建筑电气技术 建筑电气基础知识及电气识图.pptx
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1、课程特点/要求课程特点是一门综合性专业课程,主要适用于智能建筑专业及相关专业的学生。建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段,创造、维持与改善室内空间的电、光、热、声环境的一门科学。重点介绍工程中常用的照明设备、建筑弱电、工程供电技术、施工管理技术、安全用电技术知识等。提问:什么是建筑电气?其研究内容?提问:什么是建筑电气?其研究内容?在智能建筑体系中的地在智能建筑体系中的地位位?preceding2006年7月13日 星期四1第1页/共92页课程特点/要求要求熟悉电工基础知识及供电系统,常用低压控制和保护设备的特性及选型方法,了解并掌握建筑电气施工图知识;熟悉常用电光源的特点、光度学的基本
2、概念、建筑工程照明器具的安装方式,工程供电及临时施工供电设计方法;熟悉弱电系统中共用天线电视系统、广播音响系统、停车场管理系统等,了解建筑施工管理技术及安全用电技术。preceding2006年7月13日 星期四2第2页/共92页学习方法/参考/考核学习方法多观察、勤思考、理论联系实际、多实践参考教材:现代建筑电气技术与应用.陈志新、李英姿.机械工业出版社参考书:唐定曾等.建筑电气技术.机械工业出版社 1998 考核方法期未闭卷,考试时间120分钟平时20%,考核80%preceding2006年7月13日 星期四3第3页/共92页授课计划1.建筑电气基础知识及电气识图(授课:6学时);2.常
3、用建筑电气设备(授课:6学时);3.建筑供电系统(授课:8学时实验1:2学时);4.建筑照明系统(授课:8学时实验2:2学时);5.共用天线电视系统(授课:6学时实验3:2学时);6.停车场管理系统(授课:4学时实验4:2学时);7.复习(2学时);共授课40学时,实验8学时。preceding2006年7月13日 星期四4第4页/共92页第1章 建筑电气基础知识/电气识图绪言:熟悉电工基础知识,了解并掌握建筑电气施工图知识,为后续课程的学习打下基础。内容框架:电路的组成和基本定律/单相、三相交流电路电气控制技术的基础知识阅读电气工程图的基本知识电气工程图实例分析 重点/难点:电气控制技术的基
4、础知识;电气工程施工图的基础知识。preceding2006年7月13日 星期四5第5页/共92页第1节 建筑电气概述建筑电气系统的组成用电设备、配电线路、控制和保护设备建筑电气系统的分类建筑的供配电系统-一次接线(主接线)、二次接线(二次回路)建筑的用电系统-建筑电气照明系统、建筑动力系统、建筑弱电系统preceding2006年7月13日 星期四6第6页/共92页第1节 建筑电气概述建筑电气设备分类(根据在建筑中所起的作用不同来分类)创造环境的设备-如照明设备、空调设备、通风换气设备、广播设备等。追求方便的设备-如电梯、通讯设备等。增强安全性的设备-如报警、防火、防盗和保安设备等。提高控制
5、性及经济性的设备-如自动控制设备和电脑管理。2006年7月13日 星期四7第7页/共92页第1节 建筑电气概述建筑电气设备分类(根据建筑电气设备的专业属性来分类)供配电设备-变压器、配电屏、发电设备等。照明设备-电光源。动力设备-吊车、搅拌机、水泵、风机、电梯等。弱电设备-电话、电视、音响、网络、报警设备等。空调与通风设备-制冷、防排烟、温湿度控制装置等。运输设备-电梯preceding2006年7月13日 星期四8第8页/共92页第1节 建筑电气概述变压器 配电屏2006年7月13日 星期四9第9页/共92页第1节 建筑电气概述配电柜2006年7月13日 星期四10第10页/共92页第1节
6、建筑电气概述发电机组2006年7月13日 星期四11第11页/共92页第1节 建筑电气概述电光源2006年7月13日 星期四12第12页/共92页第1节 建筑电气概述吊车2006年7月13日 星期四13第13页/共92页第1节 建筑电气概述混凝土搅拌机2006年7月13日 星期四14第14页/共92页第1节 建筑电气概述混凝土搅拌车2006年7月13日 星期四15第15页/共92页第1节 建筑电气概述砂浆搅拌机2006年7月13日 星期四16第16页/共92页第1节 建筑电气概述水泵2006年7月13日 星期四17第17页/共92页第1节 建筑电气概述风机2006年7月13日 星期四18第18
7、页/共92页第1节 建筑电气概述电梯2006年7月13日 星期四19第19页/共92页第1节 建筑电气概述电梯2006年7月13日 星期四20第20页/共92页第1节 建筑电气概述弱电设备电话2006年7月13日 星期四21第21页/共92页第1节 建筑电气概述弱电设备-可视对讲2006年7月13日 星期四22第22页/共92页第1节 建筑电气概述弱电设备电视系统2006年7月13日 星期四23第23页/共92页第1节 建筑电气概述弱电设备音响系统2006年7月13日 星期四24第24页/共92页第1节 建筑电气概述弱电设备计算机网络系统2006年7月13日 星期四25第25页/共92页第1节
8、 建筑电气概述弱电设备火灾报警系统2006年7月13日 星期四26第26页/共92页第1节 建筑电气概述空调系统2006年7月13日 星期四27第27页/共92页小结建筑电气系统的基本组成是什么?建筑电气设备按其在建筑中的作用可分为哪几类?建筑电气设备按其专业属性可分为哪几类?建筑电气系统可分为哪几类?建筑用电系统可分为哪几类?主要参考:建筑电气魏金成主编重庆:重庆大学出版社,2006年7月13日 星期四28第28页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.1、电路的作用及其组成、电路的作用及其组成欲进行电能的转换、传输和分配,必须把电气设备用导线联接起来,组装成电路才能实现。电路组成:电源、中间
9、环节相负载。中间环节指导线、各种控制设备、保护设备、电缆等;电源指发电机或变压器等;负载指各种用电设备。例:发电厂的发电机组把水的位能、煤的热能、原子的核能等转换成电能,经过升压后用高压输电线路把电能送到用电地区,再把电压降下来,供用户负载使用。main body2006年7月13日 星期四29第29页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.2、电路的基本物理量、电路的基本物理量电流电流电位电位电压电压 电动势电动势 电能电能 电功率电功率电阻电阻main body2006年7月13日 星期四30第30页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.3、电路或设备的、电路或设备的工作状态工作状态 1、开
10、路状态 电流为零。检修线路应在开路状息下进行。2、短路状态 电流很大。有时利用短路电流产生的高温进行金属焊接等。main body2006年7月13日 星期四31第31页/共92页第2节 电路基础知识回顾3、额定工作状态 用电设备一般都规定有额定电流。额定电流是指电气设备长时间工作所容许通过的最大电流,用IN表示。轻载、超载、满载(额定工作状态)。还有标出额定电压,即UN,或标出额定功率,即PN。设备应尽量工作在额定状态,以达到最佳的技术经济效能,而欠载及超载状态则应尽量避免,特别是长时间或过量超载,常常会烧坏电源或用电设备,所以在使用电气设备时一定注意不要超过其额定值。main body20
11、06年7月13日 星期四32第32页/共92页第2节 电路基础知识回顾【例1.1】某工地的照明负载为盏、的白炽灯,问在点燃盏灯的情况下,电源提供给照明负载的总电流及总功率是多少?电源所带照明负荷的电阻分别是多少?如果每日照明,则盏灯每月照明用电为多少?2006年7月13日 星期四33第33页/共92页第2节 电路基础知识回顾解因为白炽灯的额定电压为,所以它们应全部并联在 的电网上,每盏灯流过的额定电流为:盏灯时照明负荷的总电流为:电源提供的总功率:照明负荷的总电阻:按每月天计,则盏灯的用电量为:可见,点燃的电灯越多,电源提供的电流及功率越多,这时称为负载的增加,但此时所带负载的电阻却在减小,所
12、以,负载的增加是指功率的增加而不是电阻的增加,电源所带负载越多则总的负载电阻越小。2006年7月13日 星期四34第34页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.4、基本定律、基本定律 1、欧姆定律、欧姆定律导体中电流的大小与加在导体两瑞电压成正比,而与导体的电阻成反比。main body2006年7月13日 星期四35第35页/共92页第2节 电路基础知识回顾2、基尔霍夫定律、基尔霍夫定律 基尔霍夫第一定律又称节点电流定律。当多个电流经过某一公共节点时节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。沿任一闭合回路升高的电位,必定等于沿此回路所降低的电位。main bo
13、dy2006年7月13日 星期四36第36页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.5、直流电路的基本分析方法、直流电路的基本分析方法电阻的联接及等效变换电阻的联接及等效变换电压源、电流源及其等效变换电压源、电流源及其等效变换支路电流法支路电流法叠加原理叠加原理2006年7月13日 星期四37第37页/共92页第2节 电路基础知识回顾现代电能的产生、输送、分配和使用几乎都采用交流电。其最重要的特征是电流、电压的大小和方向随时间作周期性的变化。2.6、正弦交流电路特性、正弦交流电路特性1、交流电的周期与频率、交流电的周期与频率 表征交流电变化快慢。周期:T,单位s(秒)。频率:f,单位Hz(赫兹)
14、。角频率(也称角速度):。我国工频为我国工频为50Hz,周期,周期T1f0.02s。有的国家或地区的频率用有的国家或地区的频率用60Hz。main body2006年7月13日 星期四38第38页/共92页第2节 电路基础知识回顾2、交流电最大值、交流电最大值 一个周期中所出现的最大瞬时值,或称幅值。3、相位与相位差、相位与相位差 相位角-表示交流电在某一瞬间所变化的电角度。初相角-开始观察交流电时,它已经变化了角度。相位差-两个同频率正弦交流电的相位角之差。如图:同相-相位差为零。反相-相位差为1800。频率、最大值和相位角是正弦交流电的主要特征,称为正弦交流电的三频率、最大值和相位角是正弦
15、交流电的主要特征,称为正弦交流电的三要素。要素。main body2006年7月13日 星期四39第39页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.7、正弦交流电的表示方法、正弦交流电的表示方法 表示方法有:三角函数表示法正弦曲线表示法相量表示法main body2006年7月13日 星期四40第40页/共92页第2节 电路基础知识回顾有效值-有效值、最大值:U-有效值:正弦交流电通过一个电阻,在一个周期内所发出的热量,与一直流电通过同一电阻、在相同时间内所发出的热量相等。Um-最大值;实用中,电工计算和测量都采用有效值来表示交流电的大小。电动机和电器设备的铭牌电压或电流实用中,电工计算和测量都采
16、用有效值来表示交流电的大小。电动机和电器设备的铭牌电压或电流数值也都是用有效值来表示的。数值也都是用有效值来表示的。2006年7月13日 星期四41第41页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.8、负载的性质、负载的性质 交流电路中负载用电抗X表示,负载是由三个参数组成的,它们是电阻R、电感L和电容C。负载的性质就是由这三种参数的大小决定的。main body2006年7月13日 星期四42第42页/共92页第2节 电路基础知识回顾1、纯电阻性负载、纯电阻性负载 如白炽灯、电炉等近似视为纯电阻性质的负载。主要特点:(1)电压与电流同相位,即相位差为零;(2)电压与电流的关系IUR,即与直流电路
17、欧姆定律形式相同。(3)电功率为正,表示把电能都转换成了其它形式的能,其平均功率为PIU;(4)瞬时值:main body2006年7月13日 星期四43第43页/共92页第2节 电路基础知识回顾2、纯电感性负载、纯电感性负载 负载由线圈构成。以电感参数为主,其它参数小到可以忽略主要特点:(1)相位关系:线圈通入交流电后会产生自感电势,其方向总是企图阻止电流的变化,结果电流相位滞后电压900电位角。(2)电压UL、电流I、电感(自感)L、角频率的关系是:说明说明:L对电流起着阻碍作用,称感抗对电流起着阻碍作用,称感抗(RL或或XL)。直流电。直流电频率为零,则感抗为零。故线圈在直流电路中可视为
18、短路。频率为零,则感抗为零。故线圈在直流电路中可视为短路。(3)电感电路中的有功功率为零。无功功率-代表电源与线圈之间能量交换的幅值,为电感电压UL与电流之积。main body2006年7月13日 星期四44第44页/共92页第2节 电路基础知识回顾3、纯电容负载、纯电容负载 负载参数只有电容C或其它参数都小到可以忽略的程度。主要特点:(1)相位关系:给电容器通入交流电会产生充放电象,电流总是超前于电压900电角。(2)电流I、电压U、角频率、电容C的关系是:(XC称为容抗)(3)功率关系:瞬时功率-pui,即将各瞬时的电流和电压相乘。有正负之分。而且,各周期中正负相等,瞬时功率平均值为零。
19、有功功率-即平均功率P,有功功率等于零。无功功率-能量交换的最大幅值,为电流与电容电压有效值之积。main body2006年7月13日 星期四45第45页/共92页第2节 电路基础知识回顾注意:由于内阻被忽略,电感电路、电容电路中没有能量的消耗,但能量的交换仍然时刻存在。2006年7月13日 星期四46第46页/共92页第2节 电路基础知识回顾4、RLC串联电路串联电路等效为电阻、电感串联电路主要特点如下:(1)电流和电压的相位关系:(2)电流与电压的数值关系:main body2006年7月13日 星期四47第47页/共92页第2节 电路基础知识回顾(3)功率关系:瞬时功率-瞬时功率pui
20、,其功率有正负之分。而且,各周期中正负不相等,正大负小,故瞬时功率平均值不为零。有功功率-即平均功率P,就是电阻 上消耗的功率。等于电流有效值I在电压有效值U方向上的投影,即:无功功率-为电感与电容上的无功功率之和。视在功率为电流、电压有效值之乘积。变压器的容量就是用视在功率变压器的容量就是用视在功率(kvA)表示的。表示的。main body2006年7月13日 星期四48第48页/共92页第2节 电路基础知识回顾2.9、功率因数、功率因数1、功率因数的定义、功率因数的定义 负载上的有功功率不仅与电压、电流的有效值相关,还与负载上的电压与电流的相位差相关,与cos成正比,cos就称为该负载功
21、率因素。它决定了电路中有功功率与无功功率的分配。也可以定义为有功功率和视在功率之比,即:main body2006年7月13日 星期四49第49页/共92页第2节 电路基础知识回顾2、功率因数的大小、功率因数的大小 根据负载的性质决定功率因数的大小:当负载为纯电阻时,电流和电压的相位差角00,cos1;当负载为纯电感时,电流和电压的相位差角900,cos0;当负载为纯电容时,电流和电压的相位差角900,cos0;当感性负载(相当于电阻和电感串联负载)时,cos在0和1之间;电压三角形 阻抗三角形功率三角形从而得到功率因数大小的关系式为:main body2006年7月13日 星期四50第50页
22、/共92页第2节 电路基础知识回顾3、改善功率因数的意义、改善功率因数的意义(1)可以充分利用电源的容量-当负载的功率相电压一定时,负载电流和功率因数成反比,即功率因数越高,电源带的有功功率越大。例:某单相变压器容量为2.0kVA,负载功率因数为0.5,电压220V,问它能带多少千瓦负载?若负载功率因数为1,能带多少千瓦负载?main body2006年7月13日 星期四51第51页/共92页第2节 电路基础知识回顾(2)线路功率损耗P小-当电压、线路电阻RL和负载功率一定时,功率因数越高,电流越小,线路功率损耗PI2RL越小。(3)线路电压损失U小。(4)节省投资-因为功率因数高,线路电流小
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