工廠配電知識(shí)及電子元器件知識(shí)簡(jiǎn)介

1、電子類(lèi)工廠配電系統(tǒng)及設(shè)備維修簡(jiǎn)介一、 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介1. 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述所謂電力系統(tǒng)就是各種類(lèi)型發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)、升壓和降壓變壓器、輸電線路以及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起構(gòu)成的統(tǒng)一整體。該系統(tǒng)起著電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的作用。電力系統(tǒng)通常由許多發(fā)電廠并列起來(lái)組成。電力系統(tǒng)按供電范圍的大小和電壓等級(jí)的高低，可將電力網(wǎng)分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)和超高壓輸電網(wǎng)三種類(lèi)型。一般情況下，地方電力網(wǎng)電壓不超過(guò)35kV，區(qū)域電力網(wǎng)電壓為110220kV，電壓為330kV及以上的為超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)。發(fā)電廠通常建立在距離一次能源豐富或傳輸便利的地域，與電力用戶(hù)有一定的距離。為了經(jīng)濟(jì)、可靠、快速地把電能從發(fā)電廠輸

2、送至用戶(hù)，必須經(jīng)過(guò)變電所升高電壓，因此，升壓變電所一般安裝在發(fā)電廠中，不另設(shè)變電所。由于高壓危險(xiǎn)，距離用戶(hù)較近時(shí)須把傳送的高壓降低，降壓變電所的作用就是在傳遞電能的同時(shí)降低電壓。所以，變電所是電力供應(yīng)的中間轉(zhuǎn)運(yùn)站，用來(lái)提高或降低電壓，向用電單位輸送和分配電能。從規(guī)模上分，變電所有樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所。樞紐變電所的一次電壓（輸入端電壓）通常為330kV和500kV，二次電壓（輸出端電壓）為220kV或110kV。地區(qū)重要變電所的一次電壓通常為220kV和330kV，二次電壓為110kV、35kV或10kV。一般變電所的一次電壓大多為110kV，二次電壓為10kV或以下等級(jí)。一般

3、變電所均設(shè)在負(fù)荷中心，盡可能靠近用戶(hù)，如果變電所遠(yuǎn)離用戶(hù)，不僅電能損耗大，造成用戶(hù)端電壓不足，而且極易使電源頻率不穩(wěn)定而影響供電質(zhì)量。 2. 電力系統(tǒng)的額定電壓 國(guó)家規(guī)定：電力網(wǎng)的額定電壓分有500KV、220KV、110KV、63KV、35KV、10kV。為保證電力設(shè)備端電壓不超過(guò)額定電壓的±5%，通常允許發(fā)電機(jī)額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高5%，末端受電變電站端電壓比電網(wǎng)額定電壓低5%。 目前我國(guó)電力系統(tǒng)中，220KV及其以上電壓為輸電電壓，用來(lái)完成電能的遠(yuǎn)距離輸送，多用于大型電力系統(tǒng)的主干線；110KV及以下電壓，一般為配電電壓，完成對(duì)電能進(jìn)行降壓處理并按一定的方式分配至電能用戶(hù)，多

4、用于中、小型電力系統(tǒng)的主干線，也可用于大型電力系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò)；35110KV配電網(wǎng)為高壓配電網(wǎng)；1035KV配電網(wǎng)為中壓配電網(wǎng)；1KV以下為低壓配電網(wǎng)。一般工廠內(nèi)部多采用610KV的配電電壓。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，最好采用10KV。按照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL408-1991電力安全工作規(guī)范（發(fā)電廠和變電所電氣部分）規(guī)定：低壓：指設(shè)備對(duì)地電壓在250V及250V以下；高壓：指設(shè)備對(duì)地電壓在250V以上。額定電壓是用電設(shè)備、發(fā)電機(jī)和變壓器正常工作時(shí)具有最好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的電壓。在同一電壓等級(jí)下，各種設(shè)備的額定電壓并不完全相等。目前額定電壓大體分為三類(lèi)：第一類(lèi)：100V以下額定電壓，用于蓄電池和安全照明用具等

5、電氣設(shè)備。第二類(lèi)：大于100V、小于1000V的額定電壓，用于一般工業(yè)和民用電氣設(shè)備。 第三類(lèi)：1000V以上的額定電壓，用于高壓電氣設(shè)備。 二、工廠供配電系統(tǒng)的組成1. 簡(jiǎn)介工廠供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的終端網(wǎng)路，它是由工廠總降壓變電所、配電所、車(chē)間變電所、低壓用電設(shè)備和高壓用電設(shè)備通過(guò)線路聯(lián)接構(gòu)成的整體。工廠供配電系統(tǒng)是由工廠總負(fù)荷量的大小、各個(gè)車(chē)間的分布、工廠與供電電源之間的距離以及地區(qū)電網(wǎng)的供電條件等綜合因素決定的，并非是固定不變的。對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備向大型發(fā)展，各個(gè)車(chē)間日益集中的大型工業(yè)企業(yè)，近年來(lái)采用了高壓進(jìn)線電壓和廠區(qū)配電電壓合一的供電方式。它是將35110KV甚至220KV的進(jìn)線直接深入

6、到各個(gè)負(fù)荷中心，再降壓至610KV，這種做法減少了電能中轉(zhuǎn)的環(huán)節(jié)，經(jīng)濟(jì)效果好，同時(shí)便于工廠供電系統(tǒng)的擴(kuò)建。工礦企業(yè)用戶(hù)的供配電電壓有高壓和低壓兩種，高壓供電通常指610KV及以上的電壓等級(jí)。中、小型企業(yè)通常采用610KV的電壓等級(jí)，當(dāng)6KV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，選用6KV就比較經(jīng)濟(jì)合理；大型工廠宜采用35110KV電壓等級(jí)，以節(jié)約電能和投資。低壓供配電是指采用1KV及以下的電壓等級(jí)。380/220V電壓等級(jí)多作為工廠的低壓配電電壓，在某些特殊場(chǎng)合，例如礦井下，因用電負(fù)荷往往離變配電所較遠(yuǎn)，為保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平，要采用660V電壓等級(jí)。2. 配電所、變電所 配電所：對(duì)于大中型工廠，由于廠區(qū)大

7、、負(fù)荷分散，常設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上的配電所。配電所的作用是在靠近負(fù)荷中心處集中接受610KV電源提供的電能，并把電能重新分配，給各車(chē)間變電所或610KV用電設(shè)備使用。變電所：一個(gè)生產(chǎn)廠房或車(chē)間，視具體情況可設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)車(chē)間變電所。幾個(gè)相鄰且用電量都不大的車(chē)間，也可共用一個(gè)車(chē)間變電所。車(chē)間變電所的作用是將610KV的電源電壓降至380/220V電壓，由380/220V低壓配電盤(pán)分送至各個(gè)低壓用電設(shè)備，低壓配電線路電壓為380/220V。3. 工廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成 供配電系統(tǒng)一般由電力變壓器、配電裝置、保護(hù)裝置、操作機(jī)構(gòu)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表及附屬設(shè)備構(gòu)成。電力變壓器可將一種電壓的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或

8、幾種電壓的電能供給用戶(hù)。變電所或配電房中的電力變壓器，通常是將高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘娔埽潆娊o用電設(shè)備。供配電系統(tǒng)中的保護(hù)裝置也屬于配電裝置，按其工作電壓的不同又可分為高壓配電裝置和低壓配電裝置。在工廠供電系統(tǒng)中，通常將用電設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。主電路中的設(shè)備都是一次設(shè)備，而測(cè)量?jī)x表、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置等稱(chēng)為二次設(shè)備。在電力變壓器將380/220V低壓送到生產(chǎn)車(chē)間后，經(jīng)由車(chē)間配電箱再分配輸送至各條生產(chǎn)線的用電設(shè)備上。生產(chǎn)車(chē)間一般按其整個(gè)車(chē)間的總功率來(lái)配置配電箱開(kāi)關(guān)的容量大小。車(chē)間內(nèi)的配電箱配置基本由工廠根據(jù)自身情況來(lái)設(shè)置。如車(chē)間規(guī)模大，配電箱往往會(huì)設(shè)置多個(gè)。整個(gè)車(chē)間的配

9、電系統(tǒng)主要由總配電箱、各線體的分配電箱、配電盒、用電設(shè)備組成。由變壓器送入的380/220V電壓經(jīng)總配電箱分配至線體的分配電箱，再由分配電箱輸送至配電盒，最后送至用電設(shè)備上；也可由線體配電箱直接送至設(shè)備。配電柜內(nèi)最主要的工作部件為空氣開(kāi)關(guān)，它是在電路中作接通、分?jǐn)嗪统休d額定工作電流，并能在線路發(fā)生過(guò)載、短路、欠壓的情況下進(jìn)行可靠的保護(hù)，因采用空氣作為滅弧介質(zhì)，所以稱(chēng)為空氣開(kāi)關(guān)。其基本結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)介如下：自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成，動(dòng)、靜觸頭及觸桿設(shè)計(jì)成平行狀，利用短路產(chǎn)生的電動(dòng)斥力使動(dòng)、靜觸頭斷開(kāi)，分?jǐn)嗄芰Ω?，限流特性?qiáng)。空氣開(kāi)關(guān)內(nèi)部比較精密，原理卻甚

10、為簡(jiǎn)單。它在進(jìn)線和出線間串了個(gè)10幾20圈的電感，電流足夠時(shí)吸合帶動(dòng)機(jī)械杠桿而動(dòng)作保護(hù)。比較安全又不用換保險(xiǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用?？諝忾_(kāi)關(guān)是用來(lái)做電路保護(hù)的，一旦出現(xiàn)短路事故就會(huì)斷開(kāi)電路，因?yàn)槠浠驹硎嵌搪冯娏鬟h(yuǎn)大于正常負(fù)載電流，短路電流導(dǎo)致脫扣器脫扣，動(dòng)觸頭在彈簧作用下與靜觸頭分開(kāi)，使得電路斷開(kāi)。短路電流如何導(dǎo)致脫扣器脫扣，有多種實(shí)現(xiàn)方式，一般是采用電磁鐵的原理實(shí)現(xiàn)的，線圈中經(jīng)過(guò)負(fù)載電流時(shí)候電磁鐵吸力小，經(jīng)過(guò)短路電流時(shí)候吸力足以使銜鐵動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣器脫扣。短路時(shí)，靜觸頭周?chē)姆枷阕褰^緣物氣化，起冷卻滅弧作用，飛弧距離為零?？諝忾_(kāi)關(guān)的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主

11、觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過(guò)電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，過(guò)電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸點(diǎn)斷開(kāi)電路。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片向上彎曲，也可推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，也會(huì)使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。車(chē)間內(nèi)配電箱設(shè)置需注意的問(wèn)題：1. 配電柜的總功率應(yīng)大于該配電柜所帶負(fù)載的功率。如果負(fù)載功率大于配電柜的額定功率，則意味著配電柜會(huì)超載，容易出現(xiàn)跳閘斷電等事故。2. 配電柜開(kāi)關(guān)配置時(shí)要遵循以下原則：上一級(jí)開(kāi)關(guān)的額定電流一定要大于下一級(jí)開(kāi)關(guān)的額定電流。否則會(huì)出現(xiàn)發(fā)生事故

12、時(shí)局部線路未跳閘而總線路跳閘情況。這樣會(huì)導(dǎo)致?lián)p失情況擴(kuò)大。每條線路需使用的額定電流是由公式計(jì)算出的，并不是簡(jiǎn)單地將各設(shè)備額定電流相加。典型案例：某車(chē)間3號(hào)生產(chǎn)線新近安裝了一臺(tái)檢測(cè)設(shè)備T。一天，T設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，發(fā)生了3號(hào)線和T設(shè)備同時(shí)停電的情況。經(jīng)電工查看，原來(lái)3號(hào)線總配電箱和T設(shè)備的配電盒均由車(chē)間內(nèi)5#配電柜的某個(gè)開(kāi)關(guān)引出，該空氣開(kāi)關(guān)事發(fā)時(shí)跳閘。之后不久又發(fā)生一次跳閘事故。而3號(hào)線在未安裝T設(shè)備時(shí)從未發(fā)生過(guò)跳閘事故。后經(jīng)仔細(xì)檢查，5#配電柜的空氣開(kāi)關(guān)其額定電流為120A，而T設(shè)備的配電盒內(nèi)空氣開(kāi)關(guān)其額定電流為200A。也就是說(shuō)，T設(shè)備的開(kāi)關(guān)額定電流值高于上一級(jí)開(kāi)關(guān)的額定電流值。當(dāng)T設(shè)備過(guò)載時(shí)，

13、本應(yīng)該T設(shè)備所接的配電盒開(kāi)關(guān)跳閘，但因其所配開(kāi)關(guān)保護(hù)電流過(guò)大，導(dǎo)致其未跳閘，而是上一級(jí)開(kāi)關(guān)跳閘，從而使得相鄰的3#生產(chǎn)線出現(xiàn)停電事故。三、電子元器件基本知識(shí)1. 電阻 電阻是電子電路中應(yīng)用最廣泛的基本元器件之一，在電子設(shè)備中約占元件總數(shù)的30%以上，其性能的好壞對(duì)電路工作的穩(wěn)定性有極大影響。電阻（Resistor，通常用“R”表示），是指在電路中對(duì)電流有阻礙作用并且造成能量消耗的元件。電阻的主要作用為分流、限流、分壓等。電阻按照其特性結(jié)構(gòu)可分為固定電阻、可變電阻、敏感電阻：有熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻等。電阻的主要性能參數(shù)為阻值，單位為歐姆（）。2. 電容電容（Capacitor，

14、通常用“C”表示）是由兩個(gè)相互靠近的金屬電極板，中間夾一層電介質(zhì)構(gòu)成的。電容從物理學(xué)上講，是一種靜態(tài)電荷存儲(chǔ)介質(zhì)。電容值（或稱(chēng)電容量）則是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容的兩極板間的電勢(shì)差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。電容的主要作用為儲(chǔ)存電荷及阻直流、通交流。電容種類(lèi)繁多，主要采用按介質(zhì)材料分類(lèi)，有如下幾種： a. 有機(jī)介質(zhì)：復(fù)合介質(zhì)、紙介質(zhì)、塑料介質(zhì)（滌綸、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯）、薄膜復(fù)合。b. 無(wú)機(jī)介質(zhì)：云母電容、玻璃釉電容（圓片狀、管狀、矩形、片狀電容、穿心電容）、陶瓷（獨(dú)石）電容。c. 氣體介質(zhì)：空氣電容、真空電容、充氣電容。d. 電解質(zhì)：普通鋁電解、鉭電

15、解、鈮電解。電容的主要性能參數(shù)有：容值、額定電壓、漏電流和絕緣電阻。容值的單位為法拉（F），常用單位為皮法（pF）、微法（uF）。3. 電感電感（Inductor，通常用“L”表示）是由導(dǎo)線在絕緣管上單層或多層繞制而成的,導(dǎo)線彼此互相絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁粉芯。當(dāng)線圈通過(guò)電流后，在線圈中形成磁場(chǎng)感應(yīng)，感應(yīng)磁場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)抵制通過(guò)線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關(guān)系稱(chēng)其為電的感抗，也就是電感。電感的主要作用 （1）作為線圈：主要作用是濾波、聚焦、偏轉(zhuǎn)、延遲、補(bǔ)償、與電容配合用于調(diào)諧、選頻、震蕩。 （2）作為變壓器：主要用于偶合信號(hào)、變壓、阻抗匹配等。電感的分類(lèi)

16、方法很多，主要有以下幾種：a. 按電感形式分類(lèi):固定電感、可變電感、微調(diào)電感。b. 按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類(lèi):空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。c. 按工作性質(zhì)分類(lèi):天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。d. 按形狀分：線繞電感（單層線圈、多層線圈及蜂房線圈）、平面電感（印制板電感、片狀電感）。e. 按工作頻率分類(lèi)：高頻線圈、中頻電感、低頻線圈。f. 按功能分類(lèi)：振蕩線圈、扼流圈、耦合線圈、校正線圈和偏轉(zhuǎn)線圈。電感的主要性能參數(shù)有：標(biāo)稱(chēng)電感量、分布電容、直流電阻。電感量的單位為亨利(H)。分布電容和直流電阻越小越好。4. 二極管二極管（Diode，通常用“D”表示）是一種具有單向?qū)?/p>

17、通、反向截止，只能往一個(gè)方向傳導(dǎo)電流的電子器件。二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。二極管的分類(lèi)（1）按照所用的半導(dǎo)體材料分：鍺二極管（Ge管）、硅二極管（Si管）（2）根據(jù)用途分：檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、發(fā)光二極管、限幅二極管。二極管的主要性能參數(shù)有：最大整流電流：是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向電流值。最高反向工作電壓：加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將二極管擊穿，失去單向?qū)щ娔芰Α榱吮ＷC使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。5. 三極管三極管（Triode，通常用“SOT”或“TO”表示）是一種電流

18、控制電流的半導(dǎo)體器件。其結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)述如下：在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個(gè)能相互影響的PN結(jié)，組成一個(gè)PNP（或NPN）結(jié)構(gòu)。中間的N區(qū)（或P區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、或開(kāi)關(guān)等作用的半導(dǎo)體電子器件。 NPN型三極管 PNP型三極管 三極管的主要作用是:把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào)。三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔?。三極管的三種工作狀態(tài)a.截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，我們稱(chēng)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 b.放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)Ic/Ib，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。 c.飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大