机电培训教材.docx

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机电培训教材

一、电力系统简介

电力系统：

电力系统是动力系统的一部分,它由发电厂的发电机及配电装置，升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。

一次设备:

直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备.包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。

二次设备：

对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。

如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等.

（一）自备发电厂

1、火力发电厂

2、燃气轮机电站

燃气轮机发电机组是燃料直接在机器内燃烧，产生高温气推动产生功率、带动发电机发电的机组。

原料:

天然气、轻油（柴油）、重油（原油）。

特点:

体积小、重量轻、安装快、投资少、建设周期短.

机组启动时间短、可一天之内多次开机,特别适合事故应急;启动操作自动化程度高，操作简单、操作人员少,经济可靠。

（二）变压器

变压器的作用

电力变压器是用来改变电压大小的电气设备。

它根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流电压以满足不同负荷的需要。

输电线路将几万伏或几十万伏高电压的电能输送到负荷区后，必须经过降压变压器将高电压降低到适合于用电设备使用的低电压.

变压器分为电力变压器和特种变压器。

电力变压器又分为油浸式和干式。

变压器的允许运行方式

允许温度和温升

变压器的允许温度主要取决于绕组的绝缘材料，我国电力变压器大部分采用A级绝缘,对于A级绝缘的变压器的正常运行中，当周围空气温度最高为40℃时,变压器绕组的极限温度为105℃。

变压器温度和周围空气温度的差值叫做变压器的温升。

变压器的过负荷能力

变压器的过负荷能力是指它在较短的时间内在不损害变压器的绝缘和降低变压器额定容量的情况下，所能输出的最大容量。

三相变压器的运行

变压器允许运行方式，对Y，yno接线的变压器,还要控制二次侧三相负荷的对称.

变压器的允许电压波动

变压器的电源电压一般不得超过额定值的±5%。

变压器并列运行

将两台或多台变压器的一次侧以及二次侧同极性的端子之间，通过同一母线分别互相连接运行方式。

１、三相交流电:

由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电.

２、一次设备:

直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。

包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。

３、二次设备：

对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。

如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。

４、高压断路器：

又称高压开关,它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。

它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

５、负荷开关：

负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。

它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力,可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。

６、空气断路器（自动开关）:

是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中,当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。

９、电流互感器：

又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。

10、变压器：

一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同

（三）互感器

互感器是电力系统中供测量及保护用的重要设备。

分为电压互感器和电流互感器两大类。

电压互感器能将系统中的高电压变成标准的低电压（100V）。

电流互感器能将高压系统中的电流或低压系统中的大电流变成低的标准电流（5A/1A）用以给仪表测量和继电保护供电.

互感器的作用

量仪表和继电器同高压线路隔离，以保证操作人员和设备的安全.

来扩大仪表和继电器的使用范围,与测量仪表配合,可对电压、电流、电能进行测量，与继电器配合，可对电力系统和设备进行各种继电保护.

使测量仪表和继电器电流和电压规格统一，以利于仪表和继电器的标准化。

1、电压互感器（PT）

*电压互感器二次侧工作时不能短路。

*高压电压互感器（PT）：

电压互感器的一次绕组额定电压与电路的电压相符,二次侧额定电压为100V。

电流互感器（CT）

*电流互感器二次侧必须有一端接地；

＊电流互感器二次侧工作时不能开路；

（四）高压断路器

高压断路器是变电所中的主要电力控制设备，在正常运行时，它能切断和控制线路及各种电气设备的空载和负荷电流,当系统发生故障时,它和继电保护配合能迅速的切断故障电流，以防止故事的扩大.

高压断路器按安装地点的不同分户内式和户外式两种。

按灭弧原理分为油断路器和气吹断路器、真空断路器和磁吹断路器

对高压断路器的基本要求

可靠性

有足够的断路能力，

当电力系统发生故障时，要求具有尽可能短的切断时间

实现自动重合闸

（六）隔离开关

1隔离开关的用途和类型

隔离开关是高压开关的一种，因为它没有专门的灭弧装置,所以不能用它来接通和断开负荷电流和短路电流。

隔离开关的用途：

1、隔离电源

2、倒闸操作

3、用于接通和切断小电流的电路

（七）电容器

1、并联电容器在电力系统中的作用

（1）补偿无功功率，提高功率因数；

（2）提高设备效率

（3）降低功率损耗和电能损失；

（4）改善电压质量;

2、容器在电力系统中的补偿方式

（1）并联电容器在电力网的并联，电容器与电力网的额定电压应相符，

（2）并联电容器的补偿，电容器的补偿形式应以无功就地平衡为原则，可采用集中、分散和个别补偿.

（八）母线、电缆及绝缘子

1母线的作用：

在发电厂和变电所的各级电压配电装置中，将发电机、变压器与各种电器连接的导线称为母线。

母线是各级电压、配电装置的中间环节，它的作用是汇集、分配和传输电能.母线分软母线和硬母线。

2、母线的着色涂色的作用：

1）可以增加热辐射能力，有利于母线散热，提高母线允许负荷电流12%—15%。

2）于识别交流的相别和直流的极性.

直流：

正极—-—-—--—-红色负极—--—-—-—-——-兰色

交流：

U（A）相—--——--—黄色V（B）-——---—-绿色W（C）——-—----红色

中性线:

不接地的中性线-—--—-—白色

接地的中性线--—-—-—--—紫色

电缆：

由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。

二、三相异步电动机

利用电磁原理进行机械能与电能互换的装置，称为电机。

把机械能转换成电能的电机，称为发电机；反之，把电能转换成机械能的电机，称为电动机。

分类：

按照它所耗用的电能种类不同，电动机分为交流电动机和直流电动机。

而交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。

特点：

异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是一种应用最广泛的交流电动机。

现代各种生产机械都广泛应用电动机来驱动。

其优点很多，如：

简化生产机械的结构；提高生产率和产品质量;能实现自动控制和远距离操纵；减轻繁重的体力劳动等等。

生产上应用的电动机主要是交流电动机,特别是三相异步电动机。

它被广泛用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。

单相异步电动机常用于功率不大的电动工具和某些家用电器中。

同步电动机主要应用于功率较大、不需调速、长期工作的各种生产机械，如压缩机、水泵、通风机等。

电动机主要包含两部分：

机座

（1）定子（静止不动的部分）定子铁心

定子绕组

转轴

（2）转子（旋转的部分）转子铁心

转子绕组

按结构的不同可分为绕线型转子绕组和笼型转子绕组两种。

异步电动机因此分为两大类：

具有绕线型转子绕组的称为绕线型异步电动机具有笼型转子绕组的称为笼型异步电动机.其中,笼型转子绕组是由铜条通过铜环组成的闭合导体，形似鼠笼。

1、三相异步电动机铭牌

定义：

电机制造厂按照国家标准，根据电机的设计和试验数据而规定的每台电机的正常运行状态和条件，称为电机的额定运行情况。

表征电机额定运行情况的各种数值,如电压、电流、功率等称为电动机的额定值.额定值一般标记在电机的铭牌或产品说明书上,常用下标"N"标记.

1型号；

2．接法；指定子三相绕组的接法,有星形联结（）和三角形联结（△）。

若电动机铭牌上标有220/380V两种额定电压，接法标明△/，则表明：

=220V,△接;=380V,接

3．额定功率（）:

在额定运行情况下，电动机轴上所输出的机械功率为电动机的额定功率。

4．额定电压（）：

电动机在额定运行情况下的线电压为电动机的额定电压.一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5％。

如三相定子绕组可有两种接法时，就标有两种相应的额定电压值。

电动机的额定电压有380V，3000V及6000V等多种.

5．额定电流（）；电动机在额定情况下运行时定子绕组的线电流值为电动机的额定电流，也称满载电流。

如三相定子绕组可有两种接法时，就标有两种相应的额定电流值。

6．额定频率（）；电动机在额定运行情况下的交流电源频率为电动机的额定频率。

我国发电厂所生产的交流电，频率为50Hz。

7．额定转速（）;电动机在额定运行情况下的转速为电动机的额定频转速，也称满载转速。

8．额定功率因数（）;电动机在额定运行情况下的定子电路功率因数为电动机的额定功率因数。

约为0。

70～0.90。

9．额定效率（）；对电动机而言，输入功率与输出功率不等，其差值等于电动机本身损耗功率,包括铜损、铁损和机械损耗等。

效率是指输出功率与输入功率的比值，即：

其中，即三相定子绕组从电源所取用的功率。

通常约为（75～92）%。

10．定额;定额是指异步电动机的运行方式。

电动机运行情况，根据发热条件可分为三种基本运行方式：

连续运行、短时运行和断续运行。

（返回）

11．绝缘等级绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时所容许的极限温度来分级的。

所谓极限温度，是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度.

绝缘等级

A

E

B

极限温度（℃）

105

120

130

三、电动机的润滑

   电动机的品种与规格大小众多，一般电动机的润滑剂选用取决于轴承类型、转数和温度、负荷等。

   小型电动机常用滑动轴承，在轴承座内设有储油槽或油池采用甩油环和油链、甩油圈在轴套内使用润滑油循环润滑，也有用油绳润滑的，保持润滑油的耐用寿命为20000—4000H。

   中型电动机多用滚动轴承（Ф内径25mm以上），使用润滑脂润滑，通常一次性装填润滑脂（轴承内装填约1/2脂，使用1年后再清洗更换）。

   大型电机中可能使用滚动轴承或滑动轴承,两种润滑剂都可能使用，一般滑动轴承用油润滑，滚动轴承用脂润滑.

   电动机的轴承温度一般应控制在65—80之间，合金滑动轴承最好低于65。

下表为电动机用油。

表电动机用油

容量/工作条件

容量/KW

100以下

100-1000

1000以上

高速1500-3000r/min

2号锂基脂、2号钙基脂,2号钙钠基脂

2号锂基脂、2号钠基脂

2号锂基脂、2号复合钙基脂

中速1000—1500r/min

2号锂基脂、3号钙基脂、2号钙钠基脂

3号锂基脂、3号钠基脂

2号锂基脂、3号复合钙基脂

低速1000r/min

3号锂基脂、3号钙基脂、3号钙钠基脂

3号锂基脂、3号钠基脂

3号锂基脂、3号复合钙基脂