第二章建筑设备工程 第一节供配电系统 第二节照明系统 第三节空调系统 第四节给排水系统
第二章 建筑设备工程 第一节 供配电系统 第二节 照明系统 第三节 空调系统 第四节 给排水系统
建筑设备工程◇ 教学基本要求:二= 11 √掌握供配电、照明系统、电梯及其监控的相关 内容; √理解空调、给排水、冷热源等系统的监控控制
建筑设备工程 教学基本要求： ✓掌握供配电、照明系统、电梯及其监控的相关 内容； ✓理解空调、给排水、冷热源等系统的监控控制
建筑设备工程◇ 第一节供配电系统 电力网、电压等级和负荷分类 一)电力系统及电力网 电力系统( Power, System):由各种电压的电力线路将一些发 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。 3.15~20kv 35~500kV 6~10kv 220380V G 高压输 高压 低压配电线 电线 配电线 发电机 升压变压器 降压变压器 降压变压器 发电厂 区域变电所 用户 电力网( Power Network):电力系统中各级电压的电力线路及 其联系的变电所
建筑设备工程 第一节 供配电系统 一、电力网、电压等级和负荷分类 (一)电力系统及电力网 电力系统 (Power System)：由各种电压的电力线路将一些发 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。 电力网(Power Network)：电力系统中各级电压的电力线路及 其联系的变电所。 3.15~20kV 35~500kV 6~10kV 220/380V 高压 低压配电线 配电线 高压 输 电线 发电厂 区域变电所 用户 发电机 升压变压器 G 降压变压器 降压变压器
建筑设备工程◇ 低压,是指1kV以下的电压。1kV及以上的电压称为高压。 般还把3、6、10kV等级的电压称为配电电压,把高压降为这些 等级电压的降压变压器称为配电变压器;接在35kV及以上电压等 级的变压器称为主变压器。因此,配电网是由10kv及以下的配电 线路和配电变压器所组成的,它的作用是将电力分配到各类用户。 安全:在电能的供应、分配和使用中,不应当发生人身及设备 事故。 可靠:应满足电能用户对供电可靠性的地要求 优质:应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。 经济:供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约 电能和减少有色金属的消耗量
建筑设备工程 低压，是指1kV以下的电压。1kV及以上的电压称为高压。一 般还把3、6、10kV等级的电压称为配电电压，把高压降为这些 等级电压的降压变压器称为配电变压器；接在35kV及以上电压等 级的变压器称为主变压器。因此，配电网是由10kV及以下的配电 线路和配电变压器所组成的，它的作用是将电力分配到各类用户。 安全：在电能的供应、分配和使用中，不应当发生人身及设备 事故。 可靠：应满足电能用户对供电可靠性的地要求。 优质：应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。 经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约 电能和减少有色金属的消耗量
二)电力网的电压等级 建筑设备工程◇ 电力网的电压等级是比较多的,不同的电压等级有不同的作 用。从输电的角度看,电压越高则输送的距离就越远,传输的容 量越大,电能的损耗就越小;但电压越高,要求绝缘水平也越高 因而造价也越高。目前,我国电力网的电压等级主要有022 0.38、3、6、10、35、110、220kV共8级。 1、电网电力线路)(6 的额定电压:是确定各 类电力设备额定电压的 基本依据。M) 2、用电设备的额定+5% 电压:规定与同级电网 的额定电压相同。 UN 3、发电机的额定电压: 二5 规定高于同级电网额定 用电设备和发电机的额定电压 电压的5%
建筑设备工程 (二) 电力网的电压等级 电力网的电压等级是比较多的，不同的电压等级有不同的作 用。从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远，传输的容 量越大，电能的损耗就越小；但电压越高，要求绝缘水平也越高， 因而造价也越高。目前，我国电力网的电压等级主要有0.22、 0.38、3、6、10、35、110、220kV共8级。 G M M M 用电设备和发电机的额定电压 UN ＋5％ —5％ 2、用电设备的额定 电压：规定与同级电网 的额定电压相同。 3、发电机的额定电压： 规定高于同级电网额定 电压的5％。 1、电网(电力线路) 的额定电压：是确定各 类电力设备额定电压的 基本依据
建筑设备工程◇ 4、电力变压器的额定电压: +5 +10 +0% +5% % T2 UN G M 电力变压器的额定电压 (1)一次绕组的额定电压: 当变压器直接与发电机相连时(如T1),其一次绕组的额定电压 应与发电机的额定电压相同,即高于同级电网额定电压的 5% 当变压器不与发电机相连,而是连接在线上(如T2),则可看 作是线路的用电设备,因此其一次绕组的额定电压应与电网额定 电压相同
建筑设备工程 4、电力变压器的额定电压： G M 电力变压器的额定电压 T1 T2 UN +10 % +5 +0% +5% % 当变压器直接与发电机相连时(如T1)，其一次绕组的额定电压 应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的 5％。 当变压器不与发电机相连，而是连接在线上(如T2)，则可看 作是线路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定 电压相同。 (1)一次绕组的额定电压：
建筑设备工程◇ (2)二次绕组的额定电压 若变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电网)时,则变 压器二次侧的额定电压,一方面要考虑补偿变压器满载时内部5 %的电压降,另一方面要考虑变压器满载时输出的二次电压还要 高于电网额定电压5%,以补偿线路上的电压降,故它要比电网 额定电压高10%(如T1) 如果变压器二次侧线路不太长如为低压电网或直接供电给高 /低压用电设备时额定电压)时,则变压器二次侧的额定电压,只 需高于电刚额定电压的5%,仅考虑补偿变压器内部的5%的电 压降如T2)
建筑设备工程 (2)二次绕组的额定电压 若变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电网)时，则变 压器二次侧的额定电压，一方面要考虑补偿变压器满载时内部5 ％的电压降，另一方面要考虑变压器满载时输出的二次电压还要 高于电网额定电压5％，以补偿线路上的电压降，故它要比电网 额定电压高10％(如T1)。 如果变压器二次侧线路不太长(如为低压电网或直接供电给高 /低压用电设备时额定电压)时，则变压器二次侧的额定电压，只 需高于电网额定电压的5％，仅考虑补偿变压器内部的5％的电 压降(如T2)
建筑设备工程◇ 三)用电负荷的分类 级负荷:中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、 重大经济损失、公共场所秩序严重混乱 二级负荷:中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、 公共场所秩序混乱。 三级负荷:凡不属一级和二级负荷者 在智能楼宇用电设备中,属于一级负荷的设备有:消防控制 室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭 火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、 阀门等消防用电设备;保安设备;主要业务用的计算机及外设、 管理用的计算机及外设;通信设备;重要场所的应急照明。属于 二级负荷的设备有:客梯、生活供水泵房等。空调、照明等属于 三级负荷
建筑设备工程 (三)用电负荷的分类 三级负荷：凡不属一级和二级负荷者 二级负荷：中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、 公共场所秩序混乱。 一级负荷：中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、 重大经济损失、公共场所秩序严重混乱。 在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防控制 室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭 火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、 阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务用的计算机及外设、 管理用的计算机及外设；通信设备；重要场所的应急照明。属于 二级负荷的设备有：客梯、生活供水泵房等。空调、照明等属于 三级负荷
典型楼宇供配电系统 建筑设备工程◇ 中大型楼宇的供电电压一般采用10kv,有时也可采用35kV, 变压器装机容量大于5000kVA。为了保证供电可靠性,应至少 有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。 兩路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。此 外,必要时还需装设应急备用发电机组。 (一)负荷分布及变压器的配置 高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照明等 类。对于全空调的各种商业性楼宇,空调负荷属于大宗用电,约 占40%50%冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。 动力负荷主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设备。普通建 筑的动力负荷都比较小,随着建筑高度的增加,在超高层建筑中 由于电梯负荷和水泵容量的增大,动力负荷的比重将会明显的增 加。动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在下部,因此,就 负荷的竖向分布来说,负荷大部分集中在下部,因此将变压器设 置在建筑物的底部是有利的
建筑设备工程 二、典型楼宇供配电系统 中大型楼宇的供电电压一般采用10kV，有时也可采用35kV， 变压器装机容量大于5000kVA。为了保证供电可靠性，应至少 有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。 两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。此 外，必要时还需装设应急备用发电机组。 (一)负荷分布及变压器的配置 高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照明等 类。对于全空调的各种商业性楼宇，空调负荷属于大宗用电，约 占40％-50％。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。 动力负荷主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设备。普通建 筑的动力负荷都比较小，随着建筑高度的增加，在超高层建筑中， 由于电梯负荷和水泵容量的增大，动力负荷的比重将会明显的增 加。动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在下部，因此，就 负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此将变压器设 置在建筑物的底部是有利的
建筑设备工程◇ 但在40层以上的高层建筑中,电梯设备较多,此类负荷大部 分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多,通常设有分区电梯和中 间泵站。在这种情况下,宜将变压器按上、下层配置或者按上、 中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为15-20层。 为了减少变压器台数,单台变压器的容量一般都大于 1000kVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内,从防火要求 考虑,不应采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事故情况下 能引起火灾的电气设备,而应采用千式变压器和真空断路器。 负荷中心是供配电设计一个重要的概念。变电所应尽量设在 负荷中心,便于配电,节省导线,也有利于施工。负荷中心实际 上是一种最佳配电点,它需要按所要达到的优化目标不同的计算 条件而列出的目标函数来确定。事实上,负荷的大小不是恒定不 变的,因此负荷中心常会变动。在设计时也往往由于各种实际因 素而不能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。只有在负荷比 较平稳的部门,才可将变电所设在负荷中心或大负荷的近旁
建筑设备工程 但在40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类负荷大部 分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多，通常设有分区电梯和中 间泵站。在这种情况下，宜将变压器按上、下层配置或者按上、 中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为15—20层。 为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都大于 1000kVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要求 考虑，不应采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事故情况下 能引起火灾的电气设备，而应采用干式变压器和真空断路器。 负荷中心是供配电设计一个重要的概念。变电所应尽量设在 负荷中心，便于配电，节省导线，也有利于施工。负荷中心实际 上是一种最佳配电点，它需要按所要达到的优化目标不同的计算 条件而列出的目标函数来确定。事实上，负荷的大小不是恒定不 变的，因此负荷中心常会变动。在设计时也往往由于各种实际因 素而不能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。只有在负荷比 较平稳的部门，才可将变电所设在负荷中心或大负荷的近旁