电气工程技术（45个）

电气工程技术（45个）电气工程技术的系统性应用涵盖从基础理论到前沿实践的完整链条。以下按照技术属性和应用场景分类整理80个核心技术要点，每个要点均包含明确的技术参数、实施标准和应用规范。一、基础理论与计算技术①三相功率精确计算。三相有功功率计算公式为P=√3×U×I×cosφ，其中线电压U取380伏时，100安培电流在功率因数0.85条件下可提供约56千瓦有功功率。计算无功功率Q=√3×U×I×sinφ，视在功率S=√3×U×I。实际应用中需根据负载特性选择计算方式，电动机类感性负载必须考虑功率因数补偿。②短路电流周期分量计算。采用标幺值法时，系统基准容量通常取100兆伏安，发电机次暂态电抗标幺值约为0.12-0.2。短路冲击电流ich=2.55×I"，其中I"为次暂态短路电流周期分量有效值。10千伏系统三相短路电流周期分量可达20-25千安，设备动稳定校验必须满足ich≤设备额定峰值耐受电流。③电缆载流量温度修正。标准载流量基于环境温度25摄氏度，实际温度每升高1摄氏度载流量下降约0.5%。当环境温度达到40摄氏度时，交联聚乙烯电缆载流量需乘以0.85修正系数。直埋敷设时土壤热阻系数从1.0升至2.5开·米每瓦，载流量降低15%-20%。④谐波含量评估方法。总谐波畸变率THD=√(∑(Un)²)/U1×100%，其中Un为第n次谐波电压有效值。公共电网谐波电压限值要求THD不超过5%，奇次谐波电压含有率不超过4%。非线性负载容量超过变压器容量15%时，必须配置谐波治理装置，采用无源滤波器时电抗率选择5%-7%可抑制5次、7次谐波。⑤接地电阻计算。垂直接地极接地电阻R=ρ/(2πL)×[ln(8L/d)-1]，其中ρ为土壤电阻率，L为接地极长度，d为直径。水平接地网接地电阻R=0.5×ρ/√S，S为接地网面积。一般要求工作接地电阻不大于4欧姆，重复接地电阻不大于10欧姆。高土壤电阻率地区可采用换土、降阻剂或深井接地，降阻剂用量每米接地极约10-15千克。二、电力系统运行技术⑥变压器经济运行区间。油浸式变压器负载率在40%-60%时效率最高，空载损耗与负载损耗比值为1:3时综合损耗最小。两台变压器并列运行时，应根据负载变化情况适时投切，当负载率低于30%时单台运行更经济。变压器经济运行临界负载系数βjp=√(P0/Pk)，其中P0为空载损耗，Pk为负载损耗。⑦无功补偿容量配置。10千伏配电系统无功补偿容量按变压器容量的20%-30%配置，低压系统按30%-50%配置。采用分级补偿时，集中补偿容量占60%，分散补偿占40%。电容器组投切响应时间应小于60秒，采用晶闸管投切时响应时间可缩短至20毫秒。补偿后功率因数应达到0.95以上，避免过补偿导致电压升高。⑧继电保护整定原则。过电流保护整定值按躲过最大负荷电流计算，可靠系数取1.15-1.25，返回系数取0.85-0.95。瞬时电流速断保护按躲过线路末端最大三相短路电流整定，灵敏系数不小于1.5。定时限过流保护动作时限按阶梯原则整定，相邻保护动作时限级差取0.3-0.5秒。⑨备用电源自动投入。工作电源失压判据为电压低于30%额定电压且持续时间大于0.5秒，备用电源电压应大于85%额定电压。切换时间应小于1.5秒，重要负荷切换时间需控制在0.5秒以内。为防止电压互感器断线误动，需设置有流闭锁元件，闭锁电流整定值为0.2倍额定电流。⑩消弧线圈自动调谐。中性点经消弧线圈接地系统，脱谐度应控制在±10%以内。电容电流测量误差不大于2%，调谐时间小于30秒。残流应小于5安培，确保电弧可靠熄灭。消弧线圈容量选择Q=1.35×Ic×Un/√3，其中Ic为系统电容电流，Un为系统额定电压。三、电机驱动与控制技术⑪变频器V/F控制模式。恒转矩负载保持V/F比值恒定，当频率低于5赫兹时需适当提高电压补偿，转矩提升幅度约为10%-15%。风机水泵类变转矩负载采用平方转矩V/F曲线，节能效果可达30%-40%。载波频率设置1-16千赫兹可调，提高载波频率可降低电机噪声但增加开关损耗，一般4-8千赫兹较为适宜。⑫矢量控制参数辨识。异步电机矢量控制需进行电机参数自整定，包括定子电阻、转子电阻、漏感、互感和空载电流。定子电阻测量误差应小于5%，转子时间常数辨识精度影响转矩控制性能。参数辨识需在电机空载条件下进行，施加电压为额定电压的10%-20%，辨识时间约30-60秒。⑬伺服系统位置环整定。位置环增益Kp设置范围10-100，速度环增益为位置环的5-10倍。位置跟随误差允许值通常设为±1个脉冲当量，最高速度对应误差不超过±5个脉冲。电子齿轮比设置范围1:1至100:1，根据负载惯量调整，惯量比应控制在10倍以内以保证系统稳定。⑭软启动器斜坡时间设置。斜坡启动时间根据负载类型设定，水泵类负载10-30秒，风机类负载20-60秒，输送带类负载5-15秒。启动初始电压设为额定电压的30%-50%，限流倍数设为2-3倍额定电流。软停车时间通常为启动时间的0.5-0.8倍，可有效消除水锤效应。⑮永磁同步电机弱磁控制。基速以上采用弱磁扩速，弱磁倍数可达2-3倍。直轴电流id按负向增大实现去磁，交轴电流iq相应调整保持转矩输出。弱磁控制时功率因数接近1，效率保持在95%以上。最高转速受逆变器输出电压和电机机械强度限制，通常不超过额定转速的3倍。四、配电与保护技术⑯断路器选择性配合。上下级断路器过载保护动作电流比值不小于1.6，短路保护瞬时脱扣电流比值不小于1.4。采用区域选择性联锁技术时，下级断路器发送闭锁信号延迟时间小于10毫秒。框架断路器短延时整定时间0.1-0.4秒可调，与下级塑壳断路器形成时间级差配合。⑰剩余电流保护设置。终端插座回路动作电流30毫安，动作时间小于0.1秒。分支回路动作电流100-300毫安，总进线回路300-500毫安。医疗场所、潮湿环境等特低电压回路采用6毫安保护。每月应进行动作特性试验，模拟接地电阻不大于50欧姆条件下可靠动作。⑱浪涌保护器分级配置。第一级SPD标称放电电流不小于60千安，电压保护水平Up≤2.5千伏，安装在总配电柜。第二级In≥40千安，Up≤1.8千伏，分配电柜安装。第三级In≥20千安，Up≤1.2千伏，设备前端安装。两级SPD间距大于10米，否则需加装退耦电感。⑲电弧故障保护技术。故障电弧电流特征频率集中在2-20千赫兹，保护装置采样频率不低于40千赫兹。串联电弧电流可能低至5安培，保护整定值设为3-5安培。动作判据包括电流上升率di/dt、电弧伏安特性非线性度。动作时间小于0.5秒，可切断95%以上危险电弧。⑳智能框架断路器功能。具备长延时、短延时、瞬时、接地保护四段保护。长延时整定范围0.4-1倍额定电流，短延时0.5-10倍，瞬时5-15倍。测量精度电流0.5级，电压1级。通讯协议支持Modbus或Profibus，可实现遥测、遥信、遥控、遥调四遥功能。五、电缆与布线技术㉑电缆桥架填充率控制。电力电缆填充率不超过40%，控制电缆不超过50%。桥架内电缆总截面积与桥架截面积之比需满足散热要求。多层敷设时上下层间距不小于电缆外径的1.5倍，最上层距盖板保留50-100毫米空间。垂直段电缆需分段固定，每段长度不大于2米。㉒电缆终端制作工艺。10千伏交联电缆终端剥切尺寸：半导电层剥切长度50毫米，绝缘层剥切长度30毫米。应力锥长度按15-20毫米每千伏设计。安装环境湿度应低于70%，温度10-30摄氏度。热缩管加热温度120-150摄氏度，火焰距离50-100毫米，加热时间均匀控制在3-5分钟。㉓矿物绝缘电缆施工。BTTZ电缆弯曲半径不小于6倍电缆外径，施工温度不低于0摄氏度。接头制作采用密封罐结构，氧化镁绝缘粉填充密实度大于95%。接地线采用铜编织带，截面积不小于主线芯的1/3。终端密封胶固化时间24小时，绝缘电阻测试需等待固化完成后进行。㉔预分支电缆安装。分支连接体绝缘电阻应大于200兆欧，工频耐压试验3.5千伏持续5分钟。吊具安装间距不大于5米，固定支架间距不大于2米。分支箱防护等级不低于IP44，内部空间预留20%余量。垂直敷设时每层设置阻火段，采用防火包或防火堵料封堵。㉕电缆防火封堵技术。贯穿防火墙的电缆孔洞采用防火堵料封堵，封堵厚度不小于墙体厚度的80%。有机堵料与无机堵料配合使用，有机堵料占30%，无机堵料占70%。膨胀型防火包叠放紧密，缝隙小于2毫米。封堵后耐火极限不低于墙体本身，通过1小时耐火试验验证。六、照明与节能技术㉖LED驱动电源选择。恒流驱动电流精度±3%，纹波系数小于5%。功率因数校正后PF值大于0.95，总谐波失真THD小于15%。效率要求大于85%，大功率驱动效率应达90%以上。防护等级室内IP20，室外IP65。寿命设计50000小时，电解电容温度105摄氏度规格。㉗智能照明控制系统。采用DALI协议时，单回路可控制64个设备，地址分配0-63。调光范围1%-100%，调光曲线按对数或线性可选。光照度传感器精度±5%，响应时间小于1秒。人体感应距离5-8米，延迟时间30秒-30分钟可调。定时控制精度±1分钟，支持天文时钟功能。㉏照明功率密度限值。普通办公室目标值9瓦每平方米，现行值11瓦每平方米。商店营业厅目标值10瓦每平方米，现行值13瓦每平方米。工业厂房按300勒克斯照度要求，功率密度目标值8瓦每平方米。采用自动调光或分区控制可在此基础上降低20%-30%。㉙无功补偿电容器投切。电容器组投切采用编码式，容量配置按1:2:4:8比例。投切延时时间10-60秒可调，避免频繁投切。电容器回路串联7%电抗率电抗器，抑制5次及以上谐波。投切开关采用晶闸管或复合开关，过零投切涌流小于2倍额定电流。㉚能源管理系统架构。系统采集周期1-60分钟可调，历史数据存储不少于1年。通讯速率9600-115200比特每秒，支持多机通讯。电能计量精度0.5级，有功功率测量误差小于0.5%。系统响应时间小于2秒，同时处理不少于1000个数据点。报表生成时间小于30秒，支持Excel导出。七、接地与防雷技术㉛建筑物防雷分类。预计雷击次数大于0.25次每年为一类防雷，0.05-0.25次每年为二类，小于0.05次每年为三类。接闪器网格尺寸一类不大于5米×5米，二类不大于10米×10米。引下线间距一类不大于12米，二类不大于18米，三类不大于25米。接地电阻一类不大于10欧姆，二类三类不大于30欧姆。㉜避雷针保护范围计算。单支避雷针地面保护半径r=1.5h，其中h为避雷针高度。被保护物高度hx水平面上保护半径rx=(h-hx)×p，当h≤30米时p=1，30-120米时p=5.5/√h。两支避雷针间保护范围按圆弧法确定，最小宽度bx≥0时得到全面保护。㉝电涌保护器接地线。SPD接地线长度应小于0.5米，采用截面积不小于6平方毫米铜线。第一级SPD接地线不小于16平方毫米，第二级不小于10平方毫米。接地线弯曲半径不小于线径的5倍，避免锐角弯折。连接处接触电阻小于0.1欧姆，采用压接或焊接方式。㉞等电位联结技术。总等电位联结线采用40毫米×4毫米扁钢或25平方毫米铜线。局部等电位联结线不小于6平方毫米铜线。联结电阻不大于3欧姆，采用直流双臂电桥测量。卫生间等电位联结包括金属给排水管、浴盆、暖气片等，联结点不少于5处。㉟防静电接地要求。防静电接地电阻不大于100欧姆，易燃易爆场所不大于10欧姆。静电泄漏电阻在10⁶-10⁹欧姆之间。接地线采用截面积不小于2.5平方毫米多股铜线。设备接地连接点不少于2处，采用M6以上螺栓紧固，接触面处理光滑并涂导电膏。八、自动化控制技术㊱PLC扫描周期优化。典型扫描周期10-100毫秒，输入采样占20%，程序执行占60%，输出刷新占20%。采用中断处理紧急任务，中断响应时间小于1毫秒。程序结构采用模块化设计，每个模块代码行数不超过200行。定时器精度±1毫秒，计数器范围0-9999。㊲DCS系统冗余配置。控制器冗余切换时间小于50毫秒，切换过程无扰动。电源冗余采用双路供电，切换时间小于5毫秒。通讯网络冗余采用双网热备，切换时间小于100毫秒。I/O模块冗余配置时，故障模块更换时间小于5分钟，系统不停车。㊳PID参数整定方法。温度控制系统采用PI控制，比例带50%-200%，积分时间3-10分钟。流量控制系统采用PI控制，比例带100%-300%，积分时间0.1-1分钟。压力控制系统采用PID控制，比例带50%-150%，积分时间0.5-3分钟，微分时间0.1-0.5分钟。采用临界比例度法整定时，临界振荡周期测量误差小于5%。㊴变频器通讯控制。采用ModbusRTU协议时，波特率9600-19200比特每秒，数据位8位，停止位1位，偶校验。通讯响应时间小于20毫秒，超时时间设置100-200毫秒。寄存器地址按功能分区，控制字占1个寄存器，状态字占1个寄存器，设定值占2个寄存器。通讯中断后重连尝试3次，间隔5秒。㊵人机界面设计规范。主画面显示关键参数不少于5个，刷新周期1秒。操作按钮尺寸不小于20毫米×20毫米，间距不小于5毫米。报警信息按严重程度分三级，红色表示紧急，黄色表示重要，蓝色表示一般。历史趋势曲线存储点数不少于1000点，时间跨度可选1分钟至1年。九、新能源与储能技术㊶光伏发电系统配置。光伏组件串联数根据逆变器M