建筑电气基本知识

2019年9月16日
CATV系统、安全防范系统
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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。
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★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。
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2．电感元件
电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件。
如右图所示：
特点： 只有电感上的电 流变化时，电感两端才有 电压。在直流电路中，电 感上即使有电流通过，但 ｕ＝０，相当于短路。
所谓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。
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三、三相交流电源 1.三相交流电的产生 三相交流电由三相交流发电机产生。
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三相发电机的每一相绕组都可以看做是一个 独立的单相电源分别向负载供电。
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第二节 交流电基本概念
建筑电气工程的主要功能之一是输送电能、 分配电能和应用电能，而电能的应用形式主要是 交流电。
一、交流电
交流电是指大小和方向随时间周期性（正弦 规律）变化的电压或电流。
以交流电的形式产生电能或供给电能的设备 称为交流电源。
由交流电源、用电设备和连接导线组成的电 流流通路径称为交流电路。
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二、三相交流电路
由于三相交流电在生产、输送和应用等方面 有很多优点，因此建筑物中的供电、配电和用电 均是组成三相交流电路来进行。
三相交流电路中的电源有三个，每一个电源 称为一相电源，一般称为A、B、C三相电源。
三相电源向外供电是采用三相三线制、三相 四线制或三相五线（增加一条接地保护线）的形 式。
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从三相线圈的首端A、B、C分别引出三根导
线统称为相线(俗称火线)。 这种具有中线的三相供电方式称为三相四线
制，而无中线只引出3根相线的供电方式称为三相
三线制。
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三相四线制供电的特点是可以提供给用电设 备（负载）两种电压。
一种称为相电压，即相(火)线与零线之间的 电压，共有三个，分别用uA、uB、uC表示。
另一种称为线电压，即相线与相线之间的电 压，也有三个，分别用uAB，uBC，uCA表示。
由于发电机三个线圈中产生的三个相电动势 为对称的，因此，三个相电压、三个线电压也是 对称的，可以证明U线＝ 3 U相。
三相电源的星形（Y形)连接的比较多，优点 是可以同时得到两种不同等级的电压向三相用电 设备和单相用电设备供电。
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对于三相四线制供电，三相负载作星形连接 有中线时，各相负载两端的电压分别等于电源的 相电压。由于有中线，各相负载与电源独自构成 回路，互不干扰。
2.三相对称负载的星 形连接
三相对称负载使 得三根相线上的电流 相等，无多余的电流 往中线上流，故不需 要有中线。
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四、三相负载的星形连接
三相负载指使用三相交流电源的用电设备， 例如三相电动机、三相电热炉，也可以是几个使 用单相电源的用电设备的组合，例如三个或四个 灯泡等。
但是对于众多的单相用电设备的组合，往往 要求尽量均衡地分配在三根相线上。
三相负载也必须采用一定的连接方式接入三相 电源，才能体现三相电源供电的优越性。三相负载 也有两种连接方法，即星形连接和三角形连接。
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三、强电工程和弱电工程涉及范围
动力工程
通信与计算机网络
照明工程
CATV电视与卫星电视
★ 强 变配电工程 电
★ 闭路电视和监控系统
弱 电
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
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（补充） 建筑电气基本知识
内容提要：
首先介绍建筑电气基本概念、建筑电气范围及 强电和弱电的基本概念。介绍交流电、正弦交流电、 交流电的三要素等基本概念，阐述正弦交流电的表 示方法，介绍交流电路组成元件及各元件性能，介 绍交流电路功率因素含意及提高功率因素的方法。
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这种供电方式需用六根输电线，既不经济也 体现不出三相交流电的优点。
因此，发电机三相定子绕组都是在内部采用 星形(Y形)或三角形(△形)两种连接方式向外输电。
2.三相电源的星形连接
如下页所示，将发电机三个线圈的末端X、Y、 Z连接在一起，这个连接点N称为中性点，自该点 引出的导线叫中性线，中性线通常与大地相连， 此时又称零线。
建筑物中的大量用电设备是采用星形连接的方 式接入三相电源的。
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1.三相不对称负载的星形连接
在三相负载中，如每一相负载的大小相等、 性质相同，则称其为三相对称负载；否则，就为 三相不对称负载。
三相不对称负载使得三根相线上的电流不相等。 因此要使多余的电流往中线上流，故一定要 有中 线。
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第三节 交流电路负载及负载性能
交流电路负载有：
阻性负载、感性负载和容性负载等。 一、理想负载 1．电阻元件
电阻元件是一种消耗电能的元件。
欧姆定律: 关联方向：u =Ri 非关联方向时：u =－Ri
功率：
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第一节 概述
建筑电气
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