同济大学建筑电气复习题

建筑电气复习题第一章绪论一．电力系统的概念与组成（发电、输电、变电、配电、用电） 1.由发电厂、变电站、配电站、电力网和用户组成的系统。

发电厂：将各种一次能源转化为电能，即生产电能的工厂；电力网: 输送和分配电能的渠道。

（区域电网和地方电网）；变电站：变换电压和交换电能的场所。

电能用户：电能消耗的场所。

2.建筑供配电系统及其组成由高压（10KV）及低压配电线路、变电站（包括配电站〕和用电设备组成。

3.电力系统运行的特点：（1）电能生产的重要性；（2）系统暂态过程的快速性；（3）电能发、输、配、用的同时性。

二．电力系统的额定电压 1.电力系统电能质量的两个基本参数：频率、电压(偏移、波动、波形) 2.额定频率：50±0.5Hz ，一般称“工频” 3.额定电压：为电气设备正常运行且获得最佳经济效果的电压。

用电设备额定电压与电网额定电压相同。

发电机的额定电压高于同级电网电压5%. 三．建筑供配电的负荷分级及供电要求 1.供电质量主要由电能质量和供电可靠性两大指标来循环。

2.供电可靠性是指供电企业对用户的供电连续性，一般用供电企业的实际供电小时数与全年时间内小时数的百分比来衡量。

（也可用全年的停电次数和停电持续时间来衡量） 3.负荷等级“负荷”指用电设备，“负荷大小”指用电设备功率大小；共分三级一级负荷：两个电源供电；对于特备重要的，还需增设应急电源；不共用供电回路。

二级负荷：两个回路供电；供电变压器应有两台。

三级负荷：无特殊要求。

四．电压偏移△U=(（U-Un）/Un ) *100% 1.电压偏移的影响（温升、寿命）2.电压调整措施:科学的确定电力系统中各个电气设备的额定电压；合理选择变压器的电压比和电压分接头；合理减少系统阻抗；合理补偿无功功率；尽量使系统的三相负荷平衡。

3.电压波动产生的原因：由于负荷急剧变动的冲击性负荷所引起的。

4.电压波动抑制措施：对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用线或专用变压器单独供电；设法增大供电容量，减少系统阻抗；在系统出现严重的电压波动时，减少或切除引起电压波动的负荷。

5.电压质量为电压的偏差、波动和波形三方面。

五．建筑电气设计的一般原则：安全、可靠、优质、经济、合理第二章建筑供配电的负荷计算一．计算负荷的意义和计算目的 1.计算负荷：将原始资料（用电负荷的产品铭牌数据），结合考虑因素（所安装设备非同时运行），变成供配电系统设计所需要的假想负荷。

意义和目的:求计算负荷,也称需用负荷 a.作为按发热条件选择供配电系统各级电压供电网络变压器容量、导体和电气设备的依据。

b.在工程上为方便计算，亦可作为能量消耗量及无功功率补偿的计算依据。

2.负荷计算的基本概念(1).负荷曲线：表示一组用电设备的功率随时间变化关系的图形。

它直观地反映出用户用电特点，对于同类型的用户，其负荷曲线形状大致相同。

按负荷性质分：有功负荷曲线；无功负荷曲线。

按持续工作时间分：日负荷曲线(24h)；年负荷曲线（8760h〕(2).与负荷计算相关的物理量 a.年最大负荷：全年中最大工作班内半小时平均功率的最大值。

用Pm(有功) 、Qm(无功) 、Sm(视在)表示。

所谓的最大工作班，是指一年中最大负荷月份内最少出现2~3 次的最大负荷工作班，而不是偶尔出现的某一个工作班。

b.年最大负荷利用小时数：一个假想时间，反映用户以年最大负荷Pm 持续运行Tm h 所消耗的能量恰好等于全年实际消耗的能量。

Tm=Wp/Pm c.平均负荷：电力用户在一段时间内消耗功率的平均值。

用Pav 、Qav 、Sav 。

年平均负荷：Pv=WP/t d.负荷系数：（表征负荷曲线不平坦度的一个物理量）用电负荷的平均负荷与最大负荷之比。

e.需要系数：是一个综合系数，与设备组的同期系数、设备组的负荷系数、线路及用电设备效率、以及很多随机因素有关。

其定义为：Kx=Pm/Pe=（用电设备组负荷曲线上最大有功负荷KW/用电设备组的设备功率）f.利用系数：K1 (3).负荷计算的主要内容设备容量Pe ；计算容量Pe ；计算电流Ic ；尖峰电流Ijf (4). 计算负荷的定义是按发热条件选择导体和电气设备时使用的一个假想负荷，通常规定取30 分钟平均最大负荷P30、Q30 和S30 作为该用户的“计算负荷” 。

其物理意义：计算负荷持续运行产生的热效应与实际变动负荷长期运行所产生的最大热效应相等。

因此：P30= Pm；Q30= Qm；S30= Sm (5). 用电设备组：指工艺相同，需求系数、功率因数相同的多台用电设备。

二．用电设备组的主要特征1.分类：（按工作制分〕连续运行工作制；短时运行工作制；断续周期运行工作制 2.负荷持续率? =t/T *100%=t/(t+t0)*100%=(工作时间)/(工作周期) 3.设备容量Pe 的确定 a.连续运行工作制用电设备的Pe (kw)等于其铭牌额定功率Pr(kw) ；一般Pe=∑ Pr。

对于采用电感镇流器的电光源，需要考虑镇流器消耗的功率，此时Pe=1.2*∑ Pr b.短时运行工作制用电设备，Pe=Pr ；求计算负荷时一般不考虑。

c.断续周期运行工作制用电设备,是将某一暂载率下的额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。

起重机用电动机类设备Pe=(√(?/? ))*Pr=2Pr*√? r 25 r 电焊机类设备Pe=(√(?/? ))*Pr=(√?)*Sr*cos? r 100 r 3.负荷计算的方法（需要系数法）(1).用电设备组的计算负荷有功功率Pc=Kx*Pe ；无功功率Qc=Pc*tan? ；视在功率Sc=√(Pc2+Qc2) ；计算电流Ic=Sc/((√3)*Ur) (2).多个用电设备组的计算负荷有功功率Pc = K ∑ ∑ K di ? Pei ；无功功率Qc = K ∑ ∑ tg?i ? Pei ；视在功率Sc=√(Pc2+Qc2) ；计算电流Ic=Sc/((√3)*Ur)，i =1 i =1 m m K∑ －－同期系数(3).单相负荷计算单相负荷应均衡地分配到三相上。

当无法使三相完全平衡时，且最大相与最小相负荷只差大于三相总负荷的10%，应取最大负荷的三倍作为等效三相负荷计算。

否则按三相对称负荷计算。

(4).尖峰电流,是持续1～2s 的短时最大负荷电流,一般出现在电动机启动过程中。

a.单台用电设备Ijf=K*Irm；Irm －用电设备的额定电流；K－用电设备的起动倍数 b.多台用电设备Ijf=(KIrm)max+∑Ic；c.自启动电动机组Ijf=∑Ijfi (5)计算负荷时，应作如下处理：P28 4.建筑用电负荷的特征给排水动力负荷；冷冻机组动力负荷；电梯负荷；照明负荷；风机负荷；弱电设备负荷 5.建筑供配电系统无功功率补偿(1).有功功率：电能——其他形式能量(机械能、光能、热能) 无功功率：建立和维持旋转磁场(2).影响，主要表现在：a.降低发电机有功功率的输出；b.降低输、变电设备的供电能力；c.造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；d.造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

(3).无功补偿措施：提高自然功率因素；采用电力电容器补偿补偿方式：高压集中补偿、低压集中补偿、低压就地补偿补偿容量计算n=Qc/qc 无功补偿后的计算负荷' ' 2 Q30 = Q30 ? Qc ；S 30 = P30 + (Q30 ? Qc ) 。

优点：主变压器容量减少；—降低初投2 资、降低电费开支看例 2.6 6.典型建筑工程的负荷计算例 2.6 P34 7.供配电系统的能量损耗(1).供电线路的功率损耗?Pl = 3I c2 R ×10 ?3 ?Ql = 3I c2 X × 10 ?3 (kw) (kvar) (2).变压器的功率损耗a.有功功率损耗：空载损耗（铁损）、短路损耗（铜损）b.无功功率损耗：变压器空载无功损耗和额定负载在的无功损耗。

(3).年电能损耗：最大负荷损耗消耗时间第三章变配电所及柴油发电机 1.常用变配电所的任务与类型变配电所是供配电系统的中间枢纽，为建筑内用电设备提供和分配电能；变配电所担负着从电力系统受电、变电、配电的任务，配电所担负着从电力系统受电、配电的任务。

2.建筑变配电所的类型及布置根据所处的位置分为：独立变配电所；附设变配电所；地下变配电所；杆上式或高台式变电所；组合式变配电所。

组合式变配电所又称箱式变压器，由高压配电装置、电力变压器和低压配电装置组成。

3.变配电所位置选择及布置变配电所布置要求：a：紧凑、合理；b：合理安排相对位置；c：变压器室和电容器室朝向西；d：地面比室外高出0.15-0.3m；e：有人值班的要有单独的值班室或控制室。

4.变压器室的一般要求：a：最小尺寸由变压器的外廓和变压器室墙壁和门的最小允许净距；b：裕量，考虑今后增容c：朝向西d：门向外开e：开关安装接近门口处；f：油量大的变压器安装在单独的变压器室内。

5.高压配电室布置的一般要求：a：考虑操作、搬运、检修和试验方便；b：进出线套管至室外地面距离不低于4m，进出线悬挂点对地面的距离一般不低于 4.5m；c：带可燃油的高压开关柜宜装在单独的高压配电室；d：长度超过8m 的，应设两个出口，在变压器两端。

6.低压配电室布置的一般要求：a：低压型式和尺寸；b：安装尺寸；c：电气设备的套管和绝缘子最低绝缘部位距地面小于 2.3m，应装设固定围栏。

围栏高度不低于 1.5m。

配电装置距房顶不小于0.8m；d：低压配电室兼做值班室时，配电柜的正面距离不宜小于3m；e：低压配电室高度为4—5m。

7.高压开关柜:按一定线路方案将有关一、二次设备（如开关设备、监察测量仪表、保护电器及操作辅助设备）组装而成的一种高压成套配电装置。

a.用途:作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。

b.类型：固定式、手车式c.开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装置，即“五防” 。

防止误分、误合断路器。

防止带负荷分、合隔离开关。

防止带电挂地线。

防止带地线合闸。

防止人员误入带电间隔。

8.变压器容量的选择a：负荷率一般在75%-85%；b：单台容量一般不宜大于1600kVA；c：环境的修正9.变压器台数的选择(1)、装设两台及以上变压器：a：有大量的一级或二级负荷；b：季节性负荷变化较大时；c：集中负荷较大时(2)、专设变压器：a：动力和照明共用变压器严重影响照明质量和灯泡寿命；b：季节性负荷较大时；c：功能需求10.变压器型号的选择：a：推广使用低耗变压器，S9、S11；b：需要时，选用有载调压变压器；c：环境要求时选用全密闭变压器；d：防火等级高，选用干式变压器11.变压器联结组的选择（dyn11）优点：更有利于抑制高次谐波；更有利于单相短路接地故障的切除；承受单相不平衡负荷能力强。