè)備中最大一臺電動機的額定電流；IN(n-1)是設(shè)備中除了最大一臺電動機以外其他所有電動機的額定電流的總和。 例：已知四臺電動機的額定電流分別為10A、16A、4.6A、2.4A。為各臺電動機選擇分熔斷器和總?cè)蹟嗥?。解：分熔斷器分別為20A、40A、10A、5A。總?cè)蹟嗥鳛椋?16A(104.62.4)A49A，選60A第三節(jié) 配電線路一、要求：安全供電、保證負

23、載有足夠的電壓、滿足負載容量的要求、造價合理等。二、形式：架空線路和電纜線路兩種形式。1. 架空線路特點：設(shè)備材料簡單、成本低；易發(fā)現(xiàn)故障、維修方便；易受外界環(huán)境影響；供電可靠性較差。組成：由電桿、導(dǎo)線、橫擔、絕緣子、拉線、金具等絕緣子絕緣子a. 電桿材質(zhì)分類材質(zhì)分類木木 桿桿只用于臨時供電只用于臨時供電鋼砼桿鋼砼桿低壓線路最常用低壓線路最常用金屬塔桿金屬塔桿用于高壓線路用于高壓線路普通拉線普通拉線水平拉線水平拉線Y、V形拉線形拉線弓形拉線弓形拉線b. 拉線c. 室外變臺組裝：室外桿上和室外地上變臺安裝。d. 架空線：絕緣線或裸線，前者又分為銅芯和鋁芯。e. 架空接戶線：從電桿引入建筑物電源入口第一支持物的架空線路.1. 架空線路2.