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變配電工基礎(chǔ)培訓(xùn)
2014年7月培訓(xùn)內(nèi)容第一部分供配電基礎(chǔ)知識第二部分供配電基本設(shè)備第三部分供配電日常運行及管理第四部分供配電基本操作及應(yīng)急處理第五部分供配電安全管理第一部分供配電基本知識一、變配電概述二、供電系統(tǒng)基本知識三、電工學(xué)理論基本知識(一)電路分析(二)電力系統(tǒng)分析(三)交流電路分析第一部分供配電基本知識1、什么是變配電工變配電工是指在供配電系統(tǒng)中對各變電站(所)、配電線路(開關(guān))、供電配套設(shè)施等進行運行監(jiān)控、操作維護、管理的技術(shù)工種,變配電工屬于特種作業(yè)人員。一、變配電概述第一部分供配電基本知識2、特種作業(yè)人員必須接受與本工種相適應(yīng)的、專門的安全技術(shù)培訓(xùn)、經(jīng)安全技術(shù)理論考核和實際操作技能考核合格,取得特種作業(yè)操作證后,方可上崗作業(yè)。3、變配電工從業(yè)要求:經(jīng)考核取得特種作業(yè)操作證、具備供電設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)理論知識、具備計算機基礎(chǔ)運用相關(guān)知識、具備供電設(shè)施安全(消防)知識、具有較強安全意識及工作責(zé)任心。第一部分供配電基本知識1、現(xiàn)代企業(yè)供電系統(tǒng)二、供電系統(tǒng)基本知識第一部分供配電基本知識2、供電站所企業(yè)變電所包括企業(yè)總降壓變電所和車間變電所。企業(yè)總降壓變電所與地區(qū)變電所相似,它是對企業(yè)內(nèi)部輸送電能的中心樞紐。車間變電所是接受企業(yè)總降壓變電所提供的電能,通過車間變壓器把電壓降為380/220V對車間各用電設(shè)備直接進行供電,對低壓用電設(shè)備供電范圍一般只在500m以內(nèi)。第一部分供配電基本知識車間變電站一般設(shè)置1~2臺變壓器,特殊情況最多不宜超過3臺,單臺變壓器容量通常均為2000KVA及以下。對車間的高壓用電設(shè)備則直接通過車間變電站的6-10KV母線供電。僅用來接受電能和分配電能的場所稱為配電所,僅用于將交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流或?qū)⒅绷麟娏鬓D(zhuǎn)換為交流電流的場所稱為換流站。第一部分供配電基本知識3、供電線路電力線路是把發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)系起來的紐帶,完成輸送電能和分配電能的任務(wù),電力線路是輸電線路和配電線路的總稱。通常將電壓在220KV及以上的電力線路稱為輸電線路,110KV及以下的電力線路稱為配電線路。還有一種分類方法是將電力網(wǎng)分為低壓網(wǎng)、中壓網(wǎng)、高壓網(wǎng)和超高壓網(wǎng)等。第一部分供配電基本知識電壓在1KV以下的電力網(wǎng)稱為低壓網(wǎng)1-10KV的電力網(wǎng)稱為中壓網(wǎng),高于10KV低于330KV的電力網(wǎng)稱為高壓網(wǎng),330KV以上的電力網(wǎng)稱為超高壓網(wǎng)。工業(yè)企業(yè)的高壓配電線路主要作為工業(yè)企業(yè)內(nèi)輸送、分配電能之用,主要包括架空線路及電纜輸送和室內(nèi)、車間線路等。第一部分供配電基本知識4、用電設(shè)備高壓設(shè)備:用電容量較大,啟動電流較大的設(shè)備,一般情況下,功率大于250KW,采用高壓供電。如大功率空壓機、鼓風(fēng)機電機等。低壓設(shè)備:用電容量較小,拖動功率較小的用電設(shè)備,如一般常規(guī)風(fēng)機、水泵電機等。第一部分供配電基本知識5、企業(yè)供電要求可靠性可靠性就是指對用戶的連續(xù)供電突然中斷供電將造成生產(chǎn)停頓、生活混亂,甚至危及人身和設(shè)備安全,造成十分嚴重的后果,可靠性是衡量供電質(zhì)量的重要指標,一般以全年平均供電時間占全年時間的百分數(shù)來衡量供電可靠性的高低。安全性安全性是指在電能的供應(yīng)、分配和使用中不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故,在工業(yè)企業(yè)供電工作中必須特別注意電氣安全。第一部分供配電基本知識為了保證電氣安全,必須加強安全教育,建立和健全必要的規(guī)章制度確保供電工程的設(shè)計安裝質(zhì)量,加強運行維護和檢修試驗工作,采用各類電氣安全用具等措施,以確保供電的安全性。優(yōu)質(zhì)性優(yōu)質(zhì)性是指應(yīng)滿足電能用戶對電能質(zhì)量的要求。電能質(zhì)量指標包括電壓、頻率及波形。用電設(shè)備的額定電壓是按長期正常工作時有最大經(jīng)濟效果所規(guī)定的電壓,電壓過高、過低都會影響用電設(shè)備的正常工作。第一部分供配電基本知識對電動機而言,當(dāng)電壓降低時,轉(zhuǎn)矩急劇減小。例如:當(dāng)電壓降低20%轉(zhuǎn)矩將降低到額定值的64%,電流增加20-35%。溫度升高12-15%經(jīng)濟性經(jīng)濟性是指供電系統(tǒng)的投資要少、運行費用要低、并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量、提高電能利用率。環(huán)保性環(huán)保性是指在電能生產(chǎn)過程中要防止環(huán)境污染和人類生存環(huán)境不要遭到破壞,主要針對工礦企業(yè)中的火力發(fā)電、燃氣尾氣預(yù)熱發(fā)電等。第一部分供配電基本知識(一)電路分析1、電路的組成:(1)電源(2)負載(3)連接導(dǎo)線(電氣回路)(1)電源:電力系統(tǒng)中電源分為直流電源、交流電源。直流電:大小和方向不隨時間變化的電源,交流電:大小和方向隨時間周期變化的電源(2)負載用電設(shè)備:按性質(zhì)劃分可分為電阻、電感、電容(3)連接導(dǎo)線:電氣設(shè)備的連接方式主要有串聯(lián)、并聯(lián)。三、電工學(xué)理論基本知識第一部分供配電基本知識2、基本電路分析(1)基本原理:歐姆定律I=U/R(2)基本運用:a、電阻電路I=U/Rb、電感電路I=U/XLc、電容電路I=U/Xcd、串并聯(lián)電路分析第一部分供配電基本知識3、綜合電路分析E=I*Z(1)串聯(lián)諧振:XC=XL時
Z=R ,此時Z最小,則電路中I最大,容易造成過壓,燒毀設(shè)備,通常稱作電壓諧振。第一部分供配電基本知識(2)并聯(lián)諧振:XC大小恰好使電路中U與I同相,完全補償,諧振時電流最小,但電感電容中的電流過大,容易燒毀設(shè)備,通常稱作電流諧振。第一部分供配電基本知識(3)電路系統(tǒng)中常見問題分析:a、電氣設(shè)備故障、原理分析:設(shè)備運行過程中動態(tài)、暫態(tài)故障,設(shè)備安全運行狀態(tài)分析確定等。b、二次接線圖分析:常見故障包括控制系統(tǒng)、控制回路故障等。c、電路電器原件特性分析:電容、電感特性對電力系統(tǒng)的影響。
第一部分供配電基本知識(4)運用a、變電站配電系統(tǒng)圖第一部分供配電基本知識b、高壓成套設(shè)備二次回路故障分析第一部分供配電基本知識(二)電力系統(tǒng)分析1、基本原理
a、電磁感應(yīng):當(dāng)導(dǎo)體相對于磁場運動而切割磁力線或穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時,在導(dǎo)體或線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
b、能量守恒:電—磁—電,能量傳達不會增加,變壓器供電能量守恒。
c、楞次定理:線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢方向總是使它所產(chǎn)生感應(yīng)電流形成的磁場阻止原來磁場的變化(右手定則)第一部分供配電基本知識電磁感應(yīng)原理圖第一部分供配電基本知識2、主要運用
(1)、自感:自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,它是由于線圈本身電流變化而引起的。
流過線圈的電流發(fā)生變化,導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的自感電動勢,總是阻礙線圈中原來電流的變化,當(dāng)原來電流在增大時,自感電動勢與原來電流方向相反;當(dāng)原來電流減小時,自感電動勢與原來電流方向相同。因此,“自感”簡單地說,由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感現(xiàn)象。
第一部分供配電基本知識日光燈工作原理
當(dāng)開關(guān)接通的時候,電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離,產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹,兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流加熱,發(fā)射出大量電子。第一部分供配電基本知識
這時,由于啟輝器兩極閉合,兩極間電壓為零,輝光放電消失,管內(nèi)溫度降低;雙金屬片自動復(fù)位,兩極斷開。在兩極斷開的瞬間,電路電流突然切斷,鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動勢,與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子,在燈管兩端高電壓作用下,以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中,碰撞管內(nèi)氬氣分子,使之迅速電離。氬氣電離生熱,熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣,隨之水銀蒸氣也被電離,并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下,管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。
第一部分供配電基本知識自感的危害:在斷開容量較大的電感線圈時容易過壓,損壞設(shè)備絕緣,因此在啟停設(shè)備時要降低運轉(zhuǎn)負荷,防止由于電感線圈自感產(chǎn)生高壓造成危害,通常在斷路器出線側(cè)加裝過壓保護器。在供電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的操作過電壓大多數(shù)是由于電感線圈的自感造成的過壓危害。第一部分供配電基本知識2、主要運用
(2)、互感:當(dāng)一線圈中的電流發(fā)生變化時,在臨近的另一線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,叫做互感現(xiàn)象。它的基本原理就是磁的耦合。U1/U2=I2/I1=N1/N2第一部分供配電基本知識
變壓器的工作原理:根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律和楞次定律,簡單說明如下:當(dāng)原線圈(就是本來就有電的那組線圈)中的電流增大時,這個線圈在鐵芯中產(chǎn)生的磁場也增強(磁場的方向可以用右手螺旋定則來判斷),這時,在副線圈(就是原本沒有通電的那組線圈)上就要產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的方向與原線圈中的電流方向相反(這樣的結(jié)果是副線圈中的電流產(chǎn)生的磁場的方向與原線圈中的電流產(chǎn)生的磁場的方向相反)。當(dāng)原線圈中的電流在減小時,電流在鐵芯上產(chǎn)生的磁場也減弱,這時在副線圈中就產(chǎn)生了與原線圈電流方向相同的電流,這個電流在鐵芯上產(chǎn)生的磁場方向與原線圈在鐵芯中產(chǎn)生的磁場方向相同。如此變化下去,原線圈中由于電流的改變,就在副線圈中產(chǎn)生了電流。這就是變壓器的工作原理。
第一部分供配電基本知識
變壓器的功能及作用:主要有:電壓變換;電流變換,阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器;高壓變壓器(干式和油浸式)等。
變壓器是能源傳輸?shù)闹袠?,故其電流、磁通較大,發(fā)熱嚴重,一般均采用油冷結(jié)構(gòu),根據(jù)電壓等級,絕緣要求有所不同。第一部分供配電基本知識
互感器的工作原理:隔離變壓器,一次側(cè)不與二次側(cè)直接連接,主要用于保護及測量。
互感器按使用性質(zhì)可分為電壓互感器PT、電流互感器CT。
區(qū)別:1、變比不相同;2、二次側(cè)要求不同,CT二次側(cè)不能開路,PT二次側(cè)不能短路;3、CT用于各用電負荷,PT用于母線電壓監(jiān)測;4、PT裝設(shè)熔斷器,必要時采用PT母線切換。第一部分供配電基本知識
互感器:電流互感器電壓互感器第一部分供配電基本知識2、主要運用
(3)、線圈及吸附鐵芯
分合閘線圈:當(dāng)控制回路接通電源后,線圈帶電,由電磁感應(yīng)原理可知,線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁場,吸合鐵芯動作,帶動機構(gòu)連鎖動作,作用于斷路器操作機構(gòu)(彈簧操作機構(gòu)、電磁操作機構(gòu)),常見故障分析處理包括線圈燒毀、分合不到位、拒動等。
接觸器:接觸器線圈帶電后產(chǎn)生感應(yīng)磁通,鐵芯在電磁力的作用下吸合,帶動觸點及輔助觸點動作。廣泛運用于控制回路、電氣連鎖控制等。第一部分供配電基本知識2、主要運用
(3)、線圈及吸附鐵芯
分合閘線圈
接觸器第一部分供配電基本知識(三)交流電路分析1、正弦交流電:大小和方向均隨時間按正弦規(guī)律變化的電壓或電流稱為正弦交流電。正弦交流電的三要素:幅值、周期、初相u第一部分供配電基本知識正弦交流電路:(1)電阻電路電流電壓同相平均功率瞬時功率第一部分供配電基本知識正弦交流電路:(2)電容電路電流超前電壓90度平均功率瞬時功率(無功功率)第一部分供配電基本知識(3)電感電路電壓超前電流90度平均功率
(無功功率)瞬時功率單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算小結(jié)電路參數(shù)電路圖(參考方向)電壓、電流關(guān)系瞬時值有效值相量圖相量式功率有功功率無功功率Riu設(shè)則u、i
同相0LC設(shè)則則u領(lǐng)先i90°00基本關(guān)系+-iu+-iu+-設(shè)
u落后i90°(4)視在功率S電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位:V·A注:SN=UNIN稱為發(fā)電機、變壓器等供電設(shè)備的容量,可用來衡量發(fā)電機、變壓器可能提供的最大有功功率。
P、Q、S
都不是正弦量,不能用相量表示。第一部分供配電基本知識(5)功率因數(shù):對電源利用程度的衡量X+-的意義:電壓與電流的相位差,阻抗的輻角第一部分供配電基本知識提高COSφ
可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用(1)三相交流發(fā)電機主要組成部分:電樞(是固定的,亦稱定子):定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽,放入三相電樞繞組。磁極三相繞組n單相繞組(是轉(zhuǎn)動的,亦稱轉(zhuǎn)子)三相繞組的三相電動勢幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。+++–+SN鐵心繞組U1U2–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN第一部分供配電基本知識2、三相正弦交流電對稱正弦量特點為:120°UU?UW?UV?120°120°三相電壓相量圖(2)正弦交流電的表示由于電機結(jié)構(gòu)的原因,這三相繞組所發(fā)出的三相電動勢幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。(3)正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。
上述的三相電源的相序為U→V→W。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅區(qū)別U、V、W三相。Um–Umt02uUuWuV2.三相電源的聯(lián)接(1)星形聯(lián)接N中點或零點N
把發(fā)電機三相繞組的末端
接成一點。而把始端作為與外電路相聯(lián)接的端點。這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)結(jié)?;鹁€中線或零線火線火線線電壓相電壓目前,我國供電系統(tǒng)線電壓380V,相電壓220V。
三相四線制架空線路
我國國家標準規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。架空線路電力線路防震錘導(dǎo)線避雷線絕緣子桿塔線夾基礎(chǔ)接地裝置電纜線路目前我國主要有:華東、華南、華中、華北、東北、西南、西北七大電力網(wǎng)。N中點或零點N火線中線或零線火線火線線電壓相電壓根據(jù)KVL:各線電壓與相電壓之間的關(guān)系為:三相電源各電壓間的相量關(guān)系UU?UW?UV?30o30o30o
線電壓的有效值用表示,相電壓的有效值用Up表示。由相量圖可知它們的關(guān)系為:2.
Δ形聯(lián)結(jié)發(fā)電機三相繞組依次首尾相聯(lián),引出三條線,稱為三角形聯(lián)結(jié)。線電壓與相電壓的關(guān)系交流電路中的用電設(shè)備,大體可分為兩類:一類是需要接在三相電源上才能正常工作的叫做三相負載,如果每相負載的阻抗值和阻抗角完全相等,則為對稱負載,如三相電動機。另一類是只需接單相電源的負載,它們可以按照需要接在三相電源的任意一相相電壓或線電壓上。對于電源來說它們也組成三相負載,但各相的復(fù)阻抗一般不相等,所以不是三相對稱負載。如照明燈。3、三相負載的聯(lián)接及三相電路分析與測試1.Y形聯(lián)結(jié)iViWiNiUN負載中電流:(略線路阻抗)中性線中的電流為:若負載對稱,即UU?UW?UV?IW?IU?IV?對稱負載相量圖對稱負載可以去掉中線。三相交流電動機N(1)如果三相負載對稱,中線中無電流,故可將中線除去,而成為三相三線制系統(tǒng)。(2)但是如果三相負載不對稱,中線上就會有電流IN通過,此時中線是不能被除去的,否則會造成負載上三相電壓嚴重不對稱,使用電設(shè)備不能正常工作。不對稱負載Y聯(lián)接又未接中性線時,負載相電壓不再對稱,且負載電阻越大,負載承受的電壓越高。(3)中線的作用:保證星形聯(lián)接三相不對稱負載的相電壓對稱。(4)照明負載三相不對稱,必須采用三相四線制供電方式,且中性線(指干線)內(nèi)不允許接熔斷器或刀開關(guān)。
2.負載的三角形聯(lián)接(△形)若忽略端線阻抗(ZL=0),則電路具有以下關(guān)系。iWUVWiViUiWUiVWiUV–
+uUV–
+uVW–
+uWU(2)負載線、相電流之間的關(guān)系負載線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓對應(yīng)相等各相負載相電流分別為各相負載的電壓與電流相位差分別為(2)負載線、相電流之間的關(guān)系根據(jù)KWL,負載線、相電流之間的關(guān)系為若負載對稱,即和則負載相電流也是對稱的,即IU?IV?IW?IWU?IUV?IVW
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