电力行业基础知识介绍buns.docx
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1、培训摘要要1.基基础知识识介绍11.1电路、电电路有哪哪些基本本组成部部分21.2电流、什什么是电电流强度度21.3电位、电电压、它它们之间间的关系系31.4电动势势、如何何测量电电动势的的大小41.5电阻、电电阻率、温温度对电电阻的影影响41.6欧姆定定律61.7电功和和电功率率61.8电流的的热效应应及其作作用71.9短路、断断路。短短路造成成的后果果。81.100电阻的的串联及及其特点点81.111电阻的的并联及及其特点点81.122磁场91.133磁力线线101.144右手螺螺旋定律律101.155左手定定律111.166电流产产生的磁磁场、其其方向怎怎样确定定、其大大小与什什么 因素
2、素有关121.177电磁感感应、电电磁感应应所产生生的感应应电势,其其方向、大大小因素素121.188什么是是电场作作用力?它的方方向是怎怎么样的的?其大大小与什什么有关关?131.199正弦交交流电、正正弦交流流的周期期、频率率。141.200三相交交流电141.211电力产产生有哪哪些特点点。151.222高峰负负荷、低低谷负荷荷、平均均负荷。151.233电压偏偏差对用用电设备备性能会会有哪些些影响152.供供电系统统接线162.1供电系系统的接接线方式式主要从从灵活性性和经济济性考虑虑162.2电力系系统母线线接线特特点172.2.1单母线线接线182.2.2双母线线接线192.2.3
3、桥接线线212.2.4带旁路路母线的的母线制制接线232.2.53/22 断路路器接线线242.2.6变压器器 - 母线连连接251. 基础知识识介绍1.1 电路、电电路有哪哪些基本本组成部部分电路就是是电流通通过的路路径。它它由电源源、负载载、连接接导线和和开关组组成。负载、连连接导线线和开关关称为外外电路,电电源内部部的一段段称内电电路。当开关闭闭合时,电电路中有有电流通通过,负负载就可可以工作作,叫做做接通电电路,即即合闸当开关断断开时,电电路中没没有电流流通过,负负载停止止工作,叫叫做断开开电路,即即分闸1.2 电流、什什么是电电流强度度电流:导导体中的的自由电电子在电电场力的的作用下
4、下,做有有规则的的定向运运动,就就形成电电流。习习惯上规规定正电电荷移动动的方向向为电流流的方向向。因此此在金属属导体中中,电流流的方向向是和自自由电子子的实际际方向移移动方向向相反。电流强度度:电流流的大小小用电流流强度标标示,其其数值等等于单位位时间通通过导体体截面积积的电荷荷量(库库仑),通通常用符符号I表示。I = I-电流强强度 Q-通过导导体截面面积的电电荷量 t-通过电电荷量Q所用的的时间如果在11秒内通通过导体体截面的的电荷量量为1库仑,则则导体内内的电流流就等于于1安培电流强度度的单位位用千安安(kA)、安安(A)、毫毫安(mA)、微微安(A)1kA = 110 33 A1
5、A = 10 3 mAA1mA = 110 33A(直流电电流的大大小方向向不随时时间变化化)电流的的的大小用用电流表表测量,测测量时将将电流表表串联在在被测电电路中。1.3 电位、电电压、它它们之间间的关系系电位:电电场中某某点的电电位,在在数值上上等于单单位正电电荷沿任任意路径径从该点点移至无无限远的的过程中中电场力力所做的的功。其其单位为为伏特。简简称:伏伏V。在电场中中电位等等于零的的叫参考考点,凡凡电位高高于零电电位的点点,电位位为正,反反之为负负。通常常往往以以大地作作为参考考点。电压:电电场中两两点之间间的电位位差,称称为电压压,表达达方式:U = A -电场力力所做的的功, J
6、J焦耳Q -电荷量 C库仑仑U -两点之之间的电电位差,及电压 V电压的单单位可以以用千伏伏(kVV)、伏(V)、毫毫伏(mV)、微微伏(V)1kV= 100 3 V 1 VV = 100 3 mVV 1mmV= 10 3V电场中各各点电位位,随着着参考点点的改变变而不同同,但是是无论参参考点如如何改变变任意两两点间的的电位差差是不变变的。电电压的方方向是从从高电位位指向低低电位点点。1.4 电动势、如如何测量量电动势势的大小小在电场中中,将单单位正电电荷由低低电位移移向高电电位时外外力所做做的功称称为电动动势,其其表达式式为: E = 电动势和和电压可可以用电电压表来来测量,测测量时,将将电
7、压表表并联在在被测的的电路中中。1.5 电阻、电电阻率、温温度对电电阻的影影响电阻:在在电场力力的作用用下,电电流在导导体中流流动时,所所受的阻阻力。称称为电阻阻。用R或r表示。电电阻常用用的单位位有:兆兆欧(MM)千欧(k)欧()毫欧欧(m)微欧欧()1M = 110 661k = 10 3 1 = 100 3 m 1mm = 1003当导体两两端电压压为1 V,导体体中的电电流是1 A,这段段导体的的电阻为为1。任何导体体都有电电阻。电电路的电电阻是由由该电路路的导电电材料的的物理性性质和几几何尺寸寸决定的的。导体体越长,电电阻越大大。导体体的截面面积越大大,电阻阻越小。对对材料均均匀,截
8、截面积一一致,长长度为定定数的导导体来讲讲,其电电阻表达达式为: R = R -导导体电阻阻-导体体电阻率率mm2 / mmS - 导导体截面面积mmm2L - 导导体长度度 m电阻率:导体的的电阻率率表示导导体材料料对电流流具有的的阻力程程度.导体的电电阻率的的数值是是指在温温度为20C的情况况下,长1m,截面积积为1mmm的导体体的电阻阻值.导体电阻阻与导体体温度的的关系一般金属属导体随随着温度度的升高高而增加加,电解液液导体的的电阻是是随着温温度的升升高而降降低.考虑到到温度对对电阻的的影响,电阻的的表达式式为: R2 = RR1 11+a(t2-t1)a -导导体材料料的电阻阻系数,即
9、即温度每每增加1时,导体电电阻的变变化值与与原电阻阻的比值值。因电电阻温度度系数随随温度不不同而略略有变化化,工程程上取0-1100C范围内内平均值值。相见见表常用导电电材料的的电阻率率和电阻阻温度系系数材料名称称电阻率(20C)(mm/ mm)电阻温度度系数(0 - 1000)(1/C)材料名称称电阻率(21C)(mm/ mm)电阻温度度系数(0 - 1000)(1/C)银0.011650.00038镍锌铜0.3440.0000311铜0.011750.0004锰铜0.4220.00000115铅0.022830.00042康铜0.4990.0000055钨0.055510.00045镍铬合
10、金金1.0880.0000133低碳钢0.1220.00042铁铬铝1.3550.0000055铸铁0.50.0001R1- 温度度为t1时导体体的电阻阻值R2- 温度度为t2时导体体的电阻阻值1.6 欧姆定律律欧姆定律律是表示示电压、电电流和电电阻三者者之间的的基本定定律。试验证明明,通过过电阻的的电流与与电阻两两端所加加的电压压成正比比,与电电阻成反反比,这这种关系系称为部部分的欧欧姆定律律。 II = 或 RR = 或 UU = IR电路包括括电源在在内,称称全电路路。在闭闭合的电电路中,电电路中的的电流与与电源的的电动势势成正比比,与电电路中负负载及电电源内阻阻之和成成反比,称称全电路
11、路欧姆定定律。 II = R和r为为负载电电阻和电电源内阻阻1.7 电功和电电功率电功:电电流所做做的电功功,用符符号 A表示示电功的大大小与电电路中的的电流,电电压以及及通电时时间成正正比。 A = UIIt = IRt电功及电电能量的的单位名名称是焦焦(耳),单单位符号号为J。另一一种名称称是千瓦瓦小时,单单位kWh。它们们之间的的关系是是:1千瓦小小时 = 3.66兆焦(1kWWh = 3.6 MMJ)电功率:电流在在单位时时间内所所做的的的功叫电电功率。用 P表示 P = = UII = IR = (W)电功率的的单位瓦瓦(特),单单位W。功率率较大的的用千瓦瓦(kW)或兆兆瓦(MW)
12、在过去还还用马力力作为功功率的单单位,该该单位已已经被废废除。瓦瓦与马力的的换算关关系为: 1马马力 = 7366 W 11kW = 11.366马力1.8 电流的热热效应及及其作用用电流的热热效应电流通过过导体时时,由于于自由电电子的撞撞击,电电能就不不断的转转变为热热能,这这种电流流通过导导体会产产生热现现象,称称为电流流的热效效应。电与热的的转化关关系: Q = IIRt = WWQ -导体产产生的热热量 J电流热效效应的作作用电流通过过导体时时产生的的热效应应有利的的一面和和不利的的一面。在生产生生活中常常用到的的电烙铁铁、电烘烘箱、电电炉等等等。就是是有利用用电流通通过时产产生的热热
13、效应制制成。但是在设设备上(发发电机、变变压器、输输电线),当电流通过导体时,电流的热效应不仅造成电能损失,还降低了设备的效率。同时又由于这部分热量的积累而使电气设备的温度升高。当温度升高到电气设备绝缘材料不能承受的程度时,绝缘材料就会损伤或被烧毁。1.9 短路、断断路。短短路造成成的后果果。短路:是是指在供供电线路路中不同同的导体体,不经经过负载载而直接接发生金金属接触触,或一一相导体体直接和和大地接接通。这这时电路路中的电电流迅速速增大远远远产过过导体所所允许的的电流限限度。断路:是是指电路路中某一一部分由由于某种种原因而而被断开开,不能能形成闭闭合的回回路。时时电流不不能流通通的现象象。
14、短路造成成的后果果:短路时由由于电路路中的电电流增大大几十或或几百倍倍。这么么大的电电流会造造成电气气设备过过热,甚甚至烧毁毁电气设设备,引引起火灾灾。同时时,短路路电流还还会产生生很大的的电动力力,造成成电气设设备机械械损坏。严严重的短短路事故故还会破破坏电力力系统的的稳定运运行。所所以对运运行的电电气设备备应采取取一定的的保护措措施,例例如安装装自动开开关、熔熔断器等等等1.10 电阻的串串联及其其特点两个或两两个以上上电阻依依次首尾尾串接方方式成电电阻串联联。电阻串联联的特点点:1. 通过各电电阻的电电流是相相同的2. 各电阻上上的电压压降之和和,等于于电路端端电压3. 电阻串联联后的总
15、总电阻值值的总和和等于各各串联电电阻阻值值之和1.11 电阻的并并联及其其特点两个或两两个以上上电阻的的首端与与首端相相连,尾尾端与尾尾端相连连的联接接方式成成电阻并并联。电阻并联联的特点点:1. 各电阻在在电路中中承受的的电压相相同2. 通过各电电阻的电电流之和和等于电电路总电电流3. 电阻并联联后的总总电阻值值的倒数数,等于于各电阻阻阻值的的倒数之之和1.12 磁场对铁具有有吸引的的空间称称为磁场场,这是是一种最最简单的的说法。其其实,当当导体在在空间移移动时,如如导体内内部产生生了电势势,或有有电流的的导体在在空间受受到了力力的作用用等,这这样的空空间就是是一个磁磁场。或或者说这这空间存
16、存在着磁磁场。磁场用磁磁力线描描述。磁磁力线是是一些闭闭合的曲曲线。磁力线的的方向在在磁铁内内部从 S(南南)极到到 N(北北)极,在在磁场外外部是从从N到S。磁力力线是相相互不相相交的连连续不断断的回线线,磁场场强的地地方磁力力线较密密。磁场场弱的地地方磁力力线较弱弱。磁场有强强弱、有有方向。用用以表示示某点磁磁场强弱弱和方向向的量称称磁感应应强度(B),也也称磁通通密度或或磁密。磁场中某某一点磁磁密(B)可以以用垂直直通过该该点单位位面积(S)的总总磁力线线来表示示。 B = - 磁通,单单位 Wb(韦伯伯)S - 面积积,单位 mB - 磁感感应强度度,单位位 T(特特斯拉,简简称特)
17、T = = 1044 GSS(高斯斯)1.13 磁力线磁力线又又叫做磁磁感线。人人们将磁磁力线定定义为处处处与磁磁感应强强度相切的的线,磁磁感应强强度的方方向与磁磁力线方方向相同同,其大大小与磁力线线的密度度成正比比。磁力线具具有下述述基本特特点:1,磁力力线是人人为假象象的曲线线2,磁力力线有无无数条3,磁力力线是立立体的4,所有有的磁力力线都不不交叉5,磁力力线总是是从 N极出出发,进进入与其其最邻近近的 S极,并并形成闭闭合回路路6,磁力力线的相相对疏密密表示磁磁性的相相对强弱弱1.14 右手螺旋旋定律表示电流流和电流流激发磁磁场的磁磁感线方方向间关关系的定定则,也也叫右手手螺旋定定则(
18、1)通通电直导导线中的的安培定定则(安安培定则则一):用右手手握住通通电直导导线,让让大拇指指指向电电流的方方向,那那么四指指的指向向就是磁磁感线的的环绕方方向(2)通通电螺线线管中的的安培定定则(安安培定则则二):用右手手握住通通电螺线线管,使使四指弯弯曲与电电流方向向一致,那那么大拇拇指所指指的那一一端是通通电螺线线管的N极1.15 左手定律律确定电磁磁作用力力的方向向与大小小左手平平展,使使大拇指指与其余余四指垂垂直,并并且都跟跟手掌在在一个平平面内,把左手手放入磁磁场中,让让磁感线线垂直穿穿入手心心.手心对对准N极,手手背对准准S极.四指指指向电流流方向.则大拇指指的方向向就是导导体受
19、力力方向。1.16 电流产生生的磁场场、其方方向怎样样确定、其其大小与与什么因因素有关关当导体中中有电流流通过时时,在它它周围就就会产生生磁场其其方向用用右手螺螺旋定则则来确定定。当通电是是直导线线时,拇拇指指向向是电流流的方向向,弯曲曲的四指指指向代代表磁力力线的方方向;当当通电导导体是螺螺旋线圈圈时,使使弯曲的的四指的的指向与与通过线线圈的电电流方向向一致,而而拇指指指向即为为线圈中中磁力线线的方向向。已知磁力力线的方方向,同同样可以以用右手手螺旋定定则来确确定产生生磁场的的电流方方向。由电流产产生的磁磁场,其其强弱程程度决定定于通过过导体的的电流和和周围介介质的状状况。如如周围介介质是导
20、导磁材料料,则当当导体通通过同样样大小的的电流时时,产生生的磁场场比介质质为非导导磁材料料要强得得多。如如通过电电流的导导体是线线圈,则则磁场的的强度不不仅于线线圈的匝匝数有关关,还于于线圈的的几何尺尺寸有关关。1.17 电磁感应应、电磁磁感应所所产生的的感应电电势,其其方向、大大小因素素电磁感应应:当导导体于磁磁场有相相对运动动时,在在导体内内部会产产生电动动势,或或者通过过闭合回回路或线线圈的磁磁通发生生变化(增增加或减减少)时时,则在在组成闭闭合回路路或线圈圈的导体体内部会会产生电电动势。这这种产生生电动势势的现象象称电磁磁感应。由由电磁感感应产生生的电动动势称感感应电势势。应用右手手定
21、则时时,将右右手手掌掌伸直,大大拇指向向外与并并拢的其其他四指指垂直,手手心迎接接磁力线线(即让让磁力线线从手心心穿向手手背),大大拇指指指向导体体运动方方向,则则四指所所指既为为感应电电势方向向。感应电势势的大小小在均匀磁磁场中,其其感应强强度为B,导体体在磁场场中的有有效长度度L,导体体相对磁磁场的运运动速度度v,则导导体中的的感应电电势为: e = BLvve -感感应电势势伏B -磁磁通密度度特V-运动动速度 m / ssL -导导体单位位面积 mm当导体新新的有效效长度相相同时,磁磁感应强强度越大大,或导导体的移移动速度度越大,产产生的感感应电动动势越大大。1.18 什么是电电场作用
22、用力?它它的方向向是怎么么样的?其大小小与什么么有关?电场作用用力通电导体体在磁场场中会受受到力的的作用,这这个力称称为电磁磁力。这这是电流流与磁场场相互作作用的一一种电磁磁现象。它的方向向是怎样样的?电磁作用用力简称称电磁力力,其方方向用左左手定则则确定。应应用右手手定则时时,将左左手掌伸伸直,大大拇指指指向外并并拢的其其它四指指相垂直直,手心心迎着磁磁力线,四四指指电电流方向向,此时时大拇指指所指即即为电磁磁力方向向。 F = BBLI B -磁感应应强度T L -导体长长度 m I -通过导导体的电电流 AA F -电磁力单位 NN(牛顿顿)当导体的的有效长长度相同同时,磁磁感应强强度越
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