1、電氣操作基本知識,倪勝民,目錄,一.安全用電的基本常識,二.常用控制回路及低壓電器介紹,三.電動機的啟動,一.安全用電的基本常識,1.1供電配電系統(tǒng) 電能由發(fā)電廠產生，通過輸電線輸送，最后分配給各個生產單位及其他用戶，這就構成了發(fā)電、輸電、和配電的完整系統(tǒng)。 發(fā)電廠按照所利用的能源種類可分為水力、火力、風力、核子能、太陽能、沼氣等幾種?，F(xiàn)在世界各國建造的最多的，主要是水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠。我國主要利用火力發(fā)電。我國國家標準中規(guī)定輸電的額定電壓為35KV、110KV、220KV、330KV、500KV等。我公司總降壓站進線電壓為35KV，由永樂站供電。保安電為10KV。,在工業(yè)企業(yè)中，用電設備

2、直接使用的電源，分為高壓和低壓電源。我廠五大風機及兩磨都是6KV高壓電機。但絕大多數(shù)屬于低壓電源，一般是線電壓為380V、中性點接地的三相電源。動力負載一般是對稱三項負載，采用三相三線制（低壓電機）；照明等單項負載負載雖在連接時盡量分配在三相上，但很難做到時時對稱，因此一般采用三相四線制。電源設備的額定電壓一般比用電設備的額定電壓高5%，以補償部分線路電壓降。例如，用電設備電機的額定電壓為380V，而變壓器的額定輸出電壓則為400V。,1.2電工常用工具,電工工具是電氣操作的基本工具。 常用工具包括： 萬用表、大一字螺絲刀、小一字螺絲刀、大十字螺絲刀、小十字螺絲刀、鋼絲鉗、尖嘴鉗、偏口鉗、扳手

3、、壁紙刀、絕緣膠帶。 其他工具： 兆歐表、接地搖表、雙臂電橋、壓線鉗、剝線鉗、網線鉗、驗電器、電烙鐵、吸錫器等。,1.3安全用電,1.3.1電流對人體的傷害 電擊對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時間長短。電流強度越大，致命危險越大；持續(xù)時間越長，死亡的可能性越大。以工頻電流為例，當1毫安左右的電流通過人體時，會產生麻刺等不舒服的感覺；1030毫安的電流通過人體，會產生麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高、呼吸困難等癥狀，但通常不致有生命危險；電流達到50毫安以上，就會引起心室顫動而有生命危險；100毫安以上的電流，足以致人于死地。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可

4、按30mA考慮。,1.3.2電擊傷害程度與通電時間的關系 電流通過人體的持續(xù)時間是影響電擊傷害程度的重要因素。人體通過電流時間越長，人體電阻就會下降，流過的電流就會越大，后果就越嚴重。另一方面，人的心臟每收縮、擴張一次，中間約有0.1秒的間歇，這0.1秒對電流最敏感。如果電流在這一瞬間通過心臟，即使電流很?。泓c幾毫安）也會引起心臟震顫；如果電流不在這一瞬間通過心臟，即使電流較大，也不會引起心臟麻痹。由此可知，如果電流持續(xù)時間超過0.1秒，則必然與心臟最敏感的間隙相重合而造成很大的危險。,1.3.3人體安全電壓,根據(jù)歐姆定律(IUR)可以得知流經人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關。人體電阻

5、除人的自身電阻外，還應附加上人體以外的衣服、鞋、褲等電阻，雖然人體電阻一般可達5000，但是，影響人體電阻的因素很多，如皮膚潮濕出汗、帶有導電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況，均能使人體電阻降低，所以通常流經人體電流的大小是無法事先計算出來的。因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來進行估算：一般情況下，也就是干燥而觸電危險性較大的環(huán)境下，安全電壓規(guī)定為36V，對于潮濕而觸電危險性較大的環(huán)境(如金屬容器、管道內施焊檢修)，安全電壓規(guī)定為12V，這樣，觸電時通過人體的電流，可被限制在較小范圍內，可在一定的程度上保障人身安全。,二.常用控制回

6、路及低壓電器介紹,2.1常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成： (1)電源供電回路。供電回路的供電電源有交流AC380V、220V和直流24V等多種。 (2)保護回路。保護(輔助)回路的工作電源有單相220（交流）、36V（直流）或直流220（交流）、24V（直流）等多種，對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護組件組成。 (3)信號回路。能及時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號燈，不同聲響的音響設備等。,(4)自動與手動回路。電氣設備為了提高工作效率，一般都設有自動環(huán)節(jié)，但在安裝、調試及緊急事

7、故的處理中，控制線路中還需要設置手動環(huán)節(jié)，用于調試。通過組合開關或轉換開關等實現(xiàn)自動與手動方式的轉換。 (5)制動停車回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動措施，使電動機迅速停車的控制環(huán)節(jié)，如能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發(fā)電制動等。 (6)自鎖及閉鎖回路。啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動合觸點串聯(lián)在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件，為了保證設備運行的安全與可靠，只能一臺通電啟動，另一臺不能通電啟動的保護環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如：兩個接觸器的動斷觸點分別串聯(lián)在對方線圈電路中。,控制電路,在電源停電后突然再來電時，可避免 電機

8、自動起動而發(fā)生意外事故。,主電路,2.2常見低壓電器及其圖形符號及文字符號 刀開關 手動電器 組合開關 按鈕 控制電器 . 接觸器 自動電器 繼電器 行程開關 ,2.2.1刀閘開關,控制對象： 380V，5.5kW 以下小電機,考慮到電機較大的起動電流，刀 閘的額定電流值一般選擇： 異步電機額定電流,2.2.2按鈕,復合按鈕： 常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。,電路符號,作用：接通或斷開控制電路,2.2.3交流接觸器,用來接通或斷開電動機 或其他設備的主電路,作用,構成；主要由電磁鐵和觸點兩部分組成， 觸點又可分為主觸點和輔助觸點。,接觸器技術指標：額定工作電壓、電 流、觸點數(shù)目等,動作過程,線

9、圈通電,銜鐵被吸合,觸點閉合,接通電源,2.2.4 中間繼電器,繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在 于，接觸器的主觸點可以通過大電流，而繼電器的 觸點只能通過小電流。,中間繼電器 速度繼電器 時間繼電器（具有延時功能） 熱繼電器（做過載保護） .,繼電器類型：,作用：繼電器用來傳遞信號或用于控制電路中。,三.電動機的啟動,3.1電動機的啟動電流和間隔時間 3.1.1啟動電流： 三相鼠籠異步電機的啟動電流一般是47倍，但是不是絕對的。不過一般要求電機的起動電流不能超過其額定電流的25倍。 電機功率超過30kw的電動機不適合頻繁啟動，因為30kw以上電機啟動電流一般為額定電流的67倍，頻繁啟

10、動會增加電機溫升，造成燒毀電機的可能。 直流電動機的啟動電流可達額定電流的1030倍，故一般只有功率很小的直流電機可采用直接啟動，其余都不允許直接啟動。,3.1.2電機啟動間隔： 高壓電機： 在熱狀態(tài)下允許啟動一次，時間間隔不得少于240分鐘； 在冷態(tài)下啟動允許兩次，每次間隔時間不得少于60分鐘。 低壓電動機： a在正常情況下，電動機允許在冷態(tài)下啟動兩次，每次間隔時間不得少于5分鐘；在熱狀態(tài)下只允許啟動一次。 b只有在處理事故時，以及啟動時間不超過23秒的電動機，可以按上述規(guī)定增加啟動一次。 c 200kW以下的電動機，啟動間隔時間不應小于30分鐘。 d 200500kW的電動機，啟動間隔時間

11、不應小于1小時。 e 500KW以上的不應小于2小時。,何為電機的冷態(tài)、熱態(tài)啟動 冷態(tài)啟動即本次啟動前距上次啟動時間的間隔時間，若大于廠家規(guī)定的數(shù)值或者電機機身的溫度基本與規(guī)定的環(huán)境溫度一致即為冷態(tài)啟動。（電機停運4小時以上或運行不到1小時后停運均為冷態(tài)。電動機線圈溫度與空氣溫度差不超過3，或10KW及以下電動機停用2h以后，10KW以上電動機停用4h以后。） 如果電動機從運行狀態(tài)剛停下來，即為熱態(tài)啟動。具體地說電動機運行1h以上為熱態(tài)。（電動機停運后，安裝地點的溫度在25以上時，3小時以內為熱態(tài)，3小時以外為冷態(tài)；安裝地點的溫度在25以下時，1.5小時以內為熱態(tài)，1.5小時以外為冷態(tài)。） 啟

12、動要有間隔主要是為了保護電動機，因為啟動時電流很大，繞組會發(fā)熱，如果啟動成功，電機的散熱機構會隨著轉子的轉動給電機強制散熱（強制風冷）。如果啟動不成功，繞組只能夠靠依靠環(huán)境溫度散熱，所以這個時候若再次啟動，繞組可能會變的更熱。就有可能導致電動機絕緣損壞甚至燒毀,3.2電機的啟動方式,三相異步電機啟動方式包括： a全電壓直接啟動。 b降壓啟動。 c增加轉子回路電阻啟動。 d軟起啟動。 e變頻啟動。,3.2.1全壓直接啟動 直接啟動的優(yōu)點是所需設備少，啟動方式簡單，成本低。電動機直接啟動的電流是正常運行的5倍左右，理論上來說，只要向電動機提供電源的線路和變壓器容量大于電動機容量的5倍以上的，都可以

13、直接啟動。這一要求對于小容量的電動機容易實現(xiàn)，所以小容量的電動機絕大部分都是直接啟動的，不需要降壓啟動。對于大容量的電動機來說，一方面是提供電源的線路和變壓器容量很難滿足電動機直接啟動的條件，另一方面強大的啟動電流沖擊電網和電動機，影響電動機的使用壽命，對電網不利，所以大容量的電動機和不能直接啟動的電動機都要采用降壓啟動。,3.2.2用自偶變壓器降壓啟動 采用自耦變壓器降壓啟動，電動機的啟動電流及啟動轉矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動電流的情況下能獲得較大的啟動轉矩。如啟動電壓降至額定電壓的65，其啟動電流為全壓啟動電流的42，啟動轉矩為全壓啟動轉矩的42%。 自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點

14、是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動控制，經久耐用，維護成本低，適合所有的空載、輕載啟動異步電動機使用，在生產實踐中得到廣泛應用。缺點是人工操作要配置比較貴的自耦變壓器箱（自耦補償器箱），自動控制要配置自耦變壓器、交流接觸器等啟動設備和元件。 啟動電流小，起動轉矩較大，只允許連續(xù)啟動23次，設備價格較高，但性能較好，使用用較廣。,3.2.3Y降壓啟動 定子繞組為連接的電動機，啟動時接成Y，速度接近額定轉速時轉為運行，采用這種方式啟動時，每相定子繞組降低到電源電壓的58，啟動電流為直接啟動時的33，啟動轉矩為直接啟動時的33。啟動電流小，啟動轉矩小。 Y降壓啟動的優(yōu)點是不需要添置啟動設

15、備，有啟動開關或交流接觸器等控制設備就可以實現(xiàn)，缺點是只能用于連接的電動機，大型異步電機不能重載啟動。 啟動電流小，但二次沖擊電流大，其動轉矩較小，允許啟動次數(shù)較高，設備價格較低，適用于定子繞組為三角形接線的6個引出端子的中小型電機，如Y2和Y系列電動機。,3.2.4轉子串電阻啟動 繞線式三相異步電動機，轉子繞組通過滑環(huán)與電阻連接。外部串接電阻相當于轉子繞組的內阻增加了，減小了轉子繞組的感應電流。從某個角度講，電動機又像是一個變壓器，二次電流小，相當于變壓器一次繞組的電動機勵磁繞組電流就相應減小。根據(jù)電動機的特性，轉子串接電阻會降低電動機的轉速，提高轉動力矩，有更好的啟動性能。 在這種啟動方式

16、中，由于電阻是常數(shù)，將啟動電阻分為幾級，在啟動過程中逐級切除，可以獲取較平滑的啟動過程。,3.2.5、軟啟動器 軟起動器是一種集電機軟起動、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)閘管交流調壓器。運用不同的方法，改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調節(jié)晶閘管調壓電路的輸出電壓。在整個起動過程中，軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程，直到晶閘管全導通，電機在額定電壓下工作 軟啟動器的優(yōu)點是降低電壓啟動，啟動電流小，適合所有的空載、輕載異步電動機使用。缺點是啟動轉矩小，不適用于重載啟動的大型電機。 通常為斜坡電壓啟動，也可突跳啟動，起動電流、轉矩、上升和下降時間可調，有多種控制方式，可帶多種保護，允許啟動次數(shù)較高，設備價格最高。,3.2.6、變頻器 通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變