电气基本知识

1、 电气基础知识电气基础知识 电仪交叉培训课件电仪交叉培训课件电仪一班程兆金 电力系统基础知识电力系统基础知识电动机基本知识电动机基本知识电缆基础知识电缆基础知识电力系统基本介绍电力系统基本介绍什么是电力系统？什么是电力系统？数据采集和传输4水库水库G G M M M M 电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统发电厂发电厂水轮机水轮机 发电机发电机变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备什么是电力系统什么是电力系统电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一

2、体 。 电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下： 发电厂：生产电能。 电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。 用电设备：消耗电能。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂

3、的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设变电站线路。负荷中心一般设变电站 。电压等级划分：电压等级划分：电力系统电压等级有电力系统电压等级有220/380V220/380V（0.4 kV0.4 kV），），3 kV3 kV、6 kV6 kV、10 kV10 kV、35 kV35 kV、66 kV66 kV、110

4、 kV110 kV、220 kV220 kV、330 kV330 kV、500 kV500 kV。随着电机制造工艺的提高，。随着电机制造工艺的提高，10 kV10 kV电动机已批量电动机已批量生产，所以生产，所以3 kV3 kV、6 kV6 kV已较少使用，已较少使用，20 kV20 kV、66 kV66 kV也很少使用。供电系统以也很少使用。供电系统以10 kV10 kV、35 kV35 kV为主。输配电系统以为主。输配电系统以110 kV110 kV以上为主。以上为主。发电机有发电机有6 kV6 kV与与10 kV10 kV两种，现在以两种，现在以10 kV10 kV为主，用户均为为主，用

5、户均为220/380V220/380V（0.4 kV0.4 kV）低）低压系统。压系统。 根据城市电力网规定设计规则规定：输电网为根据城市电力网规定设计规则规定：输电网为500 kV500 kV、330 kV330 kV、220 kV220 kV、110kV110kV，高压配电网为，高压配电网为110kV110kV、66kV66kV，中压配电网为，中压配电网为10kV10kV、6 kV6 kV，低压配电网，低压配电网为为0.4 kV0.4 kV（220V/380V220V/380V）。）。 发电厂发出发电厂发出6 kV6 kV或或10 kV10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用电

6、，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV10 kV电电压送给附近用户，压送给附近用户，10 kV10 kV供电范围为供电范围为10Km10Km、35 kV35 kV为为2050Km2050Km、66 kV66 kV为为30100Km30100Km、110 110 kVkV为为50150Km50150Km、220 kV220 kV为为100300Km100300Km、330 kV330 kV为为200600Km200600Km、500 kV500 kV为为150850Km150850Km。 电压等级划分电压等级划分电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器电力系统

7、各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三

8、圈变压器），器），550kV /220kV /110kV550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV220 kV /110kV /35kV或或110kV /35kV /10kV110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV110kV /10 kV或或35 kV /10 kV35 kV /10 kV。用户本身的变电。用户本身的变电站一般只有两个电压

9、等级（双圈变压器）站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV110 kV /10kV、35kV /0.4kV35kV /0.4kV、10kV 10kV /0.4kV/0.4kV，其中以，其中以10kV /0.4kV10kV /0.4kV为最多。为最多。公司电压等级划分：公司电压等级划分：金宝线路（金宝线路（110kV110kV）总降总降GISGIS室（室（110kV110kV )总降站主变（总降站主变（110kV/10.5kV)110kV/10.5kV)总降总降10kV10kV高压配高压配（10.5KV)10.5KV)热电发电机热电发电机10.5KV )10.5KV )热电热

10、电10kV10kV高压配高压配(10.5KV)(10.5KV)热电变压器（热电变压器（10.5KV/400V) 10.5KV/400V) 热电低压配（热电低压配（400V) 400V) 用电设备（用电设备（380/220380/220）行灯变压器（行灯变压器（380-220/36/24/12V)380-220/36/24/12V)10KV10KV供电网络系统图供电网络系统图总降站总降站GISGIS室室 110KV 110KV 总降站主变压器总降站主变压器 110/10.5 KV110/10.5 KV总降站总降站10KV10KV高压配高压配热电热电10KV10KV高压配高压配热电热电30MW30

11、MW发电机组发电机组循环水循环水10KV10KV高压配高压配合成尿素合成尿素10KV10KV配配型煤型煤10KV10KV高压配高压配煤气化煤气化10KV10KV高压配高压配热电热电10KV10KV高压配高压配高压异步电机电机高压异步电机电机（二次风机）（二次风机）主厂房低压配主厂房低压配空分低压配空分低压配低压电机低压电机换热机组电控柜换热机组电控柜检修箱检修箱照明箱照明箱380V/220380V/220检修箱检修箱220V220V照明灯具照明灯具36V36V照明灯具照明灯具36V/24V/12V36V/24V/12V检修电源检修电源高压电容器组高压电容器组热电供电系统热电供电系统热电高压配电

12、室分为热电高压配电室分为段公司段公司2 2号高压配电室，热电号高压配电室，热电段段公司公司3 3号配号配电室。电室。热电热电段段高压配电室高压配电室1#1#进线开关和进线开关和2#2#进线开关分别由总变进线开关分别由总变911911、921921开关经开关经3 3（ZR-YJV-8.7/15-3ZR-YJV-8.7/15-3240240）电力电缆供给）电力电缆供给10kV10kV两段母线电两段母线电源源 ，接线方式为母线互为备用。，接线方式为母线互为备用。热电热电段段高压配电室高压配电室1#1#进线和进线和2#2#进线分别由总变进线分别由总变913913、923923开关经开关经3 3（ZR-

13、YJV-8.7/15-3ZR-YJV-8.7/15-3240240）电力电缆供给）电力电缆供给10kV10kV双回电源，接线方式为双回电源，接线方式为进线互为备用进线互为备用 。供电范围：热电主厂房配电室、除尘低压配电室、脱硫低压配电室，供电范围：热电主厂房配电室、除尘低压配电室、脱硫低压配电室，输煤低压配电室，空分低压配电室输煤低压配电室，空分低压配电室 、四转低压配电室、厂前区低压配、四转低压配电室、厂前区低压配电室及高压电动机（空分高压电机、碎煤机、热电片区高压电机）电室及高压电动机（空分高压电机、碎煤机、热电片区高压电机）安全电压安全电压人体电阻：一般在干燥环境中，人体电阻：一般在干燥

14、环境中，人体人体电阻大约在电阻大约在2 2千欧千欧-20-20兆欧范围内；皮肤出汗时，兆欧范围内；皮肤出汗时，约为约为lklk左右；皮肤有伤口时，约为左右；皮肤有伤口时，约为800800左右。左右。人人体触电时，体触电时，皮肤皮肤与与带电体带电体的接触面积的接触面积越大，人体电阻越小。越大，人体电阻越小。 安全电压为：安全电压为：3636V V，安全交流电流为：安全交流电流为：30mA,30mA,安全直流电流为：安全直流电流为：50mA,50mA,4242伏（空载上限小于等于伏（空载上限小于等于5050伏）可供有触电危险的场所使用的伏）可供有触电危险的场所使用的手持式电动工具手持式电动工具等场

15、合下使等场合下使用；用；3636伏（空载上限小于等于伏（空载上限小于等于4343伏），可在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等场合下使用；伏），可在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等场合下使用；2424伏、伏、1212伏、伏、6 6伏（空载上限分别小于或等于伏（空载上限分别小于或等于2929伏、伏、1515伏、伏、8 8伏）三档可供某些人体可能偶伏）三档可供某些人体可能偶然触及然触及带电体带电体的设备选用。的设备选用。在大型锅炉内工作、金属容器内工作或者在发器内工作，为了确保人身安全一定要使用在大型锅炉内工作、金属容器内工作或者在发器内工作，为了确保人身安全一定要使用1212伏或伏或6 6伏伏低

16、压低压行灯。当电气设备采用行灯。当电气设备采用2424伏以上安全电压时，必须采取防止直接接触伏以上安全电压时，必须采取防止直接接触带电体带电体的电压，其电路必须与大地绝缘。的电压，其电路必须与大地绝缘。安全电压是以人体允许电流与人体电阻的乘积为依据而确定的。安全电压是以人体允许电流与人体电阻的乘积为依据而确定的。安全距离安全距离为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带电体，规为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带电体，规定了工作人员离带电体的安全距离；为了保证电气设备在正常运行时不会出现定了工作人员离带电体的安全距离；为了保证电气设备在正常运行时不会出

17、现击穿短路事故，规定了带电体离附近接地物体和不同相带电体之间的最小距离。击穿短路事故，规定了带电体离附近接地物体和不同相带电体之间的最小距离。安全距离主要有以下几方面：安全距离主要有以下几方面：各种不同电压等级的安全距离各种不同电压等级的安全距离工作人员与带电设备间的安全距离工作人员与带电设备间的安全距离鼠笼式绕线式他励、异励、串励、复励电动机的分类异步机同步机交流电动机电动机直流电动机电动机基本知识电动机基本知识三相单相异步电动机的基本结构 按结构分类按结构分类：笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。 绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调

18、速等性能。绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。 异步电动机主要有以下几部分组成:三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 对称三相正弦交流电通入对称三相定子绕组，便形成旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。载流导体在磁场中受到力的作用，并形成转矩，转子便沿着旋转磁场的转向逐步转动起来。旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相。同步转速：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360电流频率为 f Hz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：n1=60f若为若为P对磁极对磁极 n1=60f/PU1V2W1V1W21n

19、U2FFn电动机转速和同步转速的关系电动机转速（额定转速）:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但 异步电动机1nn 无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转距无转子电流转子与旋转磁场间没有相对运动提示：如果1_nn转差率：旋转磁场的同步转速转差率：旋转磁场的同步转速n1与转子转速（电动机转速）与转子转速（电动机转速）n之差，转差与同步转速之差，转差与同步转速n1的比值。的比值。用用S表示：表示： S=n1-n/n1100%三、三相异步电动机的铭牌三、三相异步电动机的铭牌1. 型号 Y 3156 磁极数(极对数 p=3)同步转速1000转/分分）转/( 60_1pfn2. 额定功率： 额

20、定功率指电机额定运行时轴上输出的功率（ P2 ），不等于从电源吸收的功率（ P1 ）。6. 额定转速: 电机轴上的转速（n)。如： n =1440 转/分3 . 额定频率 50HZ4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 。线电压AZBYXC线电压ABCXYZ例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。7. 接法 ： Y/ 接法 Y 接法： ABCZXYABCXYZ 接法：ABCZXYAZBYXCABCXYZ接线盒：电机接线法区别电机接

21、线法区别电机的三角形接法是将各相电机的三角形接法是将各相绕绕组组依次首尾相连，并将每个相依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为连的点引出，作为三相电三相电的三的三个相线。三角形接法时电机相个相线。三角形接法时电机相电压等于线电压；线电流等于电压等于线电压；线电流等于根号根号3 3倍的相电流，三角形接法倍的相电流，三角形接法每个绕组承受的都是每个绕组承受的都是380380伏。伏。 电机的星形接法是将各相电机的星形接法是将各相绕组绕组的一端都接在一点上，而它们的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为的另一端作为引出线，分别为三个相线。星形接时，线电压三个相线。星形接时，线电压是相电压

22、的根号是相电压的根号3 3倍，而线电流倍，而线电流等于相电流。星形接法每个绕等于相电流。星形接法每个绕组承受的是组承受的是220220伏电压伏电压 ，启动电启动电流流较小较小 起动转矩起动转矩只有全压启动只有全压启动的的1/31/3 星形接法由于起输出功率小，星形接法由于起输出功率小，常用于小功率，大扭矩电机，常用于小功率，大扭矩电机，或功率较大的电机起步时候用，或功率较大的电机起步时候用，这样对机器损耗较小这样对机器损耗较小, ,正常工作正常工作后再换用三角形接法。这就是后再换用三角形接法。这就是常常说到的星常常说到的星三角启动。三角启动。 区别：区别：三角形，启动转矩大，电压高，线电流三角

23、形，启动转矩大，电压高，线电流等于根号等于根号3 3倍的相电流，绝缘要求高。倍的相电流，绝缘要求高。防护等级防护等级防爆等级防爆等级防爆等级防爆等级ExdIICT4ExdIICT4意思？意思？ExdIICT4ExdIICT4与与ExdIICT6ExdIICT6那个防爆级别更高？那个防爆级别更高？ExdIICT4ExdIICT4与与ExdIIBT4ExdIIBT4那个防爆级别更高？那个防爆级别更高？电机绝缘等级电机绝缘等级人们根据不同绝缘材料耐受高温的人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了能力对其规定了7 7个允许的最高温个允许的最高温度，按照温度大小排列分别为：度，按照温度大小排列分别为

24、：Y Y、A A、E E、B B、F F、H H和和C C。它们的允许工。它们的允许工作温度分别为：作温度分别为：9090、105105、120120、130130、155155、180180和和180180以上。以上。因此，因此，B B级绝缘说明的是该电机采级绝缘说明的是该电机采用的绝缘耐热温度为用的绝缘耐热温度为130130。使用。使用者在电机工作时应该保证不使发电者在电机工作时应该保证不使发电机绝缘材料超过该温度才能保证发机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。电机正常工作。 绝缘等级为绝缘等级为B B级的绝缘材料，主要级的绝缘材料，主要是由云母、是由云母、石棉石棉、玻璃丝经有机胶、

25、玻璃丝经有机胶胶合或浸渍而成的。常用的胶合或浸渍而成的。常用的B B级绝级绝缘材料有缘材料有PVCPVC玻璃纤维套管玻璃纤维套管( (黄腊管黄腊管) )电机安装方式电机安装方式电缆知识电缆知识电缆系统知识电缆系统知识1.1.电缆分类：高压电缆，低压电缆，控制电缆，屏蔽电缆，耐电缆分类：高压电缆，低压电缆，控制电缆，屏蔽电缆，耐火电缆，阻燃电缆火电缆，阻燃电缆2. 2. 高压：铜芯高压：铜芯-ZR-YJV22-8.7/15-3-ZR-YJV22-8.7/15-3* *300300 铝芯铝芯-ZR-VLV-8.7/15-3-ZR-VLV-8.7/15-3* *70703,3,低压电缆：铜芯低压电缆

26、：铜芯-ZR-YJV22-0.6/1-3-ZR-YJV22-0.6/1-3* *185185 铜芯铜芯-ZR-YJV-0.6/1-3-ZR-YJV-0.6/1-3* *240+2240+2* *120120 铜芯铜芯-ZR-YJV-0.6/1-4-ZR-YJV-0.6/1-4* *10+110+1* *6 6 铝芯铝芯-ZR-VLV-0.6/1-3-ZR-VLV-0.6/1-3* *70+270+2* *35354. 4. 控制电缆：控制电缆：ZR-KYJV-0.45/0.75-7ZR-KYJV-0.45/0.75-7* *1.51.5 ZR-KVV-0.45/0.75-14ZR-KVV-0.

27、45/0.75-14* *1.51.5 ZR-KYJVP-0.45/0.75-4 ZR-KYJVP-0.45/0.75-4* *1.51.5 ZR-KVVP-0.45/0.75-5ZR-KVVP-0.45/0.75-5* *1.51.55.5.屏蔽电缆：屏蔽电缆：ZR-DJYPVP-0.45/0.75-2ZR-DJYPVP-0.45/0.75-2* *2 2* *1.51.5 ZR-DJYPVP-0.45/0.75-1ZR-DJYPVP-0.45/0.75-1* *2 2* *1.01.0 ZR-DJYPVP-0.45/0.75-12 ZR-DJYPVP-0.45/0.75-12* *2 2*

28、 *1.51.56.6.电缆横截面；电缆横截面； 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 7O 95 l20 150 185 240 300 400 l20 150 185 240 300 4007. 7. 电缆外层长期承受最高温度：动力电缆电缆外层长期承受最高温度：动力电缆 9090度度 控制电缆控制电缆 7070度度 ，信号，信号电缆电缆 7070度度 ， 承受最低温度：承受最低温度：-40-40度（固定敷设），非固定敷设（度（固定敷设），非固定敷设（-15-15度）度）电缆名称及标注电缆名称及标注ZR

29、-YJV-0.6/1KV-3ZR-YJV-0.6/1KV-3* *185+2185+2* *9595阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆力电缆组成：导体，包带，绝缘层，外护套，内护组成：导体，包带，绝缘层，外护套，内护套，填充物，套，填充物，一根电缆中共计一根电缆中共计5 5芯线，三芯导体每芯横截面芯线，三芯导体每芯横截面积为积为185mm2,185mm2,两芯导体每芯横截面积为两芯导体每芯横截面积为95mm2,95mm2,ZR-KYJV-0.45/0.75KV-12ZR-KYJV-0.45/0.75KV-12* *1.51.5阻燃型交联聚乙烯绝缘

30、聚氯乙烯护套铜芯控阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯控制电缆制电缆组成：导体，包带，绝缘层，外护套，内护组成：导体，包带，绝缘层，外护套，内护套，填充物，套，填充物，一根电缆中共计一根电缆中共计1212芯线，每芯电缆横截面积芯线，每芯电缆横截面积为为1.5mm21.5mm2ZR-KYJVP-0.45/0.75KV-14ZR-KYJVP-0.45/0.75KV-14* *1.51.5阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽控制电缆编织屏蔽控制电缆组成：导体，包带，绝缘层，屏蔽层，外组成：导体，包带，绝缘层，屏蔽层，外护套，内护套，填充物，护套，内护套，填充物，一根电缆中共计一根