Transcript 配电箱
第四篇 建筑电气 概述 一、建筑电气概述 1.建筑电气工程 建筑电气工程是研究电能和电信号在建筑物 中输送、分配和应用的科学。 2.建筑电气工程的意义 （1）电能和电信号易产生、输送和分配，易于转 换和应用； 如：配电柜、配电箱、控制箱 照明电器、动力设备控制等 （2）能为人们提供舒适、便利、安全的建筑环境。 如：通信系统、火灾自动报警系统 CATV系统、安全防范系统 根据建筑物用电设备和系统所传输的电 压高低和电流大小，人们习惯将建筑电气分 为“强电”系统和“弱电”系统 • “强电”处理的对象是能源（电能） • “弱电”处理的对象则是信号（如语音、 图像、数据以及控制信号） 二、强电和弱电基本概念 ★强电工程 工程把电能引入建筑物，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 工程是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。 从电压等级上划分，强电一般是110V以上， 而弱电一般是60V以下。 三、强电工程和弱电工程涉及范围 通信与计算机网络 变配电工程 CATV电视与卫星电视 照明工程 ★ 强 电 动力工程 ★ 弱 电 闭路电视和监控系统 安全防范系统 防雷接地工程 电话通信系统 及其他用电力工程 火灾自动报警系统 公共广播系统 四、电气系统的组成 建筑电气涉及的系统众多，从各电气系统的组 成结构来看，主要由用电设备、配电线路、控制和 保护设备三大基本部分组成 • 用电设备直接实现各类系统的功能，如：灯具、 风机、计算机、电视机、空调器等 • 配电线路（传输介质）实现电能和信息的传输， 如：电缆、导线、光缆等 • 控制和保护设备是实现对电能的分断、分配、计 量和确保其安全性等功能的设备，如：配电箱 （盘、柜）、消防报警控制器、有线电视前端箱、 电话分线箱等 第11章 供配电系统 11.1、电力系统简介 电力系统组成：电源、电力网、电力用户。 由各种电压的电力线路将发电厂、变电所和电力 用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和 用电的整体，统称为电力系统 1、电源 • 火力发电：初投资少，能耗高、成本大、污染严重 • 水力发电：可再生无污染，电源往往离用电负荷远 • 风力发电：灵活分散可再生，噪声大对无线通信有干扰 • 核能发电：体积小、运输量小、无灰渣，核泄漏会污染 • 潮汐发电：可再生、无污染、不占耕地 • 地热发电：不需燃料和锅炉 • 太阳能发电：容量小、发电量不高 2、电力网 • 根据（电压标准）（GB156-93）的规定，标准电压 包括以下等级：0.4、3、6、10、35、66、110、 220、330、500、750KV • 低压配电电压：0.4KV • 中压配电电压：3、6、10KV • 高压配电电压：35、66、110KV • 高压输电（送电）电压：220、330、500KV • 超高压输电电压：750KV • 我国电力网目前一般采用五级电压： 0.4/10/35/110/220或330KV 11.2 建筑供配电系统基本概念 1、负荷分级及供电电源要求 负荷分级： • 根据建筑物的重要性及中断供电在政治、经济上 所造成的损失或影响的程度，将民用建筑用电负 荷分为三级 ： 1）一级负荷 2）二级负荷 3）三级负荷 • 供电电源要求 • 一级负荷应由两个电源独立供电，当一个电源发 生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一 级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两 路高压电源。一级负荷中的特别重负荷，除上述 两个电源外，还应增设应急电源。为保证对特别 重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电 系统。 • 二级负荷的供电系统，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 断的后能迅速恢复）。一般宜采用二回路供电， 供电变压器宜选两台（两台变压器不一定在统一 变电所）在负荷较小或地区供电条件困难时，二 级负荷可由一路6kV及以上专用架空线供电。 • 三级负荷对供电无特殊要求。 2、电压选择和电能质量 • 1）电压等级 （我国） 低压配电电压：220/380V 高压供电电压：6、10、35、110KV等 • 2）电压选择 • 用电设备容量在250KW以上时应以高压10KV供电; • 用电设备容量在250KW以下时一般应以低压方式供 电，低压配电电压应采用220/380V; • 当线路电流不超过30A时，可用220V单相供电。 • 多数大中型民用建筑以10KV电压供电，少数特大 型民用建筑可由35KV电压供电。 • 3）电能质量 • 衡量电能质量的两个基本参数：电压和频率 • 我国一般交流电力设备的额定频率为50Hz，称之 为“工频”，频率的偏差一般不得超过正负0.5Hz， 频率的调整主要靠发电厂。 • 电压质量指标：电压偏移、电压波动 • 4）供电可靠性 供电可靠率：一年内电力部门对某用户供电时间 减去平均停电时间，再除以应供电时间得到的百 分比。 11.3 用电负荷计算 • 所谓负荷是指建筑物内用电设备所取用的功率或 线路中的电流。负荷的计算是选择配电变压器、 导线及用电设备的依据。 • 若负荷确定过大，将使设备和导线选得过大，造 成投资和有色金属的浪费；若计算负荷确定过小， 将使设备和导线选得过小，将因过载而使设备和 导线发热严重而烧毁，造成事故，从而带来更大 的损失。 • 负荷计算方法有单位指标法和需要系数法等。 • 初步设计采用单位指标法，施工图设计则采用需 要系数法。 11.4 低压配电线路 • 1、低压配电系统的接线方式 • 放射式、树干式和混合式 2、电线、电缆的选择和敷设 选择导线主要是确定导线型号和导线截面 1)电线、电缆型号的选择 • 型号选择就是导体材料和绝缘方式的选择 • 导体材料：铝芯和铜芯 • 绝缘材料：橡皮和塑料 （一）电线 • a. 聚氯乙烯绝缘线（通称塑料绝缘线） 主要型号有：BLV 、BV、BVR、BLVV、BVV。上述 型号中有字母“L”的为铝芯线，无此字母为铜芯 线。字母为“V”表示塑料绝缘护套，只有1个字母 V的为单层，有2个字母V的为双层。 • b. 橡皮绝缘线 • 电线弯曲性能较好，对气温适应性较广，有棉纱 编织和玻璃丝编织两种。后一种可用于室外架空 线或进户线，棉纱编织有延燃易霉的缺点。 • 主要型号有：BLX、BX（棉纱编织），以及BBLX、 BBX（玻璃丝编织）。 • c.（氯丁）橡皮绝缘线 • 这类电线具有前两类电线的优点，且耐油性能好， 不易霉，不延燃，适应气温性能好，老化较慢， 适宜作室外架空线或进户线用，缺点是绝缘层机 械强度比橡皮线低。 • 主要型号有BLXF、BXF。 • （二）电缆 • 电缆的结构包括导电芯、绝缘层、铅包或铝包和 保护层几个部分。 • 从导电芯来看，有铜芯和铝芯电缆； • 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（全塑料电 缆） • 电缆的绝缘性能、弯曲性、抗腐蚀性能均较好， 且护套轻，耐油、耐酸、碱腐蚀，不延燃，接头 制作简便，价格便宜。缺点是绝缘电阻率较油浸 纸低，介质损耗大，某些场合，如含有三氯乙烯 等化学物质的情况下不适用。 • 主要型号有VV、VLV • 此外，还有钢带或钢丝铠装的VV29、VV30、VLV29、 VLV30型塑料电缆等多种。 • • • • • • • • 电缆的规格型号代表的含义 型号含义： R－连接用软电缆（电线），软结构。 V－聚氯乙烯绝缘 V－聚氯乙烯护套 B－平型（扁形） S－双绞型。 A－镀锡或镀银 F－耐高温 P－编织屏蔽 P2－铜带屏蔽 P22－钢带铠装 Y—预制型、一般省略，或聚烯烃护套 FD—产品类别代号，指分支电缆。将要颁布的 建设部标准用FZ表示，其实质相同 • YJ—交联聚乙烯绝缘 • ZR—阻燃型 NH—耐火型 • WDZ—无卤低烟阻燃型 WDN—无卤低烟耐火型 • YQ 轻型橡套软电缆 连接交流电压250V及以下 轻型移动电气设备 • YQW 连接交流电压250V及以下轻型移动电气设 备，具有耐气候性和一定的耐油性能 • YZ 中型橡套软电缆 连接交流电压500V及以下 各种移动电气设备 • YZW 连接交流电压500V及以下各种移动电气设 备，具有耐气候和一定的耐油性能 • YC 重型橡套软电缆 连接交流电压500V及以下 各种移动电气设备，能承受较大的机械外力作用 YCW 连接交流电压500V及以下各种移动电气设 备，能承受较大的机械外力作用 注：型号中W 表示户外型。 • • • • BV 铜芯聚氯乙烯绝缘电缆（电线） BLV 铝芯聚氯乙烯绝缘电缆（电线） BVR 铜芯聚氯乙烯绝缘软电缆（电线） BVV 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套圆型 电缆（电线） • BLVV 铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套圆 型电缆（电线） • BVVB 铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套平 型电缆（电线） 2）导线和电缆截面的选择 •按温升选择截面 •按电压损失校验截面 •按机械强度要求选择 • 3）导线和电缆的敷设 导线的敷设 按敷设位置分：明敷、暗敷 按保护方式分： 直敷布线：一般应采用护套绝缘电线 金属管布线：适用于室内、外场所 硬质塑料管布线：一般适用于室内和有酸碱腐蚀 性介质的场所 • 金属线槽布线：一般适用于正常环境的室内场所 明敷 • 塑料线槽布线：一般适用于正常环境的室内场所 • • • • • • 电缆的敷设 • 埋地敷设： • 电缆沟敷设： • 电缆穿管敷设： 11.5 低压电器和配电箱（盘） 一、低压电器 • 低压配电电器：断路器、熔断器、负荷开关、转 换开关等； • 低压控制电器：接触器、控制继电器、变阻器等； 常用的低压电器： 1）负荷开关 2）低压断路器（自动空气开关） 3）隔离开关 4）熔断器 5）电表 二、配电箱（盘、柜） • • • • • • • • 1）配电箱的设置需考虑的因素 经济性 可靠性 技术性 维护方便 2）配电箱的安装 明装 暗装 三、照明开关 • 按其安装方式可分为明装开关和暗装开关两种； • 按其开关操作方式有拉线开关、跷板开关、床头 开关等； • 按其控制方式有单控开关、双控、三控开关； • 按控制数量分：单联、双联、三联等 注：照明开关必须安装在相线上，严禁安装在零线 上。一般距门框边缘0.15-0.2米，距地面高度1.3 米 三个单联双控开关同时开关两盏灯的电路图. 其中任意一个单联双控开关可以控制两盏灯 • 单联双控开关控制两个灯 四、 插座 插座是各种移动电器的电源接取口，如台灯、电视机、电 风扇、洗衣机等都使用插座。插座的安装高度应符合设计 的规定，当设计无规定时应符合施工规范要求。 按相数分：单相插座、三相插座 按安装方式分：明装、暗装 按防护方式分：普通式、防水防尘式、防爆式等 一般室内插座安装高度0.3米 空调插座距地2米以上 插座的接线应符合下列要求： ①单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相 线相接，左孔或下孔与零线相接；单相三孔插 座，面对插座右孔与相线相接。 ②单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的接 地线或接零线均应接在上孔。插座的接地端 子不应与零线端子直接连接。 ③同一场所的三相插座，其接线的相位必须一 致。 11.6 变配电室和自备应急电源 一、变配电工程 指为建筑物供应电能、变换电压和分配电能 的电气工程。 由于变配电工程的中间枢纽（核心）是变配 电所，变配电工程有时也称为变配电所工程。 二、变电所、配电所 1.变电所 变电所就是担负从电力系统接受电能，然后 变换电压、分配电能任务的场所。 2.配电所 配电所就是担负从电力系统接受电能，然后 分配电能任务的场所。 变电所与配电所的区别是看其内部有无装设 电力变压器。 三、6～10KV及以下变配电工程中常用的电气设 备 1.一次设备 指担负变换、输送和分配电能任务的电气设 备。 常用的高压一次设备有：电力变压器、高压 熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断 路器、高压开关柜等。 常用的低压一次设备有：低压熔断器、低 压刀开关、低压自动开关、低压配电箱等。 一次设备的特点是：设备的电压高或电流 大、设备的功率大。 2.二次设备 指用于控制、指示、测量和保护一次设备 运行的电气设备。 常用的二次设备有：继电器、接触器、低 压熔断器、电流表、电压表等。 二次设备的特点是：设备的电压相对于一 次设备来说要低、电流要小，设备的功率也小。 一、二次设备一般安装在高、低压开关柜中 变配电所系统图的常见方案有多种： 1.装设一台电力变压器的变电所主 接线 只有一台变压器的变电所，容量一 般不大于1250 kV·A，它能将6～ 10kV的高压电能降为一般用电设备 所需的380／220 V低压，其主接线 低压隔离开关 比较简单，如右图所示。 高压装有高压跌开式熔断器 高压熔断器能在变压器故障时熔 断而切断电源。 隔离开关用在检修变压器时切断 变压器与高压电源的联系 高压跌开式熔断器（隔 离开关＋熔断器） 低压装有低压隔离开关 和自动空气开关 因隔离开关仅能切断315 kV·A以下变压器的空载电流， 故此类变电所的变压器容量 不大于315 kV·A。 右图高压侧选用负荷开关和 高压熔断器，负荷开关作为 正常运行时操作变压器之用， 熔断器作为短路时保护变压 器之用。低压侧仍装自动空 气开关，此类变电所的变压 器容量可达500～l 000 kV·A。 右图为高压侧选用 隔离开关和高压断路器 正常运行时接通或断开 变压器，故障时断开变 压器。 隔离开关在变压器 检修时作为隔离电源之 用，故要装在断路器之 前。 上述几种接线方式 简单，高压侧无母线、 投资少、运行操作方便， 但供电可靠性差。 2.两台变压器的变电所主接线 对供电可靠性要求较高，用电量较大的一、 二类负荷和重要的电力用户，可采用双回路、 供电和两台变压器的主接线方案。 如下页图所示： 高压侧无母线 但当任一变压器停电检修或发生故障时， 变电所可通过闭合低压母线联络开关，迅速恢 复对整个变电所的供电。 特别强调：对于第一类负荷的供电，双回 路电源进线应是两个独立的电源。 对于变电所有两台或多台变压器，或高压 进出线有两条以上时，可采用高压侧单母线的 接线方式，如下页图示。 这种方式供电可靠性高，任一变压器检 修或发生故障时，通过切换操作，能较快恢 复整个变电所的供电。 这种方式在高压母线及电源进线检修或 发生故障时，整个变电所都要停电。 这种方式若与其他变电所相连的低压或 高压联络线，则供电可靠性大为提高，可用 于一、二级负荷。无联络线时，可供二、三 级负荷。 对于上页图的接线系统采用一路高压电缆 进线，变压器高压侧设置高压母线，母线型号 LMY一60×6。 高压侧配置四台HXGN—10环网柜 变压器采用一台SC9—1000kV·A干式变压 器变压器绕组采用Δ／Y—ll连接方式 变压器低压侧配置三台GGD低压配电屏 低压母线型号为TMY--3(100×10)+80×6。 三、变配电所的平、剖面图 变配电所平、剖面图是具体表示变配 电所总体布置和一次设备安装位置的图纸， 它是根据《建筑制图标准》的规定，按三 维图原理并依一定比例绘制的，属位置图。 变配电所平剖面图是设计单位提供给 施工单位进行电气设备安装所依据的主要 技术图纸。 1.变配电所总体布置 变配电所的布置必须遵循安全、可靠、 适用、经济等原则，并应便于安装、操作、 搬运、检修、 试验和检测。 变配电所的设备布置，应符合国家设计 规范的规定。 6~10 kV室内变电所，主要由3部分组成： ①高压配电室； ②变压器室； ③低压配电室。 有的还有静电电容器室(提高功率因数) 及值班室(需有人值班时)。 2.变配电所的布置方案 变配电所常见的布置方案见下图 第三节 变配电所工程图 变配电所工程图实例分析 1、工程概况 该工程为一小型工厂变配电所工程。 该企业位于××市郊区，交通方便。 变配电所为独立变配电所，供电电源经与 供电部门协商，上级主管部门批准，从区域变 电站引入一条10 kV高压电缆。该企业负荷等 级为三级负荷。 应该说明的是，“简图”是技术术语，简图 是电气图的主要表达形式。 在电气图中的大多数图种，如系统图、电路 图和接线图等都属于简图。 （3）表图 表图是表示两个以上变量之间关系的一种图。 表图所表示的内容和方法都不同于简图。例 如经常碰到的电流波形图、电压时序图都属于表 图之列。 （4）表格 表格是“把数据按纵横排列的一种表达形 式，用以说明系统、成套装置或设备中各组成 部分的相互关系或连接关系，或者用以提供工 作参数。 表格也可简称“表”。表格可以作为图的 补充，也可以用来代替某种图。 例如主要设备材料表、接线表等。 2.电气图的种类及用途 (1)种类 GB 6988《电气制图》规定电气图的种类经 过综合和统一，按照用途划分为15种。即： 系统图或框图、 功能图、 逻辑图、 功能表图、 电路图、 等效电路图、端子功能图、 程序图、 设备元件表、 接线图或接线表、 数据单、 单元接线图或单元接线表、 位置简图或位置图、 互连接线图或互连接线表； 端子接线图或端子接线表。 后来又增加电缆配置图或电缆配置表，故现 在实际分为16种。 建筑电气工程中常见的只是其中的部分种类。 (2)系统图或框图 用符号或带注释的框概略表示系统或分系统 的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简图。 其用途是：为进一步绘制其他种类的电气图 或编制详细的技术文件提供依据；供操作和维修 时参考。 系统图的规模有大有小，一个变配电所的系 图规模一般都比较大，一个住宅楼的系统图就比 较简单。 如下页图是某住宅楼照明配电系统图。 从系统图中所表达的内容，可以了解到A栋2单 元3层楼的电度表箱共有2户，电表箱的进线为3 相5线，其中的L1（A）相与电度表连接， 经过1个40 A的漏电保护自动开关再通过3根(相 线L1、零线N和接地保护线PE)1Omm2的BV型号导 线进入户内， 户内也有一个配电箱，又分成5个回路经自动开 关向用户的电气设备配电。 (3)位置简图或位置图 表示成套装置、设备或装置中各个项目的 位置的一种简图或图。 位置简图是用图形符号绘制的图。 其作用是表示一个区域或一个建筑物内成套 电气装置中的元件和连接布线。 而位置图则是用投影法绘制的图，根据描述 对象的不同，它可以用来表示一个地理区域、一 个建筑物或一个设备中的各个项目的位置。 在建筑电气工程中所常见的“照明平面布置图”或 “动力平面布置图”等均属于位置简图或位置图。 例如下页图就是某住户照明配电平面布置图。 照明配电平面布置图中所表达下列内容： 用户的配电情况，灯具、开关、插座的安装位置 情况 配电导线的走向等 平面布置图能反映安装位置，但不能反映安 装高度，安装高度一般通过说明或文字标注进行 了解，还需了解建筑结构，因导线的走向和布置 与建筑结构密切相关。 平面布置图的识读方法是课程的重点之一， 将在后面详细介绍。 (4)电路图 用图形符号按工作顺序排列，表述电路、设 备或成套装置的基本组成和连接关系，不考虑其 实际位置的一种简图。 作用是：理解电路、设备或成套装置及其 组成部分的工作原理；分析和计算电路特性； 为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图 的依据。 电路图形式如下页。在建筑电气工程中， 这种电路图常用于说明某种设备的控制原理。 3.电气图用图形符号 图形符号是用于电气图或其他文件中表 示一个设备或概念的一种图形、记号或符号， 是电气技术领域中最基本的工程语言。 简图主要是用图形符号绘制的，因此，对 于图形符号，我们不仅要熟悉它，还要熟练地 应用它。 二、建筑电气工程图的特点 建筑电气工程图是建筑电气工程进行安装施 工和确定工程造价的主要依据之一，它具有电气 图共有的特点。 1.建筑电气工程图大多是采用统一的图形符 号并加注文字符号绘制出来的，属于简图之列。 2.图中的任何电路都必须构成其闭合回路。 3.电路中的电气设备、元件等，彼此之间都 是通过导线将其连接起来构成一个整体的。 4、建筑电气施工是与主体工程和其它安装 工程相互配合的，故建筑电气施工图不能与其它 施工图发生冲突