盾构电气技术基础知识课件.pptx
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1、盾构电气技术基础知识盾构电气技术基础知识 变压器 变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。它是根据电磁感应的原理,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间,变换交流电压和电流而传输电能的静止电气设备。变压器是利用电磁感应原理工作的,它主要由铁心和套在铁心上的两个(或两个以上)相互绝缘的线圈组成,线圈之间有磁的耦合,但没有电的联系。变压器的技术指标变压器的技术指标1、工作频率 变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。2、额定功率 在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。3、额定电压 指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于
2、规定值。4、电压比 指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。5、空载电流 变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。6、空载损耗 指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。7、效率 指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。8、绝缘电阻 表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的
3、绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。9、短路阻抗 当变压器二次绕组短路,在一次绕组施加电压,当二次绕组通过额定电流时,一次绕组施加的电压与额定电压之比的百分数。当变压器满载运行时,短路阻抗的高低对二次输出电压的高低有一定的影响,短路阻抗小,电压降小,短路阻抗大,电压降大;当变压器负载出现短路时,短路阻抗小,短路电流大,变压器承受电动力大,短路阻抗大,短路电流小,变压器承受电动力小。故障诊断故障诊断1、高压侧不能正常上电 高压电缆;高压端子箱;合闸机构;合闸流程2、低压侧不能正常上电 急停;框架断路器;外围线路;负载3、运行中跳闸 过载;温度4、无功补偿 断路器断路器的定义断路器的定义 断路
4、器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护。当发生严重的过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。断路器的结构断路器的结构 断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等几部分构成。断路器的工作原理断路器的工作原理 当短路时,大电流(一般10至14倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时
5、间越短)。现在有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。常见断路器微型断路(0.5A63A)马达保护开关(0.1A80A)塑壳断路器(40A630A)框架断路器(630A4000A)断路器的主要类型断路器的主要类型按极数分:有单极、两极、三极和四极。按保护形式分:有电磁脱扣器式、热脱扣器式、复合脱扣器式(常用)和无脱扣器式。按分断时间分:有一般式和快速式。按结构形式分:有塑壳式、框架式、模块式等。断路器的主要参数断路器的主要参数 额定电压(Ue):断路器在长期正常工作情况下所允许的最大工作电压。额定电流(In):断路器在长
6、期正常工作情况下所允许的最大工作电流。过载脱扣电流整定值(Ir):线路中的负载电流超过该过载设定值时,断路器(长延时)跳闸。短路脱扣电流整定值(Im):短路出现时,断路器(短延时或瞬时)快速跳闸,其跳闸极限Im。额定短路分断能力(Icu或Icn):断路器能够分断而不被损害的最高(预期的)电流值。额定极限短路分断能力(Icu):是指低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证。额定运行运行短路分断能力(Icn):是指是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。断路器参数设置断路器参数设置 断路器
7、参数的调试既要能有效地实现过载和短路保护,又要能有效地躲过其启动电流和尖峰电流,保障电动机能正常的启动。一般满足:过载长延时整定电流1.1倍电动机额定电流;过载长延时时间设置能躲过电机启动时间;短路短延时整定电流能躲过电动机的启动电流,一般设为5-8倍电动机额定电流;短路短延时时间一般为0.2s;短路瞬时电流能躲过电动机启动的尖峰电流,其脱扣时间为固定,小于50ms。软启动器软启动器的工作原理软启动器的工作原理 软起动器是一种集软停车、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Soft Starter。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及其电子控制电路。运用串
8、接于电源与被控电机之间的软起动器,控制其内部晶闸管的导通角,使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升,直至起动结束,赋予电机全电压,即为软起动。具体过程具体过程 在软起动过程中,电机起动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加,直到晶闸管全导通,电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动,降低启动电流,避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额 定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动与传统减压方式的不同之处软启动与传统减压方式的不同之处 传统的减压起动方式有:
9、星-三角起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动,存在明显缺点,即起动过程中出现二次冲击电流。软起动与传统减压起动方式不同之处是:(1)无冲击电流。软起动器在起动电机时,通过逐渐增大晶闸管导通角,使电机起动电流从零线性上升至设定值。(2)恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制,使电机在起动过程中保持恒流,确保电机平稳起动。(3)根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的起动电流。启动方式启动方式1.快速起动 此种运行模式在斜坡模式及限流模式下均可工作。快速起动可使电机吸引更多电流以产生更多转矩以消除高摩擦负载。快速起动转矩可以设定为电机跨线锁定转子转矩
10、的5-85%,电流相应为电机跨线锁定转子电流的23-92%,出厂缺省值为5%,快速起动时间可设定为0.0至2.0秒。2.斜坡启动 电机以跨线转子转矩5-85%的初始转矩加速,电流相应为电机跨线锁定转子电流的23-92%,出厂缺省值为35%。然后通过提升电机电压将转矩提升至设定的加速斜坡时间(tr).斜坡起动时间可设定为0.5至180秒,出厂缺省值为9秒。旋钮tr控制的前半程在0.5至20秒间调整,接下来四分之一的时间在20至60秒间调整,剩下的四分之一时间在60至180秒间调整。软启动器将电流限定为设定的转矩。当电机达到所需速度后,将转入旁路。3.限流起动 使用限流软起动模式时,起动时间设置为
11、零,软起动器得到起动指令后,其输出电压迅速增加,直至输出电流达到设定电流限幅值,输出电流不再增大,电动机运转加速持续一段时间后电流开始下降,输出电压迅速增加,直至全压输出,起动过程完成。起动转矩(T2)可设定为电机跨线锁定转子转矩的5-85%,电流相应为电机跨线锁定转子电流的23-92%,T2缺省值为35%。限流起动时间可设定为0.5至180秒,出厂缺省值为9秒。旋钮tr控制为非线性,以便更好设定起动时间。控制的前半程在0.5至20秒间调整,接下来四分之一的时间在20至60秒间调整,剩下的四分之一时间在60至180秒间调整。软启动器将电流限定为设定的转矩。当电机达到所需速度后,将转入旁路。T1
12、:快速起动转矩,T2:初始转矩Tk:快速起动时间;快速启动斜坡启动限流启动 特性特性 故障排除故障排除接触器 交流接触器交流接触器&直流接触器直流接触器交流接触器的结构与工作原理交流接触器的结构与工作原理(1)电磁机构电磁机构 电磁机构由线圈、铁芯和衔铁组成,其作用是将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力带动触点动作。(2)触点系统触点系统 包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路,通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路,起电气联锁作用,故又称联锁触点,一般常开常闭各两对。(3)灭弧装置灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置,对于小容量的接触器,常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、时间弧
13、板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器,采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。(4)其他部件其他部件 包括反作用弹簧缓冲弹簧触点压力弹簧传动机构及外壳等。工作原理工作原理 交流接触器的基本参数交流接触器的基本参数(1)额定电压 指触点额定工作电压,应等于负载的额定电压。(2)额定电流 接触器触点在额定工作条件下的电流值。380V三相电动机控制电路中,额定工作电流近似等于控制功率的两倍。(3)通断能力 可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值;最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。(4)动作值 可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前
14、,缓慢增加吸合线圈两端的电压,接触器可以吸合时的最小电压,释放电压是指接触器吸合后,缓慢降低吸合线圈的电压,接触器释放是的最大电压。一般规定,吸合电压不低于线圈额定电压的85%,释放电压不高于线圈额定电压的70%。(5)吸引线圈额定电压 接触器正常工作时,吸引线圈上所加的电压值。(6)操作频率 接触器在吸合瞬间,吸引线圈需消耗比额定电流大5-7倍的电流,如果操作频率过高,则会使线圈严重发热,直接影响接触器的正常使用。(7)寿命 包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达一千万次以上,电气寿命约是机械寿命的5%-20%.接触器的选用原则接触器的选用原则(1)接触器的电压等级要和负载相同,选用
15、的接触器的类型要和负载相适应。(2)负载的计算电流要符合接触器的容量等级,即计算电流要小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流,分断电流大于负载运行时分断需要的电流,负载的计算电流要考虑实际工作环境和状况,对于启动时间长的负载,半小时峰值电流不能超过约定发热电流。(3)按短时的动、热稳定校验,线路的三相短路电流不能超过接触器允许的动,热稳定电流,当使用接触器断开短路电流时,还应校验接触器的分断能力。(4)接触器吸引线圈的额定电压、电流急辅助触头的数量、电流容量,应满足控制回路接线要求。(5)根据操作次数校验接触器所允许的操作频率,如果操作频率超过规定值,额定电流应加大一
16、倍。(6)短路保护元件参数应该和接触器的参数配合使用。(7)接触器和其他元件的安装距离要符合相关国际标准,要考虑维修和走线距离。电机 电机是一种其工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律之上,实现机电能量转换或电能特性变换的机械,具有电能生产、传输和使用或者作为电量之间、电量和机械量之间的变换器的功能,是工业、农业、交通运输业和家用电器的重要组成部分,对我国社会主义建设有着重要的作用。感应电机感应电机 定、转子间靠电磁感应作用,在转子内感应电流以实现机电能量转换的感应电机。感应电机的结构感应电机的结构感应电机定子绕组定子铁心 转子机座 笼型结构转子铁心转轴转子绕组绕线型结构定子 运行状态运行状态
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