电气设计基础

1、电气设计基础 CCK电气工程技术部 杨晓群,目录,常用电气术语 常用电气图形符号和文字符号 常用电器元件的作用和参数,1、常用电气术语,国家根据国民经济发展的需要，技术经济的合理性，以及电机电器制造工业的水平，由国家标准GB156-2003规定了电力系统和电气设备的额定电压，电气设备在额定电压下工作具有最大经济效果和使用寿命。额定电压用Ue表示分为： 1）系统电压, 分为： a)标称系统电压-系统设计选定的电压 b)系统最高或最低电压在正常运行条件下，在系统的任何时间和任何点上出现的电压最高或最低值。 2）供电电压：供电端相对相（线电压）或相对中性导体的电压（相电压） 3）用电电压：在设备的电

2、源插座上或端子上的相对相或相对中性导体的电压,4）（设备的）额定电压：通常由制造厂家确定，用以规定元件，器件或设备的工作条件的电压。 对设备的电压来说，又分为额定工作电压/额定绝缘电压/额定冲击电压等，其中： a).额定工作电压：在规定的条件下，保证电器正常工作的电压 b）额定绝缘电压：在规定的条件下，用来度量电器及其部件的不同电位部份的绝缘强度，电气间隙和爬电距离的名义电压值，除另有规定，此为电器的最大额定工作电压。 5)国标GB156-2003规定了不同系统和设备的标准电压值，标准电压的的规格如下：,a）：2001000V之间交流系统和相关设备的标称电压（三相四线或三相三相线系统）：220

3、/380V；380/660V，1000（1140V，仅限于煤矿井下用）。 b):1kv以上至35KV的交流三相系统及相关设备的标称电压：3(3.6),6(7.2),10(12),20(24),35(40.5) c):35kv 以上至220KV的交流三相系统及相关设备的标称电压：66（72.5),110(126),220(252),电气设备的额定量中，除上述额定电压还有额定电流，各种开关设备以额定电流作为主要参数，用符号Ie 表示。额定电流的数值分级必须符合国家标准规定的优先数和优先数系列，在电工中常用 为分比的优先数系列。用符号R10表示 。国标GB/T762-2002规定了以下电流额定值，对

4、任何电气设备，电流额值应从以下规格中选用:1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8,10,12.5,20,25,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250,1600,2000,2500,3150,4000,5000,6300,系统频率：频率过高或过低，要影响电钟的准确性，工厂产品的质量和产量，因此国家根据各种行业的特点及特殊要求，规定了各种额定频率。国标GB/T1980 规定有以下规格:50(60),100,150,200,250,300,400,500,600.等，在我国，对电力供

5、电系统及设备，额定频率为50HZ。 短路电流:短路就是相与相之间的绝缘破坏，通过较小阻抗非正常地接地（也就是电路发生了故障）。由于电路中的故障或连接错误造成的短路而引起的过电流叫短路电流.,短时耐受电流:在规定的使用和性能条件下,电路或在闭合位置上的开关电器所能承受的电流峰值。 短路分断能力:在规定的电压条件下能够分断的短路电流值.分为: 1) 极限短路分断能力Icu 。2). 运行短路分断能力Ics。运行短路分断能力是制造厂按额定工作电压规定断路器在一定条件下应能分断的运行短路分断能力值，它可用Icu的百分数表示（例如： Ics=25% I cu） Ics和Icu之间的标准比值有：0.25,

6、0.5,0.75Icu或Ics=Icu.,电气间隙:电器中具有电位差的相邻两导体间,通过空气的最短直线距离。 爬电距离：电器中具有电位差的相邻两导体间，沿绝缘体表面的最短距离。 机械寿命：机械开关电器在需要修理或更换前所能承受的无载操作循环次数。 电气寿命：在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换零件的负载操作循环。,2.常用电气图形符号和文字符号,根据国家标准：GB4728和行业标准:JBT 5872-1991规定，常用电器元件图形符号和文字符号如下： 2.1 电流,电压种类 交 流: 直 流: - 中性线: N 淡蓝色 交流系统电源第一相: L1 黄色 交流系统电源第二相: L

7、2 绿色 交流系统电源第三相: L3 红色,保护线，保护接地: PE 黄绿双色 保护和中性线共用线：PEN 2.2 一次回路 断路器： QF 接触器： KM 热继电器：KT,电 流 互 感 器： TA 单相电压互感器: TV 三相电压互感器: TV,熔 断 器: FU 熔断器式开关:QFU 隔 离 开 关: QS,电抗器/扼流圈: L 负 荷 开 关 : QL 避 雷 器: F 电 容 器 : C,电动机起动器: ST 接地开关：QE 插头和插座：X(XP,XS),1.3 二次回路 指示/记录/积算仪表:P/PS/P 电压/电流表:PV/PA 无功功率表:PWR 功率因数表:PFP,功 率 表

8、: PW 电度表/无功电度表: PJ/PJR 灯,信号灯:RD红,GN绿,WH白 YE黄,BU蓝 按 钮 : SB,旋钮开关/旋转开关:SBT 中间继电器:K 控制开关/转换开关/选择开关:SA 时间继电器：KT 端子/接线座：X 行程开关/极限开关：SL,3、常用电器元件的作用、技术参数,断路器：能关合，承载，开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合，承载，开断规定的过载电流（含短路电流）的开关设备，按不同的系统电压等级可分为低压，中压等断路器，低压断路器按结构形式可分为：万能式（框架式）/塑壳式；中压断路器按灭弧介质不同可分为：油断路器，真空断路器，六氟化硫断路器等。公司常用中低压断路器

9、主要有： 1)低压 ：万能式（框架式）/塑壳式； 2)中压 : 真空断路器,（一）真空断路器: 1）基本参数：额定电压Ue/额定电流Ie/额定频率/额定开断电流/额定关合电流/额定短时耐受电流/额定峰值耐受电流。 2)额定电压Ue决定断路器各部份的绝缘距离，在很大程度上决定了断路器的外形尺寸；额定电流Ie指断路器长期通过的最大工作电流，决定了断路器导电部份和触头的尺寸和结构 （二）低压断路器： 1）断路器的额定电流,是断路器的额定持续电流，也就是过电流脱扣器的额定电流。 2）断路器的壳架等级电流,是断路器所能装的最大过电流脱和器的额定电流。,隔离开关： 1） 在它断开的动静触头间造成明显可靠的

10、绝缘间隙。不具备接通或断开负载电流和短路电流的能力（没有专门的灭弧装置） 2）隔离开关操作原则： a.接通电路时：先合母线则，再合线路侧，最后合断路器，电路接通； b.分断电路时：先断断路器，再依次打开线路侧和母线侧隔离开关；电路断开。 3）作用：用于隔离电源/保护操作/切断某些规定的非负荷的小电流电路,负荷开关：用来开断和关合负载电流，规定的过载电流，变压器空载电流等，设有灭弧装置，但灭弧能力不强，不能开断短路电流，可与熔断器配合（熔断器作短路保护），构成经济的能开断负载电流和短路电流的设备。 电流互感器： 1）将高压电路听电流或低压电路的一次大电流变为低压二次小电流，以接入仪表或继电器，二

11、次电流额定值为5A或1A，这样便于仪表或继电器等就可以小型化和标准化，同时将仪表与高压电路隔离，保证测量的安全。一次绕组串接于要测量的电流回路中。,2）电流互感器的外壳和二次绕组的一端必须接地，二次绕组的一端必须接地防止一次绕组的绝缘损坏时，高电压使二次组有绝缘损坏，危及人身和其它二次设备的安全。 3）二次绕组不允许开路和加装熔断器。二次绕组开路时，二次电流和二次去磁势为零，则一次电流全部用于励磁，使铁芯极度饱和，损耗增加，磁通改变方向时，在开口的二次线圈上感应出高电压，危及人身和二次设备的安全。 4）电流互感器的额定一次电流有：1，5，10，15，20，30，40，50，60，75，100，

12、150，200，300，大于300时，其数值与R10优先数列相同。 5）电流互感器的准确级根据其变化误差命名，误差与一次电流，二次负载等使用条件有关。电流互感器的用途不同，准确级要求也不同，具体分为： a. 测量用准确级：0。1，0。2，0。5，1，3，5 共6级。 b.保护用准确级：5P，10P（P表示保护） 共2级,电压互感器： 1）并接于电路当中，将高电压或低电压变成测量仪表使用的标准电压。将仪表，仪器与高电压隔离，同时与仪表，仪器相连的二次绕组接地，保证测时的安全。 2）高压电压互感器一次一般经隔离开关+熔断器接入电网，低压互感器一次一般只经熔断器接入电网。熔断器在电压互感器本身或引上

13、线故障时自动切除故障。为防止电压互感器的二次侧过负载或短路，二次侧应装低压熔断器。 3）电压互感器的二次侧必须接地，原理同电流互感器。 4）电压互感器的额定一次电压： a.三相或单相相间连接时为安装处的系统额定线电压 b.单相相与地之间时为安装处的系统额定线电压的,5）电压互感器的额定二次电压： a. 对上述4）a情况时，二次额定电压为100V。 b. 对上述4）b情况时，二次额定电压为 6）开口三角形侧电压： a.中性点有效接地系统中：100V b.中性点非有效接地系统中：100/3V 7）电压互感器的准确级： a.测量用：0。1，0。2，0。5，1，3. b.保护用：3P,6P,开关(机械开关):正常工作及过载情况下接通,承载和分断电流,能在规定的时间内承载一定的短路电流,但不具有分断短路电流的能力. 接触器:是控制电器,主要用于频繁接通和断开正常工作电的交流主电路,没有灭弧装置,不能断开短路电流,只能分断过载电流.故它的前侧需要串接熔断器或断路器作短路保护.发生短路时 热继电器:串接在主回路中起过载保护作用.电路过载时自动