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电工电气设备培训

2011年4月培训

一变压器

1、原理

两个相互绝缘的绕组，套装在闭合铁芯上。

当一次绕组通入交流电流时，铁芯中产生同频率的交变磁通，该磁通交链一二次绕组。

在一二次绕组中会感应出同频率的电动势。

因为是同一磁通交链一二次绕组，所以，在一二次每匝线圈上的感应电动势相同。

变压器利用电磁感应原理，借助不同匝数的一二次绕组的电磁耦合作用，改变一二次绕组的电压和电流。

实现交流电能传递的目的。

E＝4.44fwφ

2、结构

（1）铁芯构成主磁路由单片、厚度为0.35～0.5mm的冷轧硅钢片叠压而成，分为铁芯柱和铁轭两部分。

为什么铁芯要接地？

只允许一点接地？

为防止变压器在运行或试验时，因静电感应而在铁芯或其它金属构件上产生悬浮电位，造成对地放电。

若两点以上接地，则在接地点会形成闭合回路，当主磁通通过此闭合回路时，产生循环电流，使铁芯局部过热。

（2）同心式绕组为什么在铁芯柱上先套装低压绕组？

先套装低压绕组可减少绕组与铁芯柱间的绝缘，降低成本。

另外高压绕组套装在外面便于分接开关的安装。

三绕组变压器套装是降压器顺序是低中高，升压器顺序是中低高。

各绕组的容量配合百分比为100/100/100、100/50/100、100/100/50。

（3）油箱及变压器油的牌号？

油箱由钢板焊接制成，大型变压器油箱做成钟罩式。

油的作用增强绝缘降温

牌号有三种10#25#45#

（4）油枕中的油量应为油箱中总油量的8-10%

从油枕注油可防气泡进入变压器。

（5）防爆管装玻璃或酚醛薄膜片。

大型变压器采用安全阀。

（6）呼吸器

（7）气体继电器运输变压器时，器身不得倾斜150。

安装时沿瓦斯继电器方向要有1－1.5％的坡度。

防止储存空气，故障时，保证气体可靠地冲入瓦斯继电器中。

（8）套管和分接开关

（9）型号额定容量额定电压额定电流的计算

（10）分接电压值和调压方式

3、空载试验与短路试验

4、空载运行一次加额定电压，二次开路的基本运行状态。

空载运行时，损耗为铁耗和铜耗之和。

A、铜耗很小可以忽略B、铁耗很小可忽略C、铜耗很大

铁损又分为磁滞损耗和涡流损耗，前者与磁滞曲线有关系，减少硅钢片的接缝数可降低涡流损耗。

5、负荷运行

6、接线组别变压器一二次线电压的相位关系。

（1）同名端由绕组的绕向决定。

线圈绕向相同者为同名端。

（2）三相绕组的同名端

（3）接线组别的判断

7、变压器电压变化率及效率

（1）ΔU％＝（U20－U2）/U2e×100％

电压变化率随负荷电流变化率成正比增加。

纯电阻时负载时，变化率小，一般变压器当CosФ为0.8时，额定电压变化率约为5％左右。

所以，高压绕组有±5％的抽头。

（2）效率η＝P2/（P2＋PCu＋PFe）

8、变压器并列运行的条件

（1）环流两台变压器容量相同、变比不同、短路阻抗不同时的环流容量不同时增加一个系数

（2）变比相同的变压器并列运行时负荷分配

9、经济运行

10、变压器调压接线方式有首端抽头、末端抽头、中间抽头。

无励磁调压分接开关必须在变压器完全停电的情况下，才能操作调压。

11、超高压长线末端投入空载变压器时，操作前应降低线路首端电压和将末端电站的电抗器投入，使得在操作时电压短时间不超过变压器相应分接头电压的10％。

12、变压器可短时过负荷运行，室外变不得超过30％；室内不得超20％。

绕组温度不应超过1350。

事故过负荷1.3倍时可运行2小时。

1.6倍时可运行30分钟。

13、运行处理

（1）不正常工作状态：

声音大、有爆裂声；温度不断上升；喷油；油面低于下限；油色变化；套管破损放电。

立即停电检修。

（2）着火时，必须迅速果断，分秒必争立即停电。

（3）瓦斯和差动保护动作时，分析处理。

14、切除空载变压器时，为何会产生过电压？

变器空载压运行时，表现为电感（Lm）电路。

切断电感电流会引起操作过电压。

15、变压器投用前为什么要冲击试验？

如何充电？

为检查变压器内部绝缘是否有薄弱点，考查机械强度及继电保护能否躲过励磁涌流而不误动作。

（1）高压侧充电，低压侧开路。

对地电容电流小。

由于高压侧线路电容电流的关系，使低压侧静电感应而产生过电压，易击穿低压绕组，涌流产生的电动力小，对系统冲击小。

若绝缘水平高，可用此法。

（2）低压侧充电，高压侧开路，不会产生过电压，但励磁涌流可大至6－8倍，产生很大的电动力，降低机械强度，继电保护可能躲不过涌流而误动作。

若绝缘水平低，可采用此法。

16、主变空载时为什么会有接地信号？

送出一路负荷时就恢复正常？

因为6Kv侧线圈及所带的母线桥和母线对地电容不等CA≠CB≠CC，变压器相当于不平衡运行状态，中性点位移。

若ZC《ZL时，位移更大。

当带上负荷后，三相电压主要决定于负荷或线路，阻抗平衡。

接地信号消失。

17、起动风扇有哪些规定？

为什么还要有警报装置？

主变风扇的起动应根据负荷和温度情况决定。

北京地区规定为上层油温650时起动，550时返回。

按电流起动风扇的，按照实际负荷电流规定整定。

冷却装置失灵或内部故障使油温不断上升时，温度应报警。

强迫油循环水冷的变压器先起动油泵再起动水泵，先停水泵后停油泵。

18、有载调压变压器与无载励磁变压器有什么不同？

为什么分接开关都装在高压侧？

可以在Se范围内调压，范围大，可减少、避免电压波动。

无励磁调压只能在停电时改变分接头位置，输出电压质量差。

高压线圈都绕在最外层，容易抽头，且工作电流小，易于安装。

二互感器

1、互感器包括CT和PT，是将大电流、高电压转变为小电流、低电压用于分别向计量、保护线圈供电，反映电气设备运行参数和故障情况的电气设备。

（1）CT相当于变压器的短路运行，二次与计量和保护线圈串联，额定电流为5A或1A，不许开路。

原理一次侧N1较少通常为1匝或几匝，N2较大。

I1完全取决于一次电流（负荷电流）与I2及负荷变化无关。

这一点与变压器不同。

正常情况下，二次串接的仪表和继电器的电流线圈的阻抗很小，接近于短路状态，这是与电力变压器的又一不同点。

电流互感器正常工作时，二次电流所产生的二次磁通势I2N2对一次磁通势I1N1起去磁的作用。

因此合成磁势I0N1及合成磁通数值都不大，二次侧感应电动势E2数值不超过几十伏。

（2）PT相当于变压器开路运行状态，二次与计量、保护仪表的电压线圈并联，额定电压为100V，不许短路。

原理N1》N2，二次阻抗很大，几乎工作在空载状态，U2不影响U1，并随U1变化反映一次电压。

2、误差及影响误差的因素

（1）CT误差由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，I1与测量值KNI2在数值和相位上都有差异。

分别为变比误差和角误差。

误差因素一次侧电流I1有影响；I1较小时误差大。

所以当I1＝（100-120%）I1e时CT误差最小。

铁芯尺寸和结构；二次负荷阻抗；功率因数；

（2）PT误差因为存在励磁电流和内阻抗，测量结果大小和相位均有误差。

同样为变比误差和角误差。

误差因素铁芯结构尺寸；二次侧负荷；功率因数；一次侧电压有关。

应把二次侧功率因数和一次电压的变化范围限制在一定的范围内。

3、准确度与额定容量

（1）CT一次电流为100-120%额定电流时的误差0.20.51310共5级，B级为保护级。

额定容量S2e在I2e与Z2e下运行时的输出容量

S2e=I2e2Z2e因为I2e=5A、1A所以S2e与Z2e相差一个倍数，S2e可以用二次阻抗Z2e代替，额定负荷单位为Ω。

（2）PTU1在规定范围内、负荷COSΦ为额定值时，U1=（0.85-1.15）UeCOSΦ=0.8时。

电压误差的最大值。

分为0.2、0.5、1、3共4级。

4、接线型式

CT单相、星型、不完全星型

PT单相、U/U、三相Y/Y0、三相五柱式。

5、实际电流计算

三断路器

1、电弧的产生

起因热电子发射和强电场发射

形成碰撞游离，产生新的自由电子和正离子，介质击穿形成电弧。

维持靠热游离和弧隙电压。

特性

（1）温度高、能量集中。

（2）自持放电。

（3）游离的气体容易变形、能移动、拉伸、弯曲。

2、熄灭方法

（1）去游离真空状态、油、SF6可以完成自由电子的去游离作用。

油及真空状态是空气绝缘的2.5－4倍，SF6气体在0.4Mpa时的绝缘是空气的100倍。

（2）降低弧隙电压。

采用灭弧介质、吹弧、加装并联电阻、多断口灭弧、金属栅片灭弧。

3、型号SW－220/1250-20。

国家标准规定，高压断路器的额定电压分为以下等级3、6、10、20（15）、35、60、110、220、330、500KV。

220KV以下，最高工作电压比额定电压高15％，330和500KV以上可以高出10％。

额定电流有以下等级200、400、630（1000）、1250、1600（1500）、2000、3150、4000、5000、8000、10000、12500、16000、20000A。

4、断路器运行总则

（1）工作电流、最大工作电压、开断电流不超额定值。

（2）为避免合在故障点上，引起断路器爆炸危及人身安全，绝对禁止带电手动机械合闸，或手动就地操作断路器按钮合闸。

（3）运行中的断路器，禁止手动机械或手动按钮分闸，当遥控失灵或者来不及遥控时可以操作。

有自动重合闸的，应先解除自动重合功能。

（4）有下列情况之一者，应停电检修：

有异常响声和发热严重者；事故跳闸后，喷油严重，油色变黑；开断一次超过遮断容量的短路故障；开断故障电流超过规定次数；气体压力或油位低于规定值。

（5）禁止将有缺陷的断路器投入运行。

（6）指示、显示符合断路器运行状况。

（7）注意辅助触点状态和开关运行环境。

5、断路器运行中的维护和检查

（1）常规检查电压电流。

（2）断路器状态与机械指示位置、电气指示位置是否一致。

（3）绝缘子是否破损、裂纹，有无电晕放电现象。

（4）油色油位，气体压力。

（5）是否渗油、泄漏。

（6）液压机构管道是否漏油、压力低。

6、油开关为什么加装相间绝缘板？

油开关遮断容量大，跳闸过程中容易喷油冒烟，可导致相间或对地放电，造成事故。

7、油面过高或过低对运行有何影响？

标准是什么？

油面过高使开关桶内缓冲空间相应减少（7%）,断开故障电流时，弧光使油汽化，压力加大，会喷油、变形有爆炸的危险。

标准是缓冲空间是开关空间7%。

8、为什么跳闸辅助接点要先投入、后断开？

先投入：

开关合闸时，动静触头未接通之前，辅助接点已接通，作好跳闸准备，投入故障点时能迅速跳开。

后断开：

开关跳闸时，动静触头分离之后，辅助接点才断开，以保证开关可靠跳闸。

9、为什么不允许在带电的情况下用千斤慢合闸或手动合闸？

因为千斤合闸速度慢，慢合闸到一定距离时，会击穿油，烧损触头。

遇到故障时或自由脱扣失灵时，会导致开关起火爆炸。

10、断路器的试验项目。

A、测介质损耗B、分合闸时间、速度C、同期性

D、行程E、绝缘F、密封（特别是SF6）

五级工（两份，运行、电修各一份）

一、填空

１、对修理后的直流电机进行空载试验，其目的在于检查各机械运转部分是否正常，有无过热、声音、振动现象。

２、直流测速发电机接励磁方式可分为他励式永励与式。

３、整台电机一次更换半数以上的电刷之后，最好先以1/4~1/2的额定负载运行12h以上，使电刷有较好配合之后再满载运行。

４、同步电机的转速与交流电频率之间保持严格不变的关系，这是同步电机与异步电机的基本差别之一。

５、凸极式同步电动机的转子由转轴、磁轭和磁极组成。

６、对电焊变压器内电抗中的气隙进行调节，可以获得不同的焊接电流。

当气隙增大时，电抗器的电抗减小，电焊工作电流增大，当气隙减小时，电器的电抗增大，电焊工作电流减小。

７、异步电动机做空载试验时，时间不小于1min。

试验时应测量绕组是否过热或发热不均匀，并要检查轴承温升是否正常。

８、控制电机的特点是功率小、体积小、重量轻和精度要求高。

９、变压器的线圈绕好后，一、二次绕组的同名端点是确定，而联结组别却是不确定的。

10、所谓三相对称绕组，是指各相绕组结构参数都相同，且在空间互有120°相位差的三相绕组。

11、对电机进行绝缘处理方法很多，其中滴浸工艺适用于自动生产线；真空压力浸漆质量很好，但设备较贵；沉浸设备较简单，是目前生产，修理时常用的一种浸漆方法。

12、异步电动机修理后的试验项目包括：

绕组对机壳及其相间绝缘电阻、绕组在冷却状态下直流电阻的测定、空载试验、绕组对机壳及其相互间绝缘的电机强度试验。

13、笼型转子断笼人修理方法有如下几种：

焊接法、冷接法、换条法。

14、绕线转子电动机的转子修复后一般应做机械平衡试验，以免电机运行时产生振动。

15、接触器触点超程的主要作用是?

触点磨损以后，仍能可靠接触，超程的大小与触点寿命有关。

对于单断点的铜触点一般取动静触点厚度之和的1/3~1/2；对于银或银基触点一般取动静触点厚度之和的1/2~1。

16、电磁式断电器的释放电压（电流）值，取决于衔铁吸上后的最终间隙和弹簧压力。

若增加非磁性垫片的厚度或增加弹簧压力，可以提高释放值，从而提高返回系数。

17、灭弧罩的作用是：

（1）引导电弧纵向吹出，借此防止发生相间短路；

（2）使电弧与灭弧室的绝缘壁接触，从而迅速冷却，增加去游离作用，提高弧柱电压降，迫使电弧熄灭。

18、桥式起重机在下放轻载或空钩时，电动机电磁矩和负载矩方向相同，当电动机串入电阻越多时，负载下降速度越慢。

19、电动系测量机构的特性，决定了电动系电流表和电压表的刻度是不均匀的，而功率表的刻度是均匀的。

20、用直流单臂电桥测量电阻时，如果按下电源和检流计按钮后，指针向“正”偏转，这时应增加比较臂的电阻值，反之应减小比较臂的电阻值。

21、晶体三极管的输出特性是指基数电流为常数时Ic与uc之间的关系。

22、晶闸管触发电路的形式很多，但都由脉冲形成同步移相和脉冲移相几部分组成。

23、工厂企业供电方式，一般有一次降压供电方式和二次防压供电方式两种。

24、衡量电力系统电能质量的三个重要指标是电压、频率和波形。

25、电压过高或过低都将影响用电设备的正常运行或者烧坏设备。

26、车间配电路的基本要求是布局合理、整齐美观、安装牢固、维修方便和安全可靠。

27、电缆的敷设方式有直埋敷设、电缆沟敷设、电缆隧道?

和电缆排管，以及建筑物明敷和水底敷设等。

28、直埋电缆的上、下须铺以不小于100mm厚的软土或沙层，上面必须盖以保护板，地面上必须在必要的地方装设标志桩。

29、高压断路器在电路中的作用是：

在正常负荷下闭合和开断线路，在线路发生短路故障时，通过继电保护装置的作用将线路自动断开。

故高压断路器承担着控制和保护双重任务。

30、电力系统发生单相接地故障时，有空序电流和空序电压，故采用空序电流保护装置和零序电压保护装置自动切除单相接地故障和进行绝缘监视。

31、电气照明平面布置图上、须表示所有灯具的位置、灯数、型号、安装高度和安装方法，以及灯炮容量。

三、判断题

１、直流电机一般采用碳－石墨电刷，只有在低压电机中，才用黄铜石墨电刷或者表铜石墨电刷。

（√）

２、在换向器表面，通常会产生一层褐色光泽的氧化亚铜薄膜，这层薄膜增大了电刷和换向器之间的接触电阻，它具有良好的润滑作用，并可以改善换向。

（√）

３、一台使用不久且绝缘未老化的直流电机，若一两个线圈有短路故障，则检修时可以切断短路线圈，在与其联接的两个换向片上接以跨接线，使其继续使用。

（√）

４、对于异步电动机，其定子绕缓刑匝数增多会造成嵌线困难，浪费铜线，并会增大电机漏抗，从而降低最大转矩和起动转矩。

（√）

５、三相异步电动机的定子绕组，无论是单层还是双层，其节距都必须民整数。

（√）

６、若变压器一次电压低于额定电压，则不论负载如何，它的输出功率一定低于额定功率，温升也必然小于额定温升。

（×）

７、额定电压为380Ｖ/220Ｖ的单相变压器，若当作升压变压器使用时，可以在二次侧接入380Ｖ的电源，在一次侧获得输出约656Ｖ的电压。

（×）

８、具有电抗器的电焊变压器，若减少电抗器的铁心气隙，则漏抗增加，焊接电流增大。

（×）

９、直流单电桥的比率的选择原则是，使比较臂级数乘以比率级数大致等于被测电阻的级数。

（√）

10、改变直流单臂电桥的供电电压值，对电阻的测量精度也会产生影响。

（√）

11、用直流双臂电桥测量电阻时，应使电桥电位接头的引出线比电流接头的引出线更靠近被测电阻。

（√）

12、电磁系仪表既可以测量直流电量，也可以测量交流电量，且测交流时的刻度与被测直流时的刻度相同。

（√）

13、负载伏安特性曲线的形状仅与负载自身特性有关，而与实际加在该负载上电压有大小无关。

（√）

14、在RLC串联电路中，总电压的有效值总会大于各元件的电压有效值。

（×）

15、要想比较两个电压的频率和相位，只能选用双线系波吕器，单线砂波器决难胜任。

（×）

16、带有电容滤波的单相桥式整流电路，其输出电压的平均值取决于变压器二次电压有效值与所带负载的大小无关。

（×）

17、放大器的输出电阻是从放大器输入端？

进去的等效电阻，它是个直流电阻。

（×）

18、当单相桥式整流电路中任一整流二极管发生短路时，输出电压的数值将下降一半，电路变成半波整流电路。

（×）

19、单结晶体管的等效电路是由一个二极管和两个电阻组成的，所以选用一个适当的二极管和两个电阻正确联接后，就能用来取代单结晶体管。

（×）

20、放大器的放大作用是针对变化量而言的，其放大倍数是输出信号的变化量之比。

（√）

21、直流放大器可以放大交流信号，但交流放大器却不能放大直流信号。

（√）

22、生产机械要求电动机在空载情况下提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。

（×）

23、若扰动产生在系统内部，则叫内扰动。

若扰动来自系统外部，则叫外扰动。

扰动都对系统的输出量产生影响。

（√）

24、闭环控制系统采用负反馈控制，是为了提高系统的机械特性硬度，扩大调速范围。

（√）

25、开环系统对于负载变化引起的转速变化不能自我调节，但对其外界扰动是能自我调节的。

（×）

26、变配电所的电气安装图必须包括：

变配电所一次系统接线图、变配电所平面图和剖面图、变配电所二次系统电路图和安装图以及非标准构件的大样图等。

否则无法施工。

（√）

27、安装抽屉式配电柜时，其抽屉的机械联锁或电气联锁应动作正确且动作可靠，其动作正确的判断是：

隔离触头分开后，断路器才能公开。

（×）

28、有多台电动机的配电线路的尖峰电流，其大小取决于多台电动机的起动电流。

（×）

29、短路电流的阻抗，可用欧姆值计算，也可用？

？

值计算。

（√）

30、技术资料齐全是指该设备至少具备：

a、铭牌和设备技术履两卡片；b、历年试验或检查记录；c、历年大、小修和调整记录；d、历年事故异常记录，继电保护，二次设备还必须有与现场设备相符合的图纸。

（√）

四、问答题

１、什么叫集映效应？

答：

当交流电通过导线时，导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应（也称趋肤效应）。

２、什么叫涡流？

涡流的产生有哪些害处？

答：

当交流电流通过导线时，在导线周围会产生交变的磁场。

交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，很象水的旋涡，所以称做涡流。

涡流不但会白白损耗电能，使用电设备效率降低，而且会造成用电器（如变压器铁芯）发热，严重时将影响设备正常运行。

３、请你写出异步电动机起动转矩的公式？

并说明起动转矩和电压、电抗、转子电阻的关系？

答：

起动转矩的公式为：

M=（1/ω1）×（3U12r2'2）/[（r1+r2'）2+（xδ1+x'δ2）2]

根据公式可知：

起动转矩M与电网电压U12成正比。

在给定电压下，电抗越大起动转矩M越小。

绕线式异步电动机，转子回路串入电阻，可增加起动转矩。

４、什么叫电动机的力矩特性或机械特性？

什么叫硬特性？

什么叫软特性？

答：

电动机外加电压不变，转速随负载改变而变化的相互关系叫力矩特性或机械特性，如果负载变化时，转速变化很小的叫做硬特性，转速变化大的叫软特性。

５、如何提高电动机机械特性的硬度？

答：

提高特性的硬度措施是采用反馈调节，特别是采用转速负反馈或电压负反馈与电流正反馈可以得到较硬的力矩特性，这样电动机负载从空载到满载转速可以变化的很小。

６、在什么情况下必须选用绕线式三相异步电动机？

转子电路中接入变阻器的作用是什么？

答：

在要求起动转矩大或重载情况下起动的设、如吊车等，应选用绕线式三相异步电动机。

其接入就阻器的作用是：

（1）减小起动电流；

（2）增大起动转矩，使电动机能够带着负载比较平稳地起动。

如图：

大港182页

按下起动按钮QA，接触器1C得电吸合，其常开辅助触点吸合，实现自保持，时间电器SJ通过2C接触器常闭辅助触点得电。

电动机转子串入频敏变阻器开始起动，当转速接近额定转速时，由于时间继电器SJ的延时闭合常开触点闭合，接通2C接触器，并实现自保持，其常开触点将频敏变阻器BP短接，电动机投入正常运行。

７、同步电机与异步电机主要区别是什么？

答：

同步电动机与异步电动机的主要区别是：

同步电动机在稳态和电网频率f1为常数的条件下，其平均转速n恒为同步转速而与负载大小无关。

同步电机按运行方式、频率和结构型式分类如下：

按运行方式和功率转换方向分为发电机、电动机和补偿机三类。

按结构分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。

在旋转磁极式中，按磁极的形状、又可分为凸极式和隐极式两种。

８、交流接触器短路环的作用是什么？

答：

交流接触器短路环的作用是：

在交变电流过零时，维持动静铁芯之间具有一定的吸力，以清除动、静铁芯之间的振动。

９、什么叫做反馈？

依其作用如何分类？

答：

把输入电量（电压或电流）的一部分或全部送回其输入端和输入信号一起参予控制输出，这种作用称为反馈。

依据反馈的作用又分为负反馈和正反馈。

10、处理故障电力电容器，应注意哪些问题？

答：

处理故障电容时，首先应拉开电容器组的电源控制开关，如采用熔断器保护，应取下熔断管，这时，电容器组虽然已经通过放电电阻自行放电，但仍有部分残余电荷，因此必须要进行人工放电，直到列火花和放电声为止，以免发生触电事故。

11、什么叫可控硅？

答：

可控硅是一种新型的大功率整流元件，它与一般的硅整流元件的区别就在于整流电压可以控制，当供给整流电路的交流电压一定时，输出电压能够均匀调节。

12、异步电动机的空气隙对电动机的运行有