电气工程师供配电知识点辅导.pdf
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1、电气工程师供配电知识点辅导电气工程师供配电知识点辅导1.1.电力电缆的用途及特点电力电缆的用途及特点电力电缆在电力系统中作为输送和分配电力电缆在电力系统中作为输送和分配电能及作为各种电气设备之间的连接线,城电能及作为各种电气设备之间的连接线,城市的地下电网,发电厂的引出线、联络线,市的地下电网,发电厂的引出线、联络线,工矿企业内部的供电以及水下输线等都采工矿企业内部的供电以及水下输线等都采用电力电缆。用电力电缆。采用电力电缆供电的特点采用电力电缆供电的特点是:电力电缆敷设在地下、室内、沟道、隧是:电力电缆敷设在地下、室内、沟道、隧道、井内,不需用杆塔架设,整齐美观,占道、井内,不需用杆塔架设,
2、整齐美观,占地少,不会对市容、厂容造成影响。电缆供地少,不会对市容、厂容造成影响。电缆供电受自然环境的影响小。电缆供电传输性能电受自然环境的影响小。电缆供电传输性能稳定,可靠性高,人不易接触,即使发生故稳定,可靠性高,人不易接触,即使发生故障,也不易造成对人身的伤害,供电安全性障,也不易造成对人身的伤害,供电安全性高。电力电缆的电容大,可提高供电系统的高。电力电缆的电容大,可提高供电系统的功率因数。功率因数。2.2.电力电缆的种类电力电缆的种类(1)(1)按绝缘材料及保护层不同可分为以下按绝缘材料及保护层不同可分为以下几类:几类:1)1)油浸纸绝缘铅油浸纸绝缘铅(铝铝)包电力电缆包电力电缆;2
3、)2)油浸纸干绝缘电力电缆油浸纸干绝缘电力电缆;3)3)聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆(简称全塑电缆简称全塑电缆););4)4)交联聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套电力电交联聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套电力电缆缆(简称交联电缆简称交联电缆););5)5)不滴流电力电缆不滴流电力电缆;6)6)橡胶绝缘电力电缆橡胶绝缘电力电缆(天然橡胶绝缘型,天然橡胶绝缘型,乙乙丙橡胶绝缘型丙橡胶绝缘型)。(2)(2)按电压等级分:按电压等级分:按照现行标准电压规定,按照现行标准电压规定,电力电缆按额定电力电缆按额定电压制造,有电压制造,有 1 1、3 3、6 6、1010、2020、3
4、535、6060、110110、220220、330330、500kV500kV 电压等级几种电力电压等级几种电力电缆。电缆。(3)(3)按电缆线芯数及线芯截面分:按电缆线芯数及线芯截面分:按电力电缆导电芯数分,有单芯、二芯、按电力电缆导电芯数分,有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯。三芯、四芯和五芯。按电力电缆导电线芯截面等级分,按电力电缆导电线芯截面等级分,有有 2 2、5 5、4 4、6 6、1010、1616、2525、3535、5050、7070、9595、120120、150150、185185、240240、300300、400400、500500、625625、800lr800lr击
5、等几种。击等几种。(4)(4)按电力电缆电能输送方式分:按电力电缆电能输送方式分:1)1)单芯电缆输送直流电单芯电缆输送直流电;2)2)二芯电缆输送直流或单相交流电二芯电缆输送直流或单相交流电;3)3)三芯电缆输送三相交流电三芯电缆输送三相交流电;4)4)四芯电缆用于三相中性点接地系统、中四芯电缆用于三相中性点接地系统、中线作为中性线线作为中性线(N)(N)或保护地线或保护地线;5)5)五芯电缆用于三相中性点接地系统,三五芯电缆用于三相中性点接地系统,三相接三条主线芯二条中线,一条接工作零相接三条主线芯二条中线,一条接工作零(N)(N),另一条接保护零另一条接保护零(PE)(PE),中线截面为
6、主线中线截面为主线芯截面的芯截面的40%40%一一60%60%,称为三相五线称为三相五线TNTNS S系统。系统。(5)(5)按电缆敷设环境分:按电缆敷设环境分:有地下直埋、地下管、室内、空气中、水有地下直埋、地下管、室内、空气中、水中、中、矿井中、矿井中、隧道内和腐蚀性、隧道内和腐蚀性、火灾易发区、火灾易发区、湿热、高海拔等场所,环境条件因素是选择湿热、高海拔等场所,环境条件因素是选择型号的主要技术指标,在选择电缆时除考虑型号的主要技术指标,在选择电缆时除考虑电压和截面外,还要考虑其机械强度和防腐电压和截面外,还要考虑其机械强度和防腐蚀性能等因素。蚀性能等因素。现代传感器在原理与结构上千差万
7、别,如现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。上取决于传感器的选用是否合理。1)1)根据测量对象与测量环境确定传感器根据测量对象与测量环境确定传感器的类型的类型要进行要进行个具体的测量工作,个具
8、体的测量工作,首先要考虑首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:虑以下一些具体问题:量程的大小量程的大小;被测位置被测位置对传感器体积的要求对传感器体积的要求;测量方式为接触式还测量方式为接触式还是非接触式是非接触式;信号的引出方法,信号
9、的引出方法,有线或是非接有线或是非接触测量触测量;传感器的来源,传感器的来源,国产还是进口,国产还是进口,价格价格能否承受,还是自行研制。能否承受,还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。能指标。2)2)灵敏度的选择灵敏度的选择通常,在传感器的线性范围内,希望传感通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要
10、注意的是,传较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入的干扰信的信噪比,尽量减少从外界引入的干扰信号。号。传感器的灵敏度是有方向性的。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其他方向灵敏度小的传感器选择其他方向灵敏度小的传感器;如果被测如果被测量是多维向量,则要求
11、传感器的交叉灵敏度量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。越小越好。3)3)频率响应特性频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有真的测量条件,实际上传感器的响应总有定延迟,希望延迟时间越短越好。定延迟,希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高,传感器的频率响应高,可测的信号频率范可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测系统的惯性较大,因有频率低的传
12、感器可测信号的频率较低。在动态测量中,应根据信信号的频率较低。在动态测量中,应根据信号的特点号的特点(稳态、瞬态、随机等稳态、瞬态、随机等)响应特性,响应特性,以免产生过火的误差以免产生过火的误差4)4)线性范围线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其
13、量程是否满足要求。先要看其量程是否满足要求。但实际上,但实际上,任何传感器都不能保证绝对的任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。给测量带来极大的方便。5)5)稳定性稳定性传感器使用一段时间后,传感器使用一段时间后,其性能保持不变其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感性的因
14、素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使传感器具有良好器的使用环境。因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。能力。在选择传感器之前,在选择传感器之前,应对其使用环境进行应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,感器,或采取适当的措施,或采取适当的措施,减小环境的影响。减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标,传感器的稳定性有定量指标,在超过使用在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。感器
15、的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验。验。6)6)精度精度精度是传感器的一个重要的性能指标,精度是传感器的一个重要的性能指标,它它是关系到整个测量系统测量精度的一个重是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。要环节。传感器的精度越高,传感器的精度越高,其价格越昂贵,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。这样
16、就的精度要求就可以,不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的,如果测量目的是定性分析的,选用重复精选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的高的;如果是为了定量分析,如果是为了定量分析,必须获得精确的必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。感器。对某些特殊使用场合,对某些特殊使用场合,无法选到合适的传无法选到合适的传感器,则需自行设计制造传感器。自制传感感器,则
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