电源电气基础知识培训课件

电源电气基础知识培训XXXX有限公司X年X月X日第一章：电的基本知识第二章：常用元器件及其用途第三章：电气控制系统图的基本知识2内容什么是电？电是一种能量，是由其他能量，比如水能、风能、机械能、原子能等转换来的。

水电火电核电风电

太阳能光伏发电3第一章：电的基础知识什么是电流？水在水管里流动叫水流，电在电线里流动叫电流。电荷在电路中沿着一定的方向移动，电路中就有了电流，电荷的定向移动形成电流。电流速度每秒30万公里。名词解释：导体内的自由电子或离子在电场力的作用下有规律的流动。规定正电荷移动的方向为正方向。用字母I表示，单位为A（安）。另有kA、mA等单位，1kA=1000A、1A=1000mA4什么是电压？电压也叫电位差，它和水位差的意思是一样的。水面的高低差叫水位差或水压，水位差越大，水流越急，流得越远，越快。电位的高低差叫电位差或电压。电压越高，电流传送就越远。名词解释：电路中两点之间的电位差。用字母U表示，单位是V（伏）。另有kV、mV，1kV=1000V、1V=1000mV5电阻：导体能导电，同时对电流有阻力作用，这种阻碍电流通过的能力成为电阻，用字母R表示，单位是Ω（欧姆）。另有MΩ、kΩ、mΩ等单位，1MΩ=1000kΩ、1kΩ=1000Ω、1Ω=1000mΩ电阻定律：在一定的温度下，截面积均匀，材料相同的一段金属导体电阻的大小，与其长度成正比，与其截面积成反比，并与其材料有关，即R=ρ*L/SR导体的电阻ΩL导体的长度mρ

导体的电阻率Ω*mm2/m（铜的电阻率20度时0.0175）S导体的截面积mm26欧姆定律：表示电压、电流和电阻三者关系的基本定律，通过电阻的电流与电阻两端所加的电压成正比，与电阻成反比，即I=U/R，移项得到U=IR、R=U/I电路的三各状态通路：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过短路：电源、负载或电路某一部分的两端有导线连接，使电流直接从导线上通过，也就是指电路里不同电位的两点直接接通。断路：电路断开，不可能有电流通过，也叫开路7电能：电场力或外力所作的功，符号W，W=UIt=I2Rt单位J（焦耳）常用的另一个单位是千瓦.时（kWh）也叫度。1kWh=3.6MJ=3.6*106J功率：单位时间（1S）电源或负载吸收的电能叫功率。用符号P表示，P=W/t=UI=I2R=U2/R单位为W（瓦特）另有MW、kW等。1kW=1000W，单位还有马力1马力=736W=0.736kW8电路的串联、并联、混联三种连接形式串联电路：将两个或以上电阻依次首尾串接起来，组成中间无分支的电路，叫电阻的串联通过各电阻的电流是同一电流总电压等于各电阻上电压降之和总电阻等于各电阻之和各电阻上的电压降之比等于其电阻比各电阻消耗的功率与电阻成正此9R2R1并联电路：并两个或两个以上电阻接入电路中相同的两点之间，其两端的电压相同，叫做电阻并联电路。各电阻两端的电压均相等电路的总电流等于电路中各支路电流之总和电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2，总电阻R=R1R2/R1+R2通过各支路的电流与各自的电阻成反比各电阻上消耗的功率与各电阻成反比10R1R2混联电路：既有串联又有并联的电路叫做混联电路11R2R1R3R2R1R3R2R1R3R4混联电路计算步骤：1.求出各元件串联和并联的等效电阻值，再计算电路的总电阻值2.由电路的总电阻值和电路的端电压，根据欧姆定律计算出电路的总电流3.根据元件的串联分压关系和元件的并联分流关系，逐步推算出各部分的电压和电流有功功率：正弦交流电路的瞬时功率在一个周期的平均值。用P表示，单位是W，P=W/t=UI=I2R=U2/R无功功率：具有电感或电容的电路中，在半周期的时间里，电源的能量吸取变成磁场（或电场）的能量储存起来，而在另半周期内的时间里，又把储存的磁场能量释放出来还给电源。它只与电源进行能量交换而没有消耗能量。为了定量地分析电感线圈、电容与电源之间的能量交换，将瞬时功率的最大值称之为无功功率（可分为感性无功功率与容性无功功率）用字母Q表示无功功率电感具有通低频、阻高频，通直流、阻交流的性能电容具有通高频、阻低频，通交流、阻直流的性能12直流电：大小和方向不随时间变化的电流。字母用DC表示、符号用“-”表示。交流电：大小和方向随时间周期性变化的电流。字母用AC表示、符号用“∽”表示。三相电源的连接通常把三相电源（包括发电机和变压器）的三相绕组接成星形和三角形13星形接法矢量图二矢量图一CBACBAOAOAUCAUBUAUCUBUA三角形接法CBAUCUBUAUCAUBUAA三相电源星形连接时三相绕组的末端的结点称为中性点，其引出的导线称为中性线，又称零线，当中性线接地时又称地线。每相引出的导线称为相线。有中性线的供电方式称为三相四线，不引出中性线的称为三相三线。什么叫做线电压、线电流、相电压、相电流？

在三相电路中，线电压为线路上任意两相线之间的电压，用U线表示，如常见的380V在三相电路中，相电压为每相绕组两端的电压，也就是相线与中性线之间的电压，用U相表示，如常见的220V在三相电路中，流过每相的电流叫相电流，用I相表示。在三相电路中，流过任意两相线的电流叫线电流，用I线表示。星形连接时U线=U相，I相=I线三角形连接时，U线=U相，I线=I相三相有功功率P=UI*cosφ，无功功率Q=UI*cosφ，视在功率S=UI14什么是电气一次设备和一次回路

一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。

由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其它生产的电气回路称为一次回路或一次接线系统。

15常用元器件及其用途什么是电气二次设备和二次回路二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。16断路器：有框架断路器、塑壳断路器及微型断路器等17第二章：常用元器件及其用途框架断路器框架断路器塑壳断路器万能式断路器主要用于保护低压电气设备，使之免受过电流，欠电压，短路等不正常情况下的危害，正常条件下也可作为线路的不频繁操作之用。

断路器俗称开关，是电力系统中最重要的控制和保护设备，它起两方面的作用:1)在正常运行时，根据运行的需要，接通或断开电路的空载电流和负荷电流，这时起控制作用。2)具有短路保护、过载保护功能。在电器超载或非正常运行中，如出现故障，断路器和保护装置及自动装置相配合，迅速自动地断开开关，切断故障电流，将故障电流从电网中断开，保证电网无故障部分的安全运行，起到保护电器和线路的作用；以减少停电范围，防止事故扩大。另外带有漏电保护的断路器，具有漏电保护功能。18什么叫断路器?它的作用是什么?常用塑壳断路器（北京人民交流用）19常用塑壳断路器（北京人民直流用）GM225230M壳架额定电流等级（A）Inm=100Inm=225Inm=400Inm=800Inm=1250极限短路分断能力（kA)M=15(≤100）H=20(≤100）M=20H=25R=35极数2：2P3：3P脱扣器方式0：无脱扣1；过载保护脱扣2：短路保护脱扣3：复式脱扣20：无辅助2：辅助触头6：双辅助0瞬时脱扣器整定倍数：无：10In2:12In3：5InT:其他0：无报警8：报警触头RR：直流200额定电流B无：板前接线B：板后接线C：插入接线无：本体操作GZ3：手操机构P：电操机构GZ3-A固安祥塑料外壳断路器2021常用塑壳断路器（施耐德NSX）22常用塑壳断路器（施耐德NSE）23常用微型断路器（西门子5SJ）24常用微型断路器（西门子5SJ）25常用微型断路器（施耐德直流C65）26常用微型断路器（施耐德C65）27常用微型断路器（施耐德交流iC65）iC65交流微断N分断能力N：6kAH：10kAL:15kAC脱扣曲线C型曲线（配电保护）D型曲线（动力保护）20A额定电流1-63A2P极数1、2、3、4P+VE选配漏电附件VE：VigiC65ELEVEG:VigiC65GELEVM:VigiC65ELM+选配电气附件SD：报警触点MX：分励脱扣单元OF：辅助触点MN：欠压脱扣单元（瞬动型）OF+SD/OF：双重切换触点MNS：欠压脱扣单元（延时型）SD常用微型断路器（北京人民GM32直流）GM32238M壳架额定电流等级（A）极限短路分断能力（kA)M=15H=20极数1：1P2：2P脱扣器方式0：无脱扣2：电磁脱扣3：热磁脱扣20：无辅助2：辅助触头6：双辅助C脱扣特性：C：10InD:12InB：5In0：无报警2：报警触头RR：直流40固安祥微型断路器额定电流1-40A28常用微型断路器（北京人民G65交流微断）G652SDH壳架额定电流等级（A）极限短路分断能力（kA)无=6H=10极数1：1P2：2P3：3P4：4POF0：无辅助OF：辅助触头C脱扣特性：C：10InD:12InB：5In0：无报警SD：报警触头+40A固安祥微型断路器额定电流1-40A也写成G65-2328-C40A29熔断器：

熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。在强弱电系统中起短路保护作用。熔断器有管式、插入式、螺旋式、卡式等几种形式，其中部分熔断器的外形和符号如图所示。符号30

熔断器的主要元件是熔体，它是熔断器的核心部分熔体形状：丝状：铅锡合金、锌等低熔点金属——圆截面熔丝（小电流电路）片状：用银、铜等较高熔点的金属——薄片（大电流电路）工作原理：熔断器使用时应当串联在所保护的电路中；电路正常工作时熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，

从而保护了电路和用电设备。31接触器一种依靠电磁力作用使触点闭合或分离的自动电器。接触器是控制电器，它利用电磁吸力和弹簧反力的配合作用实现触头闭合与断开，是一种电磁式的自动切换电器。接触器分交流接触器和直流接触器两大类，线圈电压根据设计需要合理选择。32热继电器

通常用热继电器来实现过载保护。当电动机负载过大，电压过低或一相断路时，电流增大，超过额定电流，熔断器不一定熔断，但时间长了影响寿命。工作原理：利用膨胀系数不同的双金属片遇热后弯曲变形，去推动触点，断开电动机控制电路。

电动机正常工作时：双金属片不起作用。当电动机过载时：流过发热元件的电流超过其整定电流，使双金属片因受热而有较大弯曲，向左推动导板，动触点离开静触点，接触器线圈KM断电，断开电动机电源。33刀开关(一)结构：一种最简单的手动电器。(二)分类：单极(单刀)、双极(双刀)、三极(三刀)

(三)作用：用在不频繁接通和分断的电路中，也用于隔离电路和电源（又称为隔离开关）作为电源的引入开关或隔离开关；用于小容量的三相异步电动机不频繁地起动或停止的控制。使用注意事项:(1)

垂直安装在控制屏或开关板上决不允许倒装以防手柄因自重落下而引起误合闸

(2)接线时应将电源线接上端、负载接下端内装熔丝作为短路和严重过载保护

(3)操作时分合闸动作应迅速使电弧较快熄灭34隔离开关的主要作用和特点是什么？主要作用是隔离电源和切换电路。刀闸的作用是在设备检修时，造成明显断开点，使检修的设备与电力系统隔离。其特点是：没有专门的灭弧装置，只能通断较小的电流，而不能开断负荷电流，更不能开断短路电流。具有明显开断点，有足够的绝缘能力，用以保证人身和设备的安全。35为什么隔离开关要用操作机构操作？用操作机构操作隔离开关可以提高操作的可靠性和安全性。因为操作机构可使操作人员和隔离开关保持一定的距离；使隔离开关操作简化和省力；实现隔离开关与断路器的相互闭锁，防止误操作；实现隔离开关远方电动操作。隔离开关不允许进行哪些操作？隔离开关没有灭弧装置，严禁带负荷拉闸或合闸操作。不能用隔离开关接通和断开电路的负载电流和短路电流。断路器、负荷开关、隔离开关在作用上有什么不同？断路器、负荷开关、隔离开关都是用来闭合和切断电路的电器，其中断路器可以切断负荷电流和短路电流，负荷开关只可切断负荷电流，短路电流是由熔断器来切断的，隔离开关则不能切断负荷电流，更不能切断短路电流，只用来切断电压或允许的小电流。万能转换开关（1）作为各种配电装置的远距离控制（2）电压表、电流表的换向开关（3）小容量电动机的起动、调速、换向36中间继电器a.当电压或电流继电器触头容量不够时，可借助中间继电器来控制，此时它作为执行元件被当作一级放大器使用。b.当其他继电器或接触器触头数量不够时,可利用中间继电器来切换多条电路。c.对于电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可以由中间继电器代替接触器来实现控制。37按钮一种最简单的手动电器。作用：发出操作信号、接通和断开电流较小的控制电路，以控制电流较大的电动机运行。38测量装置-电压与电流互感器

为了监视和控制设备的运行情况，统计和分析生产指标，计量电量，保证发电厂和变电所的安全经济运行和电能的质量，故发电厂和变电所需要装设测量仪表、继电保护装置和各种自动装置等。但这些仪表和装置不可能直接接到大电流、高电压的母线和电气设备上，否则不仅将使这些装置做的很大，而且会危及人身安全，为此需要装设电压互感器和电流互感器。39测量装置-电压互感器电压互感器的作用：是用来测量电网高电压的特殊变压器，它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后，再连接到仪表上去测量。电压互感器，原边电压无论是多少伏，而副边电压一般规定为100伏，以供给电压表、功率表及千瓦小时表和继电器的电压线圈所需要的电压。40测量装置-电压互感器电压互感器二次侧为什么必须接地？电压互感器原边接的是高电压，副边为低电压，并连接着保护和表计，工作人员又要经常和保护、表计接触，如果万一绝缘损坏，使高电压串入低电压回路就可能对二次回路工作的继电保护人员和运行人员造成人身威胁，另外二次回路绝缘水平低，若没有接地点也会被击穿损坏绝缘，损坏表计和继电器，为了保证人身和设备的安全，电压互感器二次侧必须接地。电压互感器二次侧为什么不许短路？电压互感器在运行中二次侧是不允许短路的。我们知道在正常运行时电压互感器原边与电网电压相连，它的副边接负载即仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，所以电压互感器的工作状态接近变压器的空载情况。如果电压互感器二次侧发生短路，其阻抗减少，只剩副线圈的内阻，这样在副线圈中将产生大电流，导致电压互感器烧毁。在电压互感器一、二次侧接有熔断器的则会使熔断器熔断，表计和保护失灵。41测量装置-电流互感器电流互感器的作用：把大电流按规定比例转换变成小电流，供给测量仪表和继电器的电流线圈，间接测量出大电流。而且还可隔离高压，保证了工作人员及二次设备的安全。电流互感器副边的电流一般规定为5安或1安，以供给电流表、功率表、千瓦小时表和继电器的电流线圈电流42测量装置-电流互感器电压互感器二次侧为什么不许开路？电流互感器在正常运行时，二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯损耗增大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此，电流互感器二次侧开路是绝对不允许的。4344第三章：电气控制系统图的基本知识电气元件图符4546其他符号参见电气符号大全我公司电气图可分为三种，即原理图、安装图和接线图。

47看懂电气图看二次图的基本方法：“先交流、后直流；交流看电源，直流找线圈；抓住触点不放松、一个一个全查清。先上后下，先左后右，屏外设备一个也不漏”。看一次图的基本方法：用来表示电能产生、汇集与分配的电路图，称为电气一次接线图。也称为电气主接线图。通常把三线绘制成单线原理接线图看电气单线图时一般按下述方法：要记清、看懂图中的图形符号所代表的意义。要记清实际电气设备的外形、特性。看图过程中，边看图、边回忆设备实际接线情况。看图时要先从电源开始，按顺序往下看。先粗看一遍，在细看几遍。结合设备实际接线，理解接线原理。应用：控制三相电风扇和三相砂轮机等48三相异步电动机启动控制一、单向旋转手动控制QFM3～开启式负荷开关控制自动空气开关控制FUM3～QSQS：刀开关或隔离开关FU：熔断器QF：断路器工作原理：启动：按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动运行。停止：松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM主触头断开→电动机M失电停转。应用：常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速移动的电机控制49二、单向旋转点动控制QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2主电路短路保护控制电路短路保护工作原理：启动：按下起动按钮SB2→接触器KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动运行，KM自锁辅助触点闭合→松开SB2→接触器自锁运行。停止：按下停止按钮SB1→接触器KM线圈失电→KM主触头断开→电动机M失电停转。应用：常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速移动的电机控制50三、单向旋转自锁运行热继电器热元件过载保护KM线圈欠压、失压保护热继电器常闭触点主电路短路保护控制电路短路保护自锁触点SA点动开关切换点动与连续51四、单向旋转点动与连续混合控制FU1KMM3～FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路FU2SB1KMKMFRSB2SASA断开（点动）SA闭合（连续）按纽切换点动与连续52四、单向旋转点动与连续混合控制FU1KMM3～FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路点动控制：按纽SB3按下点动，松开停止连续控制：松开按纽SB3，按下按纽SB1FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路无联锁控制的电机具有正反转的控制电路53五、按纽控制正反转控制KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮反转按钮缺点：无联锁控制，极容易发生事故。由两只按触器联锁控制的电机具有正反转的控制电路54六、按纽控制正反转控制控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器联锁KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主电路正转：按下SB1-KM1得电-电机正转-KM1常开触点闭合-