電氣操作基本知識(shí)培訓(xùn)

1、電氣操作基本知識(shí),倪勝民,目錄,一.安全用電的基本常識(shí),二.常用控制回路及低壓電器介紹,三.電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),一.安全用電的基本常識(shí),1.1供電配電系統(tǒng) 電能由發(fā)電廠產(chǎn)生，通過輸電線輸送，最后分配給各個(gè)生產(chǎn)單位及其他用戶，這就構(gòu)成了發(fā)電、輸電、和配電的完整系統(tǒng)。 發(fā)電廠按照所利用的能源種類可分為水力、火力、風(fēng)力、核子能、太陽能、沼氣等幾種?，F(xiàn)在世界各國建造的最多的，主要是水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠。我國主要利用火力發(fā)電。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定輸電的額定電壓為35KV、110KV、220KV、330KV、500KV等。我公司總降壓站進(jìn)線電壓為35KV，由永樂站供電。保安電為10KV。,在工業(yè)企業(yè)中，用電設(shè)備

2、直接使用的電源，分為高壓和低壓電源。我廠五大風(fēng)機(jī)及兩磨都是6KV高壓電機(jī)。但絕大多數(shù)屬于低壓電源，一般是線電壓為380V、中性點(diǎn)接地的三相電源。動(dòng)力負(fù)載一般是對(duì)稱三項(xiàng)負(fù)載，采用三相三線制（低壓電機(jī)）；照明等單項(xiàng)負(fù)載負(fù)載雖在連接時(shí)盡量分配在三相上，但很難做到時(shí)時(shí)對(duì)稱，因此一般采用三相四線制。電源設(shè)備的額定電壓一般比用電設(shè)備的額定電壓高5%，以補(bǔ)償部分線路電壓降。例如，用電設(shè)備電機(jī)的額定電壓為380V，而變壓器的額定輸出電壓則為400V。,1.2電工常用工具,電工工具是電氣操作的基本工具。 常用工具包括： 萬用表、大一字螺絲刀、小一字螺絲刀、大十字螺絲刀、小十字螺絲刀、鋼絲鉗、尖嘴鉗、偏口鉗、扳手

3、、壁紙刀、絕緣膠帶。 其他工具： 兆歐表、接地?fù)u表、雙臂電橋、壓線鉗、剝線鉗、網(wǎng)線鉗、驗(yàn)電器、電烙鐵、吸錫器等。,1.3安全用電,1.3.1電流對(duì)人體的傷害 電擊對(duì)人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時(shí)間長短。電流強(qiáng)度越大，致命危險(xiǎn)越大；持續(xù)時(shí)間越長，死亡的可能性越大。以工頻電流為例，當(dāng)1毫安左右的電流通過人體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生麻刺等不舒服的感覺；1030毫安的電流通過人體，會(huì)產(chǎn)生麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高、呼吸困難等癥狀，但通常不致有生命危險(xiǎn)；電流達(dá)到50毫安以上，就會(huì)引起心室顫動(dòng)而有生命危險(xiǎn)；100毫安以上的電流，足以致人于死地。在有防止觸電保護(hù)裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可

4、按30mA考慮。,1.3.2電擊傷害程度與通電時(shí)間的關(guān)系 電流通過人體的持續(xù)時(shí)間是影響電擊傷害程度的重要因素。人體通過電流時(shí)間越長，人體電阻就會(huì)下降，流過的電流就會(huì)越大，后果就越嚴(yán)重。另一方面，人的心臟每收縮、擴(kuò)張一次，中間約有0.1秒的間歇，這0.1秒對(duì)電流最敏感。如果電流在這一瞬間通過心臟，即使電流很?。泓c(diǎn)幾毫安）也會(huì)引起心臟震顫；如果電流不在這一瞬間通過心臟，即使電流較大，也不會(huì)引起心臟麻痹。由此可知，如果電流持續(xù)時(shí)間超過0.1秒，則必然與心臟最敏感的間隙相重合而造成很大的危險(xiǎn)。,1.3.3人體安全電壓,根據(jù)歐姆定律(IUR)可以得知流經(jīng)人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關(guān)。人體電阻

5、除人的自身電阻外，還應(yīng)附加上人體以外的衣服、鞋、褲等電阻，雖然人體電阻一般可達(dá)5000，但是，影響人體電阻的因素很多，如皮膚潮濕出汗、帶有導(dǎo)電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況，均能使人體電阻降低，所以通常流經(jīng)人體電流的大小是無法事先計(jì)算出來的。因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來進(jìn)行估算：一般情況下，也就是干燥而觸電危險(xiǎn)性較大的環(huán)境下，安全電壓規(guī)定為36V，對(duì)于潮濕而觸電危險(xiǎn)性較大的環(huán)境(如金屬容器、管道內(nèi)施焊檢修)，安全電壓規(guī)定為12V，這樣，觸電時(shí)通過人體的電流，可被限制在較小范圍內(nèi)，可在一定的程度上保障人身安全。,二.常用控制回

6、路及低壓電器介紹,2.1常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成： (1)電源供電回路。供電回路的供電電源有交流AC380V、220V和直流24V等多種。 (2)保護(hù)回路。保護(hù)(輔助)回路的工作電源有單相220（交流）、36V（直流）或直流220（交流）、24V（直流）等多種，對(duì)電氣設(shè)備和線路進(jìn)行短路、過載和失壓等各種保護(hù)，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護(hù)組件組成。 (3)信號(hào)回路。能及時(shí)反映或顯示設(shè)備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號(hào)燈，不同聲響的音響設(shè)備等。,(4)自動(dòng)與手動(dòng)回路。電氣設(shè)備為了提高工作效率，一般都設(shè)有自動(dòng)環(huán)節(jié)，但在安裝、調(diào)試及緊急事

7、故的處理中，控制線路中還需要設(shè)置手動(dòng)環(huán)節(jié)，用于調(diào)試。通過組合開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。 (5)制動(dòng)停車回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動(dòng)措施，使電動(dòng)機(jī)迅速停車的控制環(huán)節(jié)，如能耗制動(dòng)、電源反接制動(dòng)，倒拉反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。 (6)自鎖及閉鎖回路。啟動(dòng)按鈕松開后，線路保持通電，電氣設(shè)備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在線圈電路中。兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電氣裝置和組件，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全與可靠，只能一臺(tái)通電啟動(dòng)，另一臺(tái)不能通電啟動(dòng)的保護(hù)環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如：兩個(gè)接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方線圈電路中。,控制電路,在電源停電后突然再來電時(shí)，可避免 電機(jī)

8、自動(dòng)起動(dòng)而發(fā)生意外事故。,主電路,2.2常見低壓電器及其圖形符號(hào)及文字符號(hào) 刀開關(guān) 手動(dòng)電器 組合開關(guān) 按鈕 控制電器 . 接觸器 自動(dòng)電器 繼電器 行程開關(guān) ,2.2.1刀閘開關(guān),控制對(duì)象： 380V，5.5kW 以下小電機(jī),考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀 閘的額定電流值一般選擇： 異步電機(jī)額定電流,2.2.2按鈕,復(fù)合按鈕： 常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。,電路符號(hào),作用：接通或斷開控制電路,2.2.3交流接觸器,用來接通或斷開電動(dòng)機(jī) 或其他設(shè)備的主電路,作用,構(gòu)成；主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成， 觸點(diǎn)又可分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。,接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電 流、觸點(diǎn)數(shù)目等,動(dòng)作過程,線

9、圈通電,銜鐵被吸合,觸點(diǎn)閉合,接通電源,2.2.4 中間繼電器,繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在 于，接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流，而繼電器的 觸點(diǎn)只能通過小電流。,中間繼電器 速度繼電器 時(shí)間繼電器（具有延時(shí)功能） 熱繼電器（做過載保護(hù)） .,繼電器類型：,作用：繼電器用來傳遞信號(hào)或用于控制電路中。,三.電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),3.1電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流和間隔時(shí)間 3.1.1啟動(dòng)電流： 三相鼠籠異步電機(jī)的啟動(dòng)電流一般是47倍，但是不是絕對(duì)的。不過一般要求電機(jī)的起動(dòng)電流不能超過其額定電流的25倍。 電機(jī)功率超過30kw的電動(dòng)機(jī)不適合頻繁啟動(dòng)，因?yàn)?0kw以上電機(jī)啟動(dòng)電流一般為額定電流的67倍，頻繁啟

10、動(dòng)會(huì)增加電機(jī)溫升，造成燒毀電機(jī)的可能。 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的1030倍，故一般只有功率很小的直流電機(jī)可采用直接啟動(dòng)，其余都不允許直接啟動(dòng)。,3.1.2電機(jī)啟動(dòng)間隔： 高壓電機(jī)： 在熱狀態(tài)下允許啟動(dòng)一次，時(shí)間間隔不得少于240分鐘； 在冷態(tài)下啟動(dòng)允許兩次，每次間隔時(shí)間不得少于60分鐘。 低壓電動(dòng)機(jī)： a在正常情況下，電動(dòng)機(jī)允許在冷態(tài)下啟動(dòng)兩次，每次間隔時(shí)間不得少于5分鐘；在熱狀態(tài)下只允許啟動(dòng)一次。 b只有在處理事故時(shí)，以及啟動(dòng)時(shí)間不超過23秒的電動(dòng)機(jī)，可以按上述規(guī)定增加啟動(dòng)一次。 c 200kW以下的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)間隔時(shí)間不應(yīng)小于30分鐘。 d 200500kW的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)間隔時(shí)間

11、不應(yīng)小于1小時(shí)。 e 500KW以上的不應(yīng)小于2小時(shí)。,何為電機(jī)的冷態(tài)、熱態(tài)啟動(dòng) 冷態(tài)啟動(dòng)即本次啟動(dòng)前距上次啟動(dòng)時(shí)間的間隔時(shí)間，若大于廠家規(guī)定的數(shù)值或者電機(jī)機(jī)身的溫度基本與規(guī)定的環(huán)境溫度一致即為冷態(tài)啟動(dòng)。（電機(jī)停運(yùn)4小時(shí)以上或運(yùn)行不到1小時(shí)后停運(yùn)均為冷態(tài)。電動(dòng)機(jī)線圈溫度與空氣溫度差不超過3，或10KW及以下電動(dòng)機(jī)停用2h以后，10KW以上電動(dòng)機(jī)停用4h以后。） 如果電動(dòng)機(jī)從運(yùn)行狀態(tài)剛停下來，即為熱態(tài)啟動(dòng)。具體地說電動(dòng)機(jī)運(yùn)行1h以上為熱態(tài)。（電動(dòng)機(jī)停運(yùn)后，安裝地點(diǎn)的溫度在25以上時(shí)，3小時(shí)以內(nèi)為熱態(tài)，3小時(shí)以外為冷態(tài)；安裝地點(diǎn)的溫度在25以下時(shí)，1.5小時(shí)以內(nèi)為熱態(tài)，1.5小時(shí)以外為冷態(tài)。） 啟

12、動(dòng)要有間隔主要是為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閱?dòng)時(shí)電流很大，繞組會(huì)發(fā)熱，如果啟動(dòng)成功，電機(jī)的散熱機(jī)構(gòu)會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)給電機(jī)強(qiáng)制散熱（強(qiáng)制風(fēng)冷）。如果啟動(dòng)不成功，繞組只能夠靠依靠環(huán)境溫度散熱，所以這個(gè)時(shí)候若再次啟動(dòng)，繞組可能會(huì)變的更熱。就有可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)絕緣損壞甚至燒毀,3.2電機(jī)的啟動(dòng)方式,三相異步電機(jī)啟動(dòng)方式包括： a全電壓直接啟動(dòng)。 b降壓?jiǎn)?dòng)。 c增加轉(zhuǎn)子回路電阻啟動(dòng)。 d軟起啟動(dòng)。 e變頻啟動(dòng)。,3.2.1全壓直接啟動(dòng) 直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少，啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單，成本低。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，理論上來說，只要向電動(dòng)機(jī)提供電源的線路和變壓器容量大于電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上的，都可以

13、直接啟動(dòng)。這一要求對(duì)于小容量的電動(dòng)機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電動(dòng)機(jī)絕大部分都是直接啟動(dòng)的，不需要降壓?jiǎn)?dòng)。對(duì)于大容量的電動(dòng)機(jī)來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件，另一方面強(qiáng)大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，對(duì)電網(wǎng)不利，所以大容量的電動(dòng)機(jī)和不能直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)都要采用降壓?jiǎn)?dòng)。,3.2.2用自偶變壓器降壓?jiǎn)?dòng) 采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動(dòng)電流的情況下能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如啟動(dòng)電壓降至額定電壓的65，其啟動(dòng)電流為全壓?jiǎn)?dòng)電流的42，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為全壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩的42%。 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)

14、是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動(dòng)控制，經(jīng)久耐用，維護(hù)成本低，適合所有的空載、輕載啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)使用，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是人工操作要配置比較貴的自耦變壓器箱（自耦補(bǔ)償器箱），自動(dòng)控制要配置自耦變壓器、交流接觸器等啟動(dòng)設(shè)備和元件。 啟動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，只允許連續(xù)啟動(dòng)23次，設(shè)備價(jià)格較高，但性能較好，使用用較廣。,3.2.3Y降壓?jiǎn)?dòng) 定子繞組為連接的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)接成Y，速度接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)為運(yùn)行，采用這種方式啟動(dòng)時(shí)，每相定子繞組降低到電源電壓的58，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)時(shí)的33，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)時(shí)的33。啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 Y降壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不需要添置啟動(dòng)設(shè)

15、備，有啟動(dòng)開關(guān)或交流接觸器等控制設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是只能用于連接的電動(dòng)機(jī)，大型異步電機(jī)不能重載啟動(dòng)。 啟動(dòng)電流小，但二次沖擊電流大，其動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，允許啟動(dòng)次數(shù)較高，設(shè)備價(jià)格較低，適用于定子繞組為三角形接線的6個(gè)引出端子的中小型電機(jī)，如Y2和Y系列電動(dòng)機(jī)。,3.2.4轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng) 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組的內(nèi)阻增加了，減小了轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流。從某個(gè)角度講，電動(dòng)機(jī)又像是一個(gè)變壓器，二次電流小，相當(dāng)于變壓器一次繞組的電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組電流就相應(yīng)減小。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性，轉(zhuǎn)子串接電阻會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，有更好的啟動(dòng)性能。 在這種啟動(dòng)方式

16、中，由于電阻是常數(shù)，將啟動(dòng)電阻分為幾級(jí)，在啟動(dòng)過程中逐級(jí)切除，可以獲取較平滑的啟動(dòng)過程。,3.2.5、軟啟動(dòng)器 軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管交流調(diào)壓器。運(yùn)用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程，直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作 軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是降低電壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流小，適合所有的空載、輕載異步電動(dòng)機(jī)使用。缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，不適用于重載啟動(dòng)的大型電機(jī)。 通常為斜坡電壓?jiǎn)?dòng)，也可突跳啟動(dòng)，起動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩、上升和下降時(shí)間可調(diào)，有多種控制方式，可帶多種保護(hù)，允許啟動(dòng)次數(shù)較高，設(shè)備價(jià)格最高。,3.2.6、變頻器 通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變