1,盾構電氣技術,-基礎知識,2,變壓器,變壓器是用來改變交流電壓大小的電氣設備。它是根據(jù)電磁感應的原理，以相同的頻率，在兩個或更多的繞組之間，變換交流電壓和電流而傳輸電能的靜止電氣設備。,3,變壓器是利用電磁感應原理工作的，它主要由鐵心和套在鐵心上的兩個（或兩個以上）相互絕緣的線圈組成，線圈之間有磁的耦合，但沒有電的聯(lián)系。,4,變壓器的技術指標1、工作頻率變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據(jù)使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。2、額定功率在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。3、額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。4、電壓比指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。5、空載電流變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。6、空載損耗指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。,5,7、效率指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。8、絕緣電阻表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。9、短路阻抗當變壓器二次繞組短路，在一次繞組施加電壓，當二次繞組通過額定電流時，一次繞組施加的電壓與額定電壓之比的百分數(shù)。當變壓器滿載運行時，短路阻抗的高低對二次輸出電壓的高低有一定的影響，短路阻抗小，電壓降小，短路阻抗大，電壓降大；當變壓器負載出現(xiàn)短路時，短路阻抗小，短路電流大，變壓器承受電動力大，短路阻抗大，短路電流小，變壓器承受電動力小。,6,故障診斷1、高壓側不能正常上電高壓電纜；高壓端子箱；合閘機構；合閘流程2、低壓側不能正常上電急停；框架斷路器；外圍線路；負載3、運行中跳閘過載；溫度4、無功補償,7,斷路器,斷路器的定義斷路器是指能夠關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關裝置。斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護。當發(fā)生嚴重的過載、短路或欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。斷路器的結構斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構、脫扣器、外殼等幾部分構成。斷路器的工作原理當短路時，大電流（一般10至14倍）產生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構動作，開關瞬時跳閘。當過載時，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動機構動作（電流越大，動作時間越短）。現(xiàn)在有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設定值比較，當電流異常時微處理器發(fā)出信號，使電子脫扣器帶動操作機構動作。,8,常見斷路器,微型斷路（0.5A63A）,馬達保護開關（0.1A80A）,塑殼斷路器（40A630A）,框架斷路器（630A4000A）,9,斷路器的主要類型按極數(shù)分：有單極、兩極、三極和四極。按保護形式分：有電磁脫扣器式、熱脫扣器式、復合脫扣器式（常用）和無脫扣器式。按分斷時間分：有一般式和快速式。按結構形式分：有塑殼式、框架式、模塊式等。斷路器的主要參數(shù),10,額定電壓（Ue）：斷路器在長期正常工作情況下所允許的最大工作電壓。額定電流（In）：斷路器在長期正常工作情況下所允許的最大工作電流。過載脫扣電流整定值（Ir）：線路中的負載電流超過該過載設定值時，斷路器（長延時）跳閘。短路脫扣電流整定值（Im）：短路出現(xiàn)時，斷路器（短延時或瞬時）快速跳閘，其跳閘極限Im。額定短路分斷能力（Icu或Icn）：斷路器能夠分斷而不被損害的最高（預期的）電流值。額定極限短路分斷能力（Icu）：是指低壓斷路器在分斷了斷路器出線端最大三相短路電流后還可再正常運行并再分斷這一短路電流一次，至于以后是否能正常接通及分斷，斷路器不予以保證。額定運行短路分斷能力（Icn）：是指是斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時可多次正常分斷。,11,斷路器參數(shù)設置斷路器參數(shù)的調試既要能有效地實現(xiàn)過載和短路保護，又要能有效地躲過其啟動電流和尖峰電流，保障電動機能正常的啟動。一般滿足：過載長延時整定電流1.1倍電動機額定電流；過載長延時時間設置能躲過電機啟動時間；短路短延時整定電流能躲過電動機的啟動電流，一般設為5-8倍電動機額定電流；短路短延時時間一般為0.2s；短路瞬時電流能躲過電動機啟動的尖峰電流，其脫扣時間為固定，小于50ms。,12,軟啟動器,軟啟動器的工作原理軟起動器是一種集軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為SoftStarter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，即為軟起動。具體過程在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數(shù)時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。,13,14,軟啟動與傳統(tǒng)減壓方式的不同之處傳統(tǒng)的減壓起動方式有:星-三角起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式不同之處是：（1）無沖擊電流。軟起動器在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值。（2）恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩(wěn)起動。（3）根據(jù)負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。,15,啟動方式1.快速起動此種運行模式在斜坡模式及限流模式下均可工作。快速起動可使電機吸引更多電流以產生更多轉矩以消除高摩擦負載?？焖倨饎愚D矩可以設定為電機跨線鎖定轉子轉矩的5-85%,電流相應為電機跨線鎖定轉子電流的23-92%，出廠缺省值為5%，快速起動時間可設定為0.0至2.0秒。2.斜坡啟動電機以跨線轉子轉矩5-85%的初始轉矩加速，電流相應為電機跨線鎖定轉子電流的23-92%，出廠缺省值為35%。然后通過提升電機電壓將轉矩提升至設定的加速斜坡時間(tr).斜坡起動時間可設定為0.5至180秒，出廠缺省值為9秒。旋鈕tr控制的前半程在0.5至20秒間調整，接下來四分之一的時間在20至60秒間調整，剩下的四分之一時間在60至180秒間調整。軟啟動器將電流限定為設定的轉矩。當電機達到所需速度后，將轉入旁路。3.限流起動使用限流軟起動模式時，起動時間設置為零，軟起動器得到起動指令后，其輸出電壓迅速增加，直至輸出電流達到設定電流限幅值，輸出電流不再增大，電動機運轉加速持續(xù)一段時間后電流開始下降，輸出電壓迅速增加，直至全壓輸出，起動過程完成。起動轉矩（T2）可設定為電機跨線鎖定轉子轉矩的5-85%，電流相應為電機跨線鎖定轉子電流的23-92%，T2缺省值為35%。限流起動時間可設定為0.5至180秒，出廠缺省值為9秒。,16,旋鈕tr控制為非線性，以便更好設定起動時間?？刂频那鞍氤淘?.5至20秒間調整，接下來四分之一的時間在20至60秒間調整,剩下的四分之一時間在60至180秒間調整。軟啟動器將電流限定為設定的轉矩。當電機達到所需速度后，將轉入旁路。T1：快速起動轉矩，T2：初始轉矩Tk：快速起動時間；,快速啟動,斜坡啟動,限流啟動,17,特性,18,故障排除,19,接觸器,20,交流接觸器木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近開關。3、金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近開關或超聲波型接近開關。4、對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關或霍爾式接近開關。,33,位移傳感器,位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，光柵式位移傳感器，激光干涉位移傳感器，磁致伸縮式位移傳感器。電感式位移傳感器電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件，接通電源后，在其感應面將產生一個交變磁場，當金屬物體接近此感應面時，金屬中則產生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測距離的目的。,34,磁致伸縮式位移傳感器磁致伸縮位移（液位）傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號來準確地測量位置的。測量元件是一根波導管，波導管內的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測量過程是由傳感器的電子室內產生電流脈沖，該電流脈沖在波導管內傳輸，從而在波導管外產生一個圓周磁場，當該磁場和套在波導管上作為位置變化的活動磁環(huán)產生的磁場相交時，由于磁致伸縮的作用，波導管內會產生一個應變機械波脈沖信號，這個應變機械波脈沖信號以固定的速度傳輸，并很快被電子室所檢測到。由于這個應變機械波脈沖信號在波導管內的傳輸時間和活動磁環(huán)與電子室之間的距離成正比，通過測量時間，就可以高度精確地確定這個距離。由于輸出信號是一個真正的絕對值，而不是比例的或放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更無需定期重標。,35,繼電器,繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。,36,電磁繼電器的工作原理電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成。只要在線圈兩端加一定的電壓，線圈會流過一定的電流，從而產生磁場，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點釋放。觸點分類常開觸點：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點。常閉觸點：繼電器線圈未通電時處于閉合狀態(tài)的靜觸點。,37,繼電器技術參數(shù)額定工作電壓：繼電器正常工作是所需的電壓，可以是交流，可以是直流。直流電阻：線圈電阻。吸合電流：能夠產生吸合動作的最小電流。釋放電流：產生釋放動作的最大電流。觸點切換電壓和電流：繼電器允許加載的電壓和電流。環(huán)境對繼電器的影響1、高溫會加速繼電器內部塑料及絕緣材料的老化、觸點氧化腐蝕、熄弧困難、電參數(shù)變壞、使可靠性降低。設計時不要靠近發(fā)熱元件，通風散熱。2、低溫會使觸點冷粘結作用加劇，觸點表面起露，銜鐵表面長生冰膜，使觸點不能正常轉換。選擇留有充分的余量。3、在低氣壓環(huán)境下，繼電器散熱條件變壞，線圈溫度升高，使繼電器給定的吸合釋放參數(shù)發(fā)生變化，影響正常工作。低氣壓還可使繼電器觸點熄弧困難、觸點容易燒熔。環(huán)境比較惡劣可以整機密封。4、機械應力主要是指振動、沖擊、碰撞。電磁繼電器的簧片均為懸梁結構，固有頻率低，振動和沖擊可引起諧振，容易瞬間斷開或觸點抖動，可能產生誤動作。采取防振措施防止諧振。,38,繼電器的選項1、按使用環(huán)境選型使用環(huán)境條件主要指溫度(最高與最低)、濕度(一般指40攝氏度下的最大相對濕度)、低氣壓(使用高度1000米以下可不考慮)、振動和沖擊。由于材料和結構不同，繼電器承受的環(huán)境力學條件各異，可按整機的環(huán)境力學條件或高一級的條件選用。對電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵及對尖峰信號比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產品。2、按輸入信號不同確定繼電器類型按輸入信號是電、溫度、時間、光信號等確定選用電磁、溫度、時間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機供給繼電器線圈是恒定的電流應選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。觸點需要對數(shù)線圈電壓大小和類型（包括交流和直流）有無浪涌保護功能觸點材料及過電流能力等等,39,安全繼電器,安全繼電器是由數(shù)個繼電器與電路組合而成，為的是要能互補彼此的異常缺陷，達到正確且低誤動作的繼電器完整功能，使其失誤和失效值愈低，安全因素則愈高，因此需設計出多種安全繼電器以保護不同等級機械，主要目標在保護暴露於不同等級之危險性的機械操作人員。,40,對安全電路的要求在緊急停止解除時，機器不能出現(xiàn)突然再啟動萬一機器安全電路發(fā)生故障時，可以停止機器動力電源安全電路發(fā)生故障時，機器不能再啟動安全繼電器符合以下標準：電路冗余，并且?guī)в袃戎玫淖詸z測。即使元件出現(xiàn)故障，安全功能依然能夠保持。在每一個啟動和停止循環(huán)，自動檢測安全功能繼電器的正確打開和閉合。單通道操作：輸入回路不冗余，可以檢測輸入回路和復位回路的接地故障。自動啟動：一旦輸入回路閉合，安全繼電器工作。手動復位：一旦輸入回路和復位回路閉合，安全繼電器工作。通過連接觸點擴展模塊或者外部的接觸器繼電器，可以增加可用觸點的數(shù)量。,41,安全繼電器與繼電器區(qū)別安全繼電器并不是沒有故障的繼電器，而是發(fā)生故障時做出有規(guī)則的動作，它具有強制導向接點結構，萬一發(fā)生接點熔結現(xiàn)象時也能確保安全，這一點同一般繼電器完全不同。安全繼電器有復位功能，只有復位之后才能再次使用。而繼電器沒有。,42,比例閥放大器,43,放大器放大器就是將微弱的信號放大?！拔⑷酢笔侵钙淠芰繕O小，為了讓信號能夠被顯示，或者能推動負載工作，就必須將其能量“放大”。我們實現(xiàn)的“放大”實質上只是“控制”。是用小能量的信號去控制電源驅動大能量，使它按小信號相同的變化規(guī)律輸出，就達到放大信號的目的。比例閥比例閥通常由閥體、閥芯、復位彈簧和比例電磁鐵等組成，比例電磁鐵實際上是一個輸出力與輸入電流呈線性變化的電磁線圈，電磁鐵將電流轉化為作用在閥芯上的力，以克服彈簧的彈力，從而控制閥芯的位移，閥芯與閥體形成的開口大小決定閥的流量和壓力。比例閥放大器比例電磁鐵為了輸出克服彈簧力和液動力，必須有足夠的電流，工業(yè)控制標準信號通常是0-5v/0-10v/-5-+5v/-10-+10v的電壓信號或0-20mA/4-20mA電流信號，控制信號帶負載能力很弱，不足以推動比例電磁鐵。比例閥放大器起到一個信號匹配的作用，接收微弱的控制信號，輸出比例電磁鐵所需的電流，同時比例閥放大器加入了各種必要環(huán)節(jié)，如死區(qū)調整、增益調整、斜坡時間、顫振調整等。比例閥放大器就是一個信號匹配器。,44,電纜,45,電纜分類：裸電線、電磁線、電力電纜、通信電纜與光纜、電氣裝備用電纜電力電纜：用于傳輸和分配電能的電纜。電氣裝備用電纜：主要用于電氣裝備內部或外部的連接、低壓輸配線及各種電信號的傳遞線等。除電力電纜、通信電纜和電磁線外大部分絕緣電纜都歸為電氣裝備電纜。電纜結構,46,電纜常見代號含義：V聚氯乙烯YJ交聯(lián)聚乙烯絕緣R軟電纜（電線）B平型（扁形）S雙絞型A鍍錫或鍍銀F耐高溫P編織屏蔽ZR阻燃型NH耐火型BVR銅芯聚氯乙烯軟電纜VD低煙低鹵阻燃聚氯乙烯WDZ無鹵低煙阻燃型WDN無鹵低煙耐火型電纜的載流量電纜允許載流量可用高于周圍媒質溫升的公式導出長期允許載流量：與溫度、熱阻、介