电工培训教材

1、1电工培训教材电工培训教材发布日期2010-10-06培训科 编制 滨州魏桥热电二分公司滨州魏桥热电二分公司特种作业培训教材系列读本特种作业培训教材系列读本2目目 录录第一章 电路的基本概念和基本定律.3第二章 磁路的基本概念和基本定律.4第三章 三相交流电的相关知识.6第四章 常用电工仪表.20第五章 发电机相关知识.22第六章 变压器的相关知识.25第七章 电动机的相关知识.27第八章 直流系统.29第九章 预防触电.313第一章第一章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律一、电路基本概述一、电路基本概述1.电流流经的路径叫电路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组

2、合起来的，它的作用是 A：实现电能的传输和转换；B：传递和处理信号（如扩音机、收音机、电视机） 。一般电路由电源、负载和连接导线（中间环节）组成。（1）电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置，如：发电机、电池和各种信号源。（2）负载是将电能或电信号转换成其它形势的能量或信号的用电装置。如电灯、电动机、电炉等都是负载，是取用电能的设备，它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。（3）变压器和输电线是中间环节，是连接电源和负载的部分，它起传输和分配电能的作用。2. 电路分为外电路和内电路。从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路，称为外电路；电源内部的通路称为内电路。3电路有三种状态：通

3、路、开路和短路。（1）通路是连接负载的正常状态；（2）开路是 R或电路中某处的连接导线断线，电路中的电流 I0，电源的开路电压等于电源电动势，电源不输出电能。例如生产现场的电流互感器二次侧开路，开路电压很高，将对工作人员和设备造成很大威胁；（3）短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接，短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。 短路也可发生在负载端或线路的任何处。 产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。为了防止短路事故所引起

4、的后果，通常在电路中接入熔断器或自动断路器，以便发生短路时，能迅速将故障电路自动切除。4、电路中产生电流的条件：（1）电路中有电源供电；（2）电路必须是闭合回路；5、电路的功能：（1）传递和分配电能。如电力系统，它是由发电机，升压变压器，输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。 （2）传递和处理信号。如电视机，它接收到载有声像的电磁波后，通过电路使之转变成电信号，再加到扬声器和显象管上还原成原来的声像。二、基本定律二、基本定律2.1.2.1.电路基本定律电路基本定律2.1.1.2.1.1.欧姆定律：欧姆定律：它是分析电路的基本定律之一。通常流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。使

5、用于直流电路，表达式为：I=U/R.；由公式可知，当所加电压一定时，电阻愈大，则电流愈小。很显然，电阻具有对电流起阻碍作用的物理性质。遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关的常数。42.1.2.2.1.2.焦耳焦耳楞次定律：楞次定律：电流通过导体发热的现象。叫做电流的热效应。实验证明：电流通过某段导体或用电器时所产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通过的时间成正比，这一定律成为焦耳楞次定律，其数学表达式如下：Q=I2Rt，电流热效应有利有弊。利用这一现象制成许多电器，如电灯、电炉、电烙铁等。但热效应会使导线发热、电器设备温度升高等。2.22.2 基尔霍夫定律

6、：基尔霍夫定律：一个电路的各部分会有电流和电压，这些电流之间、电压之间是如何相互联系，统一在电路整体之中的呢？这就是电路的基本定律基尔霍夫定律要说明的问题。支路、节点、回路、网孔、支路电流和支路电压是电路分析的对象，电路的基本定律也用它们来表示。2.2.1.2.2.1.基尔霍夫第基尔霍夫第 1 1 定律定律：又称节点电流定律，它指出在任一瞬间，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。即I 进=I 出。2.2.2.2.2.2.基尔霍夫第基尔霍夫第 2 2 定律定律：又称回路电压定律。它指出在任意闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零。用公式表示为U=0.对于不能用串联、并联简化的复

7、杂直流电路，在分析和计算电路时，除了借助欧姆定律和电阻串、并联知识外，还要运用基尔霍夫定律。第二章第二章 磁路的基本概念和基本定律磁路的基本概念和基本定律在很多电工设备（象变压器、电机、电磁铁等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题，这一章，我们就学习磁的相关知识。一、磁铁及其性质：一、磁铁及其性质：人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性，把具有磁性的物体叫做磁体（磁铁） 。磁体两端磁性最强的区域叫磁极。任何磁体都具有两个磁极，而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极，也就是说，N 极和 S 极总是成对出现的。与电荷间的相互作用力相似，磁极间也存在相互的作用力，且同极性相互

8、排斥，异极性相互吸引。1 11 1 磁场与磁感应线磁场与磁感应线磁铁周围和电流周围都存在磁场。磁场具有力和能的特征。磁感应线能形象地描述磁场。它们是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部有 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极，磁感应线上某点的切线方向表示该点的 磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。1 12 2 描述磁场的物理量：描述磁场的物理量：磁感应强度磁感应强度 B B：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力 F 与电流 I 和导线有效长度L 的乘积 IL 的比值即为该处的磁感应强度，即 BF/IL，单位：特斯拉。磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量

9、，它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。磁通磁通：磁感应强度 B 和与它垂直方向的某一截面积 S 的乘积，称为通过该面积的磁通，即BS，由上式可知，磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，5故又称为磁通密度，单位是伏.秒，通常称为“韦” 。磁通是描述磁场在空间分布的物理量。磁导率磁导率 u u 是说明媒体介质导磁性能的物理量。1 13 3 定则定则电流与其产生磁场的方向可用安培定则（又称右手螺旋法则）来判断。安培定则既适用于判断电流产生的磁场方向，也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。1.直线电流产生的磁场，以右手拇指的指向表示电流方向，弯曲四指的指向即为磁

10、场方向。2.环形电流产生的磁场：以右手弯曲的四指表示电流方向，拇指所指的方向即为磁场方向。3通电导体在磁场内的受力方向，用左手定则来判断。平伸左手，使拇指垂直其余四指，手心正对磁场的方向，四指指向表示电流方向，则拇指的指向就是通电导体的受力方向。可用下式来表示：FBILsinaF通电导体受到的电磁力B磁感应强度I导体中的电流强度L导体在磁场中的长度a电流方向与磁感应线的夹角从上式可以看出：当从上式可以看出：当 a a9090时，时，sin90sin901 1，导体受到的电磁力最大；当，导体受到的电磁力最大；当 a a00时，时，sin0sin00 0，此时导体受到的电磁力最小，为零。，此时导体

11、受到的电磁力最小，为零。1 14 4 电磁感应现象电磁感应现象我们把变动磁场在导体中产生电动势的现象称为电磁感应，也称“动磁生电” 。由电磁感应产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势产生的电流叫感应电流。1.直导体切割磁感应线产生感应电动势，其大小为 e=Blvsina,可用右手定则判断。e=Blvsinae=BlvsinaB磁感应强度V导体运动速度a速度方向和磁场方向的夹角L导体的有效长度e感应电动势右手定则内容：右手定则内容：平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场方向，以拇指指向表示导体运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。2.线圈中磁通变化产生感应电动势。当穿过线圈中的磁

12、通量发生变化时，在线圈回路中就会产生感应电动势和感应电流。二、楞次定律及法拉第电磁感应定律楞次定律及法拉第电磁感应定律2.12.1 楞次定律：楞次定律：指出了变化的磁通与感应电动势在方向上的关系。即感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时感应电流就要产生一个磁通去阻碍它的增加；当线圈中的磁通要减少时，感应电流所产生的磁通将阻碍它减少；如果线圈中原来的磁6通量不变，则感应电流为零。该定律可用来判断感应电动势和感应电流的方向，具体步骤为：（1）首先判断原磁通的方向及其变化趋势（增加或减少） 。（2）确定感应电流的磁通方向和原磁通是同向还是反向。（3）根据感应电流产生

13、的磁通方向，用右手螺旋定则确定感应电动势或感应电流的方向。应当注意：必须把线圈或直导线看成一个电源，在线圈或直导线内部，感应电流从电源的“”端流到“”端；在其外部，从“”端经负载流回“”端。在线圈或直导体的内部，感应电流的方向和感应电动势的方向相同。2 22 2 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化速度（即变化率）成正比。即 e=-/t（单匝线圈）式中的负号，表示了感应电动势的方向和磁通变化的趋势相反。e=-n/te=-n/tn线圈匝数 n 匝线圈的磁通变化量t-磁通变化所需时间 e e在t 时间内的感应电动势的平均值在实际应用中常用楞次定律来判断感

14、应电动势的方向，而用法拉第电磁感应定律来计算感应电动势的大小（取绝对值） 。这两个定律是电磁感应的基本定律。三、自感和互感自感和互感31 由于电流线圈本身所产生的电流发生变化，而引起的电磁感应叫自感现象，简称自感。线圈中通过每单位电流所产生的自感磁通数，称为自感系数，也称电感，用 L 表示 L/I 单位亨利（H） 。自感是衡量线圈产生自感磁通本领大小的物理量。其大小不仅与线圈的匝数及几何形状有关，而且与线圈中媒介质的磁导率有密切的关系。自感电动势的方向也可用楞次定律来判断，即线圈中的外电流增大时，感应电流的方向与外电流的方向相反；外电流减小时，感应电流的方向与外电流的方向相同。自感电动势的大小

15、也遵从法拉第电磁感应定律。自感对人们来说既有利又有弊。例如：日光灯是利用镇流器中的自感电动势来点燃灯管的，同时也利用它来限制灯管的电流；但是在含有大电感元件的电路被切断的瞬间，因电感两端的自感电动势很高，在开关处会产生电弧，容易烧坏开关或损坏设备的元器件，这要尽量避免。通常在含有大电感的电路中都有灭弧装置。最简单的办法是在开关或电感两端并接一个适当的电阻或电容，或先将电阻电容串接然后并接到电感两端，让自感电流有一条能量释放的通路。32 由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈感应的现象叫互感现象，简称互感。互感电动势的大小正比于穿过本线圈磁通的变化率，或正比于另一个线圈中电流的变化率。当两个线圈

16、互相平行且第一个线圈的磁通变化全部影响到第二个线圈时，互感电动势最大；当两个线圈互相垂直时，互感电动势最小。和自感一样，互感也有利有弊。在工农业生产中具有广泛用途的各种变压器、电动机都是利用互感原理工作的。但在电子电路中，若线圈的位置安放不当，各线圈产生的磁场会互相干扰，严重时会使整个电路无法工作。为此，人们常把胡不相干的线圈的间距拉大或把两个线圈的位置垂直布置，在某些场合下还须用铁磁材料把线圈或其它元件封闭起来进行磁屏蔽。7第三章第三章 三相交流电的相关知识三相交流电的相关知识一、概述一、概述1 1、1 1 交流电的概念交流电的概念如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变化一次，则此种

17、电流、电压称为周期性交流电流或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。 记做： u u( (t t) ) = = u u( (t t + + T T ) ) TutuTt1 1、2 2 正弦交流电路 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由频率、幅值和初相位来确定，所以， 频率、幅值和初相位称为确定正弦量的三要素。1、3 正弦交流电的优越性：便于传输、便于运算、有利于电器设备的运行。1、4 正弦交流电的方向正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向

18、假设。1、5 直流电和交流电的根本区别：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向随着时间的变化而变化。 二、正弦波的特征量二、正弦波的特征量最大值、角频率、初相位t it mI2.1.12.1.1 正弦波特征量之一最大值正弦波特征量之一最大值因为交流电的大小是随时间而变化的，所以在研究交流电路时采用最大值就不够方便，通常用有效值来表示。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压 220V，也是指供电电压的有效值。若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上?tIim sinIm为正弦电流的最大值电电器器 220V最高耐压最高耐压 =300Vt

19、Ii sin28最大值：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值叫正弦交流电的最大值，又称峰值、振幅，用 Em、Um、Im 表示有效值：使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的大小叫做相应交流电的有效值，用 E、U、I 表示。正弦交流电表示方法有三：解析法、波形图、失量图。2.1.22.1.2 正弦波特征量之二正弦波特征量之二 - 角频率角频率t T描述变化周期的几种方法 1. 周期 T： 变化一周所需的时间。 单位：秒，毫秒.2. 频率 f： 每秒变化的次数。单位：赫兹，千赫兹 .3. 角频率 ： 每秒变化的弧度。单位：弧度/秒2.1.32.1

20、.3 正弦波特征量之三正弦波特征量之三 - 初相位初相位：t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。）（t：正弦波的相位角或相位it 说明：给出了观察正弦波的起点或参考点，常用于描述多个正弦波相互间的关系。2.22.2 两种正弦信号的相位关系两种正弦信号的相位关系同同相相位位1i1221t2itIim sinTf1fT22 2i1i12021领先于领先于1i2it9021落后于落后于2i1i2it1相相位位落落后后21i小结：交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，用 T 表示交流电在一秒内重复的次数称为频率，f 表示，f=1/T正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率式 e=Emsin(wt+

21、)中（wt ）称为交流电的相位或相角，反应正弦交流电的进程,t=0 时的相位叫初相位或初相。两个同频率交流电的相位之差叫相位差。如果一个交流电比另一个交流电提前达到零值或最大值叫前者超前、后者滞后，习惯上超前和滞后的角度以不超过 180为限。综上所述：正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，综上所述：正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要的物理量。因此，常把最大值初相位反映了正弦量的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要的物理量。因此，常把最大值（有效值）（有效值）

22、、角频率（频率）、角频率（频率） 、初相位称为正弦交流电的三要素。、初相位称为正弦交流电的三要素。3.3. 单一参数的正弦交流电路单一参数的正弦交流电路3.13.1 电阻电路电阻电路根据 欧姆定律 iRu uiRtItRURuitUusin2sin2sin2设 则电阻电路中电流、电压的关系电阻电路中的功率瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积 uiRtItRURuitUusin2sin2sin2)(sin2)(sin2tUutIiRuiRiup/2210uipwt 结论：1、P0（耗能元件）2、P 随时间变化3、P 与 U2、I2 成比例小结：小结：1 1、纯电阻交流电路中，电压与电流同向，即

23、相位差为零；电压与电流频率相同；电压与电流、纯电阻交流电路中，电压与电流同向，即相位差为零；电压与电流频率相同；电压与电流的有效值关系为：的有效值关系为：I=U/RI=U/R2 2、电阻要消耗功率，是耗能元件。、电阻要消耗功率，是耗能元件。3.23.2 电感电路电感电路基本关系式：dtdiLu 基本关系式：基本关系式：则：tIisin2设设电感电路中电流、电压的关系设：1. 频率相同2. 相位相差 90 （u 领先 i 90 ）iut90tt)90sin(2)90sin(2cos2tUtLItLIdtdiLutIisin2)90sin(2)90sin(2tUtLIu11UILII3. 有效值L

24、IU 感抗（感抗（）则：）则：LXL定义：1.1. 瞬时功率瞬时功率 p p ：iLuLuitiuiuiui+ P P储存储存能量能量P 0tP 0P 0P 0tP 0P 0P XC ，或，或 XL XC , 或或 XL =XC 。CXLXCL1 、3.23.2 阻抗三角形电压三角形功率三角形RUCLUURLCRULUCUIUSQPCLXX ZRU173. 3.1 功率因数的提高日常生活中很多负载为感性的， 其等效电路及相量关系如下图。uiRLRuLuUIRULU其中消耗的有功功率为：P = PR = UICOS COS I当当U、P 一定时，一定时，希望将希望将提高提高说明：由负载性质决定。

25、与电路的参数和频率有关，与电路的电压、电流无关。cosCOS 18纯纯电电阻阻电电路路)0(1COS10COSR-L-C串串联联电电路路)9090(纯纯电电感感电电路路或或纯纯电电容容电电路路0COS)90(电电动动机机 空空载载满满载载3.02.0COS9.07.0COS日日光光灯灯（R-L-C串串联联电电路路）6.05.0COS常常用用电电路路的的功功率率因因数数十3.3.2 提高功率因数的原则提高功率因数的原则：必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。提高功率因数的措施:1. 提高自然功率因数。主要是指合理选用电动机，即不要用大容量的电动机来带动小功率负载

26、，另外，尽量不要让电动机空转。2. 并联补偿法。在感性电路两端并联适当的电容。并电容并电容 uiRLRuLu串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到 1，但不可以这样做！ 原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。四对称三相交流电四对称三相交流电4.14.1 三相交流电的优点：1三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率要大。2三相发电机的结构和制造不比单相发电机复杂多少，且使用、维护方便，运转时比单相发电机的振动要小。193在同样条件下输送同样大的功率时，特别是远距离输电时，三相输电线比单相输电线节约 25左右的

27、材料。4.24.2 三相正弦交流电动势解析式为：eu=Emsin(wt+0)ev=Emsin(wt-120)ew=Emsin(wt+120)4.34.3 对称三相交流电动势的特征是：三个电动势的最大值相等、频率相同、初相位互差最大值相等、频率相同、初相位互差120120。三三相相交交流流电电路路：三三种种电电压压初初相相位位各各差差1 12 20 0 。BuCuAu t当三相负载对称时，多采用三相三线制供电；当三相负载不对称时，采用三相四线制供电。4.4 三相对称负载的各量关系根据需要与可能，可将三相对称负载接成星形或三角形。无论是哪种接法，每相负载均可看做是单相电路，所以仍可用讨论单相电路的

28、方法来讨论各相负载中电流与电压的相位关系和数量关系。三相对称负载的功率关系为：五：不对称负载及交流电在导体中的概念五：不对称负载及交流电在导体中的概念5.1 由单相负载组成的三相电路或由照明和动力负载混合组成的三相电路，一般都不对称，这时应采用三相四线制。中线的作用就在它能保证三相负载成为三个互不影响的独立电路，当负载不对称时，它能平衡各相电压，也能使负载正常工作，电路发生故障时还可缩小故障的影响范围。特别值得注意的是，供电系统的中线上不允许接熔断器，也不允许装开关。当然，要力求三相负载平衡以减小中线电流。5.2 在金属导体中产生的形状如漩涡的感应电流叫涡流。cos3cos3线线相相YYYYI

29、UIUPcoscos33线线相相IUIUP20弊：使铁心发热，损耗增大。此外，涡流还有去磁作用，会削弱原磁场。利：高频感应熔炼炉和工频感应炉都是利用涡流产生高温使金属融化的。5.3 交流电流趋于沿导线表面流动的现象叫集肤效应。弊：由于集肤效应的影响，在高频电流通过导线时，其中心几乎无电流，这在实际上就减小了导线的有效截面积，使电阻增加，这对传输高频电流来说是不利的。利：高频淬火。第四章第四章 常用电工仪表常用电工仪表一、万用表一、万用表 万用表是一种具有多种用途和多个量程的直读式仪表。一般的万用表可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压、交流电流（钳型电流表）和电阻等。 万用表的使用注意事项

30、1、正确使用接线柱（或插孔） 红色表笔的进线应接到万用表的红色接线柱上或标有“+”号的插孔内，黑色表笔的进线应接到万用表的黑色接线柱上或标有“-”号的插孔内。测量直流时应用红表笔接正极、黑表笔接负极，这样可以避免因为极性接反而烧坏表头或打弯指针。使用欧姆档测量电阻时，因使用表内的电池，其红表笔是接电池的负极、黑表笔接电池的正极。这一点在测试晶体二极管和三极管时更要注意。有的万用表还有专用的欧姆档接线柱，或专用的交、直流 2500V 的接线柱、或大电流接线柱等。它们的另一公用柱都用黑色接线柱。测电流时，表应和电路串联；测电压时，表应和电路并联。 2、正确选择档位 万用表档位包括测量种类的选择和量

31、程的选择，档位选择错了，就有可能烧坏万用表，例如测电压时，将档位错放在欧姆档或电流档。有的万用表面板上有两个档位旋钮，一个选择测量种类，另一个选择测量量程。使用时，应先选择测量种类，后选择测量量程；若不清楚所测值的量程，应先选用较大大量程，后选用较小的量程。另外，为了使测量结果准确，量程的选择应使读数在标度尺的一定刻度范围内，例如，在测量电流和电压时，应使指针的偏转在满刻度偏转的 1/2 以上；测量电阻时，应使被测电阻尽量接近标度尺的中心等。 若用万用表欧姆档测试晶体管参数时，不要用档，此档电流过大；或档，此档电压1RkR 10过高，以免损坏晶体管。 万用表在使用完毕后，应把转换开关旋至“OF

32、F”档或交流电压的最高档，这样，可以防止下次测量时，由于粗心而将表烧坏。 3、测量之前要调零 为了测量准确，在测量之前要看万用表的指针是否指在零位上，如不指零，应调整表盖上的机械零位调节器，使之指零。在测量电阻之前，还要进行欧姆调零。欧姆调零是将转换开关旋至相应的电阻档上，将两表笔短接，然后调节调零旋钮，使指针指零。每次换欧姆档都要重复这一步骤。欧姆调21零时间要短，以减少电池的消耗。如果调不到零位，则说明电池电压已经太低，不能再用了，应更换新电池。 4、正确读数 万用表的标度盘上有多条标度尺，它们分别在测量不同对象时使用。例如，标有“DC”或“-”的标度尺是测量直流时用；标有“AC”或“”

33、的标度尺是测量交流时用；标有“”的标度尺是测量电阻用的等等。读数时，表要放平，目光应与表面垂直。有的万用表在表面的刻度线下还有一条弧形镜子，读数时，表针应与镜中的影子重合，这样，读数才准确。 5、注意安全1）测量电阻时，严禁被测电阻在带电的情况下测量；2）测量高压电时，要使用符合电压等级的表笔，握表笔的手不要触到金属触针上；3）测量电阻时应戴上绝缘手套；4）测量电压和电流时，不要带电旋转转换开关的旋钮。二、兆欧表二、兆欧表 兆欧表是用来测量绝缘电阻的仪表，它本身装有高压手摇直流发电机，测量时要摇动发电机的手柄，故又称作摇表。测量高压电气设备的绝缘电阻用摇表是必要的，因为在低压下测量的绝缘电阻值

34、并不能反映在高压工作时的真实绝缘电阻值。 兆欧表的使用注意事项： 1、表的选择 兆欧表的选择包括两方面，一是电压值；另一是测量范围。兆欧表的电压有250V、500V、1000V、2500V、5000V 等几种，我们常用的有 500V、1000V、2500V 三种。测量范围有050M，0500M，01000M，02000M，05000M，010000M等。选择时应根据被测量电气设备的额定电压，及其绝缘电阻的要求而定。 2、使用前的检查 使用前的检查一般有两项：一是将接线端子开路，摇动手柄使发电机达到额定转速(120r/min)，看指针是否指“” ；另一是将“线”和“地”接线端子短路，轻轻摇动手柄

35、，看指针是否指“0” 。如果指针指示不对，则需修理后再使用。 3、注意安全1）不可在设备带电的情况下测量其绝缘电阻；2）对有电容的高压设备，在其停电后，应先验电，还必须进行充分放电后方可测绝缘电阻；3）用摇表摇过的设备也要及时放电；4）摇测绝缘时应戴上绝缘手套；5）雷雨天，禁止对设备进行摇测绝缘电阻。 4、表的接线端子连接22 一般测量时，被测电阻接在“线” （L）和“地” （E）端子间。测量表面泄漏电流比较大的设备时，以电缆为例，除了表面擦拭干净外，应将电缆线芯接“线” 、电缆外皮接“地” 、电缆绝缘表面层接“屏”端子。这样表面泄漏电流就不经表头而经“屏”端子，从而消除表面泄漏电流的影响，达

36、到测量的准确性。另外，连接线一定要绝缘良好，否则，会影响测量绝缘电阻值。当连接线较长时，还要将连接线固定好，避免发生连接线碰到其它的带电设备上，造成短路事故。 5、手摇发电机的操作 开始测量时，手摇速度应该慢些，以防被测绝缘损坏或有短路时，造成摇表的损坏。测量时，要求转速达到 120r/min，且要保持匀速，否则，发电机的电压过低，将影响测量结果。 6、读数 读数要等指针稳定指示时才读，否则，会由于电容电流、吸收电流影响测量的结果。如果由于某些大型设备的电容较大，指针一直稳定不下来，则取 60s 后的读数。另外，由于兆欧表是无定位的表，所以表要放平，否则也会带来读数的误差。 7、测量结果的的比

37、较与换算 为了比较，将测量结果换算至前次测量或厂家测量温度下的数值。其换算公式如下 1016 . 1tTTtRR式中 换算到时的绝缘电阻值（M） ；tRCt 时所测量的绝缘电阻值（M） ；TRCT在测量绝缘电阻时的温度（） ；TC换算的温度（） 。 tC第五章第五章 发电机相关知识发电机相关知识一、同步发电机的分类一、同步发电机的分类同步发电机因用途不同，结构也相差甚大，一般可按其原动机的类型、本体结构和安装方式进行分类。（1）按原动机的类别，同步发电机可分为汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机及柴油发电机等。（2）按冷却介质，可分为空气冷却、氢气冷却和水冷却等。（3）按主轴安装方式，可分为卧

38、式安装和立式安装等。（4）按本体结构，可分为旋转电枢式和旋转磁极式等。同步发电机的结构，主要是由原动机的特性决定的。如汽轮发电机，由于转速高达 3000r/min，故极对数少，转子采用隐极式，卧式安装；水轮发电机由于转速（一般在 750 及 r/min 以下）故其极对数多，转子采用凸极式，立式安装。二、发电机的型号二、发电机的型号23发电机的型号表示该台发电机的类型和特点。我国发电机型号的现行标注法采用汉语拼音法。下面是几个常用符号的意义： T（位于第一字） 同步；Q（位于第一或第二字） 气轮机；Q（位于第三字） 氢冷；F 发电机；N 氢内冷；S 或 SS 水冷；W无刷励磁。例如：TQN 表示

39、氢内冷同步汽轮发电机；QFS 表示水内冷汽轮发电机；QFQS 表示定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁心氢冷的汽轮发电机。我公司的 QFW-60-2 为无刷励磁汽轮发电机（功率为60MW；极数为 2）三、同步发电机的主要技术数据三、同步发电机的主要技术数据为使发电机按设计技术条件运行，在发电机出厂时都在其铭牌上标注出额定技术数据。这些额定技术数据主要有：（1 1）额定容量）额定容量：是指发电机在设计技术条件下运行时输出的视在功率，用 KVA 或 MVA 表示；（2 2）额定功率）额定功率：是指发电机输出的有功功率，用 KW 或 MW 表示；（3 3）额定定子电压）额定定子电压：指发电机在设计技术

40、条件下运行时，定子绕组出线端的额定线电压，用 KV 表示；（4 4）额定定子电流）额定定子电流：指发电机定子绕组出线的额定线电流，用 A 表示；（5 5）额定功率因数）额定功率因数：指发电机在额定功率下运行时，定子电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值，即值；cos（6 6）额定转速）额定转速：指正常运行时发电机的转速，用 r/min（每分钟转速）表示。我国生产的汽轮发电机转速均为 3000r/min；（7 7）额定频率）额定频率：我国电网的额定频率为 50HZ（即每分钟 50 周） ；（8 8）额定励磁电压）额定励磁电压：指发电机励磁电流达到额定值时，额定出力运行在稳定温度时的励磁电压，用

41、V 或 KV 表示；（9 9）额定励磁电流）额定励磁电流：指发电机在额定出力时，转子绕组通过的励磁电流，用 A 或 KA 表示；(10)(10)额定温度额定温度：指发电机在额定功率运转时的最高允许温度（） ；C(11)(11)效率：效率：指发电机输出与输入能量之比百分值，一般额定效率在 93%98%之间。四、发电机的基本结构四、发电机的基本结构4.14.1 定子定子 汽轮发电机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。 4.1.1 机座 汽轮发电机的机座一般都是用钢板焊接而成，除了使用、安装、运输方便外，还需要有足够的强度和钢度。机座是支撑和固定铁芯及绕组等部件用的。整个转子也通过它安装、固

42、定在基础上。此外，它还要求有足够的通风装置。 4.1.2 定子铁芯(电枢铁芯) 同步发电机的定子铁芯呈圆环形。在它的内圆部分有放置线圈的槽。为了减少同步发电机运行时的损耗和发热，定子铁芯用硅钢片叠成，一般采用 0.35mm 厚的无取向冷轧硅钢片，并两面涂有绝缘层。24 4.1.3 定子绕组(电枢绕组) 定子绕组是由嵌在定于铁芯槽内的许多线圈按一定规律连接而成。定子线圈的两条边放在铁芯槽内的部分叫做“直线部分” ，它是能切割磁力线而感应电势的，因而也叫“有效边” ；铁芯槽外部连接两直线部分不切割磁力线的导体称为线圈的端接部分，简称端部。另外，绝缘也是定子线圈的一个重要组成部分。4.24.2 转子

43、转子汽轮发电机的转子，由转子铁芯、转子绕组、护环、滑环以及风扇等部件组成。 4.2.1 转子铁芯 汽轮发电机的转子铁芯既要有良好导磁性能，又要有足够的机械强度，是汽轮发电机的最关键部件之一，一般采用整块钢锭锻制而成。铁芯的材料采用铬钼或铬钼镍合金钢。在铁芯上设有两边对称的槽，槽与槽之间的部分叫做齿，有大齿和小齿。槽中安放转子线圈。 4.2.2 转子绕组(励磁绕组) 转子绕组由冷拉含银铜排制成线圈，转子绕组就是将所有转子槽中的线圈连接起来，两头将绕组引出，连接到滑环上。其中转子线圈绝缘也是一个重要部分。4.2.3 护环和中心环 护环是一个厚壁金属圆筒，用来保护转子绕组的端部，使其紧密地压在护环与

44、转轴之间，不会因为离心力而甩出。而中心环则用来支持护环，并阻止转子绕组端部沿轴向移动。 4.2.4 其它部件风扇是供发电机内部通风用的，一般装在转子两侧。旋转二极管的作用是将外部通入的交流电通过它转变成直流电而进入到发电机的转子绕组。五、同步发电机的工作原理五、同步发电机的工作原理同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。所谓电磁感应就是导体切割磁力线时产生的感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。 导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定子(静子)。磁极是转动的，称为转子。它是由励磁绕组和铁芯组成的。励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组

45、成部分。 那么，三相交流电是如何产生的呢那么，三相交流电是如何产生的呢? ?直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定子铁芯内圆，每相隔 120 度。分别安放着三相绕组 AX、BY、CZ。当转子被汽轮机拖动以 3000rpm 旋转时，定子绕组便切割磁力线，就在其中感应出电势来，感应电势的方向可由右手定则来确定。由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。 交流电势的额定频率为 f，它决定于发电机的极对数 P 和转速 n，其计算公式为：f= pn60(Hz)。我国规定交流电的频率为 50HZ，即：P=1 n=

46、3000rpm。 交流电势的相位关系：转子以 3000rpm 转速不停地旋转 A、B、C 三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差 120 度，相序为25ABC。何为同步呢?当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流(电枢电流)将合成一个旋转磁场，交流磁场与转子同速度、同方向旋转，这就叫同步。第六章第六章 变压器的相关知识变压器的相关知识一、变压器的分类一、变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。按用途分类，可分为电力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂

47、用变压器） 、仪用互感器（电压互感器和电流互感器） 、特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器和电焊变压器等） 。按绕组数目分类，可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。按铁心结构分类，可分为心式变压器和壳式变压器。按相数分类，可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式） 、干式变压器、充气式变压器。电力变压器按容量大小通常分为小型变压器（容量为 10KVA630KVA） 、中型变压器（容量为800KVA6300KVA） 、大型变压器（容量为 8000KVA6300

48、0KVA）和特大型变压器（容量为 90000KVA 及以上） 。二、变压器的概述二、变压器的概述变压器是发电厂和变电所的重要元件之一.为了减小电能传输过程不必要的损耗需要利用变压器提高电压等级,而在用户又需要利用变压器将系统输送来的高压电能降低到用户所需要的电压等级,所以在电力系统中变压器在传输和分配电能上是不可缺少的元件.按变压器的结构可将变压器制成三相的也可制成单相的，但一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组,其经济指标要好得多,所以,单相变压器只用于容量很大,制造和运输困难的场合.我公司变压器多数采用三相变压器。变压器可制成双绕组的,也可制成三绕组的,少数有四绕组的,这可根据用户和

49、系统的设计要求制成.目前，我公司变压器均采用双绕组变压器。变压器是一种静止的电气设备,它是依据电磁感应原理把某种电压和电流值,变为同一频率的另一种或几种电压和电流值.三、变压器的型号：三、变压器的型号：变压器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示。12345/6其表示的意义为：1相数：D单相（在末位时表示移动式） ；S三相；O自耦变压器；（在型号首位表示降压，在末位表示升压） ；G干式（一般不表示） ；F分裂变压器；C干式浇注式绝缘；X表示消弧绕组。262冷却方式：F油浸风冷式；J油浸自冷；W水冷式；P强迫油循环；D强迫油导向循环等。3L铝绕组（铜绕组不表示）或防雷；Z有载调压（无励磁

50、调压不表示） ；S三绕组（双绕组不表示） 。4设计序号。5额定容量（KVA） 。6高压绕组额定电压（KV） 。另外，在型号后可加注防护类型代号，如 TH 为湿热带，TA 为干热带等。四、变压器的技术参数：四、变压器的技术参数：额定容量额定容量：变压器在额定电压、额定电流时连续运行所能输送的容量。用 KVA 或 MVA 表示；额定电压额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。用 KV 表示；额定电流额定电流：变压器允许长期通过的工作电流。用 A 表示；空载损耗空载损耗：变压器二次开路在额定电压时，变压器铁心所产生的损耗。用 KW 表示；短路损耗短路损耗：将变压器的二次绕组短路，流经一次绕组的

51、电流为额定电流时，变压器绕组导体所消耗的功率。用 KW 表示；阻抗电压阻抗电压：将变压器二次绕组短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压比值百分数，即是阻抗电压。五、变压器的构造：五、变压器的构造：变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油等部分组成。其中，器身包括铁心、绕组、绝缘、引线及分接开关；油箱包括油箱本体及附件；冷却装置包括轴流风机、散热器或冷却器等；保护装置包括储油柜、油表、防爆管、吸湿器、测温元件、净油器、继电器等；出线装置包括高、中、低压套管等。下面分析各部件的作用：（1 1）铁心）铁心：变压器的铁心是磁力线的通路，

52、起集中和加强磁通的作用，同时用以支持绕组。（2 2）绕组）绕组：变压器的绕组是电流的通路，靠绕组通入电流，并利用电磁感应作用产生感应电动势。（3 3）油箱）油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，变压器主体放在油箱中，箱内充满变压器油。（4 4）油枕）油枕：油枕也叫辅助油箱或储油柜，其容积一般为变压器油箱所装油体积的 8%10%。其作用是变压器内部充满油，而由于油枕内油位在一定限度，当油在不同温度下膨胀和收缩时有回旋余地，并且油枕内空余的位置小，使油和空气接触得少，减少了油受潮和氧化的可能性，另外，储油柜内的油比油箱上部的油温低得多，几乎不和油箱内的油发生对流。（5 5）瓦斯继电器）瓦斯继电器：用来反

53、映变压器的内部故障。（6 6）防爆管（压力释放阀）防爆管（压力释放阀）：防爆管安装在变压器的油箱盖上。其作用是当变压器内部发生故障，产生高压，油里面的气体便冲破玻璃管（或压力释放阀）排到油箱外，释放压力，从而保护变压器油箱不被破坏。（7 7） 呼吸器呼吸器：呼吸器内装有干燥剂即硅胶，用来吸收空气中的水分。27（8 8）温度计）温度计：温度计的测点安装在油箱盖上的测温筒内，用来测量油箱内的上层油温。（9 9）套管）套管：套管是将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它既是引线对地（外壳）的绝缘，又担负着固定引线的作用。（1010）冷却装置）冷却装置：冷却装置是将变压器在运行中产生的热量

54、散发出去的设备。（1111）净油器）净油器：又称温差滤过器。它的主要部分是用钢板焊成的圆筒形浸油罐，安装在变压器油箱的一侧，罐内充满硅胶、活性氧化铝等吸附剂。在运行中，由于上层油和下层油之间的温差，于是变压器油从上向下流动经过浸油器形成对流，油与吸附剂接触，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到净化。延长油的使用寿命。强迫油循环变压器的净油器是靠油流压差使变压器油流经净油泵，达到净化的目的。 六、变压器的工作原理六、变压器的工作原理变压器是利用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁心上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有任何

55、的联系，能量的转换以磁场为媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，而把接到负载的一个称为二次绕组。当一次绕组接到交流电源时，在外施电压的作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁心中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在一、二次绕组感应出相同频率的电动势，二次绕组有了电动势便向负载输出电能，实现了能量转换。 利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组连接法，可使一、二次绕组有不同的电压、电流和相数。第七章第七章 电动机的相关知识电动机的相关知识一、电机的主要类型：一、电机的主要类型：按功能分为：1） 发电机把机械能转换为

56、电能；2） 电动机把电能转换为机械能；3） 变压器、变频机、变流机、移相器分别用于改变电能的电压、频率、电流及相位；4） 控制电机作为自控系统中的元件。按实际结构分为：同步电机换的机电装置是实现电能或电讯号转感应电机交流电机直流电机旋转电机递的电磁装置是实现电能或电讯号传变压器电机二、异步电动机概述二、异步电动机概述异步电动机的定子和转子间无直接接触，也没有电的联系，靠电磁感应将电能转换成机械能，故称感应电动机。异步电动机的转速总在同步电动机以下，故又称异步电动机。完整的名称应为感应异步电动机。28异步电动机有公认的优点，和其它各种机械相比，它的构造简单、运行可靠、价格低廉，已获得最广泛的应用

57、。同时，异步电动机也有一些缺点：a、它的转速不易调节，但是大多数生产机械对转速的要求并不高，所以异步电动机适用于转速为基本不变的负载。例如电厂中的风机、水泵、管道阀门等。b、普通鼠笼式电动机的启动特性不好，为了改善启动特性，较大容量的电动机采用绕线式。c、它的激磁电流必须由电网供给，且功率因数总是滞后的，使电网的功率因数变坏。异步电动机虽有上述缺点，但均能设法得到部分改善。因而各行各业无一不大量使用异步电动机。三、电动机的型号：三、电动机的型号：Y 鼠笼转子异步电动机；YR 绕线转子异步电动机；YK 大型高速（快速）异步电动机；YRK大型绕线转子高速（快速）异步电动机；四、电动机的技术参数：四

58、、电动机的技术参数：1）额定功率额定功率：指电动机额定运行时，由轴端输出的机械功率，单位为 KW；2）额定电压额定电压：指电动机额定运行时，加在定子绕组上的线电压，单位为 V；3）额定频率额定频率：指外加电压的频率。我国电网频率为 50HZ，故国内用的感应电动机额定频率为 50HZ；4）额定电流额定电流：指电动机在额定电压、额定频率和额定功率输出时，电动机输入的线电流，单位为 A；5）额定转速额定转速：指电动机在额定电压、额定频率和额定功率输出时，电动机转子的转速，单位为r/min；6）定子绕组接法定子绕组接法：表示在额定电压下，电动机定子绕组的连接方式，例如：定子绕组接成 Y 形或形。若电压

59、不变，而把定子绕组接线接错，则电动机会烧毁。此外，铭牌上还标出了定子相数、绝缘等级、工作方式和允许温升，对绕线型转子还将标明转子绕组接法、转子电压（指定子施加额定电压，转子绕组开路时，转子绕组的线电压）和额定运行时转子线电流等数据。五、电动机的基本结构五、电动机的基本结构异步电动机有一个固定的部分叫定子。有一个旋转的部分叫转子。由这两个部分再加上外壳、机座、轴承、风扇等辅助部分所组成。三相异步电动机是异步电动机最通用的形式。其定子绕组有三相对称的绕组，当有对称的三相电流通入时，便在气隙中产生一个旋转磁场。定子三相绕组的绕结有三种形式：a、同心式绕组，b、链式绕组，c、交叉式绕组。容量小的电动机

60、采用单层绕组，容量大的采用双层绕组。异步电动机的定子铁心是在内圆周上冲有齿和槽的空心圆筒形铁芯。定子是电动机磁路的一部分。内有交变的磁场，为了减小磁滞和涡流损耗。定子铁芯由 0.5 毫米厚的硅钢片迭成，定子铁芯内圆周上的槽一般有三种形式：a、半闭口槽，b、开口槽，c、半开口槽。异步电动机的转子绕组组成闭路，不和定子绕组相联接。转子绕组有两种形式：a、鼠笼绕组，b、绕线式绕组。转子铁芯通常利用定子铁心套裁下来的同一规格材料迭成，转子铁芯的外层有槽，转子绕组就在槽内。鼠笼式转子绕组去掉铁芯后就象一个鼠笼一样，故称鼠笼电动机。六、电动机的工作原理六、电动机的工作原理29感应电机主要用作电动机。其定子