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电气操作基本知识目录一.安全用电的基本常识二.常用控制回路及低压电器介绍三.电动机的启动一.安全用电的基本常识1.1供电配电系统电能由发电厂产生，通过输电线输送，最后分配给各个生产单位及其他用户，这就构成了发电、输电、和配电的完整系统。发电厂按照所利用的能源种类可分为水力、火力、风力、核子能、太阳能、沼气等几种。现在世界各国建造的最多的，主要是水力发电厂和火力发电厂。我国主要利用火力发电。我国国家标准中规定输电的额定电压为35KV、110KV、220KV、330KV、500KV等。我公司总降压站进线电压为35KV。在工业企业中，用电设备直接使用的电源，分为高压和低压电源。但绝大多数属于低压电源，一般是线电压为380V、中性点接地的三相电源。动力负载一般是对称三项负载，采用三相三线制（低压电机）；照明等单项负载负载虽在连接时尽量分配在三相上，但很难做到时时对称，因此一般采用三相四线制。电源设备的额定电压一般比用电设备的额定电压高5%，以补偿部分线路电压降。例如，用电设备电机的额定电压为380V，而变压器的额定输出电压则为400V。1.2电工常用工具•电工工具是电气操作的基本工具。•常用工具包括：万用表、大一字螺丝刀、小一字螺丝刀、大十字螺丝刀、小十字螺丝刀、钢丝钳、尖嘴钳、偏口钳、扳手、壁纸刀、绝缘胶带。其他工具：兆欧表、接地摇表、双臂电桥、压线钳、剥线钳、网线钳、验电器、电烙铁、吸锡器等。1.3安全用电1.3.1电流对人体的伤害电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大，致命危险越大；持续时间越长，死亡的可能性越大。以工频电流为例，当1毫安左右的电流通过人体时，会产生麻刺等不舒服的感觉；10~30毫安的电流通过人体，会产生麻痹、剧痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状，但通常不致有生命危险；电流达到50毫安以上，就会引起心室颤动而有生命危险；100毫安以上的电流，足以致人于死地。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。•1.3.2电击伤害程度与通电时间的关系•电流通过人体的持续时间是影响电击伤害程度的重要因素。人体通过电流时间越长，人体电阻就会下降，流过的电流就会越大，后果就越严重。另一方面，人的心脏每收缩、扩张一次，中间约有0.1秒的间歇，这0.1秒对电流最敏感。如果电流在这一瞬间通过心脏，即使电流很小（零点几毫安）也会引起心脏震颤；如果电流不在这一瞬间通过心脏，即使电流较大，也不会引起心脏麻痹。由此可知，如果电流持续时间超过0.1秒，则必然与心脏最敏感的间隙相重合而造成很大的危险。1.3.3人体安全电压•根据欧姆定律(I＝U／R)可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻除人的自身电阻外，还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻，虽然人体电阻一般可达5000Ω，但是，影响人体电阻的因素很多，如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况，均能使人体电阻降低，所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。因此，为确定安全条件，往往不采用安全电流，而是采用安全电压来进行估算：一般情况下，也就是干燥而触电危险性较大的环境下，安全电压规定为36V，对于潮湿而触电危险性较大的环境(如金属容器、管道内施焊检修)，安全电压规定为12V，这样，触电时通过人体的电流，可被限制在较小范围内，可在一定的程度上保障人身安全。二.常用控制回路及低压电器介绍2.1常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成：(1)电源供电回路。供电回路的供电电源有交流AC380V、220V和直流24V等多种。(2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220（交流）、36V（直流）或直流220（交流）、24V（直流）等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。(3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等。(4)自动与手动回路。电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，用于调试。通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。(5)制动停车回路。切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等。(6)自锁及闭锁回路。启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫闭锁环节。如：两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。ABCM3~KMFUQ控制电路KMSB1KMSB2在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而发生意外事故。主电路•2.2常见低压电器及其图形符号及文字符号刀开关手动电器组合开关按钮控制电器........接触器自动电器继电器行程开关……2.2.1刀闸开关控制对象：380V，5.5kW以下小电机考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般选择：异步电机额定电流电路符号Q2.2.2按钮常开(动合)按钮电路符号SB复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB作用：接通或断开控制电路2.2.3交流接触器用来接通或断开电动机或其他设备的主电路构成；主要由电磁铁和触点两部分组成，触点又可分为主触点和辅助触点。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等~~~动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源线圈铁芯衔铁主触点弹簧辅助触点M3~电动机2.2.4中间继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。中间继电器速度继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。三.电动机的启动3.1电动机的启动电流和间隔时间3.1.1启动电流：三相鼠笼异步电机的启动电流一般是4～7倍，但是不是绝对的。不过一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2～5倍。电机功率超过30kw的电动机不适合频繁启动，因为30kw以上电机启动电流一般为额定电流的6－7倍，频繁启动会增加电机温升，造成烧毁电机的可能。直流电动机的启动电流可达额定电流的10～30倍，故一般只有功率很小的直流电机可采用直接启动，其余都不允许直接启动。3.1.2电机启动间隔：①高压电机：在热状态下允许启动一次，时间间隔不得少于240分钟；在冷态下启动允许两次，每次间隔时间不得少于60分钟。②低压电动机：a在正常情况下，电动机允许在冷态下启动两次，每次间隔时间不得少于5分钟；在热状态下只允许启动一次。b只有在处理事故时，以及启动时间不超过2～3秒的电动机，可以按上述规定增加启动一次。c200kW以下的电动机，启动间隔时间不应小于30分钟。d200～500kW的电动机，启动间隔时间不应小于1小时。e500KW以上的不应小于2小时。何为电机的冷态、热态启动•冷态启动即本次启动前距上次启动时间的间隔时间，若大于厂家规定的数值或者电机机身的温度基本与规定的环境温度一致即为冷态启动。（电机停运4小时以上或运行不到1小时后停运均为冷态。电动机线圈温度与空气温度差不超过3℃，或10KW及以下电动机停用2h以后，10KW以上电动机停用4h以后。）•如果电动机从运行状态刚停下来，即为热态启动。具体地说电动机运行1h以上为热态。（电动机停运后，安装地点的温度在25℃以上时，3小时以内为热态，3小时以外为冷态；安装地点的温度在25℃以下时，1.5小时以内为热态，1.5小时以外为冷态。）•启动要有间隔主要是为了保护电动机，因为启动时电流很大，绕组会发热，如果启动成功，电机的散热机构会随着转子的转动给电机强制散热（强制风冷）。如果启动不成功，绕组只能够靠依靠环境温度散热，所以这个时候若再次启动，绕组可能会变的更热。就有可能导致电动机绝缘损坏甚至烧毁3.2电机的启动方式三相异步电机启动方式包括：a全电压直接启动。b降压启动。c增加转子回路电阻启动。d软起启动。e变频启动。•3.2.1全压直接启动直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右，理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容量大于电动机容量的5倍以上的，都可以直接启动。这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。3.2.2用自偶变压器降压启动采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转矩。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，启动转矩为全压启动转矩的42%。自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自耦变压器箱（自耦补偿器箱），自动控制要配置自耦变压器、交流接触器等启动设备和元件。启动电流小，起动转矩较大，只允许连续启动2～3次，设备价格较高，但性能较好，使用用较广。3.2.3Y－△降压启动定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。Y－△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺点是只能用于△连接的电动机，大型异步电机不能重载启动。启动电流小，但二次冲击电流大，其动转矩较小，允许启动次数较高，设备价格较低，适用于定子绕组为三角形接线的6个引出端子的中小型电机，如Y2和Y系列电动机。3.2.4转子串电阻启动绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器，二次电流小，相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。在这种启动方式中，由于电阻是常数，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除，可以获取较平滑的启动过程。3.2.5、软启动器软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为SoftStarter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管交流调压器。运用不同的方法，改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程，直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作软启动器的优点是降低电压启动，启动电流小，适合所有的空载、轻载异步电动机使用。缺点是启动转矩小，不适用于重载启动的大型电机。通常为斜坡电压启动，也可突跳启动，起动电流、转矩、上升和下降时间可调，有多种控制方式，可带多种保护，允许启动次数较高，设备价格最高。3.2.6、变频器通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以