基本知识与电气识图培训课件.pptx
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1、基本知识与电气基本知识与电气(dinq)识图识图第一页,共61页。第一第一(dy)部分部分基础知识基础知识1.1 电气理论基础知识 1 电路的有载、空载(kn zi)、短路三种状态及其特征(1)有载状态(zhungti)1)处于正常工作状态。2)这时电源供电的电压符合额定值,其偏移的百分比值符合当地供电部门的规定,电源及其开关设备流经的电流都在额定范围内。第二页,共61页。4)联结电源及其开关设备与用电设备间的供电用和控制用的线路工作正常,流经线路的电流承受的电压(diny)都在其额定允许范围内。5)电路中既有电压,又有电流,发生(fshng)电能与状态。3)即使由于负载瞬时或短时出现过负荷,
2、过负荷数值和时间也都在预期的允许范围内,预期的允许范围由施工设计在电源及其开关设备(shbi)选定规格型号时给予考虑;用电设备(shbi)侧的电压,流经的电流和用电设备(shbi)输出的能力,也都在预期的额定范围内,额定范围由用电设备(shbi)的铭牌或使用说明书明示。第三页,共61页。2)空载状态空载状态(1)空载状态为备用状态。空载状态为备用状态。(2)备用状态可分为热备用、冷备用状备用状态可分为热备用、冷备用状态。无论对电路构成的哪一部分来描述,态。无论对电路构成的哪一部分来描述,其供电侧有电压,但无电流流通其供电侧有电压,但无电流流通(litng)为热备用;若供电侧既无电压,为热备用;
3、若供电侧既无电压,又无电流流通又无电流流通(litng)则为冷备用。则为冷备用。(3)电路中存在电压,但无电流流通电路中存在电压,但无电流流通(litng),不发生电能与其他能的转换。,不发生电能与其他能的转换。第四页,共61页。3)短路状态短路状态(1)电路短路是处于故障状态。电路短路是处于故障状态。短路点:故障发生的位置可能是构成电路的任何短路点:故障发生的位置可能是构成电路的任何部位,但通常指不经负载流通电流的短路处。部位,但通常指不经负载流通电流的短路处。短路电流:自短路点至电源及设备短路电流:自短路点至电源及设备(shbi)开关、开关、供电用线路流经的电流,通常要超过正常有载状态供电
4、用线路流经的电流,通常要超过正常有载状态的电流若干倍。的电流若干倍。(2)电路中各项电量参数,非电量参数出现异常,电电路中各项电量参数,非电量参数出现异常,电源电压大幅下降。电流剧增,短路电流流经的开关源电压大幅下降。电流剧增,短路电流流经的开关设备设备(shbi)、线路温度骤升,电动应力增大,局、线路温度骤升,电动应力增大,局部噪声增强。部噪声增强。第五页,共61页。(3)供电电源电压下降,电路中电流(dinli)剧增,发生非预期的能量转换。越级跳闸:如开关设备等的继电保护装置功能正越级跳闸:如开关设备等的继电保护装置功能正常,便会迅速切断短路状态常,便会迅速切断短路状态(zhungti)电
5、路的电电路的电源供给,避免故障状态源供给,避免故障状态(zhungti)扩大造成更大扩大造成更大的损失。若功能不正常,故障扩大引起电路上一的损失。若功能不正常,故障扩大引起电路上一级开关设备的继电保护装置动作,切断短路电路级开关设备的继电保护装置动作,切断短路电路电源供给的现象电源供给的现象第六页,共61页。2电流、电压、功率电流、电压、功率(gngl)及主要非电物理量测量的基本原理和方法及主要非电物理量测量的基本原理和方法1)直流电流的测量直流电流的测量按被测量直流电流数值的大小按被测量直流电流数值的大小(dxio),可分成大、,可分成大、中、小三段。很少遇到小段的测量,以中段中、小三段。很
6、少遇到小段的测量,以中段10-6102A为主,个别情况会遇到处于大段为主,个别情况会遇到处于大段102105A的的测量。测量。(1)中段直流电流的测量,接线如图中段直流电流的测量,接线如图11所示。所示。注意:注意:将直流电流表将直流电流表(A)串人负载电路中,注意表串人负载电路中,注意表的极性,使直流电流的极性,使直流电流I自表的正极流人,负极流出,接自表的正极流人,负极流出,接反后会无法测量或损坏仪表,反后会无法测量或损坏仪表,同时为保证测量精度应选用直流电流内阻同时为保证测量精度应选用直流电流内阻RA的仪表,的仪表,RA/R应小于允许误差的应小于允许误差的1/5。允许误差的确。允许误差的
7、确定,往往是选用仪表精度等级的依据,通常由设计做定,往往是选用仪表精度等级的依据,通常由设计做出规定。出规定。第七页,共61页。2)大段直流电流的测量(cling),接线如图12所示。做法:在负载电路内串一个电阻值较小,基本做法:在负载电路内串一个电阻值较小,基本(jbn)不会影响不会影响负载电流负载电流I变异的分流器变异的分流器F,分流器,分流器F的电阻值的电阻值RF是个常数,目的是个常数,目的是保持测量的准确性。只要用直流毫伏表、电位差计或直流数字是保持测量的准确性。只要用直流毫伏表、电位差计或直流数字电压表电压表(mV),测量出分流器,测量出分流器F两端的直流电压值,通过计算,便可两端的
8、直流电压值,通过计算,便可获得所测直流电流的数值。获得所测直流电流的数值。当然也可在专用的毫伏计、电位差计、直流数字电压表的显示当然也可在专用的毫伏计、电位差计、直流数字电压表的显示部分制成相对应的直流电流读数。这些仪表接线同样要注意极性。部分制成相对应的直流电流读数。这些仪表接线同样要注意极性。大段直流电流测量除用分流器法外,还有直流互感器法,直流大段直流电流测量除用分流器法外,还有直流互感器法,直流比较仪法等。比较仪法等。第八页,共61页。(2)直流电压的测量直流电压的测量同样直流电压值也分大、中、小段,机电安装工程同样直流电压值也分大、中、小段,机电安装工程也以测量中段也以测量中段10-
9、4一一102V为主,大段为主,大段(ddun)102106V较少。较少。1)中段直流电压的测量,接线如图中段直流电压的测量,接线如图13所示。所示。第九页,共61页。做法:将直流电压表的两根连线并联在负载,或电做法:将直流电压表的两根连线并联在负载,或电源的两端,便可读得负载上或电源的直流电压值。源的两端,便可读得负载上或电源的直流电压值。注意注意(zhy):极性不能错。极性不能错。直流电压表的的内阻直流电压表的的内阻RV要远大于负载电阻要远大于负载电阻R,R/RV要小于允许误差的要小于允许误差的1/5。2)大段直流电压的测量,如图1-4所示做法:采用附加电阻法。用一大电阻R与一直流毫安表串联
10、起来,且电阻R的阻值远大于毫安表的内阻RA,同时电阻R在使用温度范围内,阻值是稳定的,则所测电压值:U=IR。毫安表的显示部分(b fen)可指出相对应电压值的读数。大段直流电压测量除用附加电阻法,还有电阻分压器法、直流电压互感器法等。第十页,共61页。(3)直流功率直流功率(gngl)的测量,接线如图的测量,接线如图1-5所示。所示。图中,W为功率表的电压、电流线圈的始端,r2为电压线圈的附加电阻,功率表读数直接指出电路负载功率值。由于直流功率PUI,所以(suy)功率表要输入电压U和电流I两个信号。这个方法适用于002510A,11000V之间。第十一页,共61页。(4)正弦交流电的有效值
11、正弦交流电的有效值瞬时值:正弦交流电的电流和电压是随时间发生变化的,某一瞬时值:正弦交流电的电流和电压是随时间发生变化的,某一时间的数值时间的数值有效值:在相同有效值:在相同(xintn)的电阻上,正弦交流在一个周期内的电阻上,正弦交流在一个周期内损失的电能与一直流量损失的电能相同损失的电能与一直流量损失的电能相同(xintn)则这个直流则这个直流量的数值称正弦交流的有效值。所以正弦交流电流的有效值为:量的数值称正弦交流的有效值。所以正弦交流电流的有效值为:幅值:交流幅值:交流(jioli)电流的最大值,电流的最大值,有效值与幅值的关系:若幅值为有效值与幅值的关系:若幅值为Im,则有效值为:,
12、则有效值为:因此,交流电流的有效值又称为(chn wi)交流电流的均方根值,在工程实际应用中和各类电工产品铭牌标示上以及仪表测量显示都以有效值表示,对交流电流、电压、功率的测量值是对有效值的测量。同理,交流电压的有效值为:U0707Um 第十二页,共61页。(5)交流电流的测量交流电流的测量同样交流电流值分为大、中、小段,机电安装工程也以测量同样交流电流值分为大、中、小段,机电安装工程也以测量中段中段(zhndun)10-3103A为主,大段为主,大段103一一106A较少。较少。中段中段(zhndun)交流电流的测量:接线如图交流电流的测量:接线如图16所示。所示。注意:注意:电流表A读得交
13、流电流的有效值,交流电流表无极性要求。小于永许误差的1/5,以保证测量精度。第十三页,共61页。2)大段交流电流的测量:接线如图大段交流电流的测量:接线如图17所示。所示。将适配的交流电流互感器串入负载电路内,互感器由于电将适配的交流电流互感器串入负载电路内,互感器由于电磁作用,在二次侧线圈磁作用,在二次侧线圈(xinqun)内便有二次电流流通,通内便有二次电流流通,通过计算便可得负载电流过计算便可得负载电流I1(称一次电流称一次电流)的数值。的数值。采用交流电流互感器测量交流大电流的注意事项:采用交流电流互感器测量交流大电流的注意事项:国家标准规定,无论互感器一次侧电流额定值大小为多少,互感
14、器二次侧电流值为国家标准规定,无论互感器一次侧电流额定值大小为多少,互感器二次侧电流值为5A不变。不变。互感器二次侧接线不允许互感器二次侧接线不允许(ynx)开路,且二次电路标有的接地端钮必须接地。开路,且二次电路标有的接地端钮必须接地。电流互感器主线路电流互感器主线路(一次侧一次侧)与测量线路与测量线路(二次侧二次侧)间有电的隔离,这对高压电流测量间有电的隔离,这对高压电流测量十分有利。十分有利。不能以低压电流互感器替代高压电流互感器,一定要与负载电路的电压等级适配。不能以低压电流互感器替代高压电流互感器,一定要与负载电路的电压等级适配。二次侧线路中电流表如与电流互感器配套的,显示额定数值不
15、是二次侧线路中电流表如与电流互感器配套的,显示额定数值不是5A,而是已乘,而是已乘X值值后的一次侧电流数值。后的一次侧电流数值。第十四页,共61页。(6)交流电压的测量交流电压的测量同样交流电压值分为同样交流电压值分为(fnwi)大、中、小段,机电安装工程也以大、中、小段,机电安装工程也以中段中段10-3103V为主,大段为主,大段103一一106V也时常遇见。也时常遇见。中段交流电压的测量:接线如图中段交流电压的测量:接线如图18所示。所示。做法:做法:采用附加电阻法。接线如图1-8所示。将交流电压表的两根连线并联在负载电阻或电源两端,便可读得负载上或电源的交流电压值,交流电压表无极性要求,
16、应小于允许误差1/5,以保证测量精度。适应于 交流电压小于1500V。第十五页,共61页。交流电压(diny)互感器法。接线如图l9所示 当电压(diny)大于1500V时,交流电压(diny)互感器有一次、二次线圈,一次并联于被测电压(diny)U1,二次接电压(diny)表V,不论一次电压(diny)U1高低多少,二次电压(diny)额定值通常为100V。如一次线圈匝数为nl,二次线圈匝数为n2。则:K称为(chn wi)电压互感器的变比,当然接在二次回路的专用电压表V,可以显示出一次回路的读数。注意:二次回路不允许(ynx)短路,回路要有接地,且依据电压互感器的规格型号,对二次回路仪表的
17、阻抗有一定匹配要求。第十六页,共61页。(7)交流功率的测量)交流功率的测量瞬时功率:无功功率:储能元件之间能量交换的规模,单位为:Var视在功率:标记电气设备的额定(dng)状态的功率,也成为容量,单位为:VA。单相:三相(sn xin):有功功率:电路消耗的功率,单位为:W其中:为功率因数。第十七页,共61页。有功功率、无功功率有功功率、无功功率(wnnl)、视在功率三者构成功率三角形如图、视在功率三者构成功率三角形如图1-11所示。所示。由于交流电路电压和电流由于交流电路电压和电流(dinli)波形同步的程度,即初相角的波形同步的程度,即初相角的差与负载特性有关,如图差与负载特性有关,如
18、图110所示。所示。第十八页,共61页。交流功率测量:同样要有电流、电压交流功率测量:同样要有电流、电压(diny)两个信号输人功率表,接线两个信号输人功率表,接线如图如图l12(a)直接接入法测量,图直接接入法测量,图112(b)经互感器接入法。经互感器接入法。第十九页,共61页。(8)主要非电物理量采用电量法主要非电物理量采用电量法测量系统由待测的非电量转换成相应的电量传感器、对电测量系统由待测的非电量转换成相应的电量传感器、对电量进行测量的测量电路、非电量显示及处理电路三部分组成。量进行测量的测量电路、非电量显示及处理电路三部分组成。测量的特点:灵敏度高、响应快、反作用小、可无接触测测量
19、的特点:灵敏度高、响应快、反作用小、可无接触测量及远距离测量;由于大多采用固体传感元件,故具有使用量及远距离测量;由于大多采用固体传感元件,故具有使用寿命长、体积小、质量小、可靠性高及价格便宜等优点;易寿命长、体积小、质量小、可靠性高及价格便宜等优点;易用超声、红外、激光、微波、放射线等先进技术用超声、红外、激光、微波、放射线等先进技术(jsh);易;易于连续测量、并易进行数据传输、记录和处理。于连续测量、并易进行数据传输、记录和处理。第二十页,共61页。3变压器、三相交流异步电动机的基本结构变压器、三相交流异步电动机的基本结构(jigu)及其工作原理及其工作原理 电力变压器和三相异步电动机是
20、机电安装工程中经常遇到的主要电气设备,且他们的电磁原理有着(yu zhe)共同点。变压器的一次二次线圈是固定,而三相异步电动机是一次线圈固定,二次线圈旋转。(1)变压器的结构特征按结构形式有:铁心结构:心式和壳式。绕组结构:双绕组和三绕组。相数:单相和三相。绝缘介质:油浸式和干式。冷却方式:空气、油自然循环、强迫油循环、强迫油循环导向和水冷却等。第二十一页,共61页。油浸变压器的结构特征:油浸变压器的结构特征:1)器身结构有油箱和铁芯,油箱上有散热器等零部件;)器身结构有油箱和铁芯,油箱上有散热器等零部件;2)油浸变压器的铁芯和绕组都浸在绝缘油中;)油浸变压器的铁芯和绕组都浸在绝缘油中;3)冷
21、却方式有油浸自冷式和强迫循环水冷式等。)冷却方式有油浸自冷式和强迫循环水冷式等。树脂树脂(shzh)绝缘干式变压器的结构特征:绝缘干式变压器的结构特征:1)铁芯与油浸式变压器基本相仿,绝缘有空气、)铁芯与油浸式变压器基本相仿,绝缘有空气、SF6气体气体或浇注绝缘。或浇注绝缘。2)绝缘件要经防潮处理,铁芯零件要防锈处理。)绝缘件要经防潮处理,铁芯零件要防锈处理。适用范围:干式变压器的铁芯和绕组都不浸在任何绝缘液适用范围:干式变压器的铁芯和绕组都不浸在任何绝缘液体中,它一般用于安全防火要求较高的场合。体中,它一般用于安全防火要求较高的场合。第二十二页,共61页。(2)变压器的分类及电磁工作原理)变
22、压器的分类及电磁工作原理1)变压器的分类:)变压器的分类:按用途分:电力变压器和特种变压器。按用途分:电力变压器和特种变压器。电力变压器:发电机变压器、联络变压器、降压变压器和配电变压电力变压器:发电机变压器、联络变压器、降压变压器和配电变压器;器;特种变压器:干式变压器、电炉变压器、变流变压器、试验变压器、特种变压器:干式变压器、电炉变压器、变流变压器、试验变压器、船用变压器、中频船用变压器、中频(zhngpn)变压器等。变压器等。电流互感器、电压互感器、调压器、电抗器等的工作原理及结构型电流互感器、电压互感器、调压器、电抗器等的工作原理及结构型式类似于变压器。式类似于变压器。2)变压器的电
23、磁工作原理,如图113所示。图中箭头的符号(fho)表示各有关量的正方向。第二十三页,共61页。现仅以单相变压器来描述,为了便于理解,把变压器的线圈电阻、漏磁的作用、铁芯损耗都忽略不计,同时变压器铁芯磁导很大,把激励磁势的激磁电抗也略去。当变压器接上频率(pnl)为f、电压为U的正弦交流电源,二次侧开路,铁芯中产生主磁通,根据电磁感应定律、电动势平衡规律:K12称变压比,决定于铁芯上一次线圈的匝数N1与二次线圈的匝数N2的比值,适当选取(xunq)N1/N2,就可将一次电压变为需要的二次电压。第二十四页,共61页。的磁动势,使当二次侧接上负载阻抗,则二次线圈中就有电流流过,一次线圈就会有电流,
24、以平衡二次线圈电流I2削弱主磁通量值保持正常。由此得出(d ch):变压器的容量为U1I1U2I2,单位为伏安(VA),当变压器的一、二次电压、电流为额定值时,则变压器的容量为额定容量。三相变压器的基本原理和单相变压器的原理一样,仅是三个相角差互为120。的交流电源接人同一台具有三个不同磁路(c l)铁芯的变压器,任何时候其中两相的电压或电流或磁通的和等于另一相的值,且大小相等方向相反,处于平衡状态,三相交流电维持有效的能量供给。第二十五页,共61页。(3)三相交流异步电动机的结构、分类)三相交流异步电动机的结构、分类(fnli)及电磁原理及电磁原理异步电动机是机电安装工程中应用最广的电动机,
25、在各种电气异步电动机是机电安装工程中应用最广的电动机,在各种电气传动中约占传动中约占90,在电网总负荷中约占,在电网总负荷中约占60。1)异步电动机的结构)异步电动机的结构小型笼型异步电动机结构主要包括:小型笼型异步电动机结构主要包括:定子、转子、定子绕组、风扇、风罩、出线盒、轴承、端盖、定子、转子、定子绕组、风扇、风罩、出线盒、轴承、端盖、外盖、内盖等。外盖、内盖等。中型绕线型异步电动机结构主要包括:中型绕线型异步电动机结构主要包括:定子、转子、定子绕组、转子绕组、出线盒、连接环、轴承、定子、转子、定子绕组、转子绕组、出线盒、连接环、轴承、轴承内盖、轴承外盖、轴承套、端盖等。轴承内盖、轴承外
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