建筑电气总结
1.建筑电气,是“建筑电气工程”的简称。是指电气工程技术在建筑的应用。它是
以电能、电气设备和电气技术为手段,创造、维持或改善建筑、环境功能,提高
建筑、环境等级和效益的一门科学。从广义上讲,建筑电气根据建筑的使用性质
分为民用建筑电气和非民用建筑电气。
2.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。
3:电气工程系统图作用: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。
4:凡用于对电路进行通、断;或对电路参数进行变换,以实现对电路或用电设
备的控制、调节、切换、检测和保护等作用;或用于能量传输、分配、转换;或
用于电路信息交换的各种器件、装置和设备称为电器。
5: 开关电器极其重要部分为触头,并具有较好的灭弧能力, 触头之间的接触电阻
包括膜电阻和收缩电阻
触头的磨损包括电磨损和机械磨损, 电弧的去游离过程包括复合和扩散两种形
式。
6: 复合介质中正负带电质点接近时互相吸引而彼此中和成为中性质点的现象,
称为复合。扩散由于热运动,弧柱中的带电质点逸出弧柱外的现象,称为扩散。
电力变压器型号含义
7:电机按功能可分为:
① 发电机:一种把机械能转换为电能的电磁装置。
② 电动机:一种把电能转换为机械能的电磁装置。
③ 控制电机:一种可以将电信号转换为机械角(线)位移信号的自动控制
元件。
8: 三相交流异步电动机的机械特性
电动机机械特性是表征电动机轴上所产生的转矩T和相应的运行转速n之间关
系的关系特性,以函数n=f(T)表示。它是交流电动机工作的重要特性。
1) 固有机械特性异步电动机在额定电压和额定频率下,用规定的接线方式,定
子和转子电路中的不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有(自然)机械特
性。图2.16所示为交流电机的固有机械特性n=f(T)及T=f(s)综合曲线。图中:
① a点: 又称空载点。此时:S=0、T=0、n=n0,n0为异步电动机旋转磁场的
转速,也称为同步转速。根据异步电动机的转动原理,转子转速将小于磁场的转
速,即n<n0。若二者相等,转子就没有切割磁力线作用,转矩也就消失了。所
以,异步电动机转子不可能以n0的转速正常运行。
② b点: 即额定工作点。此时:S=SN、T=TN、n=nN负载转矩增加时,
电动机转速要降低,但对应的电磁转矩却要增加,因为 B点附近比较平坦,所
以电动机的转速变化不大。这种特征称为硬的机械特性。 此时:
TN=T2=9550PN/nN N·m (2-12)
式中:PN为电动机额定电功率; TN为电动机额定转矩;nN为电动机额
定转速。此式也称为转矩与电功率的关系式,是交流电动机的重要特性之一。
③ c点: 也称临界工作点,又称拐点。S=Sc、T=Tmax、n=nc 在机械
特性曲线上,负载转矩T有最大值Tmax ,称为最大转矩或临界转矩。表征电
机带动最大负载的能力。此时对应的转差率为 Sc,称为临界转速。此时:
④ d点: 电动机启动工作点。S=1、T=Tst、n=0。Tst是指异步电动机刚启动那
一时刻的转矩,体现了电动机负载起动的能力。
10高压电器是指在额定电压1kV以上的电力系统中,用于 接通和断开电路、限制电路中的电压或电流以及进行电压或电流变换的电器。其功能是:根据电力系统安全、可靠和经济运行的需要,高压电器能断开和关闭正常线路和故障线路,隔离高压电源,起控制、保护和安全隔离的作用。
11.高压断路器的选择问题:a.首先考虑工作条件,确定断路器的额定值。
b.结合环境条件选用断路器的型号和规格。c.据短路电流进行断流容量,动、热稳定校验。d.尽量维修方便,价格便宜,运行费用少等。
12. 高压熔断器的选择:a.其额定电压应符合线路或设备的额定电压。
b.熔断器额定电流 IN.FU和熔体的额定电流 IN.FE的确定:
IN.FE≈(1.4~2.5) IC
IN.FE=(0.3~1.0) IN.FU
IC --线路计算电流。
c.熔体电流 IN.FE 还应躲过变压器空载励磁电流、电容器组投入时的合闸涌流、外部短路或电动机频繁自起动引起的冲击电流,其熔断时间不小于0.5s来加以校验。
13. 高压隔离开关的联锁装置有机械联锁和电气联锁两种类型:
① 机械联锁装置:一般使用钢丝绳或者杠杆机构,以机械位置的变动(也可采用多功能程序锁)来保证在断路器切断电源以前,隔离开关的操作把手不能动作;
② 电气联锁装置:电气联锁一般有两种联锁方式:一种是通过操作机构上的联动辅助接点(常开或常闭)去控制隔离开关的把手。当断路器开断时,隔离开关操作把手不能动作;另一种电气联锁是利用距离开关操作机构上的联动辅助接点(常开或常闭)去控制断路器。当拉动隔离开关的把手时,联动辅助接点(常开或常闭)使断路器动作以切断电路,从而可防止带
负荷拉动距离开关的事故。
14. 高压隔离开关选择
①首先按安装地点选择户内型或户外型。
②结合工作条件确定额定值,校验动、稳定值。
③35kv及以上宜选用带接地刀闸。
④考虑开关接线端的机械负荷。
15. 重合器与断路器的不同点在于:
① 重合器的作用是与其它高压电器配合,通过其对电路的开断,重合操作顺序,复位和闭锁,识别故障所在地,使停电区域限制最小,而断路器只是用开断短路故障,线路停电区域大。
② 二者的结构不同,操动机构有别。
③ 重合器为自具控制设备,检测、控制、操动自成一体,而断路器与其控制系统在设计上是分别考虑的。
④ 重合器的开断具有反时限特性和双时性,而断路器只有速断和过流保护特性。
⑤ 重合器操作顺序与次数,按使用地点及前后配合开关设备的不同有“二快二慢”、“一快三慢”、“四分三合”等多种模式,特性调整方便;断路器的操作顺序由标准统一规定,操作顺序与次数单一,不可调,与前后开关设备没法配合。
16. 重合器按保护特性分,有:电流-时间型和电压-时间型两种。其中:反映故障电流跳闸后能重合的称为电流-时间型;线路失压分闸,来电后延时重合闸的称为电压-时间型。
17. 电流互感器接线方案
a.一相式接线适用于负荷平衡的三相线路,供测量电流或接过负荷保护装置。 b.两相V形适用于中性点不接地的三相三线制线路。供测量三相电流和电能,并可接过电流保护装置。
c.两相电流差接线适用于中性点不接地的三相三线制线路。供接过电流保护装置之用。
d.三相Y形接线适用于三相四线制及中性点直接接地的三相三线制线路,供测量及保护用。
18. 电流互感器使用注意事项
a.电流互感器在工作时,其二次侧不得开路。
b.电流互感器的二次侧有一端必须接地。
c.电流互感器在连接时,注意其端子的极性。
19. 电压互感器接线方案
a.一个单相电压互感器接成V/V形适用于电压对称的三相线路,供仪表、继电器接于一个线电压。
b.两个单相电压互感器接成V/V形适用于三相三线制线路,供仪表、继电器接于各个线电压,广泛用于高压系统中,作为电压、电能测量。
c.三个单相电压互感器接成Y0/Y0形 适用于三相三线制和三相四线制,可供接要求线电压的仪表、继电器,并可供接要求相电压的绝缘监察电压表。
d. 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/△(开口三角〕形。
20. 电压互感器使用注意事项
a.电压互感器在工作时,其二次侧不得短路。
b.电压互感器的二次侧有一端必需接地。
c.电压互感器在连接时,也要注意其端子的极性。
21. 高压负荷开关与高压隔离开关的不同点,在于二者在电路中的功能不同:前者可以带负荷操作,并具有一定保护功能,而后者既不可带负荷操作,也没有保护功能;与高压断路器的不同点是:前者不能分断短路电流,一般用于不需要频繁分断操作的电路,后者可分断短路电流,用于需要频繁分断操作的电路中。
22. 高压负荷开关功能:
a.能通断一定的负荷电流和过负荷电流,不能切断短路电流故障。
b.必须与高压熔断器串联,借助于熔断器切除短路电流。
c.与隔离开关一样,具有明显的断开间隙,也具有隔离电源,保证安全检修的功能。
23. 重合器与断路器的不同点在于:
① 重合器的作用是与其它高压电器配合,通过其对电路的开断,重合操作顺序,复位和闭锁,识别故障所在地,使停电区域限制最小,而断路器只是用开断短路故障,线路停电区域大。
② 二者的结构不同,操动机构有别。
③ 重合器为自具控制设备,检测、控制、操动自成一体,而断路器与其控制系统在设计上是分别考虑的。
④ 重合器的开断具有反时限特性和双时性,而断路器只有速断和过流保护特性。
⑤ 重合器操作顺序与次数,按使用地点及前后配合开关设备的不同有“二快二慢”、“一快三慢”、“四分三合”等多种模式,特性调整方便;断路器的操作顺序由标准统一规定,操作顺序与次数单一,不可调,与前后开关设备没法配合。
24. 低压电器的主要功用
① 控制作用:如电机的转与不转;电梯轿箱的上行或下降;灯具的亮与不亮等。 ② 保护作用:能根据设备的特点,对设备、环境、以及人身实行自动保护,如
电路的过载保护、失压保护、短路保护、漏电保护等。
③ 测量作用:利用仪表及其与之相适应的电器,对电路中的电量或非电参数进行测量,如电流、电压、功率、转速、温度、湿度、压力、位置等。
④ 调节作用:低压电器可对一些电量和非电量进行调整,以满足用户的要求,如电机转速、房间温湿度、照度等的自动调节。
⑤ 指示作用:利用低压电器的控制、保护等功能,显示设备运行状况与电气电路工作情况或非正常情况下的报警,如绝缘监测、掉牌指示、运行显示、故障报警等。
⑥ 转换作用:在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行,以实现功能切换,如电路的手自动转换,市电与自备电的切换等。
25. 低压断路器的选择原则
① 断路器的类型应根据使用场合和保护要求来选择。如一般选用塑壳式;短路电流很大时选用限流型;额定电流比较大或有选择性保护要求时选用框架式;控制和保护含有半导体器件的直流电路时应选用直流快速断路器等。 ② 断路器额定电压、额定电流应分别大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。
③ 断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。
④ 欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
⑤ 过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。
26. 接触器是用于频繁通断交直流主电路或大容量控制电路的自动控制电器。配合继电器还可实现定时操作,联锁控制、各种定量控制、欠压及零(失)压保护,其主要控制对象是电动机,也可用于控制其它电力负载接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器
27. 选择接触器的依据主要是接触器的工作条件,重点考虑以下因素:
a 接触器的类型应符合要求,控制交流负载应选用交流接触器,控制直流负载则选用直流接触器。
b 接触器吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致。
c 接触器的使用类别应与负载性质相一致。应先将负载按上述接触器使用类别进行划分,再根据工作类别选择接触器系列。
d 接触器主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。应注意,
当所选择的接触器的使用类别与负载不一致时,若接触器的类别比负载类别低,接触器应降低一级容量使用。
e 接触器主触头的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。
f 接触器主触头、辅助触头的数量必须满足控制要求。
使用注意事项
a 接触器的串并联使用
b 电源频率的影响
c 操作频率的影响
28. 继电器输出入量和输出量之间在整个变化过程中的相互关系,又称继电器的输入-输出特性或回环特性,如图2.115所示。
图中:x表示输入量,y表示输出量。
由图可见:继电器的吸合与释放动作,
在其吸合值x1与释放值x2之间构成一回环,
所以继电器的输入输出特性又称之为继电
器的回环特性。继电器的释放值x2与吸合
值x1的比值叫做反馈系数。即: Kf=x2/x1
29. 时间继电器按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种。通电延时型是指时间继电器接受到电信号后,时间继电器的瞬动触点立即动作,延时触头经过一段时间后才动作(即动合触头闭合,动断触头断开);当电信号消失时,其触头立即复位的时间继电器。
断电延时型的工作过程恰与通电延时型相反,在时间继电器得到电信号后,其触头系统立即动作;当电信号消失时,其瞬动触点立即复位,延时触头经过一段时间后才复位(即动合触头断开,动断触头闭合)的时间继电器。
30. 热继电器:主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。
热继电器的选择应遵循下列原则:
(1) 一般情况下可选用两相结构的热继电器。对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机,宜选用三相结构的热继电器。对于三相绕组作三角形连接的电动机,应采用有断相保护装置的三个热元件热继电器作过载和断相保护。
(2) 热元件的额定电流等级一般应略大于电动机的额定电流。热元件选定后,将热继电器的整定电流调整到与电动机的额定电流相等,如果电动机的起动时间较长,可将热继电器的整定电流整定到稍大于电动机的额定电流。
3) 对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机或出于安全考虑不允许设置过载保护的电动机(如消防泵),一般不设置过载保护。
(4) 双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。对于重载、频繁起动的电动机,也可以选用过电流继电器进行过载或短路保护。 31建筑供配电的基本要求是:安全、可靠、优质、经济、合理。
32. 电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力网络包括输电、变电和配电3个环节
33. 计算负荷,是指通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。求计算负荷的这项工作称为负荷计算。负荷计算主要包括:(1)求计算负荷(2)求尖峰电流(3)求平均负荷
34. 电线电缆是指用以传输电能、信息或可实现电磁能量转换的线材产品。电线,学名导线。由良好导电性能的铜、铝及其合金材料制成。通常把只有裸金属导体的线材产品,叫做裸导线。由一根或两根以上绝缘导线与其它材料一起绞合成缆, 结构较为复杂,外径较大的线材产品叫做电缆。
35. 所谓屏蔽,是指对两个空间区域相互间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将系统或系统内的干扰源包围起来,既防止其干扰电磁场向外扩散,又防止它们受到外界电磁场的影响。
36. 电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排(母线)、电力电缆(塑料线缆、橡套线缆、架空绝缘电缆)、分支电缆(取代部分母线)、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。
37. 信息传输系统用于信息传输系统的电线电缆主要有:市话电缆、电视电缆、 电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其它复合电缆等。
38. 例4-7 有一条220/380V的三相四线制线路,采用BLV型铝芯塑料穿钢管埋地敷设,当地最热月平均最高气 温为15 ℃ 。该线路供电给一台40kW的电动机,其功率因数为0.8,效率为0.85,试按允许载流量选择导线截面。
解:(1)计算线路中的计算电流
例4-7 有一条220/380V的三相四线制线路,采用BLV型铝芯塑料穿钢
管埋地敷设,当地最热月平均最高气 温为15 ℃ 。该线路供电给一
台40kW的电动机,其功率因数为0.8,效率为0.85,试按允许载流量
选择导线截面。
解:(1)计算线路中的计算电流
(2)相线截面的选择
查附录表4–2得,4根单芯线穿钢管敷设的每相芯线截面为35mm2的BLV型导线,在环境温度为25℃时的允许载流量为80A,其正常最高允许温度为65℃,即 Ial=83A ,θal=65 ℃ ,θ0 =25 ℃,θ0’ =15 ℃
温度校正系数为
导线的实际允许载流量为
I al ˊ= KθIal= 1.12× 80A = 89.6A > IC = 89A
所选相线截面满足允许载流量的要求。
(3)保护线截面SPEN的选择
按SPEN≥0.5SФ要求,选SPEN=25mm2
所以选择BLV型铝芯塑料导线BLV-500-3*35+1*25。
39. 图4.21给出了某型号电缆线芯截面与总费用的关系曲线。图中,曲线1代表损耗费用,当截面增大时,损耗减少,损耗费用随之减少;曲线2代表初始费用,它包括电缆及附件与敷设费用之和。当截面增大时,投资费用随之增大。曲线3代表总费用,是曲线1、2的叠加。显然,某一截面区间内,总费用二者之和较少。而图中曲线3的最低点就是总费用最少的对应截面。
40. 供配电系统常用保护装置的类型主要有:
(1) 继电保护 用各种不同类型的继电器按一定方式连接和组合,构成继电保护装置。继电保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。
(2) 熔断器保护 适用于高低压供电系统。由于装置简单经济,在供电系统中广泛应用,但是它的断流能力较小、选择性差,熔体熔断后更换不方便,不能迅速恢复供电,因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。
(3) 低压断路器保护 又称低压自动开关保护。由于低压断路器带有多种脱扣器,能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等,而且可作为控制开关进行操作,因此在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。
41. 继电保护装置的基本任务是:
① 迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除,使其免于继续遭受破坏,并保证其他恢复正常运行。
② 反应不正常运行状态,发出相应信号,由运行人员进一步处理或自动进行调整,也可以延时将继续运行会引起事故的电气元件切除。
③ 与供配电系统中其他自动化装置(如重合闸)配合,采取预定措施,尽快恢复供电,缩短事故停电时间,提高系统运行可靠性。
42. 所谓定时限过流保护装置,就是保护装置的动作时限是一定的,不随通过保护装置电流大小的变化而变化。
43. 后备保护的作用和特点是什么?
(1)后备保护有近后备和远后备两种构成方式。
(2)远后备——在每个被保护元件配置的一套保护中有分别起主保护、后备保护作用的两部分。作为后备保护的部分既可作为该元件主保护拒动的后备,更主要是作为相邻下一元件的断路器或保护拒动的后备。
(3)近后备——在每个被保护元件上都装设分别起主保护和后备保护作用的两套独立保护,近后备作用实现的特点为:首先是“就近”实现,不依靠相邻上一元件处的保护;其次是主保护拒动,由本处的后备保护起作用。断路器拒动则由本站装设的断路器失灵保护(属近后备)动作切除连接在该段母线上的其它断路器。
(4)远后备保护的功能比较完善,它对相邻元件的保护装置、断路器、二次回路和直流电源故障引起的拒动都能起到后备作用,同时比较简单经济,宜优先采用。一般只有当远后备保护不能满足灵敏度要求时,才考虑采用近后备方式。
44. 室内低压配电系统由配电装置(配电盘)及配电线路(干线及分支线路)组成。常用配电方式有以下几种形式:如下图所示
1. 放射式
放射式的优点各个负荷独立受电,供电可靠性较高,故障时影响面较小,配电设备集中,检修方便;电压波动相互间影响较小。但系统灵活性较差,有色金属消耗较多,相应的投资也较大。一般在下列情况下采用:
(1)容量大、负荷集中或重要的用电设备;
(2)需要联锁起动、停车的设备;
(3)有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护起动设备放在现场者。
2. 树干式
树干式的特点是配电设备及有色金属的消耗较少,系统灵活性好,但干线故障时影响范围大。一般用于用电设备的分布比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。
3. 混合式
混合式的特点介于放射式和树干式两者之间。若干线上所接用的配电盘不多时,仍然比较可靠,因而在大多数情况下一个大系统都采用树干式与放射式相混合的配电方式。