电工基础知识培训班.ppt
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1、电工基础知识培训班电工基础知识培训班一、基本概念一、基本概念n n导体、绝缘体、半导导体、绝缘体、半导体、超导体体、超导体n n电路、电路构成电路、电路构成n n电源、电动势电源、电动势n n电位、电压电位、电压n n电流、电流强度电流、电流强度n n电阻电阻n n电功率、电能电功率、电能n n断路、短路断路、短路n n电感、电容电感、电容n n二级管二级管n n三极管三极管供电公司 2006年12月*导体、绝缘体、半导体、超导体导体、绝缘体、半导体、超导体导体:导电能力很强的物质绝缘体:几乎不能导电的物质半导体:介于导体和绝缘体之间的物质超导体:有些物质的电阻,随着温度的下降而不断地减小,当
2、温度降到一定值以下时,电阻突然变为零,出现超导现象,具有超导现象的导体称为超导体。供电公司 2006年12月*导体、绝缘体举例导体、绝缘体举例10kV10kV电缆终端头电缆终端头电缆终端头电缆终端头绝缘护套绝缘护套导体导体相色相色内绝缘内绝缘半导体层半导体层外防护层外防护层供电公司 2006年12月*电路、电路的构成电路、电路的构成电路:电流流通的路径电路一般由电源、负载、联接导线与控制设备四个主要部分构成。供电公司 2006年12月*电源、电动势电源、电动势电源:把其他形成的能量转变为电能的装置,如电机、电池等。电动势:电源内部的电源力将单位正电荷从低电位推动到高电位所做的功。供电公司 20
3、06年12月*电位、电压电位、电压电位:电场力将单位正电荷从电场中某点移至无电位:电场力将单位正电荷从电场中某点移至无限远处(零电位)所做的功。限远处(零电位)所做的功。电压:电场中,将单位正电荷由高电位点移向低电压:电场中,将单位正电荷由高电位点移向低电位点时电场力所做的功。电位点时电场力所做的功。电动势、电压的区别:电动势、电压的区别:外力做功电动势电位升高方向电场力做功电压电位降低方向供电公司 2006年12月*油田电压等级油田电压等级目前我油田的电压等级有:110kV、35kV、10kV、1.1-1.4kV(电潜)、0.38kV。额定电压等级(kV):0.380.38、3 3、6 6、
4、1010、3535、6363、110110、220220、330330、500500供电公司 2006年12月*电流、电流强度电流、电流强度电流:电荷在电场力的作用下,做有规则的定向流动就形成电流。电流强度:表示电流大小的物理量;数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量。I=Q/T Q库仑C I安培A T 秒 S供电公司 2006年12月*电流电流n n变压器的电流:变压器的电流:I=I=n n电容器电流电容器电流I=I=n n导线电流导线电流(安全输送电流)(安全输送电流)50 220 70275 95335 50 220 70275 95335 120380 150445 185515 12
5、0380 150445 185515 240610 240610 经济输送电流约为安全输送电流的三分之一。经济输送电流约为安全输送电流的三分之一。供电公司 2006年12月*电电 阻阻电阻:电流在导体内流动时所遇到的阻力。电阻的大小与下列因素有关:uu导体的长度导体的长度uu导体的截面导体的截面uu导体的材料导体的材料uu导体的温度导体的温度供电公司 2006年12月*电电 阻阻n n电阻公式电阻公式n nR=R=L/SL/S-电阻率电阻率 单位:单位:.mm.mm2 2/m/m温度温度20200 0时,长时,长1m1m,截面,截面1 1 mmmm2 2的导线电阻值。的导线电阻值。温度变化时,
6、导体电阻计算公式温度变化时,导体电阻计算公式R R2 2=R=R1 11+(t1+(t2 2-t-t1 1)电阻温度系数,温度每增加电阻温度系数,温度每增加1 10 0,导体电阻的变,导体电阻的变化值与原电阻值的比值。化值与原电阻值的比值。供电公司 2006年12月*电阻电阻n n纯电阻电路中:电流和电压同方向。纯电阻电路中:电流和电压同方向。R RU U纯电阻电路电流电压同方向电流电压同方向串联电路中:总电阻R=R1+R2+R3+并联电路中:供电公司 2006年12月*欧姆定律欧姆定律n n部分电路欧姆定律:部分电路欧姆定律:I=U/R I=U/R 流过电阻流过电阻R R的电流与电阻两端的电
7、压成正比,的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。与电阻成反比。n n全电路欧姆定律:全电路欧姆定律:I=E/R+R I=E/R+R0 0 E E电源电动势电源电动势 R R0 0电源内阻电源内阻 R R外电阻外电阻供电公司 2006年12月*电功率、电能电功率、电能电能 KW.h电功率 KW时间 h电功率:单位时间内电源力所做的功。电能:一段时间内电源力所做的功。关系:W=P*T供电公司 2006年12月*电功率。电能电功率。电能电功率与电压、电流关系 P=U I=I RI=I2 R=U2/R U-伏特 R-欧姆 P-瓦特 1千瓦时=3.6兆焦 1马力=736瓦特 供电公司 2006年1
8、2月*断路、短路断路、短路断路:电路中某一部分断开,使电流不能导通的现象。短路:两根或两根以上的电源线不经过负载而直接接触或碰触。断路和短路均属于电路的不正常运行状态。供电公司 2006年12月*电电 感感电感:通直流,阻交流。电感电路中,XL=2f L XL_感抗 f_频率 HZ L_线圈电感.H 纯电感电路中,电流落后于电压900纯电感电路I IL LU U电流滞后电流滞后9090供电公司 2006年12月*超前、滞后超前、滞后向量的表示法中,以角速度向量的表示法中,以角速度WW反时针旋转,此旋反时针旋转,此旋转矢量每个瞬间在踪坐标轴上的投影便为各个瞬转矢量每个瞬间在踪坐标轴上的投影便为各
9、个瞬间的瞬时值。间的瞬时值。先达到最大值或零值得为超前,所以当一个向量先达到最大值或零值得为超前,所以当一个向量超前于另外一个向量时,应该在它的逆时针方向超前于另外一个向量时,应该在它的逆时针方向供电公司 2006年12月*电电 容容电容:通交流,阻直流。电容电路中:XC=1/2f c X XC C容抗。容抗。f f频率频率 HZ C HZ C电容量,电容量,F F纯电容电路中,电流超前于电压900U UI IC C纯电容电路电流超前电流超前9090供电公司 2006年12月*电阻、电感、电容电阻、电感、电容n n电阻、电感、电容电路电阻、电感、电容电路n n阻抗阻抗Z=Z=n n向量图向量图
10、 0 0R RU UC C1 1L LI I1 1I I2 2 复杂电路供电公司 2006年12月*0 0I IC CI IL LR RU UC C2 2C C1 1L L例如例如例如例如:抽油机电机负载抽油机电机负载抽油机电机负载抽油机电机负载 Cos1=0.6 Cos1=0.6左右左右左右左右 1 1 2 2I I1 1I I2 2C C2 2L LCosCos=1=1例如例如例如例如:加入电容补偿加入电容补偿加入电容补偿加入电容补偿 Cos2=0.8 Cos2=0.8左右左右左右左右电容全补偿电容全补偿电容全补偿电容全补偿I=I=R R损耗最小损耗最小电容补偿原理电容补偿原理供电公司 2
11、006年12月*电容补偿分析电容补偿分析当电容电流小时,电容电流和电感电流的代数和较大,电阻电流一定时,总电流就变大,与电压U的夹角也变大,COS就小。所以要进行电容电流补偿,加大电容电流,减小无功分量,提高功率因数。补偿容量:Q=P(tg1-tg2)供电公司 2006年12月*节能计算节能计算n n补偿前:补偿前:线路电流线路电流I I1 1=n n补偿后:补偿后:线路电流线路电流I I2 2=n nP=3IP=3I1 12 2R3IR3I2 22 2R R供电公司 2006年12月*二级管二级管构成:一个PN结加上电极引线和管壳。正向:正向电压超过死区电压后,处于导通状态,硅管0.5V,锗
12、管0.1V。反向:反向截止反向击穿:反向电压增加到一定大小时,反向电流剧增,称反向击穿,相应电压称为反向击穿电压。供电公司 2006年12月*二极管二极管型号说明二极管:P Z整流管AN型,锗材料 BP型,锗材料 CN型,硅材料 DP型,硅材料 如:2AP表示N型,锗材料二极管。ZP表示整流二极管。供电公司 2006年12月*三极管三极管三极管内部由三层半导体材料构成,分为发射区、基区和集电区,有2个PN结组成。分类 按内部结构的不同:分为PNP和NPN两种。锗管大多为PNP,硅管大多为NPN。型号含义第第2 2部分:部分:APNPAPNP型型 锗材料锗材料 BNPN BNPN型型 锗材料锗材
13、料 CPNP CPNP型型 硅材料硅材料 DNPN DNPN型型 硅材料硅材料 供电公司 2006年12月*三极管三极管第三部分含义:A高频大功率 X低频小功率 G高频小功率 D低频大功率 T整流管 如:3AD、3DD 低频大功率 3AG、3DG 高频小功率 供电公司 2006年12月*交流电交流电n n交流表达式交流表达式n n超前、滞后超前、滞后n n有效值、平均值有效值、平均值n n三相电源的连接三相电源的连接n n三相负载的连接三相负载的连接n n有功功率、无功功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数视在功率、功率因数n n大电流接地系统、小大电流接地系统、小电流接地系统电流接地系
14、统供电公司 2006年12月*交流电表达式交流电表达式解析式 e=Em sin(t+)EmEm最大值最大值最大值最大值 角频率角频率角频率角频率 2 2 单位单位单位单位rod/s rod/s 初相角初相角初相角初相角供电公司 2006年12月*日光灯结构原理日光灯结构原理电源电源镇流器镇流器灯丝灯丝双金属片双金属片静触头静触头220供电公司 2006年12月*日光灯管原理日光灯管原理电源开关合上后,经镇流器,灯丝,电压加在启辉器的双电源开关合上后,经镇流器,灯丝,电压加在启辉器的双金属片间,引起辉光放电。金属片间,引起辉光放电。放电时产生的热量传到双金属片上,使它弯曲与静触头相放电时产生的热
15、量传到双金属片上,使它弯曲与静触头相碰,电路接通碰,电路接通.灯丝通过电流被预热到很高温度发射电子。灯丝通过电流被预热到很高温度发射电子。与静触头接触后,辉光放电停止,双金属片不再受热开始与静触头接触后,辉光放电停止,双金属片不再受热开始冷却,在离开静触头的瞬间,电路突然断开冷却,在离开静触头的瞬间,电路突然断开.镇流器产生一个很高的脉冲电压,加在灯管两端,使灯丝镇流器产生一个很高的脉冲电压,加在灯管两端,使灯丝发出大量电子流去冲击灯管内的气体,形成紫外线,紫外发出大量电子流去冲击灯管内的气体,形成紫外线,紫外线激发管壁涂的荧光粉,发出像日光似的光线。线激发管壁涂的荧光粉,发出像日光似的光线。
16、供电公司 2006年12月*超前、滞后超前、滞后超前、滞后 同频率的两个正弦交流电,一个比另一个早到零位或最大值,则前者叫超前;后者叫滞后,相差180,叫反相。1 1 2 2e1=Em sin(t+)e2=Em sin(t)供电公司 2006年12月*有效值、平均值有效值、平均值n n有效值:正弦交流电大小,方向随时改变,常有效值:正弦交流电大小,方向随时改变,常用与热效应相等的直流电流值表示交变电流值用与热效应相等的直流电流值表示交变电流值的大小的大小n n平均值:一个周期的平均值。平均值:一个周期的平均值。(由于正弦交流由于正弦交流电在一个周期内的平均值为零电在一个周期内的平均值为零,所以
17、按半个周所以按半个周期计算期计算)供电公司 2006年12月*三相交流电三相交流电概念:最大值相等,频率相同,相位互差1200的三个正弦交流电动势称为三相对称交流电。表达式:eA=Em sint eB=Em sin(t-1200)eC=Em sin(t+1200)供电公司 2006年12月*三相电源的连接三相电源的连接n n星接星接O O 中线点中线点 零线零线 引出的为三相四线制,不引出的引出的为三相四线制,不引出的为三相三线制,每相引出的叫相线。为三相三线制,每相引出的叫相线。相电压:相线与中线间的电压相电压:相线与中线间的电压线电压:任意两相间的电压线电压:任意两相间的电压A AC CB
18、 B0 0U UACAC线电压线电压U UAOAO相电压相电压供电公司 2006年12月*三相电源的连接三相电源的连接U UA AU UC CU UB BU UABAB=-U-UB BUAU UABAB线电压线电压=相电压相电压星星 接接 向向 量量关关 系系供电公司 2006年12月*三相电源的连接三相电源的连接三角形连接:三相电源首尾相连三角形连接:三相电源首尾相连三角形连接中,线电压等于相电压三角形连接中,线电压等于相电压A AC CB BU UABAB=U=UA A供电公司 2006年12月*三相负载的连接三相负载的连接负载的星形负载的星形 三相负载的一端分别接到三相电源的相线上,另三
19、相负载的一端分别接到三相电源的相线上,另一端都接到中线上。一端都接到中线上。相电流:流过各相负载的电流相电流:流过各相负载的电流 线电流:流过相线中的电流线电流:流过相线中的电流U UA AU UC CU UB B0 0I IA AI I供电公司 2006年12月*三相负载的连接三相负载的连接星形连接中,相电流等于线电流,三相负星形连接中,相电流等于线电流,三相负载平衡时,中线电流为零,可省去中线三载平衡时,中线电流为零,可省去中线三相四线制供电,正常时,中线不允许断开,相四线制供电,正常时,中线不允许断开,不允许装熔断器和开关设备,中线电流等不允许装熔断器和开关设备,中线电流等于各相负载电流
20、的相量和。于各相负载电流的相量和。U UA AU UC CU UB B0 0I IA AI I线电流线电流相电流相电流供电公司 2006年12月*三相负载的连接三相负载的连接n n负载的三角形负载的三角形uu 三相负载分别接在三相电源的两根相线之间三相负载分别接在三相电源的两根相线之间uu只能应用在三相负载平衡条件下,相电压等于线电只能应用在三相负载平衡条件下,相电压等于线电压。压。uu线电流为相电流线电流为相电流 倍,并较相电流滞后倍,并较相电流滞后3030。A AC CB BI IA AI IB BI IC CI IABABI ICACAI IBCBCI ICACAI IBCBCI IAB
21、ABI IC C=-I-IBCBCICA供电公司 2006年12月*有功功率有功功率n n有功功率:交流电路中,电阻所消弧的功率(即有功功率:交流电路中,电阻所消弧的功率(即用于发光、发热、做功力等的电功率)。用于发光、发热、做功力等的电功率)。KWKWn n无功功率:与电源进行能力交换,没有真正消耗无功功率:与电源进行能力交换,没有真正消耗掉的功率(电感、电容的功率)。掉的功率(电感、电容的功率)。Kvar(Kvar(千乏)千乏)n n视在功率:有功功率和无功功率的几何和。视在功率:有功功率和无功功率的几何和。KVAKVAn n功率因数:功率因数:供电公司 2006年12月*功率三角形功率三
22、角形功率因数角功率因数角P P有功有功有功有功QQ无功无功无功无功S S视在功率视在功率视在功率视在功率P=UIcosP=UIcos Q=UIsinQ=UIsin S=UIS=UI供电公司 2006年12月*大电流接地系统大电流接地系统大电流接地系统:中性点直接接地的系统;一般用于110KV及以上系统。大电流接地系统,发生单相接地后,线路作用于跳闸.小电流接地系统:中性点不接地或经消弧线圈接地的系统;一般用于35KV及以下系统。供电公司 2006年12月*小电流接地系统小电流接地系统uu小电流接地系统中,发生单相接地,仍可继续运行,小电流接地系统中,发生单相接地,仍可继续运行,但应立即组织巡线
23、,迅速寻找故障点,可以带接地故但应立即组织巡线,迅速寻找故障点,可以带接地故障接线运行障接线运行2 2小时。小时。uu小电流接地系统中,发生单相接地后,相电压不再对小电流接地系统中,发生单相接地后,相电压不再对称(一相为零,其他两相升高为线电压),但他们的称(一相为零,其他两相升高为线电压),但他们的线电压仍然对称,线路电气设备的绝缘承受线电压,线电压仍然对称,线路电气设备的绝缘承受线电压,所以中性点不接地系统中,设备绝缘按线电压设计。所以中性点不接地系统中,设备绝缘按线电压设计。UA=0 UB=U UA=0 UB=UBA BA UC=U UC=UCACA U UABAB=U=UAB AB U
24、 UBCBC=U=UBABA-U-UCACA=U=UBCBC U UCACA=U=UCACA供电公司 2006年12月*大电流及小电流接地系统大电流及小电流接地系统中性点不接地的电网中,应采用保护接地中性点直接接地的电网中,应采用保护接零。供电公司 2006年12月*计算实例计算实例n n一台三相发电机绕组作一台三相发电机绕组作连接给对称三相负载供电,发连接给对称三相负载供电,发电机的相电流中含有一、三、五次谐波,有效值分别为电机的相电流中含有一、三、五次谐波,有效值分别为I IP1P1=40A=40A,I IP3P3=20A=20A,I IP5P5=20A=20A,试求线电流和相电流的有,试
25、求线电流和相电流的有效值?效值?n n解:相电流的有效值为解:相电流的有效值为I IP=P=49A=49An n 线电流中不含有三次谐波线电流中不含有三次谐波,所以线电流的有所以线电流的有n n效效 值为值为I IX=X=77.5A=77.5A供电公司 2006年12月*谐波谐波在交流电机绕组的电势波形中,除基波外,还常在交流电机绕组的电势波形中,除基波外,还常常含有一些高次谐波,主要是由主极磁场在空间常含有一些高次谐波,主要是由主极磁场在空间的非正弦分布和定子表面开槽所引起,这些谐波的非正弦分布和定子表面开槽所引起,这些谐波仅包含奇次谐波。谐波对电机运行性能影响很大,仅包含奇次谐波。谐波对电
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