電子1143陶延棟22號低電壓

1、第三章 課程設(shè)計總結(jié) 電氣工程及其自動化專業(yè) 低壓配電課程設(shè)計報告學(xué) 校： 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院院 系： 電氣工程學(xué)院指 導(dǎo) 教 師： 趙蕊學(xué) 生 班 級： 電自1143學(xué) 生 學(xué) 號： 22學(xué) 生 姓 名： 陶延棟起 至 時 間： 2013年12月11目錄第一章 緒論.2第二章 課程設(shè)計內(nèi)容2.1 接線工藝訓(xùn)練.32.2 單相電路日光燈調(diào)試.42.3 三相電路.72.4 穩(wěn)壓電源制作.9第三章 課程設(shè)計總結(jié)13參考文獻(xiàn).14第一章 緒論 科學(xué)實(shí)驗是學(xué)習(xí)和研究自然科學(xué)的重要手段，即是對理論的驗證，又是對理論的實(shí)施，同時還是對理論的進(jìn)一步探討與研究。從事任何實(shí)驗均要求實(shí)驗人員具備相應(yīng)的理論知識、

2、實(shí)驗技能以及歸納總結(jié)實(shí)驗結(jié)果的能力和排除實(shí)驗故障的能力。低壓配電與人民的生活息息相關(guān)，因此必須遵守相應(yīng)的規(guī)范： 1. 低壓配電裝置必須認(rèn)真執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到保障人身安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 2. 低壓配電裝置應(yīng)做到安裝維護(hù)方便。 3. 低壓配電裝置，應(yīng)節(jié)約有色金屬，并應(yīng)認(rèn)真貫徹以鋁代銅的技術(shù)政策。 4. 本規(guī)范適用于新建工程的1000伏以下的配電裝置及線路設(shè)計。 5. 低壓配電裝置尚應(yīng)符合現(xiàn)行的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。導(dǎo)線的鏈接與絕緣第二章 課程設(shè)計內(nèi)容2.1 接線工藝訓(xùn)練導(dǎo)線的幾種連接方法 1剖削導(dǎo)線絕緣層 可用剝線鉗或鋼絲鉗剝削導(dǎo)線的絕緣層，也可用

3、電工刀剖削塑料硬線的絕緣層，如圖31所示。 用電工刀剖削塑料硬線絕緣層時，電工刀刀口在需要剖削的導(dǎo)線上與導(dǎo)線成450夾角，如圖31b)所示，斜切入絕緣層，然后以250度角傾斜推削，如圖31c)所示。最后將剖開的絕緣層折疊，齊根剖削如圖31d)所示。剖削絕緣時不要削傷線芯。 2單股銅芯導(dǎo)線的直線連接和T形分支連接 (1) 單股銅芯導(dǎo)線的直線連接 先將兩線頭剖削出一定長度的線芯，清除線芯表面氧化層，將兩線芯作X形交叉，并相互絞繞23圈，再扳直線頭，如32b）示。將扳直的兩線頭向兩邊各緊密繞6圈，切除余下線頭并鉗平線頭末端。 (2) 單股銅芯導(dǎo)線的T形分支連接 將剖削好的線芯與干線線芯十字相交，支路

4、線芯根部留出約35mm，然后順時針方向在干線線芯上密繞68圈，用鋼絲鉗切除余下線芯，鉗平線芯末端，如圖33所示。 37股銅芯導(dǎo)線的直線和T形分支連接 (1) 7股銅芯導(dǎo)線的直線連接 首先將兩線線端剖削出約150mm并將靠近絕緣層約1/3段線芯絞緊，散開拉直線芯。清潔線芯表面氧化層，然后再將線芯整理成傘狀，把兩傘狀線芯隔根對叉，所示。理平線芯，把7根線芯分成2、2、3三組，把第一組2根線芯扳成如圖34c)所示狀態(tài)，順時針方向緊密纏繞2圈后扳平余下線芯，再把第二組的2根線芯扳垂直，所示。用第二組線芯壓住第一組余下的線芯緊密纏繞2圈扳平余下線芯，用第三組的3根線芯壓住余壓的線芯，所示，緊密纏繞3圈，

5、切除余下的線芯，鉗平線端，用同樣的方法完成另一邊的纏繞，完成7股導(dǎo)線的直線連接。 (2) 7股銅芯導(dǎo)線的T形分支連接 剖削干線和支線的絕緣層，絞緊支線靠近絕緣層1/8處的線芯，散開支線線芯，拉直并清潔表面，所示。把支線線芯分成4根和3根兩組排齊，將4根組插入干線線芯中間，所示。把留在外面的3根組線芯，在干線線芯上順時針方向緊密纏繞45圈，切除余下線芯鉗平線端。再用4根組線芯在干線線芯的另一側(cè)順時針方向緊密纏繞34圈，切除余下線芯，鉗平線端，所示完成T形分支連接。第二章 課程設(shè)計內(nèi)容 419股銅芯導(dǎo)線的連接 其方法與7股導(dǎo)線相似。因其線芯股數(shù)較多，在直線連接時,可鉗去線芯中間幾根。 導(dǎo)線連接好以

6、后，為增加其機(jī)械強(qiáng)度，改善導(dǎo)電性能，還應(yīng)進(jìn)行錫焊處理。銅芯導(dǎo)線連接處錫焊處理的方法是：先將焊錫放在化錫鍋內(nèi)高溫熔化，將表面處理干凈的導(dǎo)線接頭置于錫鍋上，用勺盛上熔化的錫從接頭上面澆下。剛開始時，由于接頭處溫度低，接頭不易沾錫，繼續(xù)澆錫使接頭溫度升高、沾錫、直到接頭處全部焊牢為止。最后清除表面焊渣，使接頭表面光滑。 5鋁芯導(dǎo)線的連接 因鋁線容易氧化，且氧化膜電阻率高，所以鋁芯導(dǎo)線不宜采用銅螺栓壓接法接線壓接管壓接法接線導(dǎo)線的連接方法。鋁芯導(dǎo)線應(yīng)采用螺栓壓接和壓接管壓接方法。螺栓壓接法如圖36示。此法適用于小負(fù)荷的鋁芯線的連接。壓接管壓接法連接適用較大負(fù)荷的多股鋁芯導(dǎo)線接法接線的連接 (也適用于銅

7、芯導(dǎo)線)，如圖37所示。壓接時應(yīng)根據(jù)鋁芯線的規(guī)格選擇合適的鋁壓接管。先清理干凈壓接處，將兩根鋁芯線相對穿入壓接管，使兩線端伸出壓接管30mm左右，然后用壓接鉗壓接。壓接時，第一道壓坑應(yīng)壓在鋁芯端部一側(cè)。壓接質(zhì)量應(yīng)符合技術(shù)要求。絕緣帶的包纏方法 6導(dǎo)線絕緣層的恢復(fù) 導(dǎo)線的絕緣層因外界因素而破損或?qū)Ь€在做連接后為保證安全用電，都必須恢復(fù)其絕緣?；謴?fù)絕緣后的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于原有的絕緣層的絕緣強(qiáng)度。通常使用的絕緣材料有黃油帶、滌綸薄膜帶和黑膠帶等。絕緣帶包纏的方法如圖38所示。做絕緣恢復(fù)時，絕緣帶的起點(diǎn)應(yīng)與線芯有兩倍絕緣帶寬的距離。包纏時黃蠟帶與導(dǎo)線應(yīng)保持一定傾角，即每圈壓帶寬的1/2。包纏完第一層黃

8、蠟帶后，要用黑膠布帶接黃蠟帶尾端再反方向包纏一層，其方法與前相同，以保證絕緣層恢復(fù)后的絕緣性能。2.2單相電路日光燈調(diào)試一、日光燈電路的組成日光燈電路是一個RL串聯(lián)電路，由燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器組成，如圖1.4.1所示。由于有感抗元件，功率因數(shù)較低，提高電路功率因數(shù)實(shí)驗可以用日光燈電路來驗證。圖1.4.1日光燈的組成電路燈管：內(nèi)壁涂上一層熒光粉，燈管兩端各有一個燈絲（由鎢絲組成），用以發(fā)射電子，管內(nèi)抽真空后充有一定的氬氣與少量水銀，當(dāng)管內(nèi)產(chǎn)生輝光放電時，發(fā)出可見光。鎮(zhèn)流器：是繞在硅鋼片鐵心上的電感線圈。它有兩個作用，一是在起動過程中，起輝器突然斷開時，其兩端感應(yīng)出一個足以擊穿管中氣體的高電壓，使

9、燈管中氣體電離而放電。二是正常工作時，它相當(dāng)于電感器，與日光燈管相串聯(lián)產(chǎn)生一定的電壓降，用以限制、穩(wěn)定燈管的電流，故稱為鎮(zhèn)流器。實(shí)驗時，可以認(rèn)為鎮(zhèn)流器是由一個等效電阻RL和一個電感L串聯(lián)組成。起輝器：是一個充有氖氣的玻璃泡，內(nèi)有一對觸片，一個是固定的靜觸片，一個是用雙金屬片制成的U形動觸片。動觸片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬制成，受熱后，雙金屬片伸張與靜觸片接觸，冷卻時又分開。所以起輝器的作用是使電路接通和自動斷開，起一個自動開關(guān)作用。二、日光燈點(diǎn)亮過程電源剛接通時，燈管內(nèi)尚未產(chǎn)生輝光放電，起輝器的觸片處在斷開位置，此時電源電壓通過鎮(zhèn)流器和燈管兩端的燈絲全部加在起輝器的二個觸片上，起輝器的兩觸片

10、之間的氣隙被擊穿，發(fā)生輝光放電，使動觸片受熱伸張而與靜觸片構(gòu)成通路，于是電流流過鎮(zhèn)流器和燈管兩端的燈絲，使燈絲通電預(yù)熱而發(fā)射熱電子。與此同時，由于起輝器中動、靜觸片接觸后放電熄滅，雙金屬片因冷卻復(fù)原而與靜觸片分離。在斷開瞬間鎮(zhèn)流器感應(yīng)出很高的自感電動勢，它和電源電壓串聯(lián)加到燈管的兩端，使燈管內(nèi)水銀蒸氣電離產(chǎn)生弧光放電，并發(fā)射紫外線到燈管內(nèi)壁，激發(fā)熒光粉發(fā)光，日光燈就點(diǎn)亮了。燈管點(diǎn)亮后，電路中的電流在鎮(zhèn)流器上產(chǎn)生較大的電壓降（有一半以上電壓），燈管兩端（也就是起輝器兩端）的電壓銳減，這個電壓不足以引起起輝器氖管的輝光放電，因此它的兩個觸片保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。即日光燈點(diǎn)亮正常工作后，起輝器不起作用。5三

11、、日光燈的功率因數(shù)日光燈點(diǎn)亮后的等效電路如圖2-5 所示。燈管相當(dāng)于電阻負(fù)載RA，鎮(zhèn)流器用內(nèi)阻RL和電感L 等效代之。由于鎮(zhèn)流器本身電感較大，故整個電路功率因數(shù)很低，整個電路所消耗的功率P包括日光燈管消耗功率PA和鎮(zhèn)流器消耗的功率PL。只要測出電路的功率P、電流I、總電壓U以及燈管電壓UR，就能算出燈管消耗的功率PA=IUR，鎮(zhèn)流器消耗的功率PL =PPA ，圖2-5日光燈工作時的等效電路功率因數(shù)的提高日光燈電路的功率因數(shù)較低，一般在0.5 以下，為了提高電路的功率因數(shù)，可以采用與電感性負(fù)載并聯(lián)電容器的方法。此時總電流I 是日光燈電流 IL 和電容器電流 IC的相量和：，日光燈電路并聯(lián)電容器后

12、的相量圖如圖1.4.3 所示。由于電容支路的電流IC 超前于電壓U 90角。抵消了一部分日光燈支路電流中的無功分量，使電路的總電流I減小，從而提高了電路的功率因數(shù)。電壓與電流的相位差角由原來的 減小為，故coscos。當(dāng)電容量增加到一定值時，電容電流等于日光燈電流中的無功分量，= 0。cos=1，此時總電流下降到最小值，整個電路呈電阻性。若繼續(xù)增加電容量，總電流I反而增大，整個電路變?yōu)槿菪载?fù)載，功率因數(shù)反而下降。2.3 三相電路three-phase A.C.circuit 由三相交流電源供電的電路。簡稱三相電路。三相交流電源指能夠提供3個頻率相同而相位不同的電壓或電流的電源，最常用的是三相交

13、流發(fā)電機(jī)。三相發(fā)電機(jī)的各相電壓的相位互差120。它們之間各相電壓超前或滯后的次序稱為相序。三相電動機(jī)在正序電壓供電時正轉(zhuǎn)，改為負(fù)序電壓供電時則反轉(zhuǎn)。因此，使用三相電源時必須注意其相序。一些需要正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備可通過改變供電相序來控制三相電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 三相電路是一種特殊的交流電路，由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路組成。 世界上電力系統(tǒng)電能生產(chǎn)供電方式大都采用三相制。一、對稱三相電源對稱三相電源是由3個等幅值、同頻率、初相依次相差120的正弦電壓源連接成星形（Y）或三角形（）組成的電源。這三個電源依次稱為A相、B相和C相。上述三相電壓的相序（次序）A、B、C稱為正序或順序。與此相反，稱為反序

14、或逆序。電力系統(tǒng)一般采用正序。對稱三相電壓滿足條件：ua+ub+uc=0或向量表達(dá)U 對稱三相電壓是有三相發(fā)電機(jī)提供的。二、不對稱三相電路在三相電路中，只要有一部分不對稱就稱為不對稱三相電路。在三相電路中，三相負(fù)載吸收的復(fù)功率等于各項復(fù)功率之和。三相電路的瞬時功率為各相負(fù)載瞬時功率之和。在三相三線制電路中，不論對稱與否，都可以使用兩個功率表測量三相功率。即二瓦記法。三、特點(diǎn)對稱三相電源和對稱三相負(fù)載相連接，稱為對稱三相電路（一般情況下，電源總是對稱的）。三相電源與負(fù)載之間的連接方式有Y-Y,-Y,-,Y-連接方式。三相電路實(shí)際是正弦交流電路的一種特殊類型。在三相電路中，三相負(fù)載的連接方式?jīng)Q定于

15、負(fù)載每相的額定電壓和電源的線電壓。由于對稱三相電路中每組的響應(yīng)都是與激勵同相序的對稱量。所以，每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值也相等。而且每相電壓與電流的相位差也相等。從而每相的有功功率相等。四、功率計算對稱三相電路的總功率等于三相電路的總和；五、功率測試一瓦特法只能用于三相對稱電路的功率測試，三相功率之和等于單相功率讀數(shù)的三倍。二瓦特法采用兩個功率表測量三相電路的三相總功率，三相功率之和等于兩個單相功率表的讀數(shù)之和。其理論依據(jù)是基爾霍夫電流定律，適用于三相三線制系統(tǒng)的三相功率測試，與系統(tǒng)是否對稱無關(guān)2.4 穩(wěn)壓電源的制作一、發(fā)展歷史1955年美國的科學(xué)家羅那（G.H.Royer）首先研

16、制成功了利用磁芯的飽和來進(jìn)行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后，利用這一技術(shù)的各種形式的精益求精直流變換器不斷地被研制和涌現(xiàn)出來，從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的旋轉(zhuǎn)和機(jī)械振子示換流設(shè)備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以由此而制成的穩(wěn)壓電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕，因而當(dāng)時被廣泛地應(yīng)用于航天及軍事電子設(shè)備。由于那時的微電子設(shè)備及技術(shù)十分落后，不能制作出耐壓高、開關(guān)速度較高、功率較大的晶體管，所以這個時期的直流變換器只能采用低電壓輸入，并且轉(zhuǎn)換的速度也不能太高。60年代，由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展，高反壓的晶體管出現(xiàn)了，從此直流變換器就可

17、以直接由市電經(jīng)整流、濾波后輸入，不再需要工頻變壓器降壓了，從而極大地擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍，并在此基礎(chǔ)上誕生了無工頻降壓變壓器的開關(guān)電源。省掉了工頻變壓器，又使開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積和重量大為減小，開關(guān)穩(wěn)壓電源才真正做到了效率高、體積小、重量輕。70年代以后，與這種技術(shù)有關(guān)的高頻，高反壓的功率晶體管、高頻電容、開關(guān)二極管、開關(guān)變壓器的鐵芯等元件也不斷地研制和生產(chǎn)出來，使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源得到了飛速的發(fā)展，并且被廣泛地應(yīng)用于電子計算機(jī)、通信、航天、彩色電視機(jī)等領(lǐng)域，從而使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源成為各種電源的佼佼者。二、工作原理穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾

18、及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個萬面的要求：91穩(wěn)定性好當(dāng)輸入電壓Usr （整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓Usc 的變化應(yīng)該很小一般要求 。由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標(biāo)，常用穩(wěn)壓系數(shù)S 來表示：S的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常S為2.輸出電阻小負(fù)載變化時（從空載到滿載），輸出電壓Usc ，應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征

19、。輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用rn 表示，它等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比。rn 反映負(fù)載變動時，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則Ifz 變化時輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至001歐。3.電壓溫度系數(shù)小當(dāng)環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT來表示.4.輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S 。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，可用做一種簡單的穩(wěn)壓電源。但是，這種電源還許多缺陷，要提高對性能的要求，就必須再做一些改進(jìn)。從以下四個方面對它的性能加以改善，便可做成一臺有實(shí)用價值的穩(wěn)壓電源了。增加放大環(huán)節(jié)，提高穩(wěn)定性，使輸出電壓可調(diào)；用復(fù)合管做