课件-建筑设备管理-第八章.ppt

8-1 概述 8-2 配电系统和保护装置 8-3 低压电气设备的维护与管理,第八章 低压配电系统,主要内容： 背景知识 建筑用电负荷分类 低压配电系统,8-1 概述,8-1 概述,电路：电流所流经的路径。一个完整的电路由电源、负载、开关，保护装置，联接导线组成。,背景知识,负载：用电设备，将电能转换为其他形式的能量,8-1 概述,8-1 概述,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,背景知识,电力系统,由各种电压的电力线路及一些发电厂、变电所和电能用户联系起来的一个发电、输电、变电和用电的整体。,电力网,电力系统中各种不同电压等级的电力线路及其所联系的变电所。其任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。,8-1 概述,背景知识,强电工程,动力能源，把电能引入建筑物，进行电能再分配并通过用电设备将电能转换成机械能、热能和光能等。,弱电工程,信号电，实现建筑物内部以及内部和外部间的信息交换、信息传递及信息控制等。,8-1 概述,背景知识,强电,动力工程,照明工程,变配电工程,防雷接地工程,其他用电工程,弱电,通信与计算机网络,CATV电视与卫星电视,闭路电视和监控系统,安全防范系统,电话通信系统,火灾自动报警系统,公共广播系统,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,直流电：指方向和时间不作周期性变化的电流 交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流,背景知识,8-1 概述,电压标准： 第一类额定电压 电压值在100V以下，主要用于安全照明、蓄电池、断路器及其它开关设备的操作电源。 第二类额定电压 电压值在100V以上，1000V以下，主要用于低压动力和照明。用电设备的额定电压建筑用电的电压主要属于这一范围。 第三类额定电压 电压值在1000V以上，主要作为高压用电设备及发电、输电的额定电压值。 我国常用电压等级主要有220V、380V、3KV、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV 等，频率标准是50Hz，频率变化对电网的运行质量影响较大，正负偏差应0.5Hz。,背景知识,8-1 概述,三相交流电： 具备三个大小相等、频率相同、相位彼此相差120°的电动势。,背景知识,三相四线制就是三根相线(火线)一条中性线（零线）的供电体制。而新建住宅中要求再引出一根接地保护线，即采用三相五线制。,8-1 概述,背景知识,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,用电负荷 电力网上用电设备所消耗的功率。 是进行供配电系统设计的主要依据和参数。,1. 将民用建筑用电负荷分为三级： （1）符合下列情况之一时，应为一级负荷： 中断供电将造成人身伤亡时。 如医院急诊室、监护病房、手术室等处的负荷。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失的负荷。 如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,一级负荷供电要求 一级负荷的供电电源应符合下列规定： 1）一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。 2）一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,一级负荷供电要求,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,1. 将民用建筑用电负荷分为三级： （2）符合下列情况之一时，应为二级负荷： 中断供电将造成较大政治影响者； 中断供电将造成较大经济损失者； 中断供电将造成公共场所秩序混乱者 （3）不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,二级负荷供电要求 应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时，不至于中断供电（或中断后能迅速回复） 三级负荷供电无特殊要求,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,8-1 概述,建筑用电负荷的分类,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008 附录A民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级,8-1 概述,低压配电系统方案,8-1 概述,低压配电系统方案,方案a为一路高压进线单台变压器情况 该系统供电可靠性较差，系统中电源、变压器、开关及母线中任一环节出现故障或检修时，均不能保证供电，但接线简单，造价低，可适用三级负荷。 方案b为一路高压进线，双台变压器，低压母线分段供电方式 与方案a比较，除变压器有备用外，其他环节也无备用，一般情况下，变压器出现故障或检修的可能性比其他元件少得多，故其可靠性增加不多而投资大为增加。对于电力负荷较大需设置两台变压器或考虑变压器经济运行而选择两台变压器的情况可采用此供电方式。 方案c为一路高压进线，单台变压器，低压备用的供电方式，适用于建筑中只有少量一级负荷的情况。 方案d为一路高压进线，柴油发电机作为备用的供电方式，当一级负荷第二电源取得需大量投资时采用。,8-1 概述,低压配电系统方案,方案e为二路高压进线，一用一备，单台变压器的供电方式，因变压器远比电源故障和检修要少，故投资增加不多而可靠性较高，可适用于二级负荷。 方案f为二路高压进线，两台变压器，低压母线分段的供电方式，该系统基本设备均有备用，供电可靠性高，可适用于一、二级负荷。 方案g为二路高压进线，两台变压器，高压母线分段，低压母线也分段的供电方式，该系统投资虽高但供电可靠性更高，可试用于一级负荷。 方案h为在方案g的基础上增加了柴油发电机作为第三电源，适用于一级负荷中的特别重要负荷的供电。目前，超高层建筑及重要的高层建筑大多采用此供电方式。 需要指出的是，电力用户的供电电压，供电方式的确定应从供用电安全，经济，合理和便于管理，依据当地电网规划、供电条件等因素进行技术经济比较，与供电部门协商确定。,8-1 概述,低压配电系统示例,8-1 概述,低压配电系统高层建筑,（1）负荷分级 一级负荷：消防用电设备，应急照明，消防电梯。 二级负荷：客用电梯，供水系统，公用照明。 三级负荷：居民用电等其他用电设备。 （2）供电要求 因为高层建筑存在着一级或二级负荷，所以现代高层建筑均是采用至少两路独立的10kV电源同时供电。,低压配电原则： 安全可靠，经济方便，调度灵活，有利发展。 低压配电的结线方式主要有三种： 1. 放射式 2. 树干式 3. 混合式,8-1 概述,低压配电系统结线方式,A,B,C,8-1 概述,低压配电系统结线方式,放射式配电 优点： 线路敷设简单，配电设备集中，操作维护方便，保护容易，线路故障、停电影响范围小，供电可靠性较高。 缺点： 母线出线回路较多，需要配电设备较多，有色金属消耗量也较多。 适用： 一般运用于容量大，负荷集中或重要的用电设备。,8-1 概述,低压配电系统结线方式,树干式配电： 优点： 配电系统出线回路减少，敷设简单，配电设备的数量较少。从而可减少有色金属消耗量，节省投资。 缺点： 线路故障影响的停电范围大，供电可靠性差，一般只适用于三级负荷。,8-1 概述,低压配电系统结线方式,混合式配电： 是放射式和树干式配电方案的结合形式,主要内容： 变压器 配电盘(柜) 电动机 电线电缆 保护装置,8-2 配电系统和保护装置,8-2 配电系统和保护装置,变压器,基本工作原理 一次侧绕组接入交流电源后就有交流电流通过，于是在铁心中产生交变磁通。在二次侧绕组中产生互感电动势，于是产生感应电流。,8-2 配电系统和保护装置,变压器,8-2 配电系统和保护装置,配电盘,配电盘： 集中安装开关、仪表等设备，直接向低压用电设备分配电能的控制，计量盘。类似配电柜、配电箱、配电屏等。 用途： 方便送电和停电，方便计量和判断电路状态，便于维修。,8-2 配电系统和保护装置,配电盘,配电盘的位置应尽量置于用电负荷中心，以缩短配电线路和减少电压损失。 还应注意所选配电盘位置应有利于维修、干燥且通风、采光良好，不影响建筑美观和建筑结构的安全等。,8-2 配电系统和保护装置,变压器,变压器是利用电磁感应原理改变交流电压而保持交流电频率不变的电气设备。 我国远距离交流输电线路电压大都在35kV以上，这样高的电压不能直接产生，因此，在输电前要用变压器将电压升高。 电能输送到用电区后，为了保证安全用电和用电设备的电压要求，还必须用电力变压器将电压降低。,8-2 配电系统和保护装置,电动机,电动机是把电能转换成机械能的动力设备。 按电流性质分类：直流电动机和交流电动机。 常用异步电动机：主要部件是由定子和转子两大部分组成。,8-2 配电系统和保护装置,电动机,机座,定子铁心,定子绕组,接线盒,端盖,罩壳,风扇,转子,转轴,8-2 配电系统和保护装置,空间相差120º角的定子绕组，通入三相电流时，产生旋转磁场。,定子绕组,U1,U2,V1,V2,W1,W2,电动机,8-2 配电系统和保护装置,转子,定子,磁场转速n1,n,转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。,电动机,8-2 配电系统和保护装置,8-2 配电系统和保护装置,电动机,电动机的选择： 1.类型 鼠笼式：结构简单，维护方便，但是启动性能差，调速困难； 绕线式：启动性能好，易调速，但结构复杂，维护不便。 2.转速：视要求而定 3.额定功率：视要求而定 功率选择过大，投资增加，且效率降低； 功率选择过小，容易过热导致设备寿命降低，易损坏,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 绝缘导线,有绝缘层的导线,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 裸导线,如：LJ铝绞线； LGJ钢芯铝绞线； TJ铜绞线。,无绝缘层的导线,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 电缆,由几根或几组导线组成，每组导线之间相互绝缘，整个外表面包有高度绝缘的覆盖层。,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 型号,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 选择,截面 正常发热条件 ：导线载流量 线路流量； 电压损失条件 ：线路电压损失 允许值； 机械强度条件 ：导线截面 最小允许截面。,型号 工作电压等级； 使用环境条件； 线路敷设方式； 工程投资能力。,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 选择,机械强度条件 ：导线截面 最小允许截面；,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 敷设,明敷 将绝缘导线直接或穿于管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及桁架、支架等处。 横平竖直、导线沿墙壁、天花板、桁架及梁柱等布线。 注意导线与墙面保持一定间距；与热力管道或其他线路较近时应加护套保护。,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 敷设分为明敷和暗敷,8-2 配电系统和保护装置,电线电缆 敷设分为明敷和暗敷,暗敷 将导线穿于管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部,或在混凝土板孔内敷设。 必须穿管保护；尽量使线路最短、转角最少并保证绝缘。 管内不得有接头，不同电压等级的线路不得同管敷设。 管内导线截面总和不得超过导线管内孔面积的40%，同一管中导线数量不宜超过8根。,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,1.刀开关 又称闸刀开关或隔离开关，作为不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,2.熔断器 人为地在电网中设置一个最薄弱的发热元件，当过载或短路电流流过该元件时，利用元件（即熔体）本身产生的热量将自己熔断，从而使电路断开，达到保护电网和电气设备的目的。,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,3.自动空气开关（自动空气断路器） 功能： 接触和分断电路，对电路或电气设备发生的短路，严重过载及欠电压等进行保护，不频繁地启动电动机。 优点： 使用方便，工作安全可靠，动作后不需要更换元件。,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,8-2 配电系统和保护装置,保护装置,4.漏电保护器（触电保安器） 功能： 迅速断开发生人身触电、漏电和单相接地故障的低压线路。,主要内容： 维护与管理的目的 维护与管理的任务 常见故障 安全用电,8-3 低压电气设备的维护与管理,维护与管理的目的,安全：在电能使用中不发生设备和人身伤亡事故。 可靠：满足用户对电能可靠性的要求，不随意断电。 优质：满足用户对电压和频率的要求。 经济：使用费用要低。,8-3 低压电气设备的维护与管理,安全，可靠，优质，经济,维护与管理的任务,1.掌握设备情况 2.建立各项设备档案 内容包括：电气平面图，设备接线图。用电数据，维修记录，运行记录，巡视记录等 3.对供电设备进行正常维护与保养 包括日常巡视维护和定期检查保养，侧重供电系统的薄弱环节及易出现故障的部位，操作频繁，易损的设备。 4.制定管理办法 加强人员培训，建立24小时运行及维修值班制度，采取多种方式做好安全用电的宣传。,8-3 低压电气设备的维护与管理,常见故障,1，短路 危害 短路时线路电流很大，保护装置熔丝迅速熔断，电路被切断。若保护装置不能及时动作，则有可能引起火灾。 原因 接线错误，相线与零线相碰接；导线绝缘层损坏，在损坏处碰线或接地；用电器具内部损坏。,8-3 低压电气设备的维护与管理,常见故障,2，断路 危害 断路时电路无电压，照明不亮，用电器具不能工作。 原因 熔丝熔断；导线断线；线头松脱； 开关损坏；铝线端头腐蚀严重等。,8-3 低压电气设备的维护与管理,常见故障,3，漏电 在电力系统中，当带点导体对地绝缘下降到一定程度，有电流经该阻抗流入大地，该电流大到一定程度时，称为漏电。 危害 可能使人触电；引起短路故障，烧坏电气设备，引发火灾；引起煤气爆炸等。 原因 导线或电气设备的绝缘受到外力损伤；线路经长期运行，导致绝缘老化变质；线路受潮气侵袭或被污染，造成绝缘不良。,8-3 低压电气设备的维护与管理,安全用电,触电 人体是导体，人体触及电压过高的带电体时，就会造成伤害。 通常是人体直接或间接接触到带电体造成的。,8-3 低压电气设备的维护与管理,单相触电示意图,两相触电示意图,跨步电压触电,安全用电,8-3 低压电气设备的维护与管理,1单相触电 单相触电是指人站在地面区域接地导体上，人体触及一相带电体的触电事故。大部分触电事故是单相触电事故. 2两相触电 人体的两处同时触及两相带电体的触电事故，这时人体承受的是380V的线电压，其危险性一般比单相触电大。 3跨步电压触电 在高压接地点附近地面电位很高，距接地点越远则电位越低。 应立即将故障地点隔离，不能随便触及，也不能在故障地点附近移动。已受到跨步电压威胁者应采取单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域。,安全用电,8-3 低压电气设备的维护与管理,1通过人体的电流值 电流是危害人体的直接因素，一般认为30mA以下是安全电流。 2人体电阻值 一般在干燥环境中，人体电阻大约在2k左右；皮肤出汗时，约为lk左右；皮肤有伤口时，约为800左右。人体触电时，皮肤与带电体的接触面积越大，人体电阻越小。 3电流通过人体时间的长短 电流在人体内持续的时间越长，使人体发热和电解越严重，电阻减小，使流过人体的电流逐渐增大，伤害越来越大。 4电流流过人体的途径 电流从头部到身体任何部位及从左手经前胸到脚的途径是最危险的。,脱毛衣时发出的火花电压达几万伏。 但没有形成持续电流，所以不会电死人,安全用电,8-3 低压电气设备的维护与管理, 判断电线或用电设备是否带电，必须用试电器（或测电笔等），决不允许用手去触摸。 在检修电气设备或更换熔体时，应切断电源，并在开关处挂上“严禁合闸”的牌子。 安装照明线路时，开关和插座离地一般不低于1.3m。有必要时，插座可以装低，但离地不应低于15cm。不要用湿手去摸开关、插座、灯头等，也不要用湿布去擦灯泡。,安全用电,8-3 低压电气设备的维护与管理, 在电力线路附近，不要安装收音机、电视机的天线，不放风筝；不要在带电设备周围使用钢板尺，严禁用铜丝代替熔丝。 发现电线或电气设备起火，应迅速切断电源，在带电状态下，决不能用水或泡沫灭火器灭火。 雷电天尽量不外出；遇雨时不要在大树下躲雨或站在高处，而应就地蹲在低洼处，并尽量将双脚并拢。,