电气内部培训

1、电气内部培训讲义电气部2006.05.29一、电工基础w1、导体、绝缘体和半导体 导体:在常温下就存在大量自由电子、具有良好导电能力的物体,称为导体.如各种金属和碳等. 绝缘体(非导体):在常温下具有极少的自由电子、导电能力很差或几乎不导电的物体,称为绝缘体.如橡胶、云母、陶瓷、玻璃等. 半导体:这类物质在常温下具有的自由电子数量介于导体和绝缘体之间,因而导电能力也介于导体和绝缘体之间.如硅、锗、硒等.w2、电路及其基本物理量w电路:电流经过的闭合路,称为电路.一个简单的基本电路,必须由电源、 负载和连接导线组成.w电路基本物理量(1)电流:电荷有规则的定向运动,就称为电流.人们将正电荷运动的

2、方向规定为电流的方向.电流的大小用电流强度(简称电流)I表示.单位为安培,用A表示.(2)电压:电路中任意两点的电位差,称为电压.单位为伏特,用V表示(3)电阻:导体对电流通过时所呈现的阻力,称为导体的电阻,用R表示.电阻的基本单位为欧姆,用表示.w电路的基本定律(1)部分电路欧姆定律:德国物理学家欧姆研究了电路中电流、电压、电阻之间的关系,从大量的试验得出:通过部分电路的电流I和该电路两端电压U成正比,与电路的电阻R成反比.这就是部分电路欧姆定律,用数学表示为: I=U/R式中,U的单位为伏特,R的单位为欧姆,I的单位为安培.(2)全电路(闭合电路)欧姆定律实验证明:通过闭合电路的电流I与电

3、路中电源的电动势成正比,与电路中总电阻成反比,这就是全电路欧姆定律.用数学式表示为: I=E/r+R 式中E电源电动势 r 电源内部电阻 R外电阻(负载电阻)w3、电功和电功率 (1)电功电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，即电流具有做功的能力，电流所做的功称为电功。电功可用下式计算：A=QU=UIt式中：U为电压，单位为伏特；I为电流，单位为安培；t为时间，单位为秒；A为电功，单位是焦耳（瓦特秒）(2)电功率 电流所做的功和完成这些功所用时间的比值，称为电功率，它表示电流做功的快慢程度。电功率可用下式计算：P=A/t=UIt/t=UI式中：P为电功率，单位为焦耳/秒，即瓦特（用W表示），

4、简称瓦；电功率还可表示为：P=UI=U2/R=I2R若已知用电设备的功率和用电时间，也可求电功，即：A=Pt电功的单位还有千瓦小时，称为度，亦即： 1度=1千瓦小时（KWH）w自动开关 自动开关又称自动空气开关或自动空气断路器,是一种可自动切断故障线路的保护开关,当电路中发生过载、短路、失压等故障时,能自动切断电路(自动跳闸).在正常情况下,也可用来不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的起动和停止. 自动开关具有动作值可调整,兼具过载和短路保护两种功能,分断能力强以及动作后一般不需要更换零件等优点,因此应用比较广泛.二、常用元件简单说明w断路器 正常运行时,接通或切断负荷电路,在短路故障时,利

5、用继电器保护装置,能自动迅速切断过负荷或短路电流,以防止扩大事故范围. 断路器工作性能的好坏,直接影响供配电系统的安全运行,为此,要求断路器具有相当完善的灭弧装置和足够大的灭弧能力. w负荷开关 负荷开关是用于接通和断开负荷电流的开关设备,若装有热脱扣器,在过负荷情况下也能自动跳闸.但因其灭弧装置简单,故不能开断短路电流.在一般情况下,负荷开关与高压熔断器串联,借助熔断器切除短路电流. 运行中应注意的事项: 1、负荷开关多次操作后,将逐渐损伤灭弧能力降低,甚至不能灭弧,造成接地或相间短路事故,因此必须定期停电检查灭弧腔的完好情况. 2、完全分闸时,闸刀的张开角度大于58,以起到隔离开关的作用.

6、3、合闸时,负荷开关主触头的接触应良好,接触点没有发热现象4、负荷开关的绝缘子和操作连杆表面应没有积尘,外伤,裂纹,缺损或闪路痕迹.5、负荷开关必须垂直安装,分闸加速弹簧不可拆除.w熔断器 熔断器是一种简单的保护电器,当电气设备和电路发生短路和过载时,能自动切断电路,从而对电气设备和电路起到安全保护作用.熔断器熔断时间和通过的电流大小有关,通常是电流越大,熔断时间越短. 熔断器按结构分为开启式,半封式和封闭式.开启式熔断器在熔体熔化时没有限制电弧火焰和金属熔化粒子喷出的装置.半封闭式熔断器的熔体装于管内,端部开启,使熔体熔化时的电弧火焰和金属熔化粒子喷出有一定的方向.封闭式熔断器的熔体完全封闭

7、在壳体内,没有电弧和金属熔化粒子的喷出.w接触器 接触器是用来频繁地接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的控制电器.它具有动作迅速,操作方便,能频繁操作和远距离操作等优点,主要用作电动机的主控开关. 接触器能接通和断开负荷电流,但不能切断短路电流,因此常与熔断器,热继电器等配合使用. 接触器有交流接触器和直流接触器两类,两者都是利用电磁吸力和弹簧反作用力,使触头闭合或断开的一种电器,但在结构上有各自特殊的地方,不能相互混用.在污水处理厂主要使用交流接触器.w继电器 继电器是一种控制电器,具有输入回路和输出回路.输入量通常是电压,电流,也可以是温度,压力,而输出则是触头的动作. 当输入量变化到

8、某一数值时,继电器即动作,接通和分断小容量的控制电路. 继电器广泛用于电动机或线路的保护以及各种生产机械的自动控制. 继电器的种类繁多,常用的有中间继电器,时间继电器,热继电器等. 1、中间继电器 中间继电器是一种电磁式继电器,一般来控制各种电磁线圈,使信号得到放大,或将信号同时传给几个控制元件. 在自动控制线路中,中间继电器多与接触器或其它自动电器配合使用. 2、时间继电器 在电气自动控制线路中,不仅需要动作迅速的 继电器,而且还需要一种当线圈通电或断电以后,其触头经过一定延时再动作的继电器,这就是时间继电器.它主要作为自动控制系统的延时元件使用. 3、热继电器 热继电器是在电动机等电气设备

9、过载时起保护作用的一种自动控制电器.它具有结构简单,体积小,价格较低,保护特性较好等优点,应用非常广泛.三、电机起动原理简单介绍 污水站主要控制的电气对象是水泵,刮渣机,刮泥机,脱水机,搅拌机等设备,它们的核心对象是电机,也称之为马达. 电机起动的方法有很多:直接起动,星形-三角形降压起动,自耦变压器降压起动法,软起动器和变频器起动法. 直接起动简单示意图以下： 起动控制按钮SA的两端并联一个接触器的常开辅助触头KM来实现，这个常开触头称为“自锁”触头。 凡是要求正常运行时接成三角形的笼型异步电机,在起动时,将三相定子绕组接成星形,待电机起动后,转速达到或接近额定转速时,再将三相定子绕组改接成

10、三角形进入正常运行,这种起动方法称为星形-三角形降压起动法. 根据三相负载电路的原理可知,三相绕组接成三角形,每相绕组承受的电压(相电压)就等于电源额定电压(线电压);若将三相绕组接成星形,每相绕组承受的电压(相电压)只是电源额定电压(线电压)的1/3倍.所以把电机的三相定子绕组接成星形起动,每相绕组承受的电压就只有接成三角形直接起动的1/3倍(即起动电压是额定电压的57%). 星形-三角形降压起动法的电路原理图如下. 将电机定子绕组的六个首末端引出,按图所示接在一只三刀双投闸刀开关1KM上,当合上电源开关1QF和1QS后,把1KM合到“起动” 位置,这时定子绕组的W2 、 U2 、V2三末端

11、接通，三个首端U1 、 V1 、 W1分别接通三相电源，即电机接成星形降压起动；当电机转速升高到额定转速时，将开关1KM扳到“运行” 位置，这时U1、W2与L1相电源接通，V1 、 U2与L2相电源接通，W1 、 V2与L3相电源接通，即电机接成三角形正常运行。 自耦变压器降压起动是利用自耦变压器来降低起动电压，从而达到降低起动电流的目的。在起动时，将三相自耦变压器接入三相电流与与电机的三相定子绕组之间，变压器的低压边（即变压器的抽头）接到电动机的定子绕组上，便开始降压起动。待电机转速达到 或接近额定转速时，迅速切除自耦变压器，使电源进入电动机定子绕组，便进入全压运行。其原理电路如图所示。 用

12、一只特制的五刀开关来控制。起动时，把闸刀手柄推到“起动” 位置，闸刀1，2和平将三相自耦变压器接入电源与电机之间，而闸刀4和5将三相变压器接成星形（三绕组的 的末端并联在一起），电动机便进入减压起动。待转速接近正常时，迅速将闸刀手柄拉到“运行” 位置，电机直接接电源，在额定电压下正常运行。此时变压器完全不起作用，即脱离电机电路。 自耦变压器的低压边一般都有两个或三个抽头，可根据电机 起动时负载所需起动电压的大小，选择不同的确良抽头。三相自耦变压三相自耦变压5 4 3 2 1起动起动运行运行四、电机设备操作方法 1、将操作台上各电机控制选择开关置于断位置. 2、先合上电源柜内隔离开关后再合上电源

13、柜总电源开关. 3、合上电源柜内各分开关及各电机控制柜(箱)电源开关. 4、合上各电机控制柜内各分开关及控制回路开关. 5、将琴键式操作台上各设备(电机)三档转换开关由“断” 位置拨至“手动” 位置,即能人为手动启动电机工作运行.6、如将各电机操作方式选择开关由“断” 位置拨至“自动” 位置,此时各电机运行受PLC控制,不需人工干预.自控部分已有说明,此处不再详述.五、电机使用的注意事项(一).电机起动前的检查新安装的或停用3个月以上的电动机起动前应检查。(1).检查电动机和起动设备的绝缘电阻。用500V摇表测定，其绝缘电阻不得小于0.5兆欧，若小于此值应进行烘干处理。 (2).根据电动机铭牌

14、上的电压检查电源电压是否相符。 (3).根据电动机铭牌上的接法检查接线是否正确。 (4).检查电动机外壳的接地或接零保护是否可靠和符合要求。(5).检查电动机各螺丝是否拧紧转轴是否灵活。 (6).检查传动装置是否符合要求皮带松紧是否适度，连接是否紧固，联轴器的螺丝和销子是否紧固。(二).电动机起动时应注意以下几点 (1).按下起动按钮前，应观看电动机附近是否有异物，以免发生人身及设备事故。 (2).按下起动按钮后，如果电动机不转，要果断地迅速按下停止按钮，切断电源，检查电源接线是否有问题。 (3).起动后，若电动机转速缓慢、起动困难、声音不正常，应立即切断电源检查，待查明原因排除故障后才能重新

15、起动。 (4).对于允许频繁起动的电动机，也应尽量减少连续起动的次数。对于小型电动机，在冷态时不得超过35次。在长期工作后的热态下，停机不久再起动时，连续起动不得超过23次；对于中型电动机，在冷态时，连续起动不应超过2次。热态下只允许1次起动，以免电动机过热，影响使用寿命。 (5).多台电动机应避免同时起动。应从容量大的到小的逐台起动，以避免线路上总的起动电流过大，电压下降太大，影响所有电动机的正常起动，甚至使开关设备跳闸。(三).电动机运行中应注意以下监视工作 (1).监视电源电压的变化。电压变化范围不应超过或低于额定电压的10%。 (2).监视电动机的运行电流。在正常情况下运行电流应不超过

16、铭牌上的额定值。同时，还应注意三相电流是否平衡。注意两相间的电流差值不应大于额定电流的10%，否则说明电动机有故障。电流的测量用钳形电流表。 (3).监视电动机的温度。温升不应超过电动机铭牌上限允许的限度。检测温升的方法如下：手摸。这是最简便的方法。对中小容量的电动机，用手背摸电动机外壳。如果没有发烫到要缩手的感觉，说明电动机没有过热；如果烫得马上缩手难以忍受，则说明电动机的温度已超过了允许值。用手背而不用手心摸电动机外壳，是为了万一机壳带电时，手背比手心容易自然地摆脱带电的机壳。为了防止触电，最好在摸机壳前先用验电笔检测一下机壳是否漏电。 滴水。在机壳上洒上几滴水。如果只看见冒热气而无声音，说明电动机没有过热；如果冒热气又听到咝咝声，说明电动机已过热，温升已超过允许值。六六.常见故障及处理常见故障及处理 故障现象 故障原因 处理方法选择开关置于“手动”位置时,设备不能起动 按下按钮,接触器能动作1.主回路开关 未合 合上主回路开关2.缺相 查清故障原因后修复按下按钮,接触器不能动作1.按钮损坏更换按钮 2.线头松动、脱落 找出线头后接牢3.接触器损坏 更换接触器选择开关置于“自动”位置时,设备不能起动 1.液位计损坏更换液位计2.自控电源开关 未合 合上自控电源开关3.输入/输出中继 损坏更换中继选择开关置于“手动”和“自