電氣基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、電氣基礎(chǔ)知識培訓(xùn)第1頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五主要內(nèi)容電路和電路模型測量儀器廠用電氣裝置電動機電氣安全第2頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電路和電路模型電流電壓電動勢第3頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電路和電路模型 電路定義：電流流過的路徑 電路組成： 電源： 能將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備 負(fù)載： 所有的電器 中間部分：控制及連接部分(如導(dǎo)線，開關(guān)等) 基本作用：1、實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換 2、傳遞和處理信號第4頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電路的基本工作狀態(tài)：第5頁，共47頁，202

2、2年，5月20日，5點54分，星期五圖（a） 電源與負(fù)載構(gòu)成閉合回路，電源處于有載工作狀態(tài)，電路中有電流流過。圖（b） 當(dāng)a、b兩點用導(dǎo)線相連接時稱電阻R1被短路，a、b兩間導(dǎo)線稱為短路線。短路線中的電流叫短路電流。 注：短路可分為有用短路和故障短路，故障短路往往會造成電路中電流過大，使電路無法正常工作，嚴(yán)重的會產(chǎn)生事故。 第6頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五圖（c） 開關(guān)S斷開或電路中某處斷開，切斷的電路中沒有電流流過，此時的電路稱為開路，開路又叫短路，斷開的兩點間的電壓稱為開路電壓。注：開路也分為正常開路和故障開路，如不需要電路工作時，把電源開關(guān)打開為正常開路；而燈

3、絲燒壞，導(dǎo)線斷裂產(chǎn)生的開路為故障開路，它使電路不能正常工作。 第7頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電路的基本物理量 定義：電荷的定向運動 電流是一個矢量既有大小又有方向 方向：正電荷運動的方向 大?。河秒娏鲝姸葋肀硎?，電流強度是單 位時間內(nèi)通過導(dǎo)體的橫截面的電荷量， 電流強度習(xí)慣上又被簡稱為電流。第8頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五3、根據(jù)電流的大小和方向隨時間變化情況，電流基本分類：3.1、恒定電流-大小和方向都不隨時間變化而變化的電流，簡稱“直流”，簡寫作“DC”3.2、交變電流-在一個周期內(nèi)，電流平均值為零的周期性變動電流稱為交變電流，簡稱

4、“交流”，簡寫為“AC” 第9頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五正弦曲線 正弦交流電是指電路中的電流、電壓以及電動勢的大小都隨時間按照正炫函數(shù)規(guī)律變化，這種大小方向都碎時間做周期性變化的電流，簡稱交流。為什么普遍采用正弦交流電？ 交流電可以通過變壓器變換電壓，在遠距離輸電時，通過升高電壓可以減少線路損耗。而當(dāng)使用時又可以通過降壓變壓器把高壓變?yōu)榈蛪?，這樣既有利安全，又能減低對設(shè)備的絕緣要求。此外，交流電動機與直流電動機比較，則具有構(gòu)造簡單、造價低廉、維護簡便等優(yōu)點。在有些地方需要使用直流電，交流電可通過整流設(shè)備將交流電變換為直流電，所以交流電目前獲得了廣泛的應(yīng)用。第10頁

5、，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電壓的形成:物體帶電后具有一定的點位，在電路中任意兩點之間的電位差，稱為該兩點的電壓電壓的方向：一是高電位指向低電位； 二是電位隨參考點不同而改 變。電位的定義：在電路中任選一點為參考點，則某點到參考點的電壓就叫做這一點（相對與參考點）的電位。第11頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電動勢的定義： 一個電源能夠使電流持續(xù)不斷沿電路流動，就是因為它能使電路兩端維持一定的電位差，這種電路兩端產(chǎn)生和維持電位差的能力就叫做電源電動勢。電動勢的電位是“伏”，用“E”表示 E=A/Q A：外力所做的功 Q：電荷量 E： 電動勢電源

6、內(nèi)電動勢的方向：由低電位移向高電位第12頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電阻的定義 自由電子在物體中移動受到其他電子的阻礙，對于這種導(dǎo)電所表現(xiàn)的能力就叫電阻。 第13頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流額定電壓：按長期正常工作時，有最大經(jīng)濟效益所規(guī)定的電壓，1000V以上為高電壓，以下為低電壓額定電流：指一定的基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長期通過設(shè)備的最大電流，并且此時設(shè)備的絕緣和載流部分被長期加熱的最高溫度不超過所規(guī)定的允許值。超過額定溫度會造成絕緣老化，降低設(shè)備使用年限。 第14頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分

7、，星期五測量儀表電流的測量電壓的測量功率的測量電能的測量電流、電壓互感器第15頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電流的測量 根據(jù)用途可以分為 直流電流表的表盤上標(biāo)有符號 “-”交流電流表的表盤上標(biāo)有符號 “”電流表一般都是串聯(lián)在電路中直流電流表交流電流表第16頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電壓的測量電壓表的分類 直流電壓表的表盤上標(biāo)有符號 “-”交流電壓表的表盤上標(biāo)有符號 “”電流表一般都是并聯(lián)在電路中直流電壓表交流電壓表第17頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五功率的測量 功率表時測量某一時刻（單位時間）發(fā)電、供電、用電設(shè)備

8、所發(fā)出、傳送和消耗電能（即功率）的指示儀表。 功率表的分類 單相功率表多相功率表第18頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電能的測量 用來測量某一段時間內(nèi)發(fā)電機發(fā)出電能或負(fù)載消耗電能的儀表。 電能表和功率表的區(qū)別時電能表不僅能間接反映出功率的大小，而且能夠反應(yīng)那個電能隨時間增長所累積的總和。 電能表的分類單相電能表三相有功電能表三相無功電能表第19頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五三相有功電能表三相三線表三相四線表在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：有功功率和無功功率有功功率：是保持用電設(shè)備正常運行所需要的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量

9、（機械能、光能、熱能）的電功率。第20頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五無功功率：時用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用 來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率，它不對外做工，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備。 電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得的無功功率建立的。 變壓器也時同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓，因此，沒有無功功率，變壓器就不可能變壓。第21頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五互感器 與測量儀表配合，對線路的電壓、電流、電能進行測量。

10、電流互感器 1、用來使儀表、繼電器與主電路絕緣，即避免了主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器，又避免了儀表繼電器的故障直接影響主電路。 2、用來擴大儀表、繼電器的使用范圍 將高壓系統(tǒng)或低壓系統(tǒng)中的大電流改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流（5A/1A） 第22頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電壓互感器 類似于一臺降壓變壓器 能將系統(tǒng)中的高電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V/1003V） 線纜穿過互感器，經(jīng)過互感器感應(yīng)，從互感器接 到電表上，進行讀數(shù)。第23頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五基本概念補充 電網(wǎng)： 在電力系統(tǒng)中,聯(lián)系發(fā)電和用電的設(shè)施和設(shè)備的統(tǒng)稱，屬于輸送和分配

11、電能的中間環(huán)節(jié)，它主要有聯(lián)接成網(wǎng)的送電線路、變電所和配電系統(tǒng)組成 電力系統(tǒng)： 由發(fā)電，變電，配電和送電和用電環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費的系統(tǒng)第24頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五斷路器隔離開關(guān)熔斷器第25頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五斷路器： 俗稱開關(guān)，是電力系統(tǒng)中最重要的控制保護設(shè)備。它在電網(wǎng)中起兩方面的作用： （1）在正常運行時，根據(jù)電網(wǎng)的需要，按接通或斷開電路的空載電流和復(fù)合電流，這時起控制作用 （2）當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，高壓斷路器和保護裝置及自動裝置相配合，迅速自動的切斷故障電流，將故障部分從電網(wǎng)中斷開，保證電網(wǎng)無故障部分的安全

12、運行，以減少停電范圍，防止事故擴大，這時起保護作用。第26頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五低壓斷路器： 也稱為自動開關(guān)或空氣開關(guān)，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的開關(guān)電器和保護電器。 1、它集控制和多種保護功能于一身，除了能完成接通和分段電路外， 2、還對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路，嚴(yán)重過載或欠電壓等進行保護，高級的保護和控制 。 3、也可以用于不頻繁的啟動電動機，在保護功能方面，它還可以與漏電器、測量、遠程操作等模塊單元配合使用完成第27頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五隔離開關(guān) 是高壓開關(guān)的一種，俗稱刀閘，因為它沒有專門的滅弧裝置，所以不

13、能用它來接通、切斷負(fù)荷電流和短路電流. 隔離開關(guān)的主要用途是隔離電源。用隔離開關(guān)將需要檢修的電器設(shè)備與電源可靠的隔離，以保證檢修工作的安全進行倒閘操作，在雙母線制的電路中，利用隔離開關(guān)將設(shè)備或供電線路從一組母線切換到另一組母線上去，俗稱刀閘操作。第28頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五斷路器與隔離開關(guān)的區(qū)別: 1 斷路器裝有消弧設(shè)備因而可以切斷負(fù)荷電流和故障電流。 2 而隔離開關(guān)沒有消弧設(shè)備，不可以用它來 切斷或投入一定容量以上的負(fù)荷電流和故障電流。 3 斷路器多為遠距離電動控制操作。 4 隔離開關(guān)多為就地手動操作。第29頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，

14、星期五熔斷器： 是最簡單的一種保護電器，它串聯(lián)于電路中，是借熔體電流超過限定值而融化、分?jǐn)嚯娐返囊环N用于過載和短路保護的電器熔斷器，廣泛用于低壓（1000V）系統(tǒng)中，在高壓系統(tǒng)中，則廣泛用于保護電壓互感器和小容量電氣設(shè)備。熔斷器的分類 1、插入式熔斷器 2、螺旋式熔斷器 3、封閉管式熔斷器 4、自復(fù)式熔斷器 5、快速熔斷器 第30頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五1、插入式熔斷器 主要用于低壓分支電路的短路保護，由于其分?jǐn)嗄芰π?，一般用于民用和照明電路?。2、螺旋式熔斷器 用于熄滅電弧,具有較高的分?jǐn)嗄芰Γ蹟嘀甘酒?，?dāng)熔體熔斷時指示器自動彈出3、封閉管式熔斷器 分

15、為無填料、有填料、快速三種 第31頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五4、自復(fù)式熔斷器 是一種新型熔斷器，它利用金屬鈉做熔體，在常溫下，鈉的電阻很小，允許通過正常的工作電流，一旦發(fā)生短路，短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速融化變成氣態(tài)，其電阻變大，限制了短路電流，當(dāng)故障消除后，溫度下降，金屬鈉重新固化。它在線路中只能限制故障故障，而不能切斷故障電流。5、快速熔斷器 主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流的短路 第32頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電動機電動機種類繁多，一般分類如下:直流電動機交流電動機異步電動機同步電動機電動機單相異步電動機三相異步電動機鼠籠型電動機繞

16、線型電動機第33頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五三相異步電機三相異步電動機的啟動方法：直接啟動 降壓啟動1、直接啟動 直接啟動是中小型鼠籠式異步電動機的首選的常用啟動方法，這種啟動方法就是直接給電動機定子繞組加上額定電壓。 優(yōu)點：啟動快、方法簡單 缺點：啟動電流大，因而只有在電源容量允許的情況下才可以采用直接啟動法第34頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五2、降壓啟動 在不允許直接啟動的場合，為限制啟動電流，啟動時用降低電壓的方法來減小啟動電流，當(dāng)啟動過程結(jié)束后，再加上全壓運行。 優(yōu)點：此方法使啟動轉(zhuǎn)矩顯著降低，只適用于電動機空載或輕載下啟動。 常用

17、的降壓啟動方法 ： a、星形-三角形（Y-）換接啟動 b、自耦變壓器啟動法 第35頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五1、星形-三角形（Y-）換接啟動 如果電動機在正常工作時，其定子繞組是連接成三角形的，則在啟動時可將定子繞組連成星型，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定值時再換成三角形接法而進入正常運行，這種方法簡稱為星-三角啟動。 星形三角形換接啟動常采用手動式星三角啟動起器來實現(xiàn)。第36頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五2、自耦變壓器啟動法 對正常運行時為Y形接線及要求啟動容量較大的電動機，不能采用Y-啟動法，常采用自耦變壓器啟動方法，自耦變壓器啟動法式利用自耦

18、變壓器來實現(xiàn)降壓啟動的。用來降壓啟動的三相自耦變壓器又稱為啟動補償器。 第37頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五三相異步電動機的調(diào)速 調(diào)速就是指在電動機的負(fù)載不變的情況下得到不同的轉(zhuǎn)速。 n0 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 S(轉(zhuǎn)差率)= (n0- n)/n0 = n=n0(1-S) = n=60f/p(1-S) f 電源頻率 p 極對數(shù) 第38頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五 n n0 = S0 即發(fā)電機 n S0 即三相異步電機 若要改變異步電動機的轉(zhuǎn)速，方法如下 1、改變P 變n0 變極調(diào)速 2、改變f 變n0 變頻調(diào)速 第二種方法不能只改變

19、f，因為這樣可能引起電動機過電流，燒毀電動機。 因此，應(yīng)該按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率提供的供電電源。已達到變頻調(diào)速的目的。 第39頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五電氣安全 電氣設(shè)備在正常運行時以及在預(yù)期的非正常狀態(tài)下不會危害人體健康和周圍設(shè)備，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生非預(yù)期的故障時，應(yīng)能切斷電源，將事故限制在允許的范圍內(nèi)。安全電壓及應(yīng)用范圍我國規(guī)定工頻有效值42、36、24、12、6V為安全電壓。1、凡手提照明燈，危險環(huán)境和特別危險環(huán)境的攜帶式電動工具，一般應(yīng)采用42V或36V安全電壓;2、凡金屬容器內(nèi)，隧道內(nèi)、礦井內(nèi)等工作地點狹窄、行動不方便以及周圍有大面積接地導(dǎo)體

20、的環(huán)境，應(yīng)采用24V或12V的安全電壓。第40頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五觸電 當(dāng)人體觸及帶電體，電流通過人體進入大地或其他導(dǎo)體， 形成導(dǎo)電回路，這種情況就叫觸電，觸電形式1、單相觸電 單相觸電是指在地面或其他接地導(dǎo)體上，人體某一部位觸及電源的一根相線或相線相接的帶電物體的觸電事故 2、兩相觸電 兩相觸電是指人體同時觸及同一電源系統(tǒng)的兩根相線，這是最為嚴(yán)重的觸電形式第41頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五按觸電對人體的傷害 可分為（電擊）和（電傷） 1、電擊 指電流流經(jīng)人體內(nèi)部,引起疼痛發(fā)麻，肌肉抽搐，嚴(yán)重的會引起強烈痙攣、心室顫動或呼吸停止，甚至由于因人體心臟，呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的知名傷害，造成死亡，絕大部分觸電死亡事故是電擊造成的。2、電傷 指電對人體外部造成局部傷害，即由電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機械效應(yīng)對人體外部組織或器官的傷害。 如電灼傷、金屬濺傷、電烙印。第42頁，共47頁，2022年，5月20日，5點54分，星期五保護接地和保護接零 在正常情