低压电气线路及常用低压电气设备《建筑应用电工》3市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

3 低压电气线路及惯用低压低压电气线路及惯用低压电气设备电气设备3.1 惯用低压控制电器惯用低压控制电器3.2 配电导线与保护装置选择配电导线与保护装置选择3.3 电力负荷计算电力负荷计算3.4 变压器变压器3.5 三相异步电动机三相异步电动机第1页3.1 惯用低压控制电器惯用低压控制电器依据刀开关结构不一样，分为胶盖开关、铁壳开关、隔离开关。（1）胶盖开关 胶盖开关特点及使用场所 结构胶盖开关主要由操作手柄、刀刃、刀夹和绝缘底座组成，内装有熔丝。胶盖作用 胶盖开关安装及操作 3.1.1 刀开关刀开关第2页（2）铁壳开关 铁壳开关结构铁壳开关又称为封闭式负荷开关，它由刀开关、熔断器组成，装在有钢板防护外壳内。铁壳开关特点铁壳开关没有灭弧能力，为了使用安全，铁壳开关内还装有联锁装置，确保开关在闭合时，盖子不能打开，而盖子打开时，闸刀不能合闸。第3页（3）隔离开关 隔离开关结构隔离开关是由动触头（活动刀刃）、静触头（固定触头或刀嘴）所组成。隔离开关作用及特点隔离开关主要用途是确保电气设备检修工作安全。隔离开关没有灭弧装置，不能断开负荷电流和短路电流。第4页3.1.2 熔断器熔断器熔断器是一个最简单保护电器，它能够实现短路保护。熔断器由熔体和安装装置组成，熔体由熔点较低金属如铅、锡、锌、铜、银、铝等制成。（1）瓷插式熔断器（2）螺旋式熔断器（3）封闭式熔断器（4）填充料式熔断器 第5页3.1.3 低压断路器低压断路器（1）低压断路器特点低压断路器俗称自动开关、空气开关，它是一个手动操作电器。在正常工作条件下，能够经过人工操作接通或切断电路；在电路发生故障时，它又能自动分断电路，起到保护作用。它内部没有熔丝，使用方便，所以应用极为广泛。空气开关特点是：不但含有短路保护，而且含有过载保护和欠压保护功效，能自动切断电路。第6页（2）惯用低压断路器当前惯用低压断路器有DZ、DW，新型号有C系列、S系列、K系列等。DZ系列塑料外壳式断路器 DW系列万能式断路器 C系列小型低压断路器 第7页3.1.4 漏电保护开关漏电保护开关漏电保护开关由放大器、零序互感器和脱扣装置组成。它含有检测和判断漏电能力，并在脱扣器作用下动作跳闸，切断电路。漏电保护开关工作原理：在设备正常运行时，主电路电流相量和为零，零序互感器铁心无磁通，其二次侧没有电压输出。当设备发生单相接地或漏电时，因为主电路电流相量和不再为零，零序互感器铁心有零序磁通，其二次侧有电压输出，经放大器放大后，输入给脱扣器，使断路器跳闸，切断故障电路，防止发生触电事故。第8页3.1.5 按钮按钮按钮开关普通由按钮帽、恢复弹簧、桥式动触头、静触头和外壳等组成。按钮开关依据静态时触头分合情况，分为三种：常开按钮（开启按钮）、常闭按钮（停顿按钮）以及复合按钮（常开、常闭组合为一体按钮）。第9页3.1.6 交流接触器交流接触器交流接触器用来接通和断开主电路。它含有控制容量大，能够频繁操作，工作可靠，寿命长特点，在控制电路中广泛应用。交流接触器由电磁机构、触头系统和灭弧装置三部分组成。电磁机构由励磁线圈、铁心、衔铁组成。触头依据经过电流大小不一样分为主触头和辅助触头；主触头接在主电路中，用来通断大电流电路；辅助触头接在控制电路中，用来控制小电流电路。触头依据本身特点不一样还能够分为常开触头和常闭触头。第10页3.1.7 热继电器热继电器热继电器是一个利用电流热效应工作过载保护电器，能够用来保护电动机，以免电动机因过载而损坏。加热元件串接在电动机主电路电路中，当电动机在额定电流下运行时，加热元件虽有电流经过，但因电流不大，动断触头仍处于闭合状态。当电动机过载后，热继电器电流增大，经过一定时间后，发烧元件产生热量使双金属片遇热膨胀并弯曲，推进导板移动，导板又推进温度赔偿双金属片与推杆，使动触头与静触头分开，使电动机控制回路断电，将电动机电源切断，起到保护作用 第11页3.2 配电导线与保护装置选择配电导线与保护装置选择(1)放射式它是由变压器低压输出母线上引出几条干线，由干线将电能输送给各个用电设备或各配电箱。放射式线路组成它是由各条干线控制开关及配电线路等组成。放射式线路特点它供电可靠性较高，操作和检修方便。3.2.1 低压配电线路接线方式低压配电线路接线方式第12页 适用范围放射式配线方式供电可靠性较高，所以它尤其适合用于施工质量要求较高、工期要求较短建筑工程施工现场；同时也适合用于负荷相对较集中，对供电有特殊要求场所。第13页(2)树干式由变压器低压母线上引出一条或两三条干线，沿着干线敷设方向引出若干条分支干线，由这些分支干线将电能配送到各用电设备或各配电箱。树干式线路组成：它是由一个或两三个控制开关、配电干线和配电分支干线等组成。树干式线路特点：它投资费用较低；供电可靠性较差。树干式配电线路适用范围：这种配电方式适合用于用电量在200kVA以下，负荷布置较均匀且无特殊要求用电设备小型建筑施工现场。第14页(3)环形式它是变压器低压侧母线引出两条树干式干线，即两路主干线供电，各支路由主干线上引出，且在一些支线上由这两条干线同时供电（或互为备用形式），从而形成环形状供电网络。它特点是：因为是从树干式接线方式演变而来，吸收了放射式接线优点；故而供电可靠性较树干式提升了，为故障处理及维修管理提供了方便，且配线线路较简单。不过这套环形接线装置较复杂，操作较困难。第15页3.2.2 配电导线选择配电导线选择配电线路导线截面选择必须满足以下三个方面要求：导线发烧条件、允许电压损失和机械强度。(1)按发烧条件确定导线截面导线在经过正常最大负荷电流时产生发烧温度，不应超出其正常运行时最高允许温度。由这个条件来确定导线截面称为“按发烧条件”或“按允许载流量”选择导线截面。导线允许载流量大于或等于该导线所在线路计算电流，即：INIJS 第16页【例3.1】某建筑施工现场采取220/380V低压配电系统供电，现场最高气温为30，其干线计算电流为140A，架空敷设，试确定进户导线型号及截面积。【解】考虑到施工现场特点，采取铝芯导线。在室外架空敷设，可选择价格低廉橡皮绝缘导线，导线型号为：BLX橡皮绝缘铝芯导线。依据计算电流140A，查附录1，可得在30温度时，大于或等于140A载流量是163A，截面积为50mm2,所以选择截面积为50mm2橡皮绝缘铝芯进户线,截面积为25mm2 橡皮绝缘铝芯工作零线和保护零线。第17页(2)按允许电压损失选择导线截面规范要求：从变压器低压侧母线到用电设备受电端电压损耗，普通不超出用电设备额定电压5%；对视觉要求较高照明电路，则为2%3%。假如线路电压损耗值超出了允许值，应适当加大导线截面，减小配电线路电压降，以满足用电设备要求。线路电压损耗U为：第18页配电线路上电压损耗大小与导线上输送功率大小、输送距离远近及导线截面大小相关。可用以下公式进行导线截面选择：C为电压损耗计算常数，它是由电路相数、额定电压及导线材料电阻率等原因决定一个常数，如表3.1所表示；第19页表表3.1计算线路电压损耗公式中系数计算线路电压损耗公式中系数C值值 线路额定电压（V）线路系统及电流种类系数C值 铜线铝线380/220三相四线7746.3380/220两相三线3420.5220110362412 单相或直流 12.83.20.340.1530.038 7.751.90.210.0920.023 第20页【例3.2】某学生宿舍楼白炽灯照明计算负荷为50kW，由100m远处变电所用橡皮绝缘铝线（BLX）供电，供电方式为三相五线制，要求这段线路电压损耗不超出2.5%，试选择导线截面积。【解】所以，选择截面积为50mm2橡皮绝缘铝线。第21页【例3.3】某工地进户线计算负荷为65kW，进户线长度为60m，导线架空敷设，如采取BLV500（335125）规格导线是否满足5%电压损耗率？【解】满足要求。第22页(3)按机械强度选择导线截面导线和电缆应有足够机械强度以防止在刮风、结冰时被拉断，使供电中止，造成事故。国家相关部门强制要求了在不一样敷设条件下，导线按机械强度要求允许最小截面,见表3.2所表示。导线截面按不一样选择方法，能够得出不一样计算结果，不过导线截面必须同时满足三个条件。所以，在计算时能够分别按三个条件来选择导线截面，从中取最大值作为所选导线截面积。第23页表表3.2按机械强度选择导线截面按机械强度选择导线截面(mm2)导线用途 导线和电缆允许最小截面积 铜芯线铝芯线照明：户内户外 0.51.02.52.5用于移动用电设备软电线或软电缆 1.0户内绝缘支架上固定绝缘导线间距：2m以下6m以下 25m以下 1.02.54.02.54.010.0裸导线：户内户外 2.56.0 4.016.0 绝缘导线：穿管敷设1.02.5绝缘导线：户外沿墙敷设 户外其它方式 2.54.0 4.010.0 第24页【例3.4】某建筑工地上计算负荷为30kW，cos=0.78，距变电所240m，采取铝线架空敷设，环境温度为30，试选择输电线路导线截面积。【解】(1)首先按发烧条件选择导线截面。计算电流为：查附录1，铝线明敷设，环境温度为30时，选取BLX416mm2导线，其安全载流量为79A，大于58.4A。第25页(2)按电压损失条件校验。选取BLX416mm2导线，线路上电压损耗为：不满足要求，加大导线截面积，选BLX-425mm2导线 选取BLX425mm2导线，线路上电压损耗为：仍不满足要求，再加大导线截面积，选BLX-35mm2导线。第26页 选取BLX435mm2导线，线路上电压损耗为：满足要求。(3)按机械强度校验。查表3.2,绝缘导线在户外敷设，铝线最小截面为10mm2。35mm210mm2，满足要求。所以，最终选择导线截面积为35mm2。第27页3.2.3.1 刀开关、负荷开关、隔离开关选择刀开关、负荷开关、隔离开关选择(1)选择标准 按线路额定电压、计算电流选择；宜采取同时断开电源全部极和N极开关作隔离电器；变压器后总开关、终端配电箱总开关普通应选取同时断开相线和N线开关；按刀开关用途选择适当操作方式，中央手柄式刀开关不能切断负荷电流，其它型式刀开关可切断一定负荷电流，但必须选带灭弧型刀开关。3.2.3 保护装置选择保护装置选择第28页(2)选择方法 按额定电压选择安装刀开关、负荷开关、隔离开关线路，其额定电压不应超出开关额定电压值。按计算电流选择开关、负荷开关、隔离开关额定电流应大于或等于线路额定电流。第29页详细选择应满足以下条件：(1)额定电压 熔断器额定电压应大于或等于配电线路额定电压。(2)额定电流熔断器熔体额定电流Ir应大于或等于配电线路计算电流IJS。即：IrIJS3.2.3.2 熔断器选择熔断器选择第30页对于不一样用电设备回路熔断器，还要符合下述附加约束条件：对于单台电动机电路熔断器，熔体额定电流Ir与电动机尖峰电流（开启电流）Ig之间应满足以下条件：IrKIg 对于多台电动机电路熔断器，熔体额定电流Ir应满足下述关系，即 IrK（IgmIJS）在照明及电阻电路中，熔体额定电流大于或等于电路额定电流。第31页【例3.5】有一台180L6型电动机，其额定功率为15kW，额定电流为32A，开启电流为205A，请选择该电动机所在线路熔断器。【解】电动机回路熔体选择计算系数K按电动机重载开启考虑，取K=0.38、K=0.3。假如用RL1熔断器，2050.38=78 选100/80A；假如用RM10熔断器，2050.38=78选100/80A；假如用RT10熔断器，2050.3=60选60/60A；假如用RT0熔断器，2050.3=60选100/60A。第32页(3)最大分断电流最大分断电流是指熔断器能够安全、可靠地分断最大短路冲击电流值，又称极限分断电流，它是熔断器分断电路能力标志。择熔断器时，应使其最大分断电流大于或等于配电线路可能发生短路冲击电流值。第33页(4)熔断器上下级配合为满足选择性保护要求，应注意上下级间配合。选择熔体时，应使下一级熔断器熔断时间比上一级熔断器熔断时间少。靠近电源熔断器称为上一级熔断器，远离电源熔断器称为下一级熔断器。普通要求上一级熔断器熔断时间是下一级熔断器熔断时间3倍以上。第34页断路器应按电气线路额定电压、计算电流、使用场所、动作选择性等原因进行选择。详细选择应满足以下条件。(1)额定电压 断路器额定电压应大于或等于配电线路额定电压。(2)额定电流断路器额定电流IN应大于或等于配电线路计算电流IJS。即：INIJS 3.2.3.3 断路器选择断路器选择第35页(3)极限分断能力断路器极限分断电流是指断路器能够安全、可靠地分断最大短路电流值。(4)脱扣器整定 配电用断路器延时脱扣器整定 电动机保护用断路器延时脱扣器整定 照明回路用断路器延时脱扣器整定 断路器与熔断器配合使用 第36页【例3.6】某建筑工地上有一分配电箱，该分配电箱控制着5台电动机。电动机型号以下：一台塔吊，型号为：QZ315型（3315）kW，JC=25%，15kW电动机额定电流为30A，开启电流是额定电流7倍；两台振捣器，型号为：Y系列，2.2kW；经过计算得知该分配电箱计算电流为59A。试选择该分配电箱进线熔断器，并选择该分配电箱进线断路器。第37页【解】（1）进线熔断器选择因为容量最大一台电动机（塔吊）开启电流为730=210A，所以，熔体选择计算系数K取0.6。该分配电箱计算电流中已经包含了塔吊额定电流30A，所以熔体额定电流为：IrK（IgmIJS）=0.6(63059)=143A该分配电箱进线熔断器选RM10，熔断器额定电流为200A，熔体额定电流为160A。（2）该分配电箱进线断路器采取DZ系列，其型号为DZ20Y200/3300，复式脱扣整定电流为160A。第38页漏电开关也含有与断路器相同功效，如能够正常接通或分断电路，含有短路、过载、欠压、失压保护功效，此时，漏电开关选择方法和断路器相同。漏电开关漏电保护特征选择以下：漏电开关应装设在配电箱电源隔离开关负荷侧和开关箱电源隔离开关负荷侧。开关箱内漏电保护器额定漏电动作电流应小于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。使用于潮湿和有腐蚀介质场所漏电保护器应采取防溅型产品，其额定漏电动作电流应小于15mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。3.2.3.4 漏电开关选择漏电开关选择第39页3.3 电力负荷计算电力负荷计算低压配电方式有放射式、树干式和混合式三种。低压配电线路有架空线路和电缆线路两种。架空线路特点是设备材料简单，成本低，但轻易发生故障。架空线路由电杆、横担、绝缘子和导线组成。3.3.1 负荷分类与供电要求负荷分类与供电要求第40页电缆供电特点是不受外界环境影响，供电可靠性较高；电缆埋在地下，不影响环境，比较美观；电缆电容较大，降低了电感对输电线路影响，使输电线路上电压损耗较小；不过电缆线路成本较高，造价约为架空线路10倍。（1）负荷分类负荷是电力负荷简称。所谓负荷，从广义上说是泛指电气设备（发电机、变压器、配电装置、配电线路、用电设备等）中电流或功率。第41页 符合以下情况之一时，应为一级负荷：中止供电将造成人身伤亡者；中止供电将造成重大政治影响者；中止供电将造成重大经济损失者；中止供电将造成公共场所秩序严重混乱者。符合以下情况之一时，应为二级负荷：中止供电将在政治、经济上造成较大损失者；中止供电将影响主要用电单位正常工作主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。第42页 不属于一级和二级负荷者为三级负荷。（2）供电要求一级负荷应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，并能及时向一级负荷提供电源。尤其主要负荷除由两个电源供电外，还要增设应急电源。二级负荷应采取双回路供电，或采取一回专用线路供电。三级负荷对供电无特殊要求。第43页所谓负荷计算，就是计算用电设备、配电线路、配电装置，以及发电机、变压器中电流或功率。这些按照一定方法计算出来电流或功率称为计算电流或计算功率，我们也把它称为计算负荷。（1）计算负荷概念及作用计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想连续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生最大热效应相等。我们依据计算负荷来选择变压器容量、导线截面积及开关电器型号。3.3.2 负荷计算负荷计算第44页（2）负荷计算方法 需要系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简单，应用广泛，适合用于变配电所以及施工现场负荷计算。二项式法在设备组容量之和基础上，考虑若干容量最大设备影响，采取经验系数用加权求和法进行计算负荷。第45页（3）设备容量PS确实定用电设备额定功率PN和额定容量SN是指铭牌上数据。负荷计算中所谓设备容量PS不能简单地了解为用电设备铭牌功率，它是依据用电设备工作性质和铭牌功率或铭牌容量经换算后得到换算功率。进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不一样用电设备组，然后确定设备容量。第46页 连续工作制电动机设备容量 该电气设备设备容量等于其额定功率（即铭牌上要求额定功率）。PS=PN 短时或周期工作制电动机设备容量 该电气设备设备容量等于将其额定功率换算为统一负载连续率下有功功率，及换算到负载连续率JC=25%时有功功率。第47页用电设备在一个周期内工作时间与周期时间比值称为负载连续率，用JC(%)表示，负载连续率也称为暂载率。起重机设备容量在进行负荷计算时，要统一换算到负载连续率JC=25%时功率。第48页【例3.7】某施工现场有一吊车，其额定功率为20kW，铭牌负载连续率JC=40%，求换算到JC=25%时设备容量。【解】第49页 白炽灯设备容量为灯泡额定功率。气体放电灯设备容量为灯管额定功率加上镇流器功率损耗（荧光灯加20%，荧光高压汞灯及镝灯加8%）。电焊机设备容量电焊机设备容量是将其铭牌额定容量换算到负载连续率为100%时有功功率。第50页【例3.8】一台单相电焊机380V，SN=80kVA，JC=50%，cos=0.5，求换算到JC=100%时设备容量。【解】第51页（4）单相负荷设备容量计算 1)计算标准 单相负荷与三相负荷同时存在时，应将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加。在进行单相负荷计算时，普通采取计算功率。当单相负荷均为同类用电设备时，直接用设备容量进行计算。2)单相负荷换算为等效三相负荷简化方法 只有相负荷时，等效三相负荷Pd为最大相负荷3倍。第52页 只有线间负荷Pab时，其等效三相负荷Pd为：只有线间负荷Pab、Pbc时，假如Pab=Pbc，其等效三相负荷Pd为Pd=3Pab 有线间负荷Pab、Pbc、Pca时，选取较大两相数据计算。现以PabPbcPca为例：第53页3)当单相负荷总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量15%时，全部按三相对称负荷计算，无须换算；当超出15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，等效三相负荷为单相最大功率3倍。第54页【例3.9】某新建办公楼照明设备采取白炽灯A相3.k，相4k，C相5k,求设备容量是多少?假如改为相4.8k，相5k，C相5.8kW,求设备容量是多少?【解】三相平均容量为：（3.645）/3=4.2kW三相负载不平衡容量占三相平均容量百分比为：（5-4.2）4.2=0.84.2=19%，大于15%，所以白炽灯设备容量为35=15kW；改进后：（4.8-4.2）4.2=14.29%，小于15%，所以白炽灯设备容量为3.6+4+5=12.6kW。第55页【例3.10】某施工现场有两台单相电焊机，其型号为SN=21kVA，UN=380V，JC=65%，cos=0.87,分别接于AB相、BC相上，该低压供电系统线电压为380V，求这两台电焊机等效三相负荷设备容量。【解】一台电焊机设备容量为：这两台电焊机等效三相负荷设备容量为：PS=314.7=44.1kW 第56页【例3.11】假如例3.10中两台单相电焊机，都接在AB相上，求这两台电焊机等效三相负荷设备容量。【解】这两台电焊机等效三相负荷设备容量为：第57页【例3.12】假如该施工现场有四台电焊机，型号与例3.10相同，求这四台电焊机等效三相负荷设备容量。【解】这四台电焊机应尽可能均衡地分配到三相上，两台电焊机接于AB相，其它两台电焊机分别接于BC相、AC相。这两台电焊机等效三相负荷设备容量为：第58页（1）用电设备组分组计算时应注意以下几点：成组用电设备设备容量，指不包含备用设备在内全部单个用电设备设备容量之和。设备数量小于或等于3台时，计算负荷等于其设备容量总和；设备数量大于3台以上时，计算负荷应经过计算确定。类型相同用电设备，其设备总容量能够用算术加法求得。类型不一样用电设备，其设备总容量应按有功和无功负荷分别相加确定。3.3.3 用需要系数法确定计算负荷用需要系数法确定计算负荷第59页（2）用电设备组计算负荷及计算电流 第60页（3）总计算负荷确实定总计算负荷是由不一样类型多组用电设备设备容量组成。总有功功率计算负荷为第61页（4）暂时用电施工组织设计内容和步骤 现场勘探；确定电源进线，变电所、配电室、总配电箱、分配电箱等位置及线路走向；进行负荷计算；选择变压器容量、导线截面和电器类型和规格；绘制施工现场用电平面布置图；制订安全用电技术办法和电器防火办法。图3.1为某工地施工现场用电平面布置图。第62页图3.1施工现场用电平面布置图 第63页3.4 变压器变压器（1）变压器用途与种类变压器是一个将交流电电压升高或降低，并保持其频率不变静止电气设备。变压器除了改变电压之外，还可改变电流（如变流器、大电流发生器）；变换阻抗（如电子电路中输入、输出变压器）；改变相位（如改变线圈连接方法来改变变压器极性或组别）。3.4.1 变压器用途和工作原理变压器用途和工作原理第64页依据用途不一样可分为：输配电用电力变压器，冶炼用电炉变压器，电解用整流变压器，焊接用电焊变压器，试验用调压器，用于测量高电压、大电流仪用变压器。依据变压器输入端电源相数不一样可分为：三相变压器、单相变压器。依据变压器输入端、输出端电压高低不一样分为：升压变压器、降压变压器。第65页（2）变压器结构（图3.2）变压器主要由铁心、绕组、变压器器身以及置放在变压器器身内变压器油四部分组成。另外还有绝缘套管、储油柜、瓦斯气体继电器、防爆管、放油阀等电器部件。图3.2变压器结构 第66页（3）变压器工作原理（图3.3）在一个闭合铁心上，绕上两个匝数不等线圈，就形成了一个最简单变压器。图3.3变压器工作原理 第67页同电源相连原绕组匝数为 N1，同负载相连副绕组匝数为N2，它们在电路上是分开。变压器是利用两个绕组之间电磁感应来变换电压和传递能量。变压器运行方式有两种：一个是空载运行，一个是有载运行。当变压器副边绕组开路时，变压器没有能量输出，这种状态称为变压器空载运行。当变压器副边绕组接上负载时，变压器有能量输出，这种状态称为变压器有载运行。第68页原绕组、副绕组感生电动势有效值为E1=4.44fN1mE2=4.44fN2m原绕组、副绕组感生电动势有效值E1、E2比值称为变压器变比K。K=E1/E2=N1/N2假如K1，变压器将低电压变为高电压，这么变压器叫做升压变压器。假如K1，变压器将高电压变为低电压，这么变压器叫做降压变压器。第69页【例3.13】某单相变压器电压为220/36V，副边接有两个36V、100W白炽灯。假如变压器原绕组匝数为950匝，求副绕组匝数；假如两个灯泡点亮时，变压器原边绕组、副边绕组电流各为多少？【解】U1/U2=N1/N2副绕组匝数:N2=N1U2/U1=95036220=155匝灯泡点亮时，变压器副边绕组电流为:I2=P/U2=20036=5.6A变压器原边绕组电流为:I1=I2U2/U1=5.636220=0.91A 第70页（4）变压器外特征 在电源电压1和负载功率因数不变情况下，U2和I2改变关系，称为变压器外特征。如图3.4所表示。从空载到额定负载，副绕组电压改变程度用电压调整率U来表示：电压调整率 第71页图3.4 变压器外特征 第72页（5）变压器技术指标 额定电压原绕组额定电压U1N是指变压器在正常运行时加在变压器原绕组上电压；副绕组额定电压U2N是指变压器在空载运行时，原绕组加上额定电压后副绕组两端空载电压。额定电流原绕组、副绕组额定电流I1N、I2N是指依据允许发烧条件，变压器长时间工作允许经过电流。在三相变压器中，额定电流指都是线电流，单位用安（）。第73页 额定容量额定容量是指在额定使用条件下变压器输出能力，用视在功率表示，单位用千伏安（kVA）。对于三相变压器，是指三相容量之和。额定温升额定温升是变压器在额定状态下运行，允许超出周围环境温度温度值。它取决于变压器所用绝缘材料等级。第74页(6)变压器选型和安全使用1)变压器选型标准 优先选取节能型产品 满足防火防爆特殊要求 适当选取变压器容量2）变压器安全使用 变压器安装要符合相关规范要求。禁止变压器长时间超载运行，以免损坏变压器。认真作好对变压器日常巡视和检验。第75页（1）仪用互感器 仪用互感器按用途不一样分为电流互感器和电压互感器两种。1)电压互感器 电压互感器是一个专用降压变压器，它能够将高电压转换为低电压，接入低量程电压表进行测量；也能够接入继电器进行继电保护。电压互感器原边绕组匝数多，副边绕组匝数少。原绕组与被测高压电网相连，副绕组与电压表或电度表电压线圈相连（图3.5）。3.4.2 特殊变压器特殊变压器第76页图3.5 电压互感器工作原理图 第77页2)电流互感器电流互感器是把大电流转换为小电流一个升压变压器。电流互感器原边绕组导线粗、匝数少，串联在被测大电流电路中；电流互感器副边绕组导线细、匝数多，与电流表、电度表电流线圈连接(图3.6)。惯用电流互感器电流比有10/5、20/5、30/5、40/5、50/5、75/5、100/5等几个。第78页图3.6 电流互感器工作原理图 第79页3)钳形电流表就是电流互感器和电流表组合，只是其中电流互感器只有副绕组而没有原绕组。使用时，将被测导线套入铁心中，被测导线实际上变成了原绕组，如图3.7所表示。图3.7 钳形电流表 第80页（2）自耦变压器自耦变压器没有独立副绕组，而是把原绕组一部分作为副绕组，如图3.8所表示。原、副绕组之间现有磁联络，又有电联络，这是自耦变压器结构特点。与普通双绕组变压器关系一样，可得 第81页图3.8 自耦变压器 第82页【例3.14】在一台容量为15kVA自耦变压器中，已知U1=220V，N1=500匝。如要想使输出电压U2=209V，应该在线圈什么地方抽出线头？满载时额定电流等于多少？【解】(1)由公式U1/U2=N1/N2，可知抽头处匝数应为：N2=U2N1/U1209500220475匝即：在线圈475匝处抽出一个线头，能够得到输出电压U2=209V(2)自耦变压器效率很高，能够认为：U1NI1NU2NI2N15103VA所以满载电流为：I1N1510322068.2AI2N1510320971.8A 第83页3.5 三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机是把电能转换为机械能电气设备。它含有结构简单，价格低廉，工作稳定可靠，控制维护方便优点，所以在生产实践中得到广泛应用。三相异步电动机分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机两种，在建筑工地上使用电动机，绝大部分都是三相鼠笼式异步电动机。第84页(1)定子定子普通由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子铁心定子铁心有两个作用：它是电机磁路一部分，能够用来嵌放定子绕组。为了降低磁滞损耗和涡流损耗，定子绕组用0.5mm厚硅钢片叠合而成，放在机座内；在铁心内表面分布有与转轴平行槽，用来安放定子绕组。定子绕组定子绕组是异步电动机电路部分，由三相对称绕组组成。3.5.1 三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构第85页 机座机座惯用铸铁和铸钢制成，其作用是固定定子铁心和定子绕组，并以前后端盖支撑转子轴，它外表面铸有散热筋，以增加散热面积，提升散热效率。如图3.9所表示。图3.9 定子绕组接线法 第86页(2)转子 转子铁心转子铁心有两个作用：它是电机磁路一部分，能够用来嵌放转子绕组。为了降低磁滞损耗和涡流损耗，转子绕组用0.5mm厚硅钢片叠合而成。转子绕组转子绕组作用：切割定子磁场，产生感应电动势和电流，并在旋转磁场作用下受力而使转子转动。依据结构不一样分为鼠笼式转子、绕线式转子两种。第87页鼠笼式转子绕组是在转子铁心槽内嵌放铜条和铝条，导体两端各用一个端环联接。假如去掉铁心，其形状像一个鼠笼，所以称为鼠笼式转子，含有鼠笼式转子电动机称为鼠笼式异步电动机。绕线式转子绕组是在转子铁心槽内嵌放对称三相绕组，并做星形联接，每相绕组首端分别接到装在轴上三个彼此绝缘铜制滑环上，再经过压在旋转滑环上电刷与外电路电阻器等设备连接，含有绕线式转子电动机称为绕线式异步电动机。第88页(1)当定子三相绕组通入三相对称交流电时，就会在空间产生一个旋转磁场。转子导体中感应电流在定子旋转磁场作用下受到力作用，形成电磁转矩，使转子沿着旋转磁场方向转动起来。转子转速和旋转磁场转速不一样，所以称为异步电动机。3.5.2 三相异步电动机工作原理三相异步电动机工作原理第89页(2)转差率S转差率表示转子转速与旋转磁场转速相差程度。异步电动机旋转磁场转速与转子转速之间转速差与旋转磁场转速之比，称为异步电动机转差率。(3)三相异步电动机旋转速度转子转速即为三相异步电动机旋转速度。第90页(1)额定电压UN电动机额定运行时加在定子绕组上线电压，叫做电动机额定电压。(2)额定电流IN 电动机额定运行时加在定子绕组上线电流，叫做电动机额定电流。(3)额定功率PN电动机在额定状态下工作（U=UN，I=IN），转轴上输出机械功率叫做电动机额定功率。3.5.3 三相异步电动机型号与铭牌数据三相异步电动机型号与铭牌数据第91页(4)效率输出功率与输入功率比值叫做电动机效率。(5)定子绕组接法普通3kW以下电动机接成星形联接，3kW以上电动机接成三角形联接。(6)额定转速n动机在额定工作状态下，转子转速称为额定转速。第92页(7)功率因数cos电动机有功功率和视在功率之比，叫做电动机功率因数。Y系列电动机功率因数为0.70.9(8)电动机工作方式连续工作：能够按铭牌要求各项额定值长久连续工作，这种电动机负荷较稳定。短时工作：电动机工作时间较短，停歇时间较长。断续工作：电动机周期性地工作停歇工作，如此重复运行。第93页(1)电磁转矩T转子绕组中感应电流在旋转磁场作用下产生电磁力对转子转轴形成转矩总和，叫做电磁转矩。电磁转矩单位用牛米（Nm），电磁转矩与电源电压平方成正比。(2)额定电磁转矩TN电动机在额定电压下，带动额定负载，转轴上输出转矩叫做额定电磁转矩TN。(3)最大电磁转矩Tm电动机输出转矩最大值叫做最大转矩Tm。3.5.4 三相异步电动机电磁转矩三相异步电动机电磁转矩第94页(4)电动机过载能力电动机最大转矩Tm与额定转矩TN比值叫做电动机过载系数。电动机过载系数是衡量电动机短时过载能力和运行稳定性一个主要参数，异步电动机过载能力系数为1.82.5。第95页（1）开启概念电动机接通电源，转子转速由零到额定转速过程叫做电动机开启过程。（2）开启特点电动机开启时间较短，只有215s。在电动机开启过程中定子电流和转子电流都比额定值大出许多，定子绕组中开启电流是额定电流47倍。（3）降压开启方法电动机开启时，降低加在定子绕组上电压，以减小开启电流，到开启结束后，再给电动机通上额定电压。3.5.5 三相异步电动机开启三相异步电动机开启第96页1)惯用鼠笼式异步电动机降压开启方法 定子绕组串电阻降压开启 星形三角形降压开启 自耦变压器降压开启 2)惯用绕线式异步电动机降压开启方法转子绕组串电阻降压开启、频敏变阻器降压开启。第97页由异步电动机转速表示式可知，要调整异步电动机转速，可采取改变电源频率f、磁极对数p以及转差率S这三种基本方法来实现。(1)改变电源频率经过改变交流电源频率方法来调整电动机同时转速n1，就能够实现调整电动机转速n目标，这种方法调速范围大，转速改变较平滑，能够实现无级调速。3.5.6 三相异步电动机调速三相异步电动机调速第98页(2)变极调速变极调速就是经过改变定子绕组接线方法，使电动机产生不一样磁极对数，以取得不一样转速。(3)改变转差率调速绕线式转子异步电动机能够经过在转子电路中外接一个三相调速电阻器来进行调速。第99页用某种伎俩来限制电动机惯性转动，从而实现机械设备紧急停车，常把这种停车办法称为电动机制动。异步电动机制动方法有两类：机械制动和电气制动。机械制动包含：电磁离合器制动、电磁抱闸制动。电气制动包含：反接制动、能耗制动。3.5.7 三相异步电动机制动三相异步电动机制动第100页(1)反接制动所谓反接制动，就是利用异步电动机定子绕组电源相序任意两相反接（交换）时，产生与原旋转方向相反转矩，来平衡电动机惯性转矩，到达制动目标，所以称为反接制动。(2)能耗制动能耗制动就是在电动机脱离交流电源后，接入直流电源，这是电动机定子绕组经过直流电，产生一个静止磁场。利用转子感应电流与静止磁场相互作用产生制动转矩，到达制动目标，使电机快速而准确地停顿。第101页（1）电动机使用前检验 看电动机是否清洁，内部有没有灰尘或脏物。拆除电动机出线端子上全部接线，用兆欧表测量电动机各相绕组之间及每相绕组与机壳之间绝缘电阻，看是否符合要求。依据电动机铭牌数据检验电动机接法是否正确，电源电压、频率是否适当。检验电动机轴承是否正常，要求转动灵活，无摩擦声。检验电动机接地装置是否良好。检验电动机开启设备和所带负载。3.5.8 电动机使用与维护保养电动机使用与维护保养第102页（2）电动机开启中注意事项 电动机在通电试运行时，相关人员不应站在电动机和被拖动设备两侧，以免旋转物飞出造成伤害事故。接通电源之前就应作好切断电源准备，当出现电动机不能开启、开启迟缓或声音异常时，要马上切断电源。鼠笼式电动机采取全压开启时，开启次数不宜过于频繁，若电动机功率较大，应注意电动机温升。第103页 绕线式电动机在接通电源之前，应让开启器手柄处于“零位”。接通电源后，再逐步转动手柄，伴随电动机转速提升而逐步切除开启电阻。第104页（3）电动机在使用过程中应注意以下几点：电动机不要长时间过载。电动机在开启时不能缺相。电动机在运行中不能缺相。电动机不能长时间工作在高电压下。电动机不能长时间工作在低电压下。电动机上电源电压应保持三相平衡。电动机在旋转过程中，不能出现堵转（转子被卡住，不能转动）。第105页（4）电动机维护搞好电动机维护对降低电动机故障、提升电动机使用寿命含有主要意义。注意预防灰尘、油污和水滴进入电动机，经常保持电动机内外清洁。要预防杂物堵塞电动机风道，保持电动机通风良好。不要让电动机在阳光下曝晒。第106页