第5节 建筑电气设备一次系统一次系统二次系统二次系统一次系统一次系统: :构成电能生产、输送、分配和使用的构成电能生产、输送、分配和使用的系统，称为一次系统系统，称为一次系统. .二次系统二次系统: :对一次系统进行保护、监控、测量、对一次系统进行保护、监控、测量、控制的系统，称为二次系统。控制的系统，称为二次系统。电气一次系统的设备称为电气一次系统的设备称为电气一次系统的设备称为电气一次系统的设备称为一次设备一次设备一次设备一次设备，电气二次，电气二次，电气二次，电气二次系统的设备，称为系统的设备，称为系统的设备，称为系统的设备，称为二次设备二次设备二次设备二次设备。电气设备电气设备电气设备电气设备一次设备一次设备一次设备一次设备二次设备二次设备二次设备二次设备系统系统常用的高压一次设备有：电力变压器、高压常用的高压一次设备有：电力变压器、高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜等路器、高压开关柜等。常用的低压一次设备有：低压熔断器、低常用的低压一次设备有：低压熔断器、低压刀开关、低压自动开关、低压配电箱等。压刀开关、低压自动开关、低压配电箱等。一次设备的特点是：设备的电压高或电流一次设备的特点是：设备的电压高或电流大、设备的功率大。大、设备的功率大。常用的二次设备有：继电器、接触器、低常用的二次设备有：继电器、接触器、低压熔断器、电流表、电压表等。压熔断器、电流表、电压表等。二次设备的特点是：设备的电压相对于一二次设备的特点是：设备的电压相对于一次设备来说要低、电流要小，设备的功率也小。次设备来说要低、电流要小，设备的功率也小。一、二次设备一般安装在高、低压开关柜中一、二次设备一般安装在高、低压开关柜中按在一次电路中的功能分按在一次电路中的功能分（1）变换设备）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设备，如备，如变压器变压器、互感器等。、互感器等。（2）控制设备）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电气设备，如高低压气设备，如高低压开关开关、断路器断路器等。等。（3）保护设备）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气设备，如设备，如熔断器熔断器、避雷器等。、避雷器等。（4）补偿设备）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，如并联如并联电容器电容器等。等。（5）成套设备）成套设备(装置装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜开关柜、低、低压压配电屏配电屏、动力和照明、动力和照明配电箱配电箱等。等。电力变压器电力变压器 电力变压器（文字符号为电力变压器（文字符号为T或或TM）三相变压器额定容量在三相变压器额定容量在5KVA及以上，单相的在及以上，单相的在1KVA及以上的输变电用变压器，均称为电力变及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设备压器。它是供配电系统中最关键的一次设备主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。以利于电能的合理输送、分配和使用。三相电力变压器的种类三相电力变压器的种类油浸式变压器油浸式变压器（只能用于独立变电所或厂房附设式变（只能用于独立变电所或厂房附设式变电所，电所，高层民用高层民用 建筑内禁用建筑内禁用。冷却方式有自冷式、风。冷却方式有自冷式、风冷式、强迫油循环等）冷式、强迫油循环等）环氧树脂干式变压器环氧树脂干式变压器（干变，（干变，高层建筑高层建筑10kv电压等电压等级屋内常用级屋内常用此种变压器，风机冷却方式）此种变压器，风机冷却方式）SF6气体绝缘变压器气体绝缘变压器（用于防火要求较高的场所）（用于防火要求较高的场所）固态变压器固态变压器（电力电子配电变压器）（电力电子配电变压器）电力变压器的结构电力变压器的结构 两大主要部分两大主要部分铁芯铁芯（变压器的磁路部分，由（变压器的磁路部分，由硅钢片叠压硅钢片叠压而而成）成）绕组绕组（变压器的电路部分，（变压器的电路部分，绝缘铜线或铝线绝缘铜线或铝线绕制绕制而成）而成）冷却装置冷却装置油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器不带强油循 环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。绝缘套管绝缘套管绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起到固定引出线的作用。 电力变压器的结构电力变压器的结构常用三相油浸式电力变压器常用三相油浸式电力变压器1信号温度计信号温度计 2铭牌铭牌 3吸吸湿器湿器 4油枕油枕(储油柜储油柜) 5油位油位指示器指示器6防爆管防爆管 7瓦斯继电器瓦斯继电器 8高压套管高压套管 9低压套管低压套管 10分分接开关接开关11油箱及散热油管油箱及散热油管 12铁心铁心 13绕组及绝缘绕组及绝缘 14放油阀放油阀 15小车小车 16接地端子接地端子电力变压器电力变压器是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，改变是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，改变交流电压而保持交流电频率不变的电气设备交流电压而保持交流电频率不变的电气设备符号符号电力变压器的铭牌和额定值电力变压器的铭牌和额定值 变压器的铭牌数据是制造厂对变压器正常工作时变压器的铭牌数据是制造厂对变压器正常工作时所作的使用规定。变压器的额定值就标注在铭牌上，所作的使用规定。变压器的额定值就标注在铭牌上，变压器按变压器按额定值额定值运行称为额定运行。运行称为额定运行。 电力变压器的铭牌上主要标注了以下各项：变压电力变压器的铭牌上主要标注了以下各项：变压器器型号型号，额定视在功率（容量，额定视在功率（容量kVA），额定电压，额），额定电压，额定电流，频率，相数，接线图与连接组别，阻抗电压，定电流，频率，相数，接线图与连接组别，阻抗电压，冷却方式等。冷却方式等。干式干式变压变压器型号的意器型号的意义义： 油浸油浸变压变压器的型号的意器的型号的意义义： 高压高压 隔离开关隔离开关 负荷开关负荷开关 断路器断路器 熔断器熔断器 其它主要高压电气设备其它主要高压电气设备高压隔离开关高压隔离开关FZRN21-12D/T125-31.5FZRN21-12D/T125-31.5型型户户内交流高内交流高压压真空真空负负荷开关熔断器荷开关熔断器组组合合电电器器FLRN36-12DFLRN36-12D型型户户内交流高内交流高压压六氟化硫六氟化硫负负荷开关荷开关 熔断器熔断器组组合合电电器器LW8-40.5LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器型户外交流高压六氟化硫断路器ZN63A-12(VS1)ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器户内交流高压真空断路器ZN28A-12ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器RW310户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器 高压开关柜高压开关柜 将有关一、二次设备组装而成的一种高将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。压成套配电装置。 作为电能接受、分配的通断和监视保护作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。之用。XGN2-12(Z)XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备箱型固定式交流金属封闭开关设备KYN28A-12(Z)BKYN28A-12(Z)B型型铠铠装移开式装移开式( (手手车车式式) )交流金属开关交流金属开关设备设备低压电气设备低压电气设备 低压电气设备通常是指电压在1000V以下的电气设备，在建筑工程中，常见的低压电气设备有各种刀开关刀开关（低压刀开关、负荷开关（开关熔断器开关熔断器组）组）、刀熔开关（熔断式刀开关）熔断式刀开关）、转换开关（组合开组合开关）、关）、自动空气开关自动空气开关、熔断器熔断器、漏电保护断路器漏电保护断路器,接触器、低压配电柜等。 HD11、11B-100400刀开关 ( (隔离电源隔离电源, ,分断负载分断负载) ) 单双投刀开关 按用途分：单投和双投开关 按操作方式分：手柄式(直接) 杠杆式(远距离) 按极数分：单极、双极和三极按灭弧结构分：带灭弧罩 和不带灭弧罩 常用于不频繁地接通和切断交流和直流电路，刀开关装有灭弧罩时可以切断负荷电流。（适用于交流适用于交流50Hz、额定电压、额定电压380，直流，直流440V，额定电流，额定电流1500A及以下的配及以下的配电系统中）电系统中）刀开关刀开关常用隔离刀开关类型有如下几种： HD11、HS11系列，正面手柄操作，不切断带有电流的电路,仅做隔离开关用； HD12、HS12系列，侧方正面杠杆操作机械式刀开关，用于正面两侧操作前面维修的开关柜中；操作机构可以在柜的两侧安装 HD13、HS13系列，中央正面杠杆操作机构刀开关，用于正面操作，后面维修的开关柜中；操作机构装在正前方 HD14 系列，侧面操作手柄式刀开关，用于动力配电箱中。装有灭弧室的刀开关可以切断电流负荷，其他系列刀开关只作隔离开关使用。 双母线系统有两套主母线，一般是主母线带电运行，旁路母线当做备用。当主母线需要维护时，通过隔离开关的操作，将系统输配电切换到旁路母线，以便在负荷不停电的情况下检修或维护主母线或主开关。HD11刀开关HS11刀开关HD12刀开关HS12刀开关HD13刀开关HS13刀开关HD14刀开关胶盖闸刀开关 开启式负荷开关 价格便宜、使用方便，在建筑中广泛使用 在小电流配电系统中用来接通和切断电路，也可用于小容量三相异步电动机的全压起动操作，单相双极刀开关用在照明电路或其他单相电路上，其中熔丝提供短路保护。 常用型号：HK1和HK2又称开启式负荷开关开启式负荷开关。 常见型号有常见型号有HKl型和型和HK2型，型，其额定电流有其额定电流有5A、10A、15A、30A、60A，按极数分为二极，按极数分为二极开关和三极开关。开关和三极开关。 负荷开关负荷开关胶盖闸刀开关铁壳开关 由刀开关、熔断器和铁制外壳组成，又称封闭封闭式负荷开关式负荷开关。 灭弧能力强，并具有短路保护，适用于各种配电设备，供不频繁手动接通和分断负荷电路之用。 型号：HH3、HH4、HH12等系列 铁壳盖的型号有铁壳盖的型号有HH3型、型、HH4型、型、HH10型、型、HH11型等系列，型等系列，HH10型的额定电流有型的额定电流有10A、15A、20A、30A、60A、100A，HH11型的额定电流有型的额定电流有100A、200A、300A、400A，铁壳闸极，铁壳闸极数一般为三极。数一般为三极。铁壳开关图图4-50 4-50 刀熔开关的结构示刀熔开关的结构示意图意图1 1RT0RT0型熔断器的熔体型熔断器的熔体 2 2弹性触座弹性触座 3 3连杆连杆 4 4操作手柄操作手柄 5 5配电屏面配电屏面板板 刀熔开关刀熔开关1特点特点 是一种由低压刀开关和低压熔断器组合而成的低压电器，是一种由低压刀开关和低压熔断器组合而成的低压电器，通常通常是把刀开关的闸刀换成熔断器的熔管是把刀开关的闸刀换成熔断器的熔管。可代替分列的刀开关和熔断器，可代替分列的刀开关和熔断器，通常装于开关柜和电力配电箱内。通常装于开关柜和电力配电箱内。2. 作用作用 具有刀开关和熔断器的双重功能具有刀开关和熔断器的双重功能，可以切断故障电流可以切断故障电流,不能切断不能切断正常工作的电流正常工作的电流.(不能带负荷操作不能带负荷操作)因此又称熔断器式刀开关。因为其结因此又称熔断器式刀开关。因为其结构的紧凑简化，又能对线路实行控制和保护的双重功能，被广泛地应用构的紧凑简化，又能对线路实行控制和保护的双重功能，被广泛地应用于低压配电网络中。于低压配电网络中。3. HR3刀熔开关刀熔开关 是最常见的刀熔开关之一。其结构如图是最常见的刀熔开关之一。其结构如图4-50所示。它是所示。它是将将HD型刀开关的闸刀换成型刀开关的闸刀换成RT0型熔断器的具有刀形触头的熔管。型熔断器的具有刀形触头的熔管。hr3刀熔开关刀熔开关 转换开关又称组合开关，也是一种刀开关转换开关又称组合开关，也是一种刀开关，不过它，不过它的刀片是转动式的，操作比较轻巧，它的动触头的刀片是转动式的，操作比较轻巧，它的动触头(刀刀片片)和静触头装在封闭的绝缘件内，采用叠装式结构，和静触头装在封闭的绝缘件内，采用叠装式结构，其层数由动触头数量决定，动触头装在操作手柄的转其层数由动触头数量决定，动触头装在操作手柄的转轴上，随转轴旋转而改变各对触头的通断状态。常用轴上，随转轴旋转而改变各对触头的通断状态。常用于空间比较小的场所于空间比较小的场所,如配电箱如配电箱,机床机床 转换开关转换开关型号与含义型号与含义 常常 用用 型型 号号 HD系列（单投刀开关）系列（单投刀开关） HS系列（双投刀开关）系列（双投刀开关） HK系列（开启式刀开关）系列（开启式刀开关） H H系列（封闭式刀开关）系列（封闭式刀开关） HR系列（熔断器式刀开关）系列（熔断器式刀开关） 11（中央手柄）（中央手柄）12（侧方杠杆）（侧方杠杆）13（中央杠杆）（中央杠杆）14（侧面手柄）（侧面手柄）极数极数额定额定电流电流0（不带灭弧罩）（不带灭弧罩）189系列系列刀开关的符号刀开关的符号选用原则选用原则主要根据：主要根据：电源种类、电压等级、断流容量以及需要极数等。电源种类、电压等级、断流容量以及需要极数等。电动机负载：电动机负载：额定电流大于电动机额定电流的额定电流大于电动机额定电流的3倍倍 注意事项注意事项1)刀开关安装时，刀开关安装时，与地面垂直与地面垂直，手柄向上，不得倒装或平装。倒，手柄向上，不得倒装或平装。倒 装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。2)接线时电源线接在上端，负载接在下端。接线时电源线接在上端，负载接在下端。3)更换熔体时，必须在更换熔体时，必须在闸刀断开闸刀断开的情况下按原规格更换。的情况下按原规格更换。4)在接通和断开操作时，应在接通和断开操作时，应动作迅速动作迅速，使电弧尽快熄灭。，使电弧尽快熄灭。b b）双极）双极 c c）三极）三极QSQS QSQS a a）单极）单极 QSQS 低压断路器是应用最广泛的一种控制设备，也称自动空气断路器，或自动空气开关。低压断路器在结构上有较好的灭孤性能，可以接通、断开正常负荷电流(正常分合闸)，并可自动切断短路故障电流。其主要用于配电线路和电气设备的过负荷、低电压、单相接地和短路保护，常用作配电箱中的总开关和分路开关。低压断路器按其用途分类可分为配电线路保护用、电动机保护用、照明线路保护用及漏电保护用等几种。低压断路器低压断路器按低压断路器结构分类又可分为DW系列及DZ系列两类，DW系列是敞开式结构，一般装在配电屏内；DZ系列是塑壳式结构，属于保护式一般可装在配电屏、配电箱或配电板上 按脱扣器的类型可分为励磁脱扣、过电流脱扣(有瞬时脱扣、短延时、长延时三种)和失压脱扣等。按操动机构分类又可分为手动、电动（包括电磁操作和电动机操作）两种。1. 作用作用 是是低压供配电系统中最主要的电器元件，不仅能带负荷通断电路，低压供配电系统中最主要的电器元件，不仅能带负荷通断电路，而且能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸，断开故障电路。而且能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸，断开故障电路。2. 原理结构原理结构 其示意图如图其示意图如图 4-52所示。所示。图图4-52 低压断路低压断路器工作原理示意器工作原理示意图图1主触头主触头 2跳跳钩钩 3锁扣锁扣 4分励脱扣器分励脱扣器 5失压脱扣器失压脱扣器 6、7脱扣按钮脱扣按钮 8电阻电阻 9热脱热脱扣器扣器 10过电流过电流脱扣器脱扣器低低压压断路器型号的表示断路器型号的表示DZ47-63系列低压断路器图片低压断路器图形及文字符号C65C65断路器断路器 NM1NM1系列系列塑料外壳式塑料外壳式( (装置式装置式) )断路器断路器自动空气开关动作后，只要切除或排除了故障，一般不自动空气开关动作后，只要切除或排除了故障，一般不需要更换零件，又可以再投入使用需要更换零件，又可以再投入使用dw15dw15万能式低压断路器万能式低压断路器NA1NA1系列系列智能型智能型万能式低压断路器万能式低压断路器熔断器是最简单的一种保护电器，它串联在电路中，是电路中受热最为薄弱的环节，当电路中发生过电流(包括短路及过负荷)时，熔断器内的熔体由于发热温度达到其熔点而熔断，切断故障电路，使电路中的其他电气设备不应过电流而损坏。熔体的熔断时间与电流的大小有关，当通过熔体的电流越大时，熔断的时间越短。由于熔断器价格便宜、结构简单、维护方便以及尺寸小，在低压电路中得到广泛使用。 熔断器熔断器1. 功能功能 主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负荷保护。荷保护。2. 主要主要缺点缺点 熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。3. 种类种类 插入式（插入式（RC型）、螺旋式（型）、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（型）、无填料密闭管式（RM型）型）、有填料封闭管式（、有填料封闭管式（RT型）等。型）等。4. 国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：注：上述型号不注：上述型号不适用于引进适用于引进技术生产的技术生产的熔断器，如熔断器，如NT、gF、aM等。等。1）瓷插式熔断器）瓷插式熔断器 瓷座的动触头两端接熔丝，其熔体的额定电流规格有瓷座的动触头两端接熔丝，其熔体的额定电流规格有0.5A、1A、2A、3A、5A、7A、10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、60A、70A、75A、80A、100A，熔断器的额定电流的规格有，熔断器的额定电流的规格有5A、10A、15A、20A、30A、60A、100A等。等。2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器 其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧不与其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧不与外部空气接触，熔断器的额定电流规格有外部空气接触，熔断器的额定电流规格有15A、60A、100A 三种。三种。螺旋式熔断器的型号意义瓷插式熔断器的行号意义3）封闭式熔断器）封闭式熔断器 它有耐高温的密封保护管（纤维管），内装熔它有耐高温的密封保护管（纤维管），内装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很高能起灭片。当熔片熔化时，密封管内气压很高能起灭弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负载的短路保护。载的短路保护。封闭式熔断器型号意义4）有填料封闭式熔断器）有填料封闭式熔断器 有填料封闭式熔断器型号意义它有限流作用及较大的极限分它有限流作用及较大的极限分断能力，瓷管内填充硅砂，起断能力，瓷管内填充硅砂，起灭弧作用。灭弧作用。 1闸刀 2瓷管 3盖板 4指示器 5熔丝指示器 6硅砂 7熔体瓷插式熔断器螺旋式熔断器R熔断器是在断路器上加装漏电保护器件，当低压线路或电气设备上发生人身触电、漏电和单相接地故障时，漏电断路器便快速自动切断电源，保护人身和电气设备的安全，避免事故扩大。 代号：在原有断路器代号上再加上字母L，表示是漏电保护型的。如DZ15L-60系列漏电断路器。 按照动作原理可分为：电压型(已淘汰)、脉冲型(有死区)和电流型(广泛运用)。 按照结构可分为：电磁式和电子式。 漏电保护断路器漏电保护断路器三相自动重合闸漏电保护开关三相自动重合闸漏电保护开关按线路敷设要求分为：明装式和暗装式两种。 插座是移动用电设备、家用电器和小功率设备的供电电源，一般长期带电，在设计和使用时须注意。 按所接电源相数分为：三相和单相两类。 按孔数可分为： 二孔、三孔 左零右火左零右火，中间保护线插座插座 照明灯具控制开关用于对单个或多个灯进行控制，工作电压为250V，额定电流有6A、10A等，有拉线式和跷板式等多种形式，跷板式又分明装和暗装式，有单联和多联、单控和双控之分。灯开关灯开关 电能表在用电管理中是不可缺少的，凡是计量用电的地方均应设电能表，目前应用较多的是感应式电能表，它是利用固定的交流磁场与由该磁场在可动部分的导体中所感应的电流之间的作用力而工作的，其结构如图2.31所示。主要由驱动元件（电压元件、电流元件）、转动元件（铝盘）、制动元件（制动磁铁）和积算元件等组成。 电能表电能表 按照结构形式可分为： 固定式开关柜，主要型号有：XL、GXL等。 抽屉式开关柜，主要型号有：GCL、GCK等。 柜体几何尺寸，以低压抽屉式开关柜为例： 高：2.2 m 深：0.8、1.0 m 宽：0.6、0.8 m 在供电系统中，还要经常采用高压开关柜及各种高压元器件。低压开关柜低压开关柜抽屉式开关柜是采用钢板制成封闭外壳，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间，用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开，形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，是比较先进的开关柜，目前生产的开关柜，多数是抽屉式开关柜。它们适用于要求供电可靠性较高的工矿企业、高层建筑，作为集中控制的配电中心。抽屉式开关柜强电配电柜强电配电柜（1 1）低压配电线路的保护）低压配电线路的保护短路保护、过负荷保护短路保护、过负荷保护 熔断器、断路器熔断器、断路器过压保护带过压保护的断路器、避雷器、过压保护带过压保护的断路器、避雷器、过低压保护器、过低压保护器、 常见控制保护措施：常见控制保护措施： 保护内容设置：保护内容设置：短路保护、过负荷保护、过压保护、短路保护、过负荷保护、过压保护、常见低压电气线路设备保护方式常见低压电气线路设备保护方式（3 3）动力用电设备的保护）动力用电设备的保护电热设备、成套设备电热设备、成套设备熔断器、断路器熔断器、断路器电动设备电动设备断路器、交流接触器、热继电器断路器、交流接触器、热继电器 常见控制保护措施：常见控制保护措施：照明回路照明回路熔断器、断路器熔断器、断路器插座回路插座回路漏电断路器漏电断路器 常见控制保护措施：常见控制保护措施：（2 2）照明支路用电设备的保护）照明支路用电设备的保护