电气装置

电工上岗必读第二章电气基础知识2

发布时间:2025/2/18 13:31:11   

电力系统的组成:

分为发电、变电、输电、配电、用电。我们把直接参与电能生产、传输的高压设备,比如高压断路器,高压输电线路、变压器等称作一次设备。对一次设备进行的测量、保护、控制的设备被称为二次设备,如继电保护装置、绝缘监测装置。

继电保护装置一般安装在高压开关柜,带有液晶显示面板的智能仪表,可以查看电压、电流、功率因数、有功、无功、故障记录等信息,还可以设置保护定值。比如过负荷告警,可以设置其动作电流、和动作延时。一般具有通讯功能,按照电力系统特有的通讯规约、、等与上位机进行通讯。可以实现,四遥功能即遥测、遥控、遥调、遥信。这是二次设备的一个比较核心的装置,完成高压设备的电力数据采集和远程控制。现在一般叫变电站综合自动化保护装置,也被称为“综保”。

发电机原理(法拉第电磁感应定律):磁通量的变化会产生感应电压,闭合线路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动,会使线路中产生感应电压,从而形成感应电流。N/S代表一对永磁铁。

判定感应电流方向的右手定则:

右手拇指指向导线移动方向,食指指向磁场方向(磁场方向N极指向S极),则中指的方向就是感性电流在导线中的流动方向。

感应电动势E=BLv,B是磁场强度、L是导线长度、v是导体移动速度

电动机原理:

通电导体在磁场中会受到安培力。

判定受力方向用到左手定则:

食指指向磁场方向(从N级到S级),中指指向电流方向,拇指方向就是导体受力方向。中指,食指,拇指分别与“电,磁,力”方向一致。

安培力F=BLI,B是磁场强度,L为磁场中导体长度,I为电流。

发电机(火电厂、水电站)是动能转化为电能的过程,电动机是电能转化为动能的过程。电磁学的主线就是磁生电-电生磁的规律。闭合汇率切割磁感线产生电流,通电导体在周围会产生磁场,在磁场中受到安培力。

互感器(电压互感器、电流互感器、变压器)

自感

无论自感还是互感,都是电生磁,磁生电的过程。线圈有电流通过以后,会在周围产生磁场,电流变化,引起磁场变化,磁通量的改变,使线圈产生感应电动势,这就是自感,这个感应电动势与线圈中原有电流方向相反。

互感

两个磁通耦合的电感线圈,其中一个磁场变化时会影响到另外一个电感线圈,这就是互感。电流互感器,电压互感器就是这个原理。互感器可用于对大流、高电压设备的测量。变压器的原理与之类似。还可以利用互感的原理对交流信号进行滤波、隔离等。如隔离变压器可用来机器维修、保养,起到保护、滤波等作用。

基尔霍夫电流定律

基尔霍夫第一定律(节点电流定律KCL)

电路中任一节点,流入与流出该节点的电流代数和恒为零。如下图,流入为正,流出为负,那么I1+I2+I3+I4=0。这里有些同学会产生疑惑,电流咋这么多方向。我们初中阶段接触的都是单电源的直流电路。而此处是指多个电压源或电流源的电路。实际电源有电池、发电机、信号源等,在电路分析中电压源和电流源是从实际抽象得到的电路模型。

基尔霍夫电流定律同样适用于一个封闭面,也就是将这个节点扩展为一个圆圈,流进圆圈的电流等于流出圆圈的电流。

基尔霍夫第二定律(回路电压定律KVL)

沿任意回路,所有支路电压的代数和恒等于零。

如图,虚线箭头为电路参考方向,该回路中负载电压与虚线箭头方向相同方向定义为正,与箭头相反方向定位为负(即逆时针方向为正,顺时针方向为负)

U1-U2+U4-U3=0

也可表述为,在任一闭合回路中,各个电阻上电压的代数和等于各个电动势的代数和。

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