电工培训教材

滨州魏桥热电二分公司

特种作业培训教材系列读本

电工培训教材

发布日期

培训科 编制 1

2010-10-06

目 录

第一章 电路的基本概念和基本定律 ................................ 3 第二章 磁路的基本概念和基本定律 ................................ 4 第三章 三相交流电的相关知识 .................................... 6 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章

常用电工仪表 ........................................... 20 发电机相关知识 ......................................... 22 变压器的相关知识 ....................................... 25 电动机的相关知识 ....................................... 27 直流系统 .............................................. 29 预防触电 .............................................. 31 2

第一章 电路的基本概念和基本定律

一、电路基本概述

1.电流流经的路径叫电路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的，它的作用是A：实现电能的传输和转换；B：传递和处理信号（如扩音机、收音机、电视机）。一般电路由电源、负载和连接导线（中间环节）组成。

（1）电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置，如：发电机、电池和各种信号源。

（2）负载是将电能或电信号转换成其它形势的能量或信号的用电装置。如电灯、电动机、电炉等都是负载，是取用电能的设备，它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。

（3）变压器和输电线是中间环节，是连接电源和负载的部分，它起传输和分配电能的作用。 2. 电路分为外电路和内电路。从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路，称为外电路；电源内部的通路称为内电路。

3．电路有三种状态：通路、开路和短路。 （1）通路是连接负载的正常状态；

（2）开路是R→∝或电路中某处的连接导线断线，电路中的电流I＝0，电源的开路电压等于电源电动势，电源不输出电能。例如生产现场的电流互感器二次侧开路，开路电压很高，将对工作人员和设备造成很大威胁；

（3）短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接，短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。

短路也可发生在负载端或线路的任何处。

产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。为了防止短路事故所引起的后果，通常在电路中接入熔断器或自动断路器，以便发生短路时，能迅速将故障电路自动切除。

4、电路中产生电流的条件：（1）电路中有电源供电；（2）电路必须是闭合回路；

5、电路的功能：（1）传递和分配电能。如电力系统，它是由发电机，升压变压器，输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。（2）传递和处理信号。如电视机，它接收到载有声像的电磁波后，通过电路使之转变成电信号，再加到扬声器和显象管上还原成原来的声像。 二、基本定律 2.1.电路基本定律

2.1.1.欧姆定律：它是分析电路的基本定律之一。通常流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。使用于直流电路，表达式为：I=U/R.；由公式可知，当所加电压一定时，电阻愈大，则电流愈小。很显然，电阻具有对电流起阻碍作用的物理性质。

遵循欧姆定律的电阻称为线性电阻，它是一个表示该段电路特性而与电压和电流无关的常数。 2.1.2.焦耳—楞次定律：

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电流通过导体发热的现象。叫做电流的热效应。

实验证明：电流通过某段导体或用电器时所产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通过的时间成正比，这一定律成为焦耳－楞次定律，其数学表达式如下：Q=I2Rt，电流热效应有利有弊。利用这一现象制成许多电器，如电灯、电炉、电烙铁等。但热效应会使导线发热、电器设备温度升高等。

2.2基尔霍夫定律：一个电路的各部分会有电流和电压，这些电流之间、电压之间是如何相互联系，统一在电路整体之中的呢？这就是电路的基本定律——基尔霍夫定律要说明的问题。支路、节点、回路、网孔、支路电流和支路电压是电路分析的对象，电路的基本定律也用它们来表示。

2.2.1.基尔霍夫第1定律：又称节点电流定律，它指出在任一瞬间，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。即∑I进=∑I出。

2.2.2.基尔霍夫第2定律：又称回路电压定律。它指出在任意闭合回路中，各段电路电压降的代数和恒等于零。用公式表示为∑U=0.

对于不能用串联、并联简化的复杂直流电路，在分析和计算电路时，除了借助欧姆定律和电阻串、并联知识外，还要运用基尔霍夫定律。

第二章 磁路的基本概念和基本定律

在很多电工设备（象变压器、电机、电磁铁等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题，这一章，我们就学习磁的相关知识。

一、磁铁及其性质：人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性，把具有磁性的物体叫做磁体（磁铁）。磁体两端磁性最强的区域叫磁极。任何磁体都具有两个磁极，而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极，也就是说，N极和S极总是成对出现的。与电荷间的相互作用力相似，磁极间也存在相互的作用力，且同极性相互排斥，异极性相互吸引。

1．1磁场与磁感应线

磁铁周围和电流周围都存在磁场。磁场具有力和能的特征。磁感应线能形象地描述磁场。它们是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部有N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，磁感应线上某点的切线方向表示该点的 磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 1．2描述磁场的物理量：

磁感应强度B：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力F与电流I和导线有效长度L的乘积IL的比值即为该处的磁感应强度，即B＝F/IL，单位：特斯拉。磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量，它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。

磁通∮：磁感应强度B和与它垂直方向的某一截面积S的乘积，称为通过该面积的磁通，即∮＝BS，由上式可知，磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，故又称为磁通密度，单位是伏.秒，通常称为“韦”。磁通∮是描述磁场在空间分布的物理量。

磁导率u是说明媒体介质导磁性能的物理量。 1．3定则

电流与其产生磁场的方向可用安培定则（又称右手螺旋法则）来判断。安培定则既适用于判断

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电流产生的磁场方向，也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。

1.直线电流产生的磁场，以右手拇指的指向表示电流方向，弯曲四指的指向即为磁场方向。 2.环形电流产生的磁场：以右手弯曲的四指表示电流方向，拇指所指的方向即为磁场方向。 3．通电导体在磁场内的受力方向，用左手定则来判断。平伸左手，使拇指垂直其余四指，手心正对磁场的方向，四指指向表示电流方向，则拇指的指向就是通电导体的受力方向。可用下式来表示：

• • • • • •

F＝BILsina

F－通电导体受到的电磁力 B－磁感应强度 I－导体中的电流强度 L－导体在磁场中的长度 a－电流方向与磁感应线的夹角

从上式可以看出：当a＝90°时，sin90°＝1，导体受到的电磁力最大；当a＝0°时，sin0°＝0，此时导体受到的电磁力最小，为零。 1．4电磁感应现象

我们把变动磁场在导体中产生电动势的现象称为电磁感应，也称“动磁生电”。由电磁感应产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势产生的电流叫感应电流。

1.直导体切割磁感应线产生感应电动势，其大小为e=Blvsina,可用右手定则判断。e=Blvsina • • • • •

B－磁感应强度 V－导体运动速度

a－速度方向和磁场方向的夹角 L－导体的有效长度 e－感应电动势

右手定则内容：平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场方向，以拇指指向表示导体运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。

2.线圈中磁通变化产生感应电动势。

当穿过线圈中的磁通量发生变化时，在线圈回路中就会产生感应电动势和感应电流。 二、楞次定律及法拉第电磁感应定律

2.1楞次定律：指出了变化的磁通与感应电动势在方向上的关系。即感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时感应电流就要产生一个磁通去阻碍它的增加；当线圈中的磁通要减少时，感应电流所产生的磁通将阻碍它减少；如果线圈中原来的磁通量不变，则感应电流为零。该定律可用来判断感应电动势和感应电流的方向，具体步骤为：

（1）首先判断原磁通的方向及其变化趋势（增加或减少）。 （2）确定感应电流的磁通方向和原磁通是同向还是反向。

（3）根据感应电流产生的磁通方向，用右手螺旋定则确定感应电动势或感应电流的方向。 应当注意：必须把线圈或直导线看成一个电源，在线圈或直导线内部，感应电流从电源的“－”

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端流到“＋”端；在其外部，从“＋”端经负载流回“－”端。在线圈或直导体的内部，感应电流的方向和感应电动势的方向相同。

2．2法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化速度（即变化率）成正比。即 e=-△∮/△t（单匝线圈）式中的负号，表示了感应电动势的方向和磁通变化的趋势相反。

e=-n△∮/△t

n－线圈匝数 △∮－n匝线圈的磁通变化量

△t-磁通变化△∮所需时间 e－在△t时间内的感应电动势的平均值

在实际应用中常用楞次定律来判断感应电动势的方向，而用法拉第电磁感应定律来计算感应电

动势的大小（取绝对值）。这两个定律是电磁感应的基本定律。

三、自感和互感

3．1由于电流线圈本身所产生的电流发生变化，而引起的电磁感应叫自感现象，简称自感。线圈中通过每单位电流所产生的自感磁通数，称为自感系数，也称电感，用L表示L＝∮/I单位亨利（H）。自感是衡量线圈产生自感磁通本领大小的物理量。其大小不仅与线圈的匝数及几何形状有关，而且与线圈中媒介质的磁导率有密切的关系。自感电动势的方向也可用楞次定律来判断，即线圈中的外电流增大时，感应电流的方向与外电流的方向相反；外电流减小时，感应电流的方向与外电流的方向相同。自感电动势的大小也遵从法拉第电磁感应定律。

自感对人们来说既有利又有弊。例如：日光灯是利用镇流器中的自感电动势来点燃灯管的，同时也利用它来灯管的电流；但是在含有大电感元件的电路被切断的瞬间，因电感两端的自感电动势很高，在开关处会产生电弧，容易烧坏开关或损坏设备的元器件，这要尽量避免。通常在含有大电感的电路中都有灭弧装置。最简单的办法是在开关或电感两端并接一个适当的电阻或电容，或先将电阻电容串接然后并接到电感两端，让自感电流有一条能量释放的通路。

3．2由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈感应的现象叫互感现象，简称互感。互感电动势的大小正比于穿过本线圈磁通的变化率，或正比于另一个线圈中电流的变化率。当两个线圈互相平行且第一个线圈的磁通变化全部影响到第二个线圈时，互感电动势最大；当两个线圈互相垂直时，互感电动势最小。

和自感一样，互感也有利有弊。在工农业生产中具有广泛用途的各种变压器、电动机都是利用互感原理工作的。但在电子电路中，若线圈的位置安放不当，各线圈产生的磁场会互相干扰，严重时会使整个电路无法工作。为此，人们常把胡不相干的线圈的间距拉大或把两个线圈的位置垂直布置，在某些场合下还须用铁磁材料把线圈或其它元件封闭起来进行磁屏蔽。

第三章 三相交流电的相关知识

一、概述

1、1交流电的概念

如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变化一次，则此种电流、电压称为周期性交流

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电流或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。 记做： u(t) = u(t + T )

u T 1、2正弦交流电路

u t T t

如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦量的特征表现在变化的快慢、大小及初始值三个方面，而它们分别由频率、幅值和初相位来确定，所以， 频率、幅值和初相位称为确定正弦量的三要素。

1、3正弦交流电的优越性：便于传输、便于运算、有利于电器设备的运行。 1、4正弦交流电的方向

正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。

1、5 直流电和交流电的根本区别：直流电的方向不随时间的变化而变化，交流电的方向随着时间的变化而变化。

二、正弦波的特征量

最大值、角频率、初相位

i2Isin ti ImiImsin t t 2.1.1正弦波特征量之一最大值

因为交流电的大小是随时间而变化的，所以在研究交流电路时采用最大值就不够方便，通常用有效值来表示。常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压220V，也是指供电电压的有效值。

若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于 220V 的线路上?

Im为正弦电流的最大值

~ 220V 电器 最高耐压

=300V

最大值：正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值叫正弦交流电的最大值，又称峰值、振幅，用Em、Um、Im表示

有效值：使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，如果在相同的时间内产生的热量相等，就

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把这一直流电的大小叫做相应交流电的有效值，用E、U、I表示。

正弦交流电表示方法有三：解析法、波形图、失量图。 2.1.2正弦波特征量之二 -- 角频率

i  tT

描述变化周期的几种方法

1. 周期 T： 变化一周所需的时间。 单位：秒，毫秒.. 2. 频率 f： 每秒变化的次数。单位：赫兹，千赫兹 ... 3. 角频率 ω： 每秒变化的弧度。单位：弧度/秒 12f 2f TT

2.1.3正弦波特征量之三 -- 初相位

iImsin t

∮：t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。

：正弦波的相位角或相位 （t）

i  t

说明：∮给出了观察正弦波的起点或参考点，常用于描述多个正弦波相互间的关系。

2.2两种正弦信号的相位关系

同 相 位

i221i1 12t

相相位 领位 先 落 后

12 i1i2 i1 120i120t1领先于 2  1 i2i2ti1 8

i落后于 2

小结：

交流电每重复变化一次所需的时间称为周期，用T表示 交流电在一秒内重复的次数称为频率，f表示，f=1/T 正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率

式e=Emsin(wt+∮)中（wt＋ ∮）称为交流电的相位或相角，反应正弦交流电的进程,t=0时的相位叫初相位或初相。

两个同频率交流电的相位之差叫相位差。如果一个交流电比另一个交流电提前达到零值或最大值叫前者超前、后者滞后，习惯上超前和滞后的角度以不超过180°为限。

综上所述：正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围，角频率反映了正弦量的变化快慢，初相位反映了正弦量的起始状态。它们是表征正弦交流电的三个重要的物理量。因此，常把最大值（有效值）、角频率（频率）、初相位称为正弦交流电的三要素。 3. 单一参数的正弦交流电路 3.1电阻电路

根据 欧姆定律

uiR设

ui 2i R

2UsintUsintR2Isint

则

uR电阻电路中电流、电压的关系 u2Usint

uUi2sint

RR

电阻电路中的功率

瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积

2Isinti i2Isin(t)

R

u2Usin(t)

puiRi2u2/R 9

i u ωt

p wt

结论：

1、P≥0（耗能元件） 2、P随时间变化 3、P与U、I 成比例 小结：

1、纯电阻交流电路中，电压与电流同向，即相位差为零；电压与电流频率相同；电压与电流的有效值关系为：I=U/R

2、电阻要消耗功率，是耗能元件。 3.2电感电路 基本关系式：

2

2

基本关系式： u设

diLdt uLdidt2ILcost2ILsin(t902Usin(t90i

电感电路中电流、电压的关系 设： u2ILsin(t90)i2Isint

2Usin(t90)

1. 频率相同

2Isint则：

))u i t902. 相位相差 90° （u 领先 i 90 °）

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i2IsintILUII

u2Usin(t90)u2ILsin(t90)2Usin(t90)

3. 有效值 UIL定义：

电感电路中的功率

XLL

感抗（Ω）则：

UIXL

1. 瞬时功率 p ： ii u

i u L u L

2Isintu2Usin(t90)piu2UIsintcostUIsin2tpiuUIsin2ti i u i u i u i P + 储存 能量P >0 P <0 P <0释P >0 + 放能量 t P >0

2. 平均功率 P （有功功率）

piuUIsin2t T1Ppdt T0T111 UIsin(2t)dt0T0

结论：纯电感不消耗能量，只和电源进行能量 交换（能量的吞吐）。 3. 无功功率 Q Q 的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用

以衡量电感电路中能量交换的规模。

piuUIsin2t22UQUIIXLXLQ 的单位：乏、千乏 (var、kvar)

小结：

1、纯电感交流电路中，电压在相位上比电流超前90°，电压与电流的有效值关系为：I=U/XL，其中XL=2πfL,称为感抗，单位为Ω

2、电压与电流二者频率相同 3、在纯电感电路中平均功率为零

4、感抗只表示电压和电流最大值或有效值的比值，不能表示电压和电流瞬时值的比值，因为电压和电流的相位不同。

3.3电容电路

电容是储存电荷的器件，外加电压使电容储存电荷叫充电，而电容向外释放电荷时叫放电。 电容充放电的特点：

(1)电容在储存和释放电荷的过程中，必然在电路中产生电流。但这个电流并不是从电容的一个极板穿过绝缘物到达另一个极板，而是电荷在电路中移动。平时我们说得电容电流就是指这种电荷在电路中移动所引起的电流，即充放电电流。

(2)电容两端的电压是随着电荷的储存和释放而变化的。当电容中没有储存电荷时，其两端的电压为零；当储存的电荷增加时，其两端的电压逐渐升高，最后等于电源电压；当电容释放电荷时，其两端的电压逐渐下降，最后为零。

(3)当电容充电结束时，电容两端虽仍加有直流电压，但电路中电流却为零，这说明电容具有隔离直流电的作用。若电容不断的充放电，电路中就始终有电流通过，这说明电容具有能通过交变电流的作用。也就是我们平常所说的“隔直通交”的性质。

基本关系式:

iCdudt:

设：

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i u C 则：

u2Usint

iCdu2UCcostdt2UCsin(t90)

电容电路中电流、电压的关系

u2Usinti2UCsin(t90)1. 频率相同

2. 相位相差 90° （u 落后 i 90° ）

u i UC9090

UCUU

ui2Usint2UCsin(t90)3. 有效值

1UICXC1C或

1UIC

定义：

容抗（Ω）

则：

UIXC

1. 瞬时功率 p

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i u i2Isintu2Usin(t90)

iuU pIsin2t

piuUIsin2tu i i u i u i u i P + P <0 P <0释储存 能量P >0 P >+ 放能量 0 P >0 2. 无功功率 Q 瞬时功率达到的最大值（吞吐规模）

pUIsin2tQUI（电容性无功取负值）

小结：

1、纯电容交流电路中，电流在相位上比电压超前90°。电压与电流的有效值关系为： I=U/XC。其中XC=1/2πfc,称为容抗，单位为Ω。 2、电流与电压的频率相同。

3、容抗只表示电压和电流最大值或有效值的比值，不能表示电压和电流瞬时值的比值，

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t

因为电压和电流的相位不同。 4、纯电容电路中平均功率为零。

和电阻一样，电容也可以串并联，其特点是串联时总电容倒数等于各分电容倒数

之和，并联时总电容等于各分电容之和。 单一参数正弦交流电路的分析

单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路电路图基本参数（正方向）关系i复数阻抗设瞬时值电压、电流关系有效值相量图相量式功率有功功率无功功率u2UsintIUIRURuuiRR则IRUUI0i2Isint设u、i同相UiLudijXL则uLdtjLu2ILi2IsintUIXLXLLIu领先i 90°IjXUL0UII2XL sin(t90)设ijXCCuiCdudt1jC1jcu2Usint则UIXC2U1IUu落后i 90°IjXUCUIiXC10CI2XCC sin(t90) 三．电阻、电感、电容组成的串联交流电路 3.1 Z 和电路性质的关系

ZZRjXLXC阻抗角一定时电路性质由参数决定

XXC

uitg1L R

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IR URULUL C UC

假设R、L、C已定，电路性质能否确定？（阻性？感性？容性？） 不能！

1XLL 、 XCC 当ω不同时，可能出现：

XL > XC ，或 XL < XC , 或 XL =XC 。

S 3.2阻抗三角形 电压三角形 功率三角形 Z UQ

XLXCUULC R URP IR UURULL C UC

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3. 3.1功率因数的提高 日常生活中很多负载为感性的， 其等效电路及相量关系如下图。

i uRULUu

R uLL URI 其中消耗的有功功率为：

P = PR = UICOS   当U、P 一定时，

COS 



希望将COS

 提高

说明：

cos

由负载性质决定。与电路的参数

和频率有关，与电路的电压、电流无关。

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I

常用电路的功率因数纯电阻电路纯电感电路或纯电容电路R-L-C串联电路COS1(0)COS0(90)0COS1(9090)电动机空载满载日光灯（R-L-C串联电路）COS0.2~0.3COS0.7~0.9COS0.5~0.6十3.3.2提高功率因数的原则：

必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 提高功率因数的措施:

1. 提高自然功率因数。主要是指合理选用电动机，即不要用大容量的电动机来带动小功率负载，

另外，尽量不要让电动机空转。

2. 并联补偿法。在感性电路两端并联适当的电容。 并电容

i

uRR u

L uL

串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！

原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。 四．对称三相交流电 4.1 三相交流电的优点：

1．三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率要大。

2．三相发电机的结构和制造不比单相发电机复杂多少，且使用、维护方便，运转时比单相发电机的振动要小。

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3．在同样条件下输送同样大的功率时，特别是远距离输电时，三相输电线比单相输电线节约25％左右的材料。

4.2 三相正弦交流电动势解析式为：eu=Emsin(wt+0°)

ev=Emsin(wt-120°) ew=Emsin(wt+120°)

4.3 对称三相交流电动势的特征是：三个电动势的最大值相等、频率相同、初相位互差 120°。 三相交流电路：三种电压初相位各差120。uAuBuCt 当三相负载对称时，多采用三相三线制供电；当三相负载不对称时，采用三相四线制供电。4.4三相对称负载的各量关系

根据需要与可能，可将三相对称负载接成星形或三角形。无论是哪种接法，每相负载均可看做是单相电路，所以仍可用讨论单相电路的方法来讨论各相负载中电流与电压的相位关系和数量关系。三相对称负载的功率关系为：

P3UY相IY相cos3UY线IY线cosP＝3U相I相cos3U线I线cos五：不对称负载及交流电在导体中的概念

5.1由单相负载组成的三相电路或由照明和动力负载混合组成的三相电路，一般都不对称，这时应采用三相四线制。中线的作用就在它能保证三相负载成为三个互不影响的电路，当负载不对称时，它能平衡各相电压，也能使负载正常工作，电路发生故障时还可缩小故障的影响范围。特别值得注意的是，供电系统的中线上不允许接熔断器，也不允许装开关。当然，要力求三相负载平衡以减小中线电流。

5.2在金属导体中产生的形状如漩涡的感应电流叫涡流。

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弊：使铁心发热，损耗增大。此外，涡流还有去磁作用，会削弱原磁场。 利：高频感应熔炼炉和工频感应炉都是利用涡流产生高温使金属融化的。

5.3交流电流趋于沿导线表面流动的现象叫集肤效应。

弊：由于集肤效应的影响，在高频电流通过导线时，其中心几乎无电流，这在实际上就减小了导线的有效截面积，使电阻增加，这对传输高频电流来说是不利的。 利：高频淬火。

第四章 常用电工仪表

一、万用表

万用表是一种具有多种用途和多个量程的直读式仪表。一般的万用表可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压、交流电流（钳型电流表）和电阻等。 万用表的使用注意事项 1、正确使用接线柱（或插孔）

红色表笔的进线应接到万用表的红色接线柱上或标有“+”号的插孔内，黑色表笔的进线应接到万用表的黑色接线柱上或标有“-”号的插孔内。测量直流时应用红表笔接正极、黑表笔接负极，这样可以避免因为极性接反而烧坏表头或打弯指针。使用欧姆档测量电阻时，因使用表内的电池，其红表笔是接电池的负极、黑表笔接电池的正极。这一点在测试晶体二极管和三极管时更要注意。有的万用表还有专用的欧姆档接线柱，或专用的交、直流2500V的接线柱、或大电流接线柱等。它们的另一公用柱都用黑色接线柱。测电流时，表应和电路串联；测电压时，表应和电路并联。 2、正确选择档位

万用表档位包括测量种类的选择和量程的选择，档位选择错了，就有可能烧坏万用表，例如测电压时，将档位错放在欧姆档或电流档。有的万用表面板上有两个档位旋钮，一个选择测量种类，另一个选择测量量程。使用时，应先选择测量种类，后选择测量量程；若不清楚所测值的量程，应先选用较大大量程，后选用较小的量程。另外，为了使测量结果准确，量程的选择应使读数在标度尺的一定刻度范围内，例如，在测量电流和电压时，应使指针的偏转在满刻度偏转的1/2以上；测量电阻时，应使被测电阻尽量接近标度尺的中心等。

若用万用表欧姆档测试晶体管参数时，不要用R1档，此档电流过大；或R10k档，此档电压过高，以免损坏晶体管。

万用表在使用完毕后，应把转换开关旋至“OFF”档或交流电压的最高档，这样，可以防止下次测量时，由于粗心而将表烧坏。 3、测量之前要调零

为了测量准确，在测量之前要看万用表的指针是否指在零位上，如不指零，应调整表盖上的机械零位调节器，使之指零。在测量电阻之前，还要进行欧姆调零。欧姆调零是将转换开关旋至相应的电阻档上，将两表笔短接，然后调节调零旋钮，使指针指零。每次换欧姆档都要重复这一步骤。欧姆调

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零时间要短，以减少电池的消耗。如果调不到零位，则说明电池电压已经太低，不能再用了，应更换新电池。 4、正确读数

万用表的标度盘上有多条标度尺，它们分别在测量不同对象时使用。例如，标有“DC”或“-”的标度尺是测量直流时用；标有“AC”或“～” 的标度尺是测量交流时用；标有“”的标度尺是测量电阻用的等等。读数时，表要放平，目光应与表面垂直。有的万用表在表面的刻度线下还有一条弧形镜子，读数时，表针应与镜中的影子重合，这样，读数才准确。 5、注意安全

1）测量电阻时，严禁被测电阻在带电的情况下测量；

2）测量高压电时，要使用符合电压等级的表笔，握表笔的手不要触到金属触针上； 3）测量电阻时应戴上绝缘手套；

4）测量电压和电流时，不要带电旋转转换开关的旋钮。 二、兆欧表

兆欧表是用来测量绝缘电阻的仪表，它本身装有高压手摇直流发电机，测量时要摇动发电机的手柄，故又称作摇表。测量高压电气设备的绝缘电阻用摇表是必要的，因为在低压下测量的绝缘电阻值并不能反映在高压工作时的真实绝缘电阻值。 兆欧表的使用注意事项： 1、表的选择

兆欧表的选择包括两方面，一是电压值；另一是测量范围。兆欧表的电压有250V、500V、1000V、2500V、5000V等几种，我们常用的有500V、1000V、2500V三种。测量范围有0～50M，0～500M，0～1000M，0～2000M，0～5000M，0～10000M等。选择时应根据被测量电气设备的额定电压，及其绝缘电阻的要求而定。 2、使用前的检查

使用前的检查一般有两项：一是将接线端子开路，摇动手柄使发电机达到额定转速(120r/min)，看指针是否指“”；另一是将“线”和“地”接线端子短路，轻轻摇动手柄，看指针是否指“0”。如果指针指示不对，则需修理后再使用。 3、注意安全

1）不可在设备带电的情况下测量其绝缘电阻；

2）对有电容的高压设备，在其停电后，应先验电，还必须进行充分放电后方可测绝缘电阻； 3）用摇表摇过的设备也要及时放电； 4）摇测绝缘时应戴上绝缘手套；

5）雷雨天，禁止对设备进行摇测绝缘电阻。 4、表的接线端子连接

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一般测量时，被测电阻接在“线”（L）和“地”（E）端子间。测量表面泄漏电流比较大的设备时，以电缆为例，除了表面擦拭干净外，应将电缆线芯接“线”、电缆外皮接“地”、电缆绝缘表面层接“屏”端子。这样表面泄漏电流就不经表头而经“屏”端子，从而消除表面泄漏电流的影响，达到测量的准确性。另外，连接线一定要绝缘良好，否则，会影响测量绝缘电阻值。当连接线较长时，还要将连接线固定好，避免发生连接线碰到其它的带电设备上，造成短路事故。 5、手摇发电机的操作

开始测量时，手摇速度应该慢些，以防被测绝缘损坏或有短路时，造成摇表的损坏。测量时，要求转速达到120r/min，且要保持匀速，否则，发电机的电压过低，将影响测量结果。 6、读数

读数要等指针稳定指示时才读，否则，会由于电容电流、吸收电流影响测量的结果。如果由于某些大型设备的电容较大，指针一直稳定不下来，则取60s后的读数。另外，由于兆欧表是无定位的表，所以表要放平，否则也会带来读数的误差。 7、测量结果的的比较与换算

为了比较，将测量结果换算至前次测量或厂家测量温度下的数值。其换算公式如下

1Tt10 RtRT1.6

式中 Rt——换算到tC时的绝缘电阻值（M）； RT——在TC时所测量的绝缘电阻值（M）；

； T——测量绝缘电阻时的温度（C）

。 t——换算的温度（C）

第五章 发电机相关知识

一、同步发电机的分类

同步发电机因用途不同，结构也相差甚大，一般可按其原动机的类型、本体结构和安装方式进行分类。

（1）按原动机的类别，同步发电机可分为——汽轮发电机、水轮发电机、燃汽轮发电机及柴油发电机等。

（2）按冷却介质，可分为——空气冷却、氢气冷却和水冷却等。 （3）按主轴安装方式，可分为——卧式安装和立式安装等。 （4）按本体结构，可分为旋转电枢式和旋转磁极式等。

同步发电机的结构，主要是由原动机的特性决定的。如汽轮发电机，由于转速高达3000r/min，故极对数少，转子采用隐极式，卧式安装；水轮发电机由于转速（一般在750及r/min以下）故其极对数多，转子采用凸极式，立式安装。 二、发电机的型号

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发电机的型号表示该台发电机的类型和特点。我国发电机型号的现行标注法采用汉语拼音法。下面是几个常用符号的意义：

T（位于第一字）— 同步；Q（位于第一或第二字）— 气轮机；Q（位于第三字）— 氢冷；F — 发电机；N — 氢内冷；S或SS — 水冷；W—无刷励磁。

例如：TQN表示氢内冷同步汽轮发电机；QFS表示水内冷汽轮发电机；QFQS表示定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁心氢冷的汽轮发电机。我公司的QFW-60-2为无刷励磁汽轮发电机（功率为60MW；极数为2）

三、同步发电机的主要技术数据

为使发电机按设计技术条件运行，在发电机出厂时都在其铭牌上标注出额定技术数据。 这些额定技术数据主要有：

（1）额定容量：是指发电机在设计技术条件下运行时输出的视在功率，用KV·A或MV·A表示； （2）额定功率：是指发电机输出的有功功率，用KW或MW表示；

（3）额定定子电压：指发电机在设计技术条件下运行时，定子绕组出线端的额定线电压，用KV表示；

（4）额定定子电流：指发电机定子绕组出线的额定线电流，用A表示；

（5）额定功率因数：指发电机在额定功率下运行时，定子电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值，即cos值；

（6）额定转速：指正常运行时发电机的转速，用r/min（每分钟转速）表示。我国生产的汽轮发电机转速均为3000r/min；

（7）额定频率：我国电网的额定频率为50HZ（即每分钟50周）；

（8）额定励磁电压：指发电机励磁电流达到额定值时，额定出力运行在稳定温度时的励磁电压，用V或KV表示；

（9）额定励磁电流：指发电机在额定出力时，转子绕组通过的励磁电流，用A或KA表示； (10)额定温度：指发电机在额定功率运转时的最高允许温度（C）； (11)效率：指发电机输出与输入能量之比百分值，一般额定效率在93%—98%之间。 四、发电机的基本结构 4.1定子

汽轮发电机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。 4.1.1机座

汽轮发电机的机座一般都是用钢板焊接而成，除了使用、安装、运输方便外，还需要有足够的强度和钢度。机座是支撑和固定铁芯及绕组等部件用的。整个转子也通过它安装、固定在基础上。此外，它还要求有足够的通风装置。 4.1.2定子铁芯(电枢铁芯)

同步发电机的定子铁芯呈圆环形。在它的内圆部分有放置线圈的槽。为了减少同步发电机运行时的损耗和发热，定子铁芯用硅钢片叠成，一般采用0.35mm厚的无取向冷轧硅钢片，并两面涂有绝缘层。 4.1.3定子绕组(电枢绕组)

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定子绕组是由嵌在定于铁芯槽内的许多线圈按一定规律连接而成。定子线圈的两条边放在铁芯槽内的部分叫做“直线部分”，它是能切割磁力线而感应电势的，因而也叫“有效边”；铁芯槽外部连接两直线部分不切割磁力线的导体称为线圈的端接部分，简称端部。另外，绝缘也是定子线圈的一个重要组成部分。 4.2 转子

汽轮发电机的转子，由转子铁芯、转子绕组、护环、滑环以及风扇等部件组成。 4.2.1转子铁芯

汽轮发电机的转子铁芯既要有良好导磁性能，又要有足够的机械强度，是汽轮发电机的最关键部件之一，一般采用整块钢锭锻制而成。铁芯的材料采用铬钼或铬钼镍合金钢。在铁芯上设有两边对称的槽，槽与槽之间的部分叫做齿，有大齿和小齿。槽中安放转子线圈。 4.2.2转子绕组(励磁绕组)

转子绕组由冷拉含银铜排制成线圈，转子绕组就是将所有转子槽中的线圈连接起来，两头将绕组引出，连接到滑环上。其中转子线圈绝缘也是一个重要部分。

4.2.3护环和中心环

护环是一个厚壁金属圆筒，用来保护转子绕组的端部，使其紧密地压在护环与转轴之间，不会因为离心力而甩出。而中心环则用来支持护环，并阻止转子绕组端部沿轴向移动。 4.2.4其它部件

风扇是供发电机内部通风用的，一般装在转子两侧。旋转二极管的作用是将外部通入的交流电通过它转变成直流电而进入到发电机的转子绕组。 五、同步发电机的工作原理

同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。所谓电磁感应就是导体切割磁力线时产生的感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。

导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定子(静子)。磁极是转动的，称为转子。它是由励磁绕组和铁芯组成的。励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组成部分。

那么，三相交流电是如何产生的呢?

直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定子铁芯内圆，每相隔120度。分别安放着三相绕组A—X、B—Y、C—Z。当转子被汽轮机拖动以3000rpm旋转时，定子绕组便切割磁力线，就在其中感应出电势来，感应电势的方向可由右手定则来确定。由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。 交流电势的额定频率为f，它决定于发电机的极对数P和转速n，其计算公式为：f= pn／60(Hz)。我国规定交流电的频率为50HZ，即：P=1 n=3000rpm。

交流电势的相位关系：转子以3000rpm转速不停地旋转A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差120度，相序为A—B—C。

何为同步呢?当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流(电枢电流)将合成一个旋转磁场，交

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流磁场与转子同速度、同方向旋转，这就叫同步。

第六章 变压器的相关知识

一、变压器的分类

变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。

按用途分类，可分为——电力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器（电压互感器和电流互感器）、特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器和电焊变压器等）。

按绕组数目分类，可分为——双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。 按铁心结构分类，可分为——心式变压器和壳式变压器。 按相数分类，可分为——单相变压器、三相变压器和多相变压器。

按冷却介质和冷却方式分类，可分为——油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。

电力变压器按容量大小通常分为——小型变压器（容量为10KVA—630KVA）、中型变压器（容量为800KVA—6300KVA）、大型变压器（容量为8000KVA—63000KVA）和特大型变压器（容量为90000KVA及以上）。

二、变压器的概述

变压器是发电厂和变电所的重要元件之一.为了减小电能传输过程不必要的损耗需要利用变压器提高电压等级,而在用户又需要利用变压器将系统输送来的高压电能降低到用户所需要的电压等级,所以在电力系统中变压器在传输和分配电能上是不可缺少的元件.

按变压器的结构可将变压器制成三相的也可制成单相的，但一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组,其经济指标要好得多,所以,单相变压器只用于容量很大,制造和运输困难的场合.我公司变压器多数采用三相变压器。

变压器可制成双绕组的,也可制成三绕组的,少数有四绕组的,这可根据用户和系统的设计要求制成.目前，我公司变压器均采用双绕组变压器。

变压器是一种静止的电气设备,它是依据电磁感应原理把某种电压和电流值,变为同一频率的另一种或几种电压和电流值. 三、变压器的型号：

变压器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示。

1

其表示的意义为：

1——相数：D—单相（在末位时表示移动式）；S—三相；O—自耦变压器；（在型号首位表示降压，在末位表示升压）；G—干式（一般不表示）；F—变压器；C—干式浇注式绝缘；X—表示消弧绕组。 2——冷却方式：F—油浸风冷式；J—油浸自冷；W—水冷式；P—强迫油循环；D—强迫油导向循环等。 3——L—铝绕组（铜绕组不表示）或防雷；Z—有载调压（无励磁调压不表示）；S—三绕组（双绕组不表示）。

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2 3 4 — 5 / 6

4——设计序号。 5——额定容量（KVA）。 6——高压绕组额定电压（KV）。

另外，在型号后可加注防护类型代号，如TH为湿热带，TA为干热带等。 四、变压器的技术参数：

额定容量：变压器在额定电压、额定电流时连续运行所能输送的容量。用KV·A或MV·A表示； 额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。用KV表示； 额定电流：变压器允许长期通过的工作电流。用A表示；

空载损耗：变压器二次开路在额定电压时，变压器铁心所产生的损耗。用KW表示；

短路损耗：将变压器的二次绕组短路，流经一次绕组的电流为额定电流时，变压器绕组导体所消耗的功率。用KW表示；

阻抗电压：将变压器二次绕组短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压比值百分数，即是阻抗电压。 五、变压器的构造：

变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油等部分组成。其中，器身包括铁心、绕组、绝缘、引线及分接开关；油箱包括油箱本体及附件；冷却装置包括轴流风机、散热器或冷却器等；保护装置包括储油柜、油表、防爆管、吸湿器、测温元件、净油器、继电器等；出线装置包括高、中、低压套管等。 下面分析各部件的作用：

（1）铁心：变压器的铁心是磁力线的通路，起集中和加强磁通的作用，同时用以支持绕组。 （2）绕组：变压器的绕组是电流的通路，靠绕组通入电流，并利用电磁感应作用产生感应电动势。 （3）油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，变压器主体放在油箱中，箱内充满变压器油。 （4）油枕：油枕也叫辅助油箱或储油柜，其容积一般为变压器油箱所装油体积的8%—10%。其作用是变压器内部充满油，而由于油枕内油位在一定限度，当油在不同温度下膨胀和收缩时有回旋余地，并且油枕内空余的位置小，使油和空气接触得少，减少了油受潮和氧化的可能性，另外，储油柜内的油比油箱上部的油温低得多，几乎不和油箱内的油发生对流。

（5）瓦斯继电器：用来反映变压器的内部故障。

（6）防爆管（压力释放阀）：防爆管安装在变压器的油箱盖上。其作用是当变压器内部发生故障，产生高压，油里面的气体便冲破玻璃管（或压力释放阀）排到油箱外，释放压力，从而保护变压器油箱不被破坏。

（7） 呼吸器：呼吸器内装有干燥剂即硅胶，用来吸收空气中的水分。

（8）温度计：温度计的测点安装在油箱盖上的测温筒内，用来测量油箱内的上层油温。 （9）套管：套管是将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它既是引线对地（外壳）的绝缘，又担负着固定引线的作用。

（10）冷却装置：冷却装置是将变压器在运行中产生的热量散发出去的设备。

（11）净油器：又称温差滤过器。它的主要部分是用钢板焊成的圆筒形浸油罐，安装在变压器油箱

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的一侧，罐内充满硅胶、活性氧化铝等吸附剂。在运行中，由于上层油和下层油之间的温差，于是变压器油从上向下流动经过浸油器形成对流，油与吸附剂接触，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到净化。延长油的使用寿命。强迫油循环变压器的净油器是靠油流压差使变压器油流经净油泵，达到净化的目的。

六、变压器的工作原理

变压器是利用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁心上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有任何的联系，能量的转换以磁场为媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，而把接到负载的一个称为二次绕组。当一次绕组接到交流电源时，在外施电压的作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁心中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在一、二次绕组感应出相同频率的电动势，二次绕组有了电动势便向负载输出电能，实现了能量转换。

利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组连接法，可使一、二次绕组有不同的电压、电流和相数。

第七章 电动机的相关知识

一、电机的主要类型： 按功能分为：

1） 发电机——把机械能转换为电能； 2） 电动机——把电能转换为机械能；

3） 变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电能的电压、频率、电流及相位； 4） 控制电机——作为自控系统中的元件。 按实际结构分为：

递的电磁装置变压器是实现电能或电讯号传直流电机 电机换的机电装置旋转电机交流电机感应电机是实现电能或电讯号转同步电机二、异步电动机概述

异步电动机的定子和转子间无直接接触，也没有电的联系，靠电磁感应将电能转换成机械能，故称感应电动机。异步电动机的转速总在同步电动机以下，故又称异步电动机。完整的名称应为感应异步电动机。

异步电动机有公认的优点，和其它各种机械相比，它的构造简单、运行可靠、价格低廉，已获得最广泛的应用。同时，异步电动机也有一些缺点：a、它的转速不易调节，但是大多数生产机械对转速的要求并不高，所以异步电动机适用于转速为基本不变的负载。例如电厂中的风机、水泵、管道阀门等。b、普通鼠笼式电动机的启动特性不好，为了改善启动特性，较大容量的电动机采用绕线式。c、它的激磁电流必须由电网供给，且功率因数总是滞后的，使电网的功率因数变坏。异步电动机虽有上

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述缺点，但均能设法得到部分改善。因而各行各业无一不大量使用异步电动机。 三、电动机的型号：

Y ——鼠笼转子异步电动机； YR ——绕线转子异步电动机； YK ——大型高速（快速）异步电动机； YRK——大型绕线转子高速（快速）异步电动机； 四、电动机的技术参数：

1）额定功率：指电动机额定运行时，由轴端输出的机械功率，单位为KW； 2）额定电压：指电动机额定运行时，加在定子绕组上的线电压，单位为V；

3）额定频率：指外加电压的频率。我国电网频率为50HZ，故国内用的感应电动机额定频率为50HZ； 4）额定电流：指电动机在额定电压、额定频率和额定功率输出时，电动机输入的线电流，单位为A； 5）额定转速：指电动机在额定电压、额定频率和额定功率输出时，电动机转子的转速，单位为r/min； 6）定子绕组接法：表示在额定电压下，电动机定子绕组的连接方式，例如：定子绕组接成Y形或△形。若电压不变，而把定子绕组接线接错，则电动机会烧毁。

此外，铭牌上还标出了定子相数、绝缘等级、工作方式和允许温升，对绕线型转子还将标明转子绕组接法、转子电压（指定子施加额定电压，转子绕组开路时，转子绕组的线电压）和额定运行时转子线电流等数据。 五、电动机的基本结构

异步电动机有一个固定的部分叫定子。有一个旋转的部分叫转子。由这两个部分再加上外壳、机座、轴承、风扇等辅助部分所组成。三相异步电动机是异步电动机最通用的形式。其定子绕组有三相对称的绕组，当有对称的三相电流通入时，便在气隙中产生一个旋转磁场。定子三相绕组的绕结有三种形式：a、同心式绕组，b、链式绕组，c、交叉式绕组。容量小的电动机采用单层绕组，容量大的采用双层绕组。

异步电动机的定子铁心是在内圆周上冲有齿和槽的空心圆筒形铁芯。定子是电动机磁路的一部分。内有交变的磁场，为了减小磁滞和涡流损耗。定子铁芯由0.5毫米厚的硅钢片迭成，定子铁芯内圆周上的槽一般有三种形式：a、半闭口槽，b、开口槽，c、半开口槽。

异步电动机的转子绕组组成闭路，不和定子绕组相联接。转子绕组有两种形式：a、鼠笼绕组，b、绕线式绕组。转子铁芯通常利用定子铁心套裁下来的同一规格材料迭成，转子铁芯的外层有槽，转子绕组就在槽内。鼠笼式转子绕组去掉铁芯后就象一个鼠笼一样，故称鼠笼电动机。 六、电动机的工作原理

感应电机主要用作电动机。其定子与同步电机的定子相似，转子绕组为短路绕组。当定子三相对称绕组接到三相交流电源，则定子绕组中有三相对称的电流流过，它们联合产生一个旋转磁场，该磁场与转子导体有相对运动，在定、转子导体中感应出一个电动势，电动势的方向由右手定则确定。该电动势在转子绕组闭合回路中产生电流，电流的有功分量与电动势同相位，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，力的方向由左手定则确定，该电磁力形成电磁转矩，使转子顺旋转磁场转动方向旋转，定子从电源吸收电能转变为转子轴上的机械能，电机作电动机运行。为了得到转子导体电动势和

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电流，转子转速n始终低于旋转磁场的转速n1。故感应电机又称为异步电机。

第八章 直流系统

一、直流系统操作原则

1、任何情况下不能造成直流母线失电。 2、不允许两组蓄电池并列运行。

3、尽量避免单独由充电机向各直流母线送电。 4、避免两套整流器组长时间并列。 二、 事故照明切换步骤 1.得令。

2.拉开事故照明各分支开关。 3.拉开事故照明交流电源开关。

4.合上你所要检查的事故照明分支开关。

5.检查事故照明完好后拉开此开关继续下一路检查。 6.检查所有支路照明后。

7.检查事故照明各分支开关确都在断开位置。 8.合上事故照明交流电源开关。 9.合上事故照明各分支开关。 10.汇报操作完毕。

三 直流系统正常巡视检查项目

1.蓄电池室通风、照明及消防设备完好，温度符号符合要求，无易燃易爆物品。 2.蓄电池组外观清洁，无短路、接地，单个蓄电池电压正常。 3.各连片连接可靠、无震动、无过热现象。

4.蓄电池外壳无膨胀，无裂痕，漏液，呼吸器无堵塞，密封良好。

5.蓄电池极板无龟裂，弯曲，变形，和短路，极板颜色正常，无欠充电，过充电，电解液温度不超过35℃。

6.高频整流电源模块交流输入电压，直流输出电压、电流正常。表记指示正确，运行声音无异常。 7.直流母线电压在规定范围内，浮充电流符合规定 8.直流系统绝缘良好。

9.各支路的运行监视信号良好，指示正常。保险无熔断， 空开位置正确。 10.直流闪光电源正常。 四 直流系统并列条件

直流系统并列的条件是：电压相等，极性相同。

电压不相等并列，将引起机组之间负荷分配异常变化，并使直流母线电压产生较大波动，甚至引起机组过电流保护动作跳闸；

极性不相同并列，引起并列回路短路，短路电流Ik将使整流器过热受损，烧坏整流器等。因此，新投入或大修后投入的直流电源，更改接线后的直流系统或电缆，在并列或和环路前都要核对极性，以确保无误。

五、主要设备介绍 (一) 蓄电池

1.蓄电池是储存电能的一种设备，它是把电能转变为化学能储存起来，使用时把化学能转变为电能，供给直流负荷。这种能量转换是可逆的。

2.常用的蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。我厂使用的为阀控式铅酸蓄电池，蓄电池组是104个蓄电池串联组成。 3.蓄电池的容量

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蓄电池的容量指蓄电池放电到终止电压(蓄电池终止电压为1.8V)时，所能放出的电量Q。即放电电流安培数与放电时间小时数乘积，即

Q=Ifd ×tfd

式中Q指蓄电池的容量 A·h

Ifd 指放电电流 A tfd 放电时间 h

蓄电池的容量与极板表面的有效物质及其数量、放电电流的大小、放电时间的长短、电解液的密度和温度、蓄电池的新旧程度有关。在使用过程中放电率和电解液的温度是影响容量的主要因素，所以在运行中，要求蓄电池的温度应保持在5～35℃范围内，在日常运行中，温度在10～20℃左右为最佳。

蓄电池组的运行方式一般为充放电方式与浮充电方式。我厂正常时为浮充。 (二)整流器

整流器充电时采用恒流恒压方式，向蓄电池提供稳定的直流电流 1.浮充电

浮充电采用恒压方式，充电模块输出端并联后经逆止二极管接到动力母线上，再经熔断器接到蓄电池组上。动力母线经降压装置接到控制母线。当交流电中断时，整流器无直流电压输出，此时蓄电池电压经过降压装置加到控制母线上，使控制母线供电连续。降压装置可采用自动或手动方式调节输出电压。设备根据交流停电时间长短，在交流恢复时，自动选择浮充或均冲状态对蓄电池进行补充性充电。 2.均充电

均充时，充电机向直流系统提供较高的均充电压，该电压快速给蓄电池补充蓄电池向负载放电损失的能量。其原理及供电线路与浮充电时一致。

3.整流器的输入电源由两路AC380V交流输入分别接入整流屏的下部两个交流输入空气开关上，两个空气开关依次全部合上后，两路交流输入可实现自动切换。

整流器面板红灯（FAU灯）：故障指示

当输入电压正常，输入无过压、模块无过热时、逆变桥不工作，红灯亮，表示机器有故障。 绿灯（PWR灯）：工作指示

逆变桥工作时，此灯亮，否则不亮。 黄灯（ALM灯）：告警指示。

当输入过欠压、输出过欠压、模块过热时，黄灯亮。注： 输入过欠压、输出过压、模块过热时，模块无输出；输出欠压时，模块有输出 。模块开机时有2～5s短时黄灯与红灯一起亮的情况，非故障。 4.整流模块常见的故障有：无输出、过热故障、风扇故障、输出过压、不均流及均流不良等。

4.1.无输出故障处理。整流模块不工作，面板指示灯均不亮且无显示时，首先应检查交流电源是否有输入；其次可能是模块的输入熔丝熔断；第三，应检查显示器连接线。

4.2.过热故障处理。整流模块内部散热器上温度超过标准时（一般设置为85℃），模块停止输出，故障现象是运行灯灭和故障灯灭，显示器不显示。模块过热只有在风扇受阻或严重老化时才发生，多次发生时一般应更换风扇。

4.3.风扇故障处理。风扇不转，首先检查风扇电源是否为12V，若是则要更换风扇。

4. 4.模块输出过压处理。某一个模块输入过压会造成系统过压，使所有模块过压保护动作，并且不能自动恢复。处理时，关掉所有模块的交流开关，然后逐一打开模块。当打开某一模块系统再次过压保护动作时，关掉该模块。打开其它模块，系统就正常工作。

4.5.各模块输出电压、电流不均衡的处理。一般在蓄电池对负载放电转为浮充后，各模块的输出会有一些差别，可通过手动方式调节浮充电压电位器来解决。 (三) 分布式微机绝缘检测装置

分布式微机型直流系统绝缘检测装置是采用一台主机带多台采集单元，通过通信方式，在线检测直流系统两段母线的绝缘状况和支路开关的状态。正常时，监测母线电压、母线对地电压及正负母线对地电阻，自动巡检各支路接地状态及开关状态。一旦有支路或母线接地，主机告警并显示接地支路及

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接地电阻。

(四) 分布式微机蓄电池巡检装置

分布式微机型蓄电池巡检装置是采用一台主机带多台采集单元,通过通信方式，在线检测每节蓄电池的端电压及特征点温度(我厂只在线检测每节蓄电池的端电压)，静态放电测量蓄电池容量，综合判定蓄电池性能，并对失效蓄电池予以显示及报警，也可以对蓄电池进行有效的维护。本装置具有远端通信功能，可实现遥测、遥信、遥控功能，以使蓄电池组得以及时地维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性和自动化程度。 六、直流系统的接地的处理

(一) 直流系统接地的寻找。当直流系统发生一点接地时，应迅速寻找接地点，并尽快消除，以防止发展成两点接地故障。根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能的接地的地点，并按下述原则来寻找接地的地点：

1.先信号和照明部分后操作部分。 2.先室外部分后室内部分。 3.先负荷后电源。

根据以上原则采取拉路寻找接地点的处理方法。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3s，不论回路接地与否均应合上。当发现某一专用直流回路有接地时，应及时找出接地点，尽快消除。 如设备不允许短时停电，则应将该设备直流回路进行倒换，再寻找接地点，在拉路寻找直流电源接地前，请示有关调度及领导，退出有关保护出口压板，采取必要措施，防止因直流电源中断而造成保护装置误动作。

(二) 检查直流系统接地时的注意事项。

1.禁止使用灯泡寻找接地点，以防止直流回路短路。

2.使用仪表检查接地时，所有仪表的内阻不应小于2000Ω/V. 3.当直流系统发生接地时，禁止在二次回路上工作。

4.检查直流系统一点接地时，应防止直流回路另一点接地，造成直流短路。 5.寻找和处理直流系统接地故障，必须有二人进行。

6.在拉路寻找直流系统接地前，应采取必要措施，以防止因直流电源中断而造成保护装置误动作。 (三)查找直流接地顺序

1.选择当时有工作或进行操作过的回路。 2.选择可疑的或经常造成接地的回路。

3.选择连接广且易受潮的回路：如信号回路，热工工艺信号回路，机、炉的热工保护回路及事故信号回路等。

4.选择控制及动力直流回路。

5.选择直流母线上的设备及蓄电池。 6.最后选择不能中断运行的设备。

第九章 预防触电

一、电对人体的伤害和影响 1.1电流对人体的伤害

电流对人体会造成多种伤害，如伤害呼吸、心脏和神经系统，使人体内部组织破坏，乃至最后死亡。当电流经过人体时，人体会产生不同程度的刺痛和麻木，并伴随不自觉的肌肉收缩。触电者会因肌肉收缩而紧握带电体，不能自主摆脱电源。此外，胸肌、膈肌和声门肌的强烈收缩会阻碍呼吸，甚至导致触电者窒息死亡。若带电设备或带电导体的电压较低，对人体的伤害一般只是在接触部位皮肤

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表面有轻微的斑点或伤痕，对肢体损害不大。能及时脱离电源就不致引起肌肉坏死或骨骼受伤等伤害。若不能及时脱离电源，则由于长时间电流的作用，往往造成机体内部严重伤害，以致死亡。当带电设备或导体的电压甚高时，在肢体接近带电体的瞬间，将发生电弧放电。由于电弧温度甚高（可达3000C左右），除了能使肢体的接近部位灼伤外，严重时还会造成大面积烧伤。电弧烧伤部位，由于电的热效应、化学效应，以及融化和蒸发的金属微粒的侵蚀，往往损害十分严重。如肌肉和神经坏死，骨骼受伤，治疗中多数需要截肢，严重的导致死亡。在触电者与地接触部位，电击时往往留下击穿的痕迹，小的如米粒，大的如豆，也有更大的。这种伤口，一般在治疗时不易愈合，恢复期较长，有的需要几年才能结疤。此外，在强烈的电弧刺激下，眼睛也可能受伤造成眼炎，有时需要数日才能恢复视力。除了生理性质的伤害外，神经也可能受伤。如有的人触电后精神上感到难受，全身倦怠，甚至狂躁易怒，出现惊吓等症状。总之，电对人体的伤害，后果是相当严重的。 1.2电流对人体伤害的分类：电击和电伤

触电事故是电气事故中最为常见的。触电事故往往突然发生，在极短时间内造成严重后果，死亡率极高。 1.2.1电击

通常所说的触电事故指的是电击，它是指电流通过人体内部，使肌肉非自主地发生痉挛性收缩造成的伤害；严重时会破坏人的心脏、肺部以及神经系统的工作，直至危及生命的伤害。由于人体触及带电的导线、漏电设备的外壳或其他带电体，以及由于雷击或电容放电，都可能导致电击。 1.1.2电伤

电伤即指电流的热效应、化学效应、机械效应给人体造成的局部伤害，往往在肌体表面留下伤痕，造成电伤的电流比较大。电伤包括电弧烧伤、电烙印、皮肤金属化、电气机械损伤、电光眼等。 1.3电流对人体造成伤害的因素

造成触电伤亡的主要因素一般有以下几点：

（1）通过人体电流的大小。根据电击事故分析得出：当工频电流为0.5-1mA时，人就有手指、手腕麻或痛的感觉；当电流增至8-10mA时，针刺感增强,发生痉挛而抓紧带电体；当接触电流达到20-30mA时，会使人迅速麻痹不能摆脱带电体，而且血压升高、呼吸困难；电流为50mA时，就会使人呼吸停止，身体开始颤动，数秒钟后就可致命。通过人体电流越大，人体生理反应越强烈，病理状态越严重，致命的时间就越短。

（2）通电时间的长短。电流通过人体的时间越长后果越严重。这是因为时间越长，人体的电阻就会越低，电流就会增大。同时人的心脏每扩张、收缩一次，就有0.1s的间隙期。在这个间隙期内，人体对电流作用最敏感。所以触电时间越长与这个间隙重合的次数就越多，从而造成的危险也就越大。

（3）电流通过人体的途径。当电流通过人体的内部重要器官时，后果就严重。例如通过头部，会破坏脑神经，使人残疾；通过脊髓，就破坏中枢神经，使人瘫痪；通过肺部会使人呼吸困难；通过心脏，就会引起心脏颤动或停止跳动而致人死亡。这几种伤害中，以心脏伤害最为严重。根据事故统计得出：通过人体途径最危险的是从手到脚；其次是从手到手；危险最小的是从脚到脚，但可能导致二次事故的发生。

（4）电流的种类。电流可分为直流电、交流电。交流电可分为工频电和高频电。这些电流对人体

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都有伤害，但伤害程度不同。人体忍受直流电、高频电的能力比工频电强，所以工频电对人体的危害最大。

（5）触电者的健康状况。电击的后果与触电者的健康状况有关。根据实际资料统计，认为肌肉发达者、成年人、男性摆脱电流的能力强；电击对患有心脏病、肺病、内分泌失调及精神病等患者最危险。他们的触电残疾率最高；另外，对触电有心理准备的人，触电伤害轻。 二、防止人身触电伤亡事故措施 2.1电气运行人员倒闸操作安全措施

电气设备倒闸操作工作，必须认真、严肃、正确使用操作票，在实施操作过程中执行倒闸操作“七把关”规定：

（1） 填写操作票。值班负责人接到值长操作命令，复诵无误后，向操作人和监护人交待操作任务，由操作人根据电气接线图，参照典型操作票，逐项填写操作任务。

（2） 核对操作票。操作人填好操作票复审无误并签名后交给监护人、值班负责人及值长，监护人、值班负责人及值长进行审核，认为正确后，分别在操作票上签名。网管设备的操作，值长在操作票填写完毕并签名后应向调度员汇报操作票已准备完毕。

（3）发布和接受操作任务。进行实际操作前，由值长向值班负责人发布正式的操作命令。发布命令应正确、清楚地使用正规操作术语和设备双重名称。监护人必须向值长复诵操作任务，并得到值长“对，执行”的命令后执行。

（4）操作前的检查或模拟操作。在进行实际操作前，监护人根据操作票中所列项目发布操作口令，操作人听到口令，仔细对照电气主接线图，检查每步操作的正确性。有模拟盘的，监护人根据操作票中所列项目，按照模拟盘使用有关规定，逐项发布操作口令，操作人听到口令并复诵后更改模拟盘。

（5）实际操作

① 监护人和操作人一起前往被操作设备位置。核对设备名称、位置、编号及实际运行状态与操作票一致后，操作人在监护人监护下，做好操作准备。

② 操作人和监护人面向被操作设备，由监护人按照操作票的顺序逐项高声唱票。操作人应注视设备名称编号，按所诵内容地、并用手指点这一步操作应动部件后，高声复诵。监护人确认操作人复诵无误后，发出“对、执行”的操作口令。

③ 监护人在操作人完成操作并确认无误后，在该项操作前打“√”，严禁未操作即打“√”。 ④ 对于检查项目，监护人唱票后，操作人应认真检查，确认无误后复诵，监护人同时也应进行检查，确认无误后并听到操作人复诵，在该项目前打“√”。

（6）复核。全部操作项目完成后，应全面复查被操作设备的状态、表计信号指示等是否正常、有无漏项等。

（7）汇报记录。全部操作完毕后，监护人在操作票的终止号“ㄣ”上盖“已执行”章，并汇报操作完毕，在操作票上记录操作终了时间。 2.2电气人员巡检安全措施

电气人员巡视电气设备时，应穿绝缘鞋，戴安全帽，由2人一起进行。经领导批准允许单人巡视电气设备时，不得进行其他工作，不得移开或越过遮栏。雷雨天巡视电气设备应穿绝缘靴，不得靠

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近避雷器和避雷针。巡视设备发现高压电气设备断线接地时，室内不得接近故障点4 m以内，室外不得接近故障点8 m以内。要进入上述范围，必须穿绝缘靴，要接触设备的外壳和架构时，必须戴绝缘手套。

2.3检修人员在电气设备上工作的安全措施

在电气设备(线路)上工作，应做好四项组织措施和四项技术措施，才能保证不发生人身伤亡事故。 2.4四项组织措施

①工作票制度。在电气设备(线路)上工作必须填写工作票或按命令执行。

②工作许可制度。在电气设备(线路)上工作，除办理工作票以外，还必须得到工作许可人的许可，办理必要的工作许可手续后才能工作。

③工作监护制度。在电气设备(线路)上工作，必须在监护人的监护下进行，不允许无监护的自行工作。

④工作间断、转移和终结制度。一项工作当日没做完，需要间断次日再干叫工作间断；在同一电气连接部分，用同一张工作票，依次在几个工作地点转移工作叫工作转移；一项工作全部完成了叫工作终结。这三种情况需要办理一定手续，这项制度叫做工作间断、转移和终结制度。 2.5四项技术措施

在全部停电或部分停电的电气设备(线路)上工作，在工作开始前，首先必须做好四项技术措施，这四项技术措施是：

①停电。工作前，必须做好有关停电的一系列工作； ②验电。验证是否有电；

③装设接地线(合接地刀闸)。为了防止突然来电伤害现场工作人员和将设备断开部分的残余电荷放尽所做的工作；

④悬挂标示牌和装设遮栏。为了警示现场工作人员和其他人员，在工作地点和相关位置，悬挂“禁止合闸，有人工作”、“止步，高压危险!”等一些标示牌和装设一些临时遮栏。 三、高压试验工作时的安全措施

（1）高压试验工作，必须填用第一种工作票，执行工作许可制、工作监护制、工作间断、转移和终结制，并办理有关手续。高压试验工作不得少于2人。试验负责人应由有经验的人员担任，负责人在工作开始前应对全体工作人员详细布置当天试验工作中的安全注意事项。

（2）试验工作现场应装设遮栏或围栏，向外悬挂“止步，高压危险” 的标示牌。被试设备两端不在同一地点时，另一端应派人看守。

（3）试验工作开始前，必须认真检查试验结线的正确性，检查表计的倍率、量程、挡位的正确性，检查周围人员的状况，在得到试验负责人的同意后，方可开始工作。工作过程中，应有人监护。 （4）变更结线或试验结束时，首先应断开试验电源，然后放电，并将升压设备的高压部分短路接地。未装地线的大电容被试设备，应先放电后再做试验。做高压直流试验时，每告一段落或试验结束时，都要将设备对地放电数次并短路接地。 （5）试验装置的金属外壳应可靠接地。 四、静电感应措施

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感应电是电场效应的产物。特别是并行线路和同杆架设的平行线路更为严重。电压越高，平行段越长，间距越小，则感应电压越高。因此，工作人员对感应电触电问题应该有所认识，工作前要认真做好防范措施，确保工作人员不受伤害。应做好以下措施：

（1）工作人员应戴安全帽、穿绝缘鞋、戴绝缘手套。工作人员在330～500 kV电压等级线路上和变电站架构上工作时，应穿静电感应防护服。

（2）接好、接牢、接实地线是防止感应触电至关重要的措施。地线的接地端要接牢、接实，不能虚接。接地端若无可靠接地极，应采用临时接地棒，接地棒的地下埋深应大于0.6 m。接地线的上端和导线要挂好，不能有虚接。高处挂地线时，应系好安全带。工作地点周围凡有可能来电或有可能感应电的地方都要挂地线，使工作人员处在地线保护之中。在10 kV及以下电压等级线路上工作，工作人员要带小型保安地线，接触导线前应先挂好小地线。

（3）在高压强电场设备区工作时，用绝缘绳索传递金属工器具或其它金属大件时，工作人员应将金属物品先接地再接触，以防感应触电。

（4）在高压强电场设备区的吊车，应可靠接地。 五、运行操作及检修工作中的注意事项 5.1操作中做到“一寻、二核、三思考”

一寻：就是要求找对位置，不走错间隔。

二核：要求人员对操作的设备进行“三核对”，核对设备位置，核对设备双重编号，核对设备的状态。

三思考：操作前想一想，操作中出现问题想一想，弄明白了再操作，切忌带着疑问和问题操作。 5.2操作中坚决杜绝以下做法

（1）操作人员怀疑防误装置卡涩失灵就私自拆除或强行拆除闭锁。 （2）在操作中出现问题没弄清楚就继续操作或粗暴操作，强合强拉开关。 （3）继电保护保安措施做不到位，压板投退不完全。 （4）在操作中误动误碰保护或开关。 （5）擅自更改操作票。

（6）设备状态操作，不按调令逐个写票。

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