本文主要梳理了關于電的基本概念、電路的基本構成、日常常用低壓電器的基本概念、高壓電器相關內容以及電氣設備選擇的一般原則。

如果你對這些內容有興趣的話就繼續往下看吧！

01 電的基本概念

1、什么叫直流電、交流電?

直流電指電流方向一定,且大小不變的電流。如干電池、蓄電池、直流發電機的電都是直流電。交流電是指方向和大小隨時間變化的電流。工農業生產所用的動力電和照明電,大多數是交流電。實用中,直流電用符號“-”表示,交流電用符號“～”表示。

2、什么叫電流、電流強度?

物體里的電子在電場力的作用下,有規則地向一個方向移動,就形成了電流。電流的大小用電流強度“I”來表示。電流強度在數值上等于1秒鐘內通過導線截面的電量的大小,通常用“安培”作為電流強度的單位。安培簡稱“安”,用字母”A”表示。

3、什么叫電壓?

水要有水位差才能流動。與此相似,要使電荷做有規律地移動,必須在電路兩端有一個電位差,也稱為電壓,用符號“U”表示。電壓以伏特為單位,簡稱“伏”,常用字母“V”表示。

4、什么叫電路?一個完整電路應包括哪幾部分?

電路是電流的通路,它是為了某種需要由某些電工設備或元件按一定方式組合起來,它也是電流流經的基本途徑。Zui簡單的電路是由電源E(發電機、電池等)、負載R(用電設備如電燈、電動機等)、連接導線(金屬導線)和電氣輔助設備(開關K、儀表等)組成的閉合回路。

5、什么叫串聯電路?并聯電路?

串聯電路：把若干個電阻或電池一個接一個成串地聯接起來,使電流只有一個通路,也就是把電氣設備首尾相聯叫串聯。

并聯電路：把若干個電阻或電池相互并排地聯接起來,也可以說將電氣設備的頭和頭、尾和尾各自相互連在一起,使電流同時有幾個通路叫并聯。

6、什么是純電阻電路?純電感電路?

純電阻電路：通過電阻將電能以熱效應方式全部轉變為熱能的交流電路，例如白熾燈、電爐、電烙鐵等。

純電感電路：當線圈的電阻忽略不計,在線圈兩端接上一個交流電壓時,線圈中就有交流電流通過,因而在線圈中產生一個自感電動勢反抗電流的變化

7、什么叫功率因數?

功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數.它是交流電路中有功功率與視在功率的比值。即功率因數=有功功率/視在功率,其大小與電路的負荷性質有關。如白熾燈、電阻爐等電熱設備,功率因數為1。對具有電感的電氣設備如日光燈、電動機等,功率因數小于1。從功率三角形的圖中,運用數學三角關系可得出:

有功功率P=UICOSФ COSФ即功率因數

功率因數低,說明電路中用于交變磁場吞吐轉換的無功功率大，從而降低了設備的利用率,增加線路供電損失。所以,供電部門對用電單位的功率因數,有著一定的標準。

8、什么是三相交流電路?

在磁場中放置三個匝數相同,彼此在空間相距120°的線圈,當轉子由原動機帶動,并以勻速按順時針方向轉動時,則每相繞組依次被磁力線切割,就會在三個線圈中分別產生頻率相同、幅值相等的正弦交流電動勢Ea、Eb、Ec, 三者在相位上彼此相差120°,此即為三相交流電路。

9、什么是三相三線制供電?三相四線制供電?

三相三線制是三相交流電源的一種連接方式,從三個線圈的端頭引出三根導線,另將三個線圈尾端連在一起,又叫星形接線,這種用引出三根導線供電叫三相三線制。在星形接線的三相三線制中,除從三個線圈端頭引出三根導線外,還從三個線圈尾端的連接點上再引出一根導線,這種引出四根導線供電叫三相四線制。

10、什么叫相線(或火線)?什么叫中性線(或零線)?

在星形接線的供電,常用”Y”符號表示。三個尾端的連接點稱作中性點,用O表示。從中性點引出的導線叫中性線或零線。從三個端頭引出的導線叫相線或火線。

11、什么叫相電壓、線電壓?相電流、線電流?

每相線圈兩端的電壓叫相電壓。通常用Ua、Ub、Uc分別表示。端線與端線之間的電壓稱為線電壓。一般用Uab、Ubc、Uca表示。凡流過每一相線圈的電流叫相電流,流過端線的電流叫作線電流。星形接線的線電流與相電流是相等的。

12、為什么在低壓電網中普遍采用三相四線制?

因為用星形聯接的三相四線制,可以同時提供兩種電壓值,即線電壓和相電壓。既可提供三相動力負載使用,又可提供單相照明使用。例如常用的低壓電壓380/220伏,就可提供需要電源電壓380伏的三相交流電動機使用,又可同時提供單相220伏的照明電源。

13、怎樣計算三相負載的功率?

在三相交流電路中,不管負載是星形接法還是三角形接法,總的有功功率等于各相有功率之和。因此,當三相負載對稱相等時,三相有功功率等于三倍單相有功功率。用公式表示時,寫作:P=3U相I相COSФ相.，COSФ相為一相的功率因數,要根據每一相負載性質而定。有時為了方便測量和計算,利用星形和三角形不同接法的線電壓和相電壓.線電流和相電流之間的關系變換為：P=1.732U線I線COSФ相注意式中的電壓為線電壓,電流為線電流,功率因數COSФ相仍由每一相自身的負載性質定出。如果遇到三相負載不對稱時,則分別計算各相功率,三相總功率等于各項功率之和。可用以下公式表示:P=PA+PB+PC

14、什么叫相序?

相序是指三相交流電相位的順序。從三相交流電的波形圖可以看出,三相交流電(電壓或電流)到達Zui大值(或零值)的時間有先有后,我們稱A相超前B相,B相超前C相,C相超前A相。這種三相電壓由A到B再到C這個順序叫做三相電壓的相序。相序的判別可采用一種相序指示器來測定,以使三相負載的相序(如三相交流電動機的轉向)與三相電源一致。

15、什么叫變壓器?它有什么用處?

在交流電路中將電壓升高或降低的設備叫變壓器。變壓器能把任一數值的電壓轉變成頻率相同的,我們所需要的電壓值,以滿足電能的輸送、分配和使用要求。例如發電廠發出來的電,電壓等級較低,必須把電壓升高才能輸送到較遠的用電區,用電區又必須通過降壓變成適用的電壓等級,供給動力設備及日常用電設備使用。

02 電路的基本構成

電路Zui典型的例子是電力系統

配電柜：通過各種開關將電流分配到各個負載,各種開關有斷路器、刀開關、熔斷器、塑殼開關、交流接觸器、控制繼電器、主令電器等

電網：由上邊簡圖可見,發電----輸電-----配電構成了一個有機的不可分的網絡,簡稱電網。電廠發出的電能經過升壓向遠方輸送之后,從110KV開始,直至10KV(含6KV、3KV),通過樞紐變電所(站),把電能逐級降壓,逐級分配,這一部分稱為高壓配電;而0.4KV以下網絡則稱為低壓配電。

根據電網的發展、電力體制的改革和電力市場的需要,并根據外國的經驗電力quanwei人士分析指出:將把10KV(含6KV、3KV)高壓配電從高壓配電網中劃分出來,稱為中壓配電;中壓配電的電壓將提高到20KV

電路的作用是實現電能的傳輸和轉換。

整個電路包括電源、負載和中間環節三個組成部分：

發電機是電源,是供應電能的設備,它把熱能、水能或原子能轉換為電能.除發電機外,電池也是常用的電源。

電燈、發動機、電爐等都是負載,是取用電能的設備,它們分別把電能轉換為光能、機械能、熱能等。

變壓器和輸電線是中間環節,是聯接電源和負載的部分,它起傳輸和分配電能的作用。

此外,電路還有另一種作用是傳遞和處理信號。

03 日常常用低壓電器的基本概念

低壓電器是指用于額定電壓交流1200V或直流1500V以下的電路內起通斷、保護、控制、轉換或調節作用的電器。

低壓電器根據它在電氣線路中所處的地位和作用,可分為低壓配電電器(也稱低壓開關)和低壓控制電器兩大類,按照它的動作方式可分為自動切換電器和非自動切換電器兩類。配電電器是指斷路器、熔斷器、wanneng開關和轉換開關;控制電器是指接觸器、控制繼電器、起動器、控制器、主令電器、電阻器、變阻器和電磁鐵。低壓電器的分類及用途見下表。

表中基本分類均屬于一般用途的低壓電器,為滿足某些特殊場合的需要(如防爆、化工、航空、船舶、牽引、熱帶等),在各類電器的基礎上還有若干派生電器。

下面是幾種常見低壓電器的簡析:

1.低壓配電電器

(1).板用刀開關

它是應用在低于500V以下電路隔離的開關。

(2).負荷開關

負荷開關是可以用來分斷一般負載電流、變壓器空載電流、長距離空載線路和空載電纜線路電容器組的電容電流。與熔斷器聯合使用以后,則可開斷短路電流,不大的過載電流可由負荷開關直接分斷。

它有開啟式(俗稱膠蓋瓷地刀開關)和半封閉式(俗稱鐵殼開關)兩種。如ABB公司的OT和OETL系列負荷開關。

負荷開關和隔離刀閘的主要功能區別是什么? 二者都是一種隔離電器。負荷開關具有滅弧裝置，可以帶負荷分閘分斷回路的正常電流，在規定時間內能承載一定的短路電流(Icw)。而隔離刀閘沒有滅弧裝置，僅能分斷很小的回路電流，只起電源隔離作用。

(3).組合開關

組合開關是一種手動式轉動開關,它由若干個動觸頭和靜觸頭(片),分別裝于數層絕緣件內,由轉動手柄操作,手柄可向任意方向旋轉,每旋轉90°,動觸片就接通或分斷電路。也可以由幾個同時或不同時接通或分斷的動靜觸片組合成各種系列轉換開關,如作為電動機正轉或正反轉直接啟動,它一般多用于直接起動4千瓦以下的小容量電動機。

(4).空氣斷路器(自動空氣開關)

空氣斷路器可用來接通和分斷負載電路,也可直接用來控制不頻繁起動的電動機,它對電路和電氣設備具有短路、過載和欠壓保護作用。常用的空氣斷路器有塑殼式(裝置式)空氣斷路器和wanneng式(框架式)空氣斷路器. 如ABB公司的S系列塑殼式斷路器,E系列框架開關,施耐德的NS系列塑殼式斷路器,MT系列框架開關,西門子的3WL系列框架開關等。它有以下選用要點:

A. 斷路器的額定電壓≥線路額定電壓

B. 斷路器的額定短路電流與過電流脫扣器的額定電流≥線路計算負荷電流

C. 斷路器的額定短路通斷能力≥線路中Zui大短路電流

D. 斷路器的欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓

E. 選擇電動機保護用的斷路器要考慮電動機的起動電流.斷路器應該在電動機起動時間內不動作,籠型異步電動機的起動電流按8~15倍額定電流計算。

F. 直流快速斷路器需要考慮過電流脫扣器的動作方向(極性)短路電流上升率di/dt。

G. 漏電保護斷路器需選擇合理的漏電動作電流和漏電不動作電流,并注意能否斷開短路電流,如不能斷開短路電流,則需和適當的熔斷器配合使用。

(5).熔斷器

熔斷器的作用主要是作短路保護作用。當通過熔斷器的電流大于規定值時,以其自身產生的熱量使熔體熔化而自動分斷電路。如西門子的NH系列熔斷器。

2.低壓控制電器

(1).交流接觸器

交流接觸器是一種適用于遠距離頻繁地接通和分斷交流電路的電器,其主要控制對象是電動機。如ABB公司的EB系列交流接觸器,西門子的3TF和3TB系列交流接觸器。

(2).控制繼電器

控制繼電器是一種自動電器,廣泛用于電動機或線路的保護以及生產過程自動化的控制。

①.熱繼電器

熱繼電器是依靠電流通過發熱元件時所產生的熱,使雙金屬片受熱彎曲而推動機構動作的一種電器。它主要用于電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行的保護及其它電氣設備發熱狀態的控制。如西門子的3UA系列熱過載繼電器。

②.中間繼電器

中間繼電器一般用來控制各種電磁線圈使信號擴大,或將信號同時傳給幾個控制元件。如阿城繼電器的DZK-900系列中間繼電器。

③.時間繼電器

時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來延時觸頭閉合或分斷的自動控制電器.常用的有電磁式、電動式、空氣阻尼式及晶體管式等。如許繼電器的BS-7B 型時間繼電器,阿繼電器的SJ-30 系列時間繼電器。

④.過電流繼電器

過電流繼電器主要用于重載或頻繁起動的場合作為電動機和主電路的過載和短路保護。如許繼的SL-10 系列兩相過流繼電器。

⑤. 信號繼電器

信號繼電器是指用于直流操作的保護和自動控制線路中,作為動作指示信號用。如許繼電器的JX-20信號繼電器。

⑥.電壓繼電器

電壓繼電器是指用于繼電保護線路中,作為過電壓保護或低電壓閉鎖元件。如DY-30系列電壓繼電器。

(3).主令電器

主令電器主要用于閉合﹑斷開控制電器,以發布命令或信號,達到對電力傳動系統的控制或實現程序控制。

①.按鈕

按鈕是一種以短時間接通或分斷小電流電路的電器,它不直接去控制主電路的通斷,而在控制電路中發出“指令”去控制接觸器、繼電器等電器,再由它們去控制主電路。

②.位置開關

位置開關又稱行程開關和限位開關。它的作用與按鈕相同,只是其觸頭的動作不是靠手動操作,而是利用生產機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動作來實現接通或分斷某些電路,使之達到一定的控制要求。

04 高壓電器

高壓電器一般是指用于交流高壓(3KV及以上)變配電設備上的電器

高壓電器分類

按照它在電力系統中的作用可以分為：

1.開關電器:如高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、接地開關以及操作機構等;2.保護電器:如綜合保護繼電器、高壓熔斷器、高壓避雷器等;

3.測量電器:如電壓互感器、電流互感器等;4.限流電器:如電抗器、電阻器等;

5.其它:如電力電容器、絕緣子等。

另外高壓開關柜和組合電器也屬于高壓電器。

其中高壓斷路器是一種能在電力系統正常運行和故障情況下切、合各種性能電流的開關電器,其主要功能是切除電力系統中的短路故障。高壓斷路器具有Zui可靠的滅弧裝置,根據滅弧裝置所采用的不同滅弧介質,通常分為多油斷路器、少油斷路器、真空斷路器、六氟化硫斷路器、壓縮空氣斷路器和磁吹斷路器等。

電氣設備選擇的一般原則

在選擇電網中的電器設備時,首先應根據經濟耐用、安全可靠、技術先進的原則進行選擇,淘汰陳舊電器設備。同時還應根據單位用電負荷的性質、負荷的大小、電壓的高低和電流的大小恰當地進行選擇。

所選擇的電器設備,不僅應滿足使用和維護方便的要求,還應滿足正常持續運行的要求,在發生事故時,應保證安全迅速而有選擇性地切除故障。