专业建筑机电系统的组成
建筑机电系统的组成施 凯 2013年2月目 录建筑强电系统1建筑智能化系统2建筑给排水系统3 3建筑空调通风系统3 5建筑供暖系统4高压配电系统1建筑强电系统主要分为三部分低压配电系统2建筑防雷与接地系统3第 4 页高压系统的概念 高压 就是电压等级为1000V及以上的电压即为高压。 高压主要分为三类：发电电压：6KV、10kv、15kv等输送电压：35kv、110kv、220kv、380kv、500kv等区域电压：6kv、10kv等 电力系统的概念是：由发电、输电、变电、配电、用电的设备及相 应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体。如图所示：发电厂发出 电能，经升压变压器升压 后，传输给区域变电站的 降压变压器，再由降压变 压器降压后，传输给配电 变压器，最后由配电变压 器将10KV电压变为 380V/220v供给用户使用 。第 5 页 高压压用电负电负 荷分为为：一级负荷、二级负荷、三级负荷 一级负荷：是指突然中断供电将造成重大政治影响、人身伤亡和重 大经济损失的用电单位。包括：中央与国家的办公机构、国家级的大会堂、国际候机厅、省 级以上的大型体育场馆、大型商场、重要交通、通信枢纽等属于一 级供电负荷。 一级负荷的供电方式主 要有两种： 1、分别由两个不同的发电厂引 来的两路高压线路供电。 2、由两个不同的区域变电站引 来的两路高压线路供电。这两个 区域变电站的上一级可以出自同 一发电厂。高压系统的负荷分类第 6 页 二级负级负 荷：是指突然断电会造成人员伤亡和重大经济损失、造成公共场所秩序混乱和严重影响生产的用电单位。包括：市县级医院、三星级的宾馆酒店、高档写字楼、 高档住宅区、大型工矿企业等均属于二级供电负荷。 三级负级负 荷:即不属于一级和二级的供电用户均属于三级负荷。 供电电方式：单路高压进线，无需配备发电机、UPS或EPS电源。二级负荷的供电方式主要有两种：1、两路高压线路来自于同一区域变电站的不同高压开关或不同母线段。2、一路专用高压供电，配备发电机组、UPS或EPS电源。高压系统的负荷分类平时两路高压电源同时对各自负荷供电 ，母线联络开关断开，当其中一路故障时 ，母线联络开关联通，由另一路电源供电 全部负荷。 此方案常用于商业楼、高级宾馆、大型 办公楼，有较高的供电可靠性。 一、二级负级负 荷常用的高压压配电电方案主要有以下两种 ：平时由主供高压电源供电，备用电源断 开，当主供电源故障时，备用电源投入 供电。此方案不需要母线联络柜，对节省投 资和减小高压配电室建筑面积均有利。高压系统的配电方案第 8 页 高压压配电电的主要设备设备 有：1、进线隔离柜：即内置高压隔离开关，保证高压电器及装置在检修工作 时的安全。2、高压进线柜：即内置高压断路器，主要是分断、闭合电路，有继电保 护功能。3、压变柜：即内置电压互感器，是将10kV电压变换成100V,提供仪表和 二次控制回路的操作电源。4、计量柜：即内置电压互感器、电流互感器，电能计量表等，计量电能 消耗量。5、馈电柜：即出线柜，配电至变压器。6、联络柜：即操纵两路高压母线的联通或断开。7、直流屏：即把交流电源转化为直流电源为高压设备和二次回路提供操 作、测量、保护用的直流电源。高压配电设备的组成固定式高压柜手车式高压柜高压柜的种类在检修时，拉出手车 有明显的断口，操作 起来既安全又方便。第 10 页中央信号屏：一般放在值班室内，采用智能 微机报警装置。可以显示 全部高低压开关柜的事故 信号并报警。10KV变电站柜组图片负荷侧端子高压隔离开关Q SGN8 10/400 GN：户 内型GW：户 外型电源侧端 子 支持绝缘 子断路 用刀 闸图形及文字符 号户内户外高压配电系统的主要元器件特点： 保证高压电器及 装置在检修工作 时的安全，起隔 离电压的作用， 不能通断负荷电 流和短路电流， 不具有灭弧功能 。(户内型、性能水 平8级、额定电压 10KV,额定电流 400A)高压负荷开关消弧 室保险丝 筒操作 杆QLFN310型 10KV/400AFN：户内型FW：户外 型图形及文字符号33高压配电系统的主要元器件特点：功能介于高压断路器和高压隔离 开关之间的电器，高压负荷开关 具有简单的灭弧装置，能通断负 荷电流，但不能断开短路电流， 所以它一般与高压熔断器串联使 用，借助熔断器来进行短路保护 。1234567产品类型 安装 条件其他 标志设计 序号额定电 流（A）额定开断电 流（KV）或 额定断路容 量（MKVA）D：多油断路器 S：少油断路器 K：空气断路器 Z：真空断路器 C：磁吹断路器 L：六氟化硫断 路器W：户外N：户内G：改进型 C：小车型高压断路器型号表示 ：额定电压 （KV）图形及文 字符号Q FSN10- 10/630高压配电系统的主要元器件高压断路器的特点： 不仅可以切断或联通负荷电 流，而且当系统发生故障时 通过继电器保护装置的作用 ，切断过负荷电流和短路电 流，它具有相当完善的灭弧 结构和足够的断流能力。变压器（TM）：是变换电压等级的设备。也就是把高压变 成动力、照明及其他负荷使用的电压。高压配电系统的主要元器件油浸式变压器干式变压器箱式变压器SFS10-40000/1100SG10-1600/100SC9-315/100第 16 页10KV变电所平面布置图高压配电系统1建筑强电系统的组成低压配电系统2建筑防雷与接地系统3第 18 页 常用低压压分为为：单相电：俗称照明电，220V三相电：俗称动力电，380V 低压负压负 荷分类类：在一类建筑中，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、火灾自动报警装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门、防火卷帘等消防用电设备、保安设备以及重要业务用的计算机、通信设备等；属于二级负荷的设备有：客梯、生活供水泵房、污水泵等。属于三级负荷的设备有：空调、新风机、普通照明等。 低压配电系统的分类 低压配电的常用形式：1、放射式 2、树干式 3、链式低压配电系统图 低压压配电设备电设备 主要有：变电所内：低压进线柜、馈线柜、联络柜、电容补偿柜等； 低压配电间或控制房：配电箱、计量表箱、控制箱、双电源切换箱等。低压配电设备的组成 应急发电机组在大中型建筑物内设置的应急发电机大部分为柴油发电机组。 柴油发电机组主要组成：柴油发动机、交流发电机、油箱、控制屏 。 柴油发动机是以柴油为 燃料的内燃机,是将化学能转变成机械能的一种装置。在发电机组中起到带动发电机运转的作用。 交流发电机是将机械能转变成电能的装置。应急发电机组 市电与发电机组自动切换的方案自动切换 控制柜发电机组的配电方案如图所示当市电中断，自动 控制柜延时3秒钟起动机组，机组 起动成功后，ATS自动投向机组 侧，给负载供电。当市电恢复，自动控制柜关闭 机组，ATS自投向市电侧，恢复 市电供电。 自动控制柜具有自动保护的 功能，当发生以下情况会自动报 警或关闭机组： 机组三次起动失败，低油压，高 水温，过电压，欠电压，过载， 短路，超速。发电机冗余方案柴油发电机房的布置没有nUPS全称为“不间断电源系统”，主要由主机、蓄电池及电 池柜等组成。nUPS工作原理如图所示：当市电正常时，UPS将市电稳压后供 给负载，此时的UPS就是一台交流稳压器，同时向电池组充电，切 换开关处于市电侧、；当市电中断时，继电器动作，切换开关自 动投入到逆变侧，电池组的电能通过逆变器向负载供应交流电。 UPS主要为计算机等电子设备提供不间断的电力供应。 UPS工作原理图UPS和EPS系统EPS全称为紧急电力供给，是一种允许短时电源中断的应急电源装 置，主要作为高层建筑中的应急照明 、消防设施以及特别重要负荷的备用 电源。 EPS和UPS主要区别： 1、EPS主要解决市电故障时的应急供 电问题，适用于各种设备；UPS主要是为计算机等电子设备提 供用电保障。2、UPS供电切换时间很短，一般为 010ms，感觉不到断电；EPS切换时间相对较长，一般为0.1 5s。UPS和EPS系统聚氯乙烯绝缘电线：BV、BLV、BVR、BVVB、BLVVB等俗称布电线，电压等 级450/750V。 聚氯乙烯绝缘电缆：VV、VLV、VV22、VLV22。电压有0.6KV110KV等多种 。 交联聚乙烯绝缘电缆：YJV、YJLV、YJV22、YJLV22等. 控制电缆：KVV、KVV22、KVVP、KYJV等，主要用于电器间的电路连接与控制。 阻燃电缆、耐火电缆：ZR、NHBVBVR、BVVBYJV、YJV22KVV、KVVP建筑常用电线电缆的种类 建筑常用的穿线方式有：焊接钢管或镀锌钢管用SC表示 薄壁电线管JDG（套接紧定式镀锌钢管）、 KBG (扣压式镀锌钢管) 塑料管PC （硬管）、 FPC（半硬管） 、 KPC （波纹管）电缆桥架CT 金属软管CP 钢线槽SR 敷设部位的表示方式：沿墙面敷设WE 暗敷设在顶板内CC 沿柱或跨柱敷设CLE 墙内暗敷设WC 暗敷设在梁内BC 暗敷设在柱内CLC 沿顶板面敷设CE 暗敷设在地面内FC 电缆敷设的表示方式：例如：ZR-BV-3X2.5PC20WCNH-YJV-3X120+1X70SC100WEKYJV-7X1.5KBG32FC建筑常用的穿线方式多层住宅配电系统图 住宅配电系统简介住户配电箱接线方式 C65N-C16/1P为断路器型号、1P表示单相单极、 C16表示整定电流16安培，C65N施耐德品牌。 VIGI(30mA）代表漏电保护开关，漏电动作电 流为30mA。漏电保护开关是漏电保护器与断路器一起构成的 开关，一般安装在进线回路上，当进线回路中发生漏 电或绝缘破坏，漏电保护开关可将主电路断开，防止 人身触电和电气火灾。1.2 低压配电系统高压配电系统1建筑强电系统的组成低压配电系统2建筑防雷与接地系统3 建筑物的防雷分三个等级 一类防雷建筑物：制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。民用建筑一般不采用二类防雷建筑物：高度超过100米的建筑；国家级的建筑物；年预计雷击次数大于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。三类防雷建筑物：省级建筑物；年预计雷击次数大于或等于0.06且小于或等于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。 雷电主要有三类直击雷：雷云直接对建筑物放电的现象称为直击雷。雷电感应：雷电感应是雷电的第二次作用,即雷电流产生 的电磁效应和静电效应。雷电波侵入：当架空线路或架空金属管道遭受雷击,以及由于雷云在附近放电,在导线上感应出很高的电动势,沿线路或管路将高电位引进建筑物内部,称为雷电波侵入。 建筑防雷与接地系统接闪器：吸引和接受雷电流的金属导体,常见接闪器的形式有避雷针、避雷带、避雷网或金属屋面等。引下线：将接闪器收到的雷电流引至接地装置。引下线一般采用圆钢或扁钢制成，或利用建筑机构中的主钢筋。接地装置：接收引下线传来的雷电流,并以最快的速度泄入大地。接地方式分为联合接地（R4）和独立接地（R10）。浪涌保护器（避雷器）：作用是把窜入电力线、信号传输线的雷电流泄入大地，保护设备不受冲击。防雷装置的组成 建筑低压配电系统的接地形式有：TN、TT、IT三种接地形式。民用建筑常用的接地系统为TN系统，分为TN-S 、TN-C、TN-C-S三种形式。TN-S系统：是指在整个系统中，中性线（N线）和保护线（PE线）是分开的，只是在变压器处汇合，俗称三相五线制。TN-C系统：是指在整个系统中，中性线与保护线是合一的，称为PEN线，即保护接零系统
