電氣基本知識劉學(xué)芹

湖南石化職院劉學(xué)芹2014.10電氣基本知識2014年長嶺分公司設(shè)備技術(shù)人員培訓(xùn)班一、電路的基本知識

學(xué)習(xí)內(nèi)容提綱二、常用的電氣設(shè)備一、電路的基本知識1、電路的組成在煉油現(xiàn)場有很多電氣設(shè)備，如電動機、控制柜等，為了掌握用電設(shè)備的工作情況采取了一種分析方式—電路。因而電路是為了某種需要由電工設(shè)備或電路元件按一定方式組合而成的路徑。

電路的組成：三部分電源或信號源：向電路提供電能或信號的電器元件。它是將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，或提供電能的裝置。例如：發(fā)電機、干電池等。負載：用電設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)換成非電能的裝置，或消耗電能的裝置。例如：電動機、電爐、燈具等。中間環(huán)節(jié)：連接電源和負載的部分，起傳輸和分配電能的作用。例如：輸電線路、開關(guān)、控制器等。

電路圖為了便于分析電路,一般要將實際電路模型化，由一些理想電路元件所組成的電路就是電路模型。根據(jù)國家標準繪制的電路模型圖稱為電路圖。常用理想元件用電氣符號：電阻電容電源電感變頻器控制電路2、電路中的基本物理量如圖，在煉油現(xiàn)場用電設(shè)備的控制柜上有很多標有“A”或“V”等字母的儀表，它們顯示設(shè)備工作的電流、電壓等。這是因為電路分析的基本物理量是電流、電壓等參數(shù)。EIRU+_+_手電筒電路中的基本物理量

流經(jīng)燈泡的電流

I

燈泡兩端的電壓U電燈泡R消耗的電能為用電器的功率P

電路中a點的電位

VaaK3、分類：直流電及交流電在分析電路時不僅要考慮參數(shù)的大小，也要考慮其方向。以電流參數(shù)為例：直流電流：方向不隨時間改變的電流；直流電路：電壓、電流不隨時間變化的電路。正弦交流電：

大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓、電流稱為交流電壓、交流電流。

我們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中使用的交流電都是按正弦規(guī)律變化的交流電。

不按正弦規(guī)律變化的交流電。

正弦波三角波矩形波3、分類：直流電及交流電我國電力工業(yè)的標準頻率稱為“工頻”，規(guī)定為50Hz，其周期為0.02s，少數(shù)國家（如美國、日本）的工頻為60Hz。正弦交流電的表示方法波形法

我們的家用電器和交流電器設(shè)備的產(chǎn)品銘牌標示的額定電壓和額定電流指的都是有效值。使用交流電流表、電壓表所測出的數(shù)據(jù)也多是有效值。例如“220V，40W”的白熾燈，其額定電壓的有效值為220V。一般不加說明，交流電的大小皆指它的有效值而言。

我們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┬〕ＷR你知道嗎？相電壓：相線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓。線電壓：相線與相線間的電壓。用三相交流電路的知識從U、V、W

引出的三根導(dǎo)線稱為相線或端線（俗稱火線）。從N

引出的導(dǎo)線稱為中性線（俗稱零線）。表示用表示或三相交流電路的知識三相電源星形聯(lián)結(jié)可以同時提供相電壓和線電壓，三角形聯(lián)結(jié)由于不能引出中性線，只能提供線電壓。有中性線的三相電源系統(tǒng)稱為三相四線制電路，無中性線的則稱為三相三線制電路。三相四線制電路三相三線制電路

煉油裝置經(jīng)常用的380V和220V電壓，來自于我國低壓配電系統(tǒng)，380V是線電壓，220V是相電壓。三相交流電路的知識家用電器、化驗儀器的供電電源大多使用220V。三相交流電路的知識生產(chǎn)現(xiàn)場的用電設(shè)備如電動機大多使用380V、6KV、10KV等。二、常用的用電設(shè)備

電子手表用氧化銀電池電壓是1.5VMP3

電池電壓約為3V1、直流電源電池：直流電路中非常重要的電源，是將化學(xué)能和光能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。

萬用表電池電壓為9V數(shù)碼相機電池電壓為4.2V～9V工業(yè)用蓄電池組蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成直流電能的設(shè)備。工業(yè)用蓄電池一般有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。在煉油裝置中主要用于儀器儀表電源，UPS不間斷電源裝置的供電以及機車起動等。鉛酸蓄電池

堿性蓄電池（1）EPS電源2、直流系統(tǒng)

EPS電源又稱EPS、EPS應(yīng)急電源、消防應(yīng)急電源，是為了電力保障和消防安全而采用的一種應(yīng)急電源。它主要由輸入輸出單元、充電模塊、電池組、逆變器、監(jiān)控器、輸出切換裝置等部分組成。廣泛應(yīng)用于節(jié)能供電、照明、電力、工礦企業(yè)、消防電梯等。

EPS電源工作原理：

在市電正常時，由市電經(jīng)過輸出切換裝置給重要負荷供電，同時充電器為蓄電池進行充電；當(dāng)市電斷電后或電壓超出供電范圍，控制器啟動逆變器，同時輸出切換裝置將市電供電狀態(tài)立即切換到逆變器供電，為負荷設(shè)備提供應(yīng)急供電；當(dāng)市電恢復(fù)時，應(yīng)急電源將恢復(fù)為市電供電。

（2）UPS電源

UPS電源稱為不間斷電源，是英文“不間斷”單詞字母的縮寫。

當(dāng)正常交流供電中斷時，將蓄電池輸出的直流電變換成交流持續(xù)供電的電源設(shè)備，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。UPS電源UPS主機柜UPS主機柜UPS電源備用電源電池開關(guān)整流器檢修旁路輸出開關(guān)（2）UPS電源根據(jù)UPS電源的特點，一般用于向煉油裝置儀表、DCS和ESD系統(tǒng)及一些重要的負荷(包括重要的電機等)提供可靠的電源。這是因為煉油生產(chǎn)具有易燃、易爆、連續(xù)生產(chǎn)的特點，當(dāng)交流電源中斷時，為了使煉油裝置安全平穩(wěn)的停下來，儀表控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)閥等重要負荷還需繼續(xù)正常工作，在這種情況下，就必須使用UPS電源向這些重要負荷供電。目前煉油裝置的儀表電源大都配罝了UPS電源設(shè)備。3、電機直流發(fā)電機直流電動機直流電機同步電機同步發(fā)電機同步電動機異步發(fā)電機異步電動機交流電機異步電機電機控制電機變壓器（屬交流電機的一種，靜止不動）3.1交流發(fā)電機三相正弦交流電是由三相交流發(fā)電機組產(chǎn)生長嶺公司動力廠發(fā)電設(shè)備發(fā)電機的轉(zhuǎn)子為一磁鐵，上有勵磁繞組，當(dāng)它以勻角速度旋轉(zhuǎn)時，每一個定子線圈（電樞）都會產(chǎn)生交變電動勢。三個線圈產(chǎn)生的交變電動勢的幅值和頻率都相同，位相彼此差120°。3.2交流電動機

交流電動機是將交流電能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備，根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電機定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系，又可分為同步電動機和異步電動機兩種。

交流電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、運行可靠和價格低廉等優(yōu)點，是煉油生產(chǎn)裝置最主要的動力設(shè)備，廣泛地應(yīng)用在煉油企業(yè)中的在常減壓、重整催化、氣體分餾、氣體儲運、油品儲運、鍋爐、加熱爐風(fēng)機、水泵等裝置上。

三相交流異步電動機的構(gòu)造定子定子鐵心定子繞組機座++=轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組軸承++=AYCBZX(?)電流出()電流入三相交流異步電動機的工作原理三相異步電動機轉(zhuǎn)動的基本工作原理是：1、當(dāng)電機定子三相對稱繞組接通三相電源后，三相對稱電流在定子內(nèi)的空間便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；3、在此感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)就有電流通過，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中會受到電磁力的作用，這些電磁力對轉(zhuǎn)軸形成電磁力矩，驅(qū)使電動機轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。在三相異步電動機的外殼上固定有一塊牌子，稱為銘牌。上面注明了該臺電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，稱為額定值，為電動機的選擇、安裝、使用和維修提供重要依據(jù)。三相交流異步電動機銘牌三相異步電動機的銘牌要正確使用電動機，必須要看懂銘牌。今以Y132M-4型電動機為例，來說明銘牌上各個數(shù)據(jù)的意義。三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V電流15.4A接法△轉(zhuǎn)速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)年月編號××電機廠此外，還有功率因數(shù)0.85，效率87%。鼠籠式防爆電動機

全封閉鼠籠型防爆三相異步電動機具有節(jié)能、安全、美觀等特點。

隨著石化企業(yè)發(fā)展日趨裝置大型化、運行連續(xù)化，要求系統(tǒng)運行實現(xiàn)長周期、免維修或少維修。因此，防爆電機就成為保證上述要求的關(guān)鍵設(shè)備。防爆型三相異步電動機適用于有爆炸性氣體混合物存在的場所，特別適用于工廠類A級、B級電氣設(shè)備，溫度組分別為T1、T2、T3、T4、T5、T6組爆炸性混合物存在的環(huán)境。煉油生產(chǎn)裝置屬于爆炸危險場所。在煉油生產(chǎn)裝置中采用了許多防爆用電設(shè)備，將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標志和防爆形式。煉油裝置常見的電動機控制線路電氣開關(guān)

三相交流異步電動機常見故障的判斷及處理

電動機在日常的運行過程中若使用或維護不當(dāng)，常會發(fā)生一些故障，如電動機加電后不能起動，轉(zhuǎn)速過快、過慢，電動機在運行過程中溫升過高，有異常的響聲和振動，電動機繞組冒煙、燒焦等。三相異步電動機的故障一般可分為機械和電氣兩部分。機械故障包括軸承、風(fēng)扇葉、機殼、聯(lián)軸器、端蓋、軸承蓋、轉(zhuǎn)軸等。電氣故障包括各種類型的開關(guān)、按鈕、熔斷器、電刷、定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組及起動設(shè)備等。其中電氣故障占總故障的2/3，機械占總故障的1/3。三相異步電機故障分類三相異步電機故障電氣方面故障機械方面故障絕緣損壞導(dǎo)體及回路接觸不良定子繞組的短路斷路和接線錯誤軸承的松動變形機座松動磨損端蓋和鐵心的變形及斷裂

檢查方法（1）聽聲音檢查有聽棒（銅棒）接觸軸承盒，若聽到?jīng)_擊聲，就表示可能有一只或幾只滾珠扎碎；如果聽到有咝咝聲，就表示軸承的潤滑油不足。（2）手動檢查（斷電）

①用手握住電動機的轉(zhuǎn)軸，用力上下晃動，如下左圖所示，若發(fā)現(xiàn)有松動現(xiàn)象，超過定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的正常間隙，則說明軸承已損壞。②用手指捏住軸承得外圈，沿著軸向的方向晃動數(shù)次，若晃動過大，則說明軸承間隙過大。③將已拆卸并清洗過的軸承用手握緊，用力搖動，如下右圖所示，若滾珠在內(nèi)外圈之間有明顯的撞擊聲，則說明軸承間隙過大。（3）溫度檢查對一臺正在運行的電動機，用溫度計測量軸承的溫度，若滾動軸承的溫度超過60℃、滑動軸承的溫度超過45℃，則說明軸承發(fā)熱嚴重，有故障。（4）測量檢查用塞尺測量滑動軸承軸頸與襯套之間的間隙，若超過規(guī)定值，說明軸承已損壞。常見電氣故障電動機常見的電氣故障1、繞組受潮、絕緣電阻偏低2、繞組接地故障3、繞組短路故障4、繞組斷路故障5、繞組接錯故障6、極相組嵌反或接反7、繞組首尾端接錯繞組故障檢修1、繞組受潮、絕緣電阻偏低電動機長期停用或貯存，受周圍的潮濕空氣、雨水、腐蝕性氣體及油污等侵入，使繞組表面吸附一層導(dǎo)電物質(zhì)，導(dǎo)致絕緣電阻降低原因：修理方法：干燥處理，然后進行一次侵漆和烘干繞組故障檢修2、繞組接地故障把各相繞組的線端連接片拆開，逐相檢查是否有接地處，用測電筆通電電動機外殼，如果測電筆的氖燈發(fā)亮，則說明繞組有接地處檢測方法：修理方法：將繞組包扎好，涂上絕緣漆烘干接地處發(fā)生在兩頭碰觸端蓋，則可用絕緣物襯在端蓋上更換部分接地繞組繞組故障檢修3、繞組短路故障檢測方法：觀察法：仔細觀察繞組有無燒壞的痕跡和有無濃厚的焦味測量法：用電壓表測量每個極向繞組兩端的電壓，如讀數(shù)較小，則說明有短路線圈存在電阻法：用電橋或萬用表分別測量各相繞組的直流電阻，電阻值小的為短路相將短路處絕緣重新處理將短路線圈廢棄跨接重新更換繞組修理方法：繞組故障檢修4、繞組斷路故障檢測方法：用萬用表的電阻檔，表筆分別接觸電動機引線端子板上三相繞組，即可查出短路繞組的斷路相修理方法：如發(fā)生在定子槽外部的導(dǎo)線接頭處，將導(dǎo)線重新接好焊牢如發(fā)生在定子槽內(nèi)，需把線圈拆除，重新繞制4、現(xiàn)場操作柱運行指示燈，綠色表示運行，紅色表示停止轉(zhuǎn)換開并或控制開關(guān)，上標有“起動”，“停止”，“鎖?！庇糜诳刂齐妱訖C運行和停止4、現(xiàn)場操作柱運行指示燈，綠色表示運行，紅色表示停止作用有三個：一是指示電氣設(shè)備的運行與停止狀態(tài)；二是監(jiān)視控制電路的電源是否正常；三是利用紅燈監(jiān)視跳閘回路是否正常，用綠燈監(jiān)視合閘回路是否正常。本裝置中指示燈用于顯示電動機工作狀態(tài)，監(jiān)視電動機的開、停機和運行。

5、控制箱（柜）轉(zhuǎn)換開關(guān)控制按鈕指示燈

除了現(xiàn)場操作柱外，煉油生產(chǎn)裝置也使用了較多的電氣控制柜，如圖7.5所示。電氣控制柜是煉油裝置電氣設(shè)備控制電路系統(tǒng)的操作中心，上有電氣設(shè)備正常工作的轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕、指示燈等。6、交流變壓器

6.1作用三相電力變壓