电气基础培训课件1

上海百川畅银实业有限公司运营部电工电气培训电工电气基础知识（一）名词解释1、什么叫电路 电流所经过的路径叫电路。它一般有电源、负载和联接部分（导线、开关、熔断器）等组成。2、什么是电源 电源是一种将非电能转换成电能的装置。3、什么是负载 负载是取用电能的装置，也就是用电设备。4、什么是电流 电荷有规则定向移动，就形成电流，习惯上规定电荷移动的方向为电流的实际方向。（ A）5、什么是电压 电路中任意两点间电位的差值称为电压（电位差）。（ V） 电工电气基础6、什么是电阻 导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻，用符号 R表示。（二）欧姆定律 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是 I=U/R。 1、部分电路的欧姆定律图 1-8表示部分电路，图中 R是部分电路的电阻实验证明，流过其中的电流与这段电路两端的电压成正比，而与这段电路的电阻成反比， 这个关系 叫欧姆定律。用公式表示为： I=U R式中： I-电流（ A）； U-电压（ V）； R-电阻（ ）应用上式，当已知电压和电阻时，可求出电流。如将上式加以适当变化还得： U=IR。它表示电流流过电阻时所产生的电压，也称电压降。而当已知电压和电流时，又可以从 R= U I求出电阻。部分电路的欧姆定律，反映了部分电路中电压、电流和电阻的相互关系，它是分析和计算部分电路的主要依据电工电气基础2、全电路欧姆定律 图 1-9所示是一最简单的全电路，图中 r。是电源的内阻。当联接导线的电阻可以忽略不计时，负载电阻 R就是外部电路的电阻。当开关 S接通时，电路中将有电流流通。下面讨论电流、电动势与各电阻间的关系。根据部分电路欧姆定律，在外电路负载电阻 R上的电阻压降如前所述，在内电路中电源内阻 r。上的电阻压降为 U。 =Ir0电工电气基础（三）电路中有功、无功和视在功率的关系视在功率 S是总电压 U和电流 I的有效值的乘积，也就是电源的总功率，它表示交流电源容量的大小。不同的交流电路由于负载的参数（ R、 L等）不同，所以交流电路的电压和电流的相位差也不同，在输出电压和电流相同的条件下，在电路中的有功功率和无功功率是不同的。因此涉及到发电机输出功率的利用率问题。功率因数就是反映这种利用率的大小，即功率因数 =有功功率视在功率可见，功率因数大就表示电路中用电设备的有功功率大，也就是说发电机输出功率的利用率高。电路的无功功率 QL为QL=ULI=UIsin因此， P、 QL和 S三者之间的关系为P=Scos QL=SsinS=P+Q L电工电气基础 由于 Ur、 UL和 U正好组成一个直角三角形，称为电压三角形，如图 1-54（ a）若把电压三角形的各边除以 I，则成为表达电阻 R、感抗 XL和阻抗 Z之间的三角形，又称为阻抗三角形，如图 1-54（ b）。同时可知， P、 QL、和 S之间也组成一个直角三角形，称为功率三角形，如图 1-54（ c ）电工电气基础（四）三相电源的连接（ 1）星形连接我们有图可知，星形接线。把三相绕组的末端 X、 Y、 Z连接到一起，从首端 A、 B、 C引出连接负载的导线，如下图所示称为星形连接。由图可知星形连接可以得到两种电压：即，相电压和线电压。电工电气基础 用相量法分析可得：线电压超前于所对应的相电压 30 ，如向量 UAB超前向量 UA为 30 ；线电压是相电压的 3倍；即 UAB= 3UA ， UBC= 3UB ，UCA= 3UC 。相电流等于线电流；相电压是对称的，则线电压也是对称的。 （ 2）三角形连接 将一相绕组的末端与相邻一组的首端依次连接，组成一封闭的三角形，再从三首端 A、 B、 C引出三根端线，如下图所示，称为三角形连接。 采用三角形接法时，线电压等于相电压，即 UAB=UA， UBC=UB， UCA=UC。线电流是相电流的 3倍；电源只能供出一种电压。见下图 三相变压器绕组连接时，常采用此法，而三相发电机一般都接成星形。电工电气基础（五）电力系统的中性点运行方式在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星型联结时，其中性点可有两种运行方式；中性点接地和中性点不接地。中性点直接接地系统常称大电流接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈（或电阻）接地的系统称小电流接地系统。中性点运行方式的选择主要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性。（ 1）中性点直接接地作用是使中性点经常保持零电位。当系统发生一相接地故障时，能限制非故障相对地电压的升高，保持故障相对地电压不变。从而可保证单相用电设备的安全。中性点直接接地的优点、缺点 优点： 对线路绝缘水平要求较低，可按相电压设计绝缘，因而能显著降低绝缘造价，节约成本。电工电气基础 缺点： 单相接地时，为了防止大的短路电流损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相，因而供电可靠性较低，需装设自动重合闸装置等措施，单相短路对邻近通信线路有电磁干扰。 （ 2） 中性点不接地系统 在中性点不接地的三相系统中，当一相接地后，各相间的电压大小和相位没有变化，电压的对称性没有变化，因此这样的三相系统，一相接地后，还可以继续运行一段时间。电工电气基础 在中性点不接地的三相系统中，当一相发生接地时，结果一般如下： 未接地两相对地电压升高到相电压的 3倍，即等于线电压，所以，在这种系统中，相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。 各相间的电压大小和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此可以继续运行一段时间，这便是这种系统的最大优点。 但不允许长期带接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，因为未接地相对地电压升高到线电压，一相接地运行时间过长可能造成两相短路，所以在这种系统中，一般应装设绝缘监视或接地保护装置。当发生单相接地时，应及时发出信号，使值班人员迅速采取措施，尽快消除故障。一相接地系统允许继续运行的时间，最多不得超过 2h。电工电气基础目前，在我国电力系统中， 110kv以上高压系统，为降低设备绝缘要求，多采用中性点直接接地运行方式； 6-35kv中压系统中，为提高供电可靠性，首选中性点不接地运行方式，当接地电流不满足要求时，可采用中性点经消弧线圈或电阻接地的运行方式；低于 1kv的低压配电系统中，考虑到单相负荷的使用，通常均为中性点直接接地运行方式。电工电气基础发电机、高低压柜的作用 1、发电机 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备 。 发电机通常由定子、转子、端盖 .机座及轴承等部件构成。 发电机在工作的时候，他的转子里通入直流电，从而产生磁感线，那么转子在定子中旋转，就相当于定子切割旋转的磁力线，从而在定子感应出三相交流电。 我厂使用的发电机为无刷励磁同步发电机，发电机自带励磁机、自动电压调节装置。 我厂使用的发电机出口额定电压为 400V、频率为工频 50HZ。功率因数为0.8（滞后） 发电机出口端子为四个。即： A、 B、 C、 N。 发电机使用的输出电缆为 3根。（ 3185+1120）铜芯电缆。使用三根是为了分流，降低电压损失。发电机、高低压柜 2、低压柜 我厂的低压柜有发电机控制柜，双电源切换柜、 UPS不间断电源柜，低压总出口柜等 发电机控制柜： 它实现对发动机组稳定运行的控制，并实现发电机的同期并网。 双电源切换柜： 它主要用于实现两路电源的切换。 UPS不间断电源柜： UPS电源柜主要用于对高低压的控制线路和保护回路的不间断供电。 低压总出口柜 ：主要用于断开低压与变压器的联系。在发电机发电或市电倒送的时候，作为低压的总开关柜。发电机、高低压柜 3、高压柜 在我厂高压中，主要有升压柜、 PT柜、计量柜、高压出线柜。 升压柜： 也可以说是高压进线柜，柜内带接地刀闸，同时，柜体上还安装两个微机保护装置，即：变压器差动保护装置、线路保护装置。用于实现对主变压器和输电线路故障的检测和保护跳闸。 PT柜： 也就是电压互感器柜，柜内装设有主电路的消谐器，同时柜体上也装设有微机二次消谐装置，用于消除主电路和二次线路的谐波。柜内安装有三相五线柱的电压互感器。 计量柜： 装有测量专用的 PT和 CT，对保护、测量、计量等系统提供电压和电流，同时内部也装设有供电局安装的高压电费计量电度表。柜内也安装有避雷器，用于防护遭雷电击的时候过电压。 高压出线柜： 也就是与连接上网电缆的高压开关柜，内有高压真空断路器，同时柜体上还安装有厂用变压器保护装置和微机解列装置。发电机、高低压柜 关于高压柜上的屏顶小母线： 在高低压的保护和控制线路中，这两部分的供电电源有两路。一路是有UPS不间断电源提供，它是在实现整个电力系统停电的情况下向高压控制线路提供交流电源。另一路是有低压总出线柜控制小母线提供的。 柜顶小母线的作用是：主要用于给高压中的测量，控制，保护提供电源。发电机、高低压柜高压微机保护 结 合我厂的 实际 情况，我厂的高 压 保 护 主要集中在高 压 微机保 护 装置中。分 别 是 DPL-100C2（ C3） 线 路保 护测 控装置， DPT-100C2（ C3）厂用 变 保 护测 控装置， HDPT-800变压 器差 动 保 护 装置， HDPJ810微机解列装置，微机二次消 谐 装置。 1、 HDPT-800变压 器差 动 保 护 装置 主要保 护 功能有：差 动 速断保 护 ；二次 谐 波制 动 的比率差 动 保 护 ； CT断 线检测 和 闭锁 比率差 动 保 护 ；本体非 电 量保 护 。 （ 1）差 动 速断保 护 当三相差流中任何一相大于差 动 速断保 护 的整定 值时 保 护 即 顺时动 作于跳 闸 。 该 保 护 可在 变 高压保护 压 器内部 发 生 严 重故障 时 快速切除故障 变压 器。 动 作判据： |Icd|Isd 其中， Icd为 各 侧 同名相 电 流之和； Isd为 差 动 速断定 值 ，按 躲过 外部故障 时 最大不平衡 电 流和励磁涌流整定。 差 动 速断保 护 定 值 整定 说 明： 差 动电 流速断保 护 的 动 作 电 流 应 避越 变压 器空 载 投入是的励磁涌流和外部故障的最大不平衡 电 流来整定。根据 实际经验 一般取： Isd=（ 4-12） Ieb/nLH 式中： Ieb 变压 器高 压侧 的 额 定 电 流 nLH 变压 器高 压侧电 流互感器的 电 流 变 比。高压微机保护2、 DPL-100C2（ C3） 线 路保 护测 控装置主要保 护 有：三段保 护 分 别为 速断、限 时 速断、定 时 限 过 流；零序保 护 ；过负 荷告警；低 电压 保 护 。 （ 1） 三段保 护 是： 电 流速断、限 时电 流速断和 过电 流保 护 都是反 应电 流增大而 动 作的保 护 ，它 们 相互配合构成 一整套保 护 ，称做三段式 电 流保护 。三段的区 别 主要在于起 动电 流的 选择 原 则 不同。其中速断和限 时 速断保 护 是按照 躲 开某一点的最大短路 电 流来整定的，而 过电 流保 护 是按照 躲 开最 大 负 荷 电 流来整定的。（ 2）零序保 护对 于 电 阻接地系 统 ：可 带 零序 电压闭锁 和零序方向 闭锁 ，灵敏角 为 -180（零序 电 流超前零 高压微机保护 序 电压 ）。 对 于不接地系 统 ：采用 专 用一次零序 CT，可 带 零序 电压闭锁 和零序方向 闭锁 ，灵敏角 为 90（零序保 护 滞后零序 电压 ） 零序保 护 投入 时 ， 动 作于跳 闸 ；零序保 护 退出 时 ， 动 作于信号。 （ 3） 过负 荷告警 三相 电 流中任何一相 电 流的幅 值 大于 过负 荷的整定 值 并达到其整定延 时后即 动 作于告警信号。 （ 4） 低 电压 保 护 当断路器在合位，三个 线电压 中的最大 电压 小于低 电压 定 值 ，并达到其整定延 时 后即 动 作于跳 闸 。 PT断 线闭锁 低 压 保 护 。高压微机保护 3、 DPT-100C2（ C3）型微机厂用 变 保 护测 控装置 主要保 护 功能：高 压侧 速断 电 流保 护 ;高 压侧过电 流保 护 （可 选 定 时 限或反 时 限）；高 压侧负 序 电 流保 护 ；高 压侧 零序 电 流保 护 ；高 压侧过负 荷告警；低 压侧 反 时 限零序 电 流保 护 （反 时 限）；三相熔断判 别 ；本体保 护 。 （ 1）高 压侧 速断保 护 当三相 电 流中任何一相 电 流的幅 值 大于速断保 护 的整定 值 并达到其整定延 时 后保 护 即 动 作于跳 闸 和信号 。 （ 2）高 压侧过电 流保 护 高 压侧过电 流保 护 分定 时 限和反 时 限两种模式供 选择 ，可通 过 定 值 整定 实现 。定 时 限保 护 与速断高压微机保护 保 护 工作原理相同。反 时 限 电 流保 护 是当 A、 B、 C电 流中任何一相的幅 值 大于反 时 限启 动值时 ，装置按反 时 限判据 动 作于出口。 反 时 限曲 线 方程： t=c/(I/Is)-1.05 式中： t-高 压侧过 流保 护动 作 时间 ， I为 高 压侧电 流， Is为 反 时 限启 动电 流（可整定）， c为变压 器 过 流反 时 限常数， 对 于 变压 器的 过负 荷承受能力（可整定）。 （ 3）高 压侧负 序 电 流保 护 有 软 件 对 高 压侧 A、 B、 C相 电 流 进 行 计 算、得到 负 序 电 流，当大于 负序 电 流整定 值 并达到整定延 时时 ，保 护动 作于跳 闸 和信号。 对 于 变压器的各种不平衡故障，如不平衡运行、断相、高压微机保护 反相等，可投入 负 序 电 流保 护 。 为 了避免 变压 器投运 时 因三相合 闸 不同步可能引起的 误动 ， 负 序 电 流保 护 的最小延 时为 0.2S。 （ 4）高 压侧 零序 电 流保 护 当零序 电 流大于整定 值 并达到整定延 时 后保 护动 作于跳 闸 或信号（可 选择 ）。小 电 流接地方式零序 电 流取自 专 用零序 电 流互感器。通 过 系 统 接地方式 选择 ，可适用于 电 阻接地方式。 （ 5）低 压侧 零序 电 流保 护 考 虑变压 器低 压侧 保 护 一般需要与其下 级终 端 设备 的保 护 或熔断器等的特性相配合， 该 低 压侧 零序 电 流保 护 提供两种反 时 限曲 线 供 选择 。其 动 作方程分 别为 ：一次曲 线 方程 为 ： t=/（ I01/I01s） -1.05 二次曲 线 方程 为 ： t=/（ I01/I01s） -1.05 式中： t-低 压侧 零序 电 流保 护动 作 时间 ， I01为 低 压侧 零序 电 流， I01s为 反 时 限启 动电 流（可整定）， 为变压 器低 压侧 零序反 时 限常数（可整定）。高压微机保护 （ 6）高 压侧过负 荷告警 三相 电 流中任何一相 电 流的幅 值 大于 过负 荷的整定 值 并达到其整定延 时后即 动 作于告警信号。 4、 HDPJ810微机型解列装置 HDPJ810主要功能有低 频 解列、高 频 解列、低 压 解列、高 压 解列。 （ 1）低 频 解列 装置在 频 率降低至整定 频 率 时 ，要切除 负 荷，使 频 率恢复到正常 值 ，低频 解列的起 动 必 须 具 备 以下条件： 运行 频 率在一定范 围 内，一般在 45Hz-55Hz之 间 ； 频 率滑差（ df/dt）不大于低 频 解列滑差 闭锁 定 值 ，一般不能大于5Hz/s 运行 频 率小于低 频 起 动值 （一般 49.5Hz） 系 统 未失 压 ， UUset. （ 2）低 压 解列 低 压 解列的起 动 必 须 具 备 以下条件：高压微机保护 低 压 解列投入 电压 滑差（ du/dt）不大于低 压 解列滑差 闭锁 定 值 ，一般不能大于0.9Un/S 运行 电压 小于低 压闭锁值 运行 电压 不小于低 压闭锁值 （ 3）高 频 解列 高 频 解列的起 动 必 须 具 备 以下条件： 高 频 解列投入 运行 频 率在一定范 围 内，一般在 45Hz-55Hz 频 率滑差（ df/dt）不大于高 频 解列滑差 闭锁 定 值 ，一般不能大于5Hz/s 运行 频 率大于高 频 解列起 动值 （一般 50.5Hz）高压微机保护 （ 4）高 压 解列 高 压 解列的起 动 必 须 具 备 以下条件： 高 压 解列投入 电压 滑差不大于高 压 解列滑差 闭锁 定 值 ，一般不能大于 0.9Un/S 运行 电压 大于高 压 起 动值 （一般 为 1.1Un） （ 5