电工基本知识.ppt

1、电工基本知识,王振东,电工基本知识,一、电路基本构成 二、电源的基本常识 三、电力系统 四、保护接地与保护接零 五、接触控制 六、自动控制简介,电路的三种状态,交流电源与直流电源,4.1 正弦交流电的基本概念,随时间呈正弦规律变化的量。,正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换 便于运算； 有利于电器设备的运行； . . . . .,正弦交流电：,正弦交流电路：,由正弦交流电组成的电路。,一、正弦交流电压、电流、电动势,1、用波形表示,+,_,正半周,负半周,2、用三角函数表示,其中：,Im、Um、Em称为最大值（峰值、幅值）,称为角频率,称为初相位角,二、频率、周期、角频率,周期T：变化一周

2、所需的时间（s）,角频率：每秒钟转过的弧度,（rad/s）,频率f：正弦量每秒钟变化的次数,（Hz）,（反映正弦量变化快慢的要素）,三、交流电幅值、瞬时值与有效值,若正弦交流电流i通过一个电阻R,在一个周期内产生的热量与某一直流电流I在相同时间内产生的热量相等的话，则I定义为i的有效值。,用Im、Um、Em表示,则有,交流,直流,同理：,1、最大值：,2、瞬时值：,用u、i、e表示,3、有效值：,对应某一时刻的值,反映正弦量做功效果的物理量,用U、I、E表示,四、交流电的相位角、初相位角与相位差,1、相位角：,注意： 交流电压、电流表测量数据为有效值,交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值,表

3、示曲线上一点到正弦量0点的夹角,2、初相位角：,等于正弦量在t =0时刻的相位角。,表示坐标0点与正弦量0点之间的夹角,两同频率的正弦量之间的初相位之差。,3、相位差 ：,在两磁极中间，放一个线圈。,根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由AX。,合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。,5.1 三相交流电,一、三相交流电,单相交流电动势的产生,1、三相交流电的产生,三相电压的产生,工作原理：动磁生电,: 直流励磁的电磁铁,外力带动 转子以 的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。,2、三相电压表示式,最大值相等 频率相同 相位互差120,三个正弦交

4、流电压的特征：,（1）瞬时表达式,三相交流电到达正最大值(或相应零值)的顺序称为相序。,（2）相量表示式及相量图,？,0,1、三相电源的星形联结,在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,端线与中性线间的电压,端线与端线间的电压,Up,Ul,这种接法称为三相四线制,二. 三相电源的接法,相电压：,线电压：,端线,端线,(2) 线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,30,A,X,Y,Z,N,B,C,+,+,同理：,2. 三相电源的三角形联结,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为,5.2 负载星形联结的三相电路,不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载,

5、ZA=ZB= ZC 如三相电动机,1. 三相负载,只需一相电源供电 如照明负载、家用电器,需三相电源同时供电 如三相电动机等,三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,负载的两种接法:,2. 负载星形联结的三相电路,流过端线的电流,流过每相负载的电流,(1) 联结形式,N 电源中性点,N负载中性点,中线电流：,相电流：,线电流：,(2) 负载Y联结三相电路的计算,负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算,线电流、相电流计算通式：,*负载两端的电压等于电源的相电压,负载对称时,问题及讨论,答：Y形连接，三相负载完全对称

6、时，零线可以取消。 称为三相三线制。,结论,(1)不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称.,(2)中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。,(3)照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式.,负载Y形接法,对称负载时：,1. 联结形式,5.3 负载三角形联结的三相电路,线电流: 流过端线的电流,相电流: 流过每相负载的电流,(1) 负载相电压=电源线电压,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称, 即,2. 分析计算,UAB=UBC=UCA=Ul,(2) 相电流,线电流不等于相电流,负载对称时, 相电流对称即各相电 流有效值相等，相位互差120,

7、三相负载的联接原则,负载的额定电压 = 电源的线电压,负载的额定电压 = 电源线电压,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。,5.4 三相功率,无论负载为 Y 或联结，每相有功功率都应为 Pp= Up Ip cosp,对称负载 联结时：,同理,对称负载Y联结时：,相电压与相 电流的相位差,当负载对称时：P = 3Up Ipcosp,所以,UP、IP代表负载上的相电压和相电流,三相交流电路的小结（1）-三相电源,三相四线制,三相交流电路的小结(2)-三相负载,星形负载,三角形

8、负载,三相交流电路的小结(3)-三相电路计算,负载形接法,对称负载时：,各相电压、电流单独计算。,负载不对称时：,负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。 求电表读数时，可只算有效值，不算相位。,三相电路的计算要特别注意相位问题。,负载Y形接法,对称负载时：,三相交流电路的小结(4)-三相功率计算,有功功率：,无功功率：,视在功率：,在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：,根据功率粗略计算电流和选择导线线径,1.单相电（220V）：电功率瓦数除以200 2.三相电（380V）：电功率千瓦数乘以2 3.铜线（小于25平方）：每平方按6A计算 4.铝线（小于25平方）：每平方按3A计算 5.相同电流选铝线比铜线搞一个规格,电力系统,TN系统,保护接地与保护接零原理,保护接地与保护接零原理上本质不同,一、依导线颜色标志电路时 1. 黑色：装置和设备的内部布线。 2 .棕色：直流电路的正极。 3. 红色：三相电路和C相； 4.黄色：三相电路的