建筑电气技术基础
华中科技大学
电气与电子工程学院
建筑电气研究所 骆建
第一章 绪论
第二章 建筑供配电的负荷计算
第三章 建筑供配电系统短路电流
及其计算
第四章 常用建筑电气设备及其选择
第五章 建筑供配电系统
第六章 建筑供配电网络
第七章 建筑供配电系统的继电保护
第八章 建筑防雷及接地
第九章 建筑电气照明
第十章 建筑电气工程中的节能措施
第一章 绪论
第一节 现代建筑的特点
一,建筑上的特点
由于民用建筑向大面积、高层、超高
层、多功能、综合性用途发展，更由于
人民生活水平的提高，科技的发展，对
建筑电气提出了更高的要求。
（一）高度高
高层建筑
? 第一类高层建筑,9~16层（最高到 50m）
? 第二类高层建筑,17~25层（最高到 75m）
? 第三类高层建筑,26~40层（最高到
100m）
? 第四类高层建筑,40层以上（高度超过
100m）
（二）面积大
几万 ~几十万 m2
（三）有地下层
二、设备上的特点
三、电气上的特点
（一）用电设备种类多
（二）耗电量大
（三）供电可靠性大
第二节 建筑电气的发展现状
一、供电
量大、面广、用途复杂的供电系统。
二、照明
在照度、照明质量、照明方式、灯具外
形、供电要求及控制上都有不同程度的
发展和更高的要求。
三、电力
运输系统、水泵系统、空调系统和
消防防排烟系统等各成系统。
就地控制、远地集控,BA系统自动
控制、火警信号控制及联动控制等多种
控制。
四、线路选型及敷设
五、防雷接地
有防直击雷、侧击雷、感应雷的措施，
有接零、接地保护、等电位联接等。
六、通信、保安、自动化
通信自动化系统 (CAS)
楼宇自动化系统 (BAS)
办公自动化系统 (OAS)
保安自动化系统 (SAS)
管理自动化系统 (MAS)
综合布线系统 (PDS)
结构化布线系统 (SCS)
智能建筑
第三节 建筑供配电系统
一 电力系统的基本概念
（一）电能
预计到 2050年，全国总装机容量可达 15 ~
18亿 kw,每年总发电量可达 7 ~ 8万亿 kw·h。
例 某一办公楼各种能源比例：
电力 84%（照明插座 42%，一般动力
21%，空调机 14%，冷冻机 7%〕
（二）电力系统
由发电厂、变电站、电力网和用户组成
的系统。
? 发电厂,将各种一次能源转化为电能，
即生产电能的工厂。
例 三峡水电站 单机容量 70万 kw,32
台，总容量 2240万 kw。
? 电力网, 输送和分配电能的渠道。
? 变电站：变换电压和交换电能的场所。
升压变电 6,10,15kv 升 110,220,500kv
降压变电 110,220,500kv降 6,10,kv
? 电能用户：电能消耗的场所。
例 我国居民用电,
1996年 1130亿 kw·h
2000年 1690亿 kw·h
2005年 2700亿 kw·h
2010年 3920亿 kw·h
二 建筑供配电系统及其组成
由高压及低压配电线路、变电站（包括
配电站 〕 和用电设备组成。
（一）分类
? 大型、特大型建筑供配电
? 中型建筑供配电
? 小型建筑供配电
? 100kw以下的用电负荷建筑
国内外部分工程情况简介
国内外部分工程情况简介
（二）电力系统的电压
电力系统电能质量的两个基本参数：
频率、电压
1,额定频率,50± 0.5Hz, 一般称,工频”
2,额定电压：为电气设备正常运行且获得
最佳经济效果的电压。
(1)电网（电力线路 〕 的额定电压
它是确定各类电力设备额定电压的基本
依据 。
(2) 用电设备额定电压
与电网额定电压相同。
(3) 发电机的额定电压
高于同级电网电压 5%.
(4)电力变压器的额定电压
? 一次绕组的额定电压
与发电机相连：
高于电网额定电压 5%.
不与发电机相连：
连在线路上时,与电网额定电压相同。
? 二次绕组的额定电压
即指空载电压
供电线路不长时：
高于电网额定电压 5%.
供电线路较长时,
高于电网额定电压 10%.
3,允许的电压偏移及电压调整措施
(1) 用电设备处电压偏移的允许值
电动机 ± 5％；
照明灯 一般工作场所 ± 5％；
视觉要求高的场所 ＋ 5％；
－ 2.5%等
1 0 0% ?
?
??
N
N
U
UU
U
(2)电压调整措施
? 合理选择变压器的电压比和电压分接头
? 合理减少系统阻抗
? 合理补偿无功功率
? 尽量使系统的三相负荷平衡
? 变压器采用有载调压型
4,电压波动及其抑制
(1)电网电压的短时快速变动。
1 0 0% m i nm a x ???
NU
UUdU
(2)抑制措施
? 对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用
线或专用变压器单独供电。
? 设法增大供电容量，减少系统阻抗。
? 在系统出现严重的电压波动时，减少或
切除引起电压波动的负荷。
? 对大型电弧炉和变压器的受电电压，如
有多种电压选择方案，宜选择较高的电
压。
? 对大型冲击性负荷可采用电抗器或静止
型无功补偿装置 (SVC)。
5.高次谐波及其抑制
(1)公用电网谐波电压允许值
电网额定电压 0.38kv 总谐波畸变率 5％
电网额定电压 6,10kv 总谐波畸变率 4％
(2)抑制的措施
? 增加整流变压器二次侧的相数。
? 装设分流滤波器。
? 宜采用 Dyn11联结组别的三相配电变压器。
? 装设 SVC.
电压质量为电压的偏差、波动和波形三方面。
第四节 建筑供配电设计的内容
程序与要求
一、建筑电气设计的一般原则
? 适用
? 安全
? 经济
? 美观
二,内容
? 输电线路设计
? 变配电所设计
? 电气照明设计
? 电力设计
? 防雷与接地设计
? 电气信号与自动控制设计
三 程序与要求
1.方案设计
凡国家及省市重点工程项目，规模
较大的高层建筑以及有特殊要求的大型
民用建筑及工业建筑，必须提出方案设
计。一般高层建筑也都应提出方案设计。
在方案设计阶段，电气设计和弱电设
计文件主要是设计说明书及必要的简图。
其深度应满足设计方案优选和设计投标
的要求。
2.初步设计
初步设计文件根据设计任务书进行编
制，由设计说明书 (包括设计总说明和专
业的设计说明书 )、设计图纸、主要设备
及材料表和工程概算书等四部分组成。
3.施工图设计
施工图设计应根据已批准的初步设
计进行编制，内容以图纸为主，应包括
封面、图纸目录、设计说明 (或首页 )、图
纸、工程概算等等。
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第一章 绪论
第二章 建筑供配电的负荷计算
第三章 建筑供配电系统短路电流
及其计算
第四章 常用建筑电气设备及其选择
第五章 建筑供配电系统
第六章 建筑供配电网络
第七章 建筑供配电系统的继电保护
第八章 建筑防雷及接地
第九章 建筑电气照明
第十章 建筑电气工程中的节能措施
第一章 绪论
第一节 现代建筑的特点
一,建筑上的特点
由于民用建筑向大面积、高层、超高
层、多功能、综合性用途发展，更由于
人民生活水平的提高，科技的发展，对
建筑电气提出了更高的要求。
（一）高度高
高层建筑
? 第一类高层建筑,9~16层（最高到 50m）
? 第二类高层建筑,17~25层（最高到 75m）
? 第三类高层建筑,26~40层（最高到
100m）
? 第四类高层建筑,40层以上（高度超过
100m）
（二）面积大
几万 ~几十万 m2
（三）有地下层
二、设备上的特点
三、电气上的特点
（一）用电设备种类多
（二）耗电量大
（三）供电可靠性大
第二节 建筑电气的发展现状
一、供电
量大、面广、用途复杂的供电系统。
二、照明
在照度、照明质量、照明方式、灯具外
形、供电要求及控制上都有不同程度的
发展和更高的要求。
三、电力
运输系统、水泵系统、空调系统和
消防防排烟系统等各成系统。
就地控制、远地集控,BA系统自动
控制、火警信号控制及联动控制等多种
控制。
四、线路选型及敷设
五、防雷接地
有防直击雷、侧击雷、感应雷的措施，
有接零、接地保护、等电位联接等。
六、通信、保安、自动化
通信自动化系统 (CAS)
楼宇自动化系统 (BAS)
办公自动化系统 (OAS)
保安自动化系统 (SAS)
管理自动化系统 (MAS)
综合布线系统 (PDS)
结构化布线系统 (SCS)
智能建筑
第三节 建筑供配电系统
一 电力系统的基本概念
（一）电能
预计到 2050年，全国总装机容量可达 15 ~
18亿 kw,每年总发电量可达 7 ~ 8万亿 kw·h。
例 某一办公楼各种能源比例：
电力 84%（照明插座 42%，一般动力
21%，空调机 14%，冷冻机 7%〕
（二）电力系统
由发电厂、变电站、电力网和用户组成
的系统。
? 发电厂,将各种一次能源转化为电能，
即生产电能的工厂。
例 三峡水电站 单机容量 70万 kw,32
台，总容量 2240万 kw。
? 电力网, 输送和分配电能的渠道。
? 变电站：变换电压和交换电能的场所。
升压变电 6,10,15kv 升 110,220,500kv
降压变电 110,220,500kv降 6,10,kv
? 电能用户：电能消耗的场所。
例 我国居民用电,
1996年 1130亿 kw·h
2000年 1690亿 kw·h
2005年 2700亿 kw·h
2010年 3920亿 kw·h
二 建筑供配电系统及其组成
由高压及低压配电线路、变电站（包括
配电站 〕 和用电设备组成。
（一）分类
? 大型、特大型建筑供配电
? 中型建筑供配电
? 小型建筑供配电
? 100kw以下的用电负荷建筑
国内外部分工程情况简介
国内外部分工程情况简介
（二）电力系统的电压
电力系统电能质量的两个基本参数：
频率、电压
1,额定频率,50± 0.5Hz, 一般称,工频”
2,额定电压：为电气设备正常运行且获得
最佳经济效果的电压。
(1)电网（电力线路 〕 的额定电压
它是确定各类电力设备额定电压的基本
依据 。
(2) 用电设备额定电压
与电网额定电压相同。
(3) 发电机的额定电压
高于同级电网电压 5%.
(4)电力变压器的额定电压
? 一次绕组的额定电压
与发电机相连：
高于电网额定电压 5%.
不与发电机相连：
连在线路上时,与电网额定电压相同。
? 二次绕组的额定电压
即指空载电压
供电线路不长时：
高于电网额定电压 5%.
供电线路较长时,
高于电网额定电压 10%.
3,允许的电压偏移及电压调整措施
(1) 用电设备处电压偏移的允许值
电动机 ± 5％；
照明灯 一般工作场所 ± 5％；
视觉要求高的场所 ＋ 5％；
－ 2.5%等
1 0 0% ?
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(2)电压调整措施
? 合理选择变压器的电压比和电压分接头
? 合理减少系统阻抗
? 合理补偿无功功率
? 尽量使系统的三相负荷平衡
? 变压器采用有载调压型
4,电压波动及其抑制
(1)电网电压的短时快速变动。
1 0 0% m i nm a x ???
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(2)抑制措施
? 对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用
线或专用变压器单独供电。
? 设法增大供电容量，减少系统阻抗。
? 在系统出现严重的电压波动时，减少或
切除引起电压波动的负荷。
? 对大型电弧炉和变压器的受电电压，如
有多种电压选择方案，宜选择较高的电
压。
? 对大型冲击性负荷可采用电抗器或静止
型无功补偿装置 (SVC)。
5.高次谐波及其抑制
(1)公用电网谐波电压允许值
电网额定电压 0.38kv 总谐波畸变率 5％
电网额定电压 6,10kv 总谐波畸变率 4％
(2)抑制的措施
? 增加整流变压器二次侧的相数。
? 装设分流滤波器。
? 宜采用 Dyn11联结组别的三相配电变压器。
? 装设 SVC.
电压质量为电压的偏差、波动和波形三方面。
第四节 建筑供配电设计的内容
程序与要求
一、建筑电气设计的一般原则
? 适用
? 安全
? 经济
? 美观
二,内容
? 输电线路设计
? 变配电所设计
? 电气照明设计
? 电力设计
? 防雷与接地设计
? 电气信号与自动控制设计
三 程序与要求
1.方案设计
凡国家及省市重点工程项目，规模
较大的高层建筑以及有特殊要求的大型
民用建筑及工业建筑，必须提出方案设
计。一般高层建筑也都应提出方案设计。
在方案设计阶段，电气设计和弱电设
计文件主要是设计说明书及必要的简图。
其深度应满足设计方案优选和设计投标
的要求。
2.初步设计
初步设计文件根据设计任务书进行编
制，由设计说明书 (包括设计总说明和专
业的设计说明书 )、设计图纸、主要设备
及材料表和工程概算书等四部分组成。
3.施工图设计
施工图设计应根据已批准的初步设
计进行编制，内容以图纸为主，应包括
封面、图纸目录、设计说明 (或首页 )、图
纸、工程概算等等。
