1、低壓電氣線路和常用低壓電氣設備介紹 常用低壓控制電器 配電導線與保護裝置的選擇 電力負荷的計算 變壓器 三相異步電動機3.1 常用低壓控制電器根據刀開關的構造的不同，分為膠蓋開關、鐵殼開關、隔離開關。（1） 膠蓋開關 膠蓋開關的特點及使用場合 結構膠蓋開關主要由操作手柄、刀刃、刀夾和絕緣底座組成，內裝有熔絲。 膠蓋的作用 膠蓋開關的安裝及操作 3.1.1 刀開關（2） 鐵殼開關 鐵殼開關的結構鐵殼開關又稱為封閉式負荷開關，它由刀開關、熔斷器組成，裝在有鋼板防護的外殼內。 鐵殼開關的特點鐵殼開關沒有滅弧能力，為了使用安全，鐵殼開關內還裝有聯鎖裝置，保證開關在閉合時，蓋子不能打開，而蓋子打開時，閘

2、刀不能合閘。 （3） 隔離開關 隔離開關的結構隔離開關是由動觸頭（活動刀刃）、靜觸頭（固定觸頭或刀嘴）所組成。 隔離開關的作用及特點隔離開關的主要用途是保證電氣設備檢修工作的安全。隔離開關沒有滅弧裝置，不能斷開負荷電流和短路電流。 3.1.2 熔斷器熔斷器是一種最簡單的保護電器，它可以實現短路保護。 熔斷器由熔體和安裝裝置組成，熔體由熔點較低的金屬如鉛、錫、鋅、銅、銀、鋁等制成。 （1） 瓷插式熔斷器 （2） 螺旋式熔斷器 （3） 封閉式熔斷器 （4） 填充料式熔斷器 3.1.3 低壓斷路器（1） 低壓斷路器的特點低壓斷路器俗稱自動開關、空氣開關，它是一種手動操作電器。在正常的工作條件下，可以

3、通過人工操作接通或切斷電路；在電路發生故障時，它又能自動分斷電路，起到保護作用。它內部沒有熔絲，使用方便，所以應用極為廣泛?？諝忾_關的特點是：不但具有短路保護，而且具有過載保護和欠壓保護功能，能自動切斷電路。（2） 常用的低壓斷路器目前常用的低壓斷路器有DZ、DW，新型號有C系列、S系列、K系列等。 DZ系列塑料外殼式斷路器 DW系列萬能式斷路器 C系列小型低壓斷路器 3.1.4 漏電保護開關漏電保護開關由放大器、零序互感器和脫扣裝置組成。它具有檢測和判斷漏電的能力，并在脫扣器的作用下動作跳閘，切斷電路。 漏電保護開關的工作原理：在設備正常運行時，主電路電流的相量和為零 ，零序互感器的鐵心無磁

4、通，其二次側沒有電壓輸出。當設備發生單相接地或漏電時，由于主電路電流的相量和不再為零，零序互感器的鐵心有零序磁通，其二次側有電壓輸出，經放大器放大后，輸入給脫扣器，使斷路器跳閘，切斷故障電路，避免發生觸電事故。3.1.5 按鈕按鈕開關一般由按鈕帽、恢復彈簧、橋式動觸頭、靜觸頭和外殼等組成。 按鈕開關根據靜態時觸頭的分合狀況，分為三種：常開按鈕（啟動按鈕）、常閉按鈕（停止按鈕）以及復合按鈕（常開、常閉組合為一體的按鈕）。 3.1.6 交流接觸器交流接觸器用來接通和斷開主電路。它具有控制容量大，可以頻繁操作，工作可靠，壽命長的特點，在控制電路中廣泛應用。交流接觸器由電磁機構、觸頭系統和滅弧裝置三部

5、分構成。電磁機構由勵磁線圈、鐵心、銜鐵組成。觸頭根據通過電流大小的不同分為主觸頭和輔助觸頭；主觸頭接在主電路中，用來通斷大電流電路；輔助觸頭接在控制電路中，用來控制小電流電路。觸頭根據自身特點的不同還可以分為常開觸頭和常閉觸頭。 3.1.7 熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應工作的過載保護電器，可以用來保護電動機，以免電動機因過載而損壞。加熱元件串接在電動機主電路的電路中，當電動機在額定電流下運行時，加熱元件雖有電流通過，但因電流不大，動斷觸頭仍處于閉合狀態。當電動機過載后，熱繼電器的電流增大，經過一定時間后，發熱元件產生的熱量使雙金屬片遇熱膨脹并彎曲，推動導板移動，導板又推動溫度補償雙金

6、屬片與推桿，使動觸頭與靜觸頭分開，使電動機的控制回路斷電，將電動機的電源切斷，起到保護作用 3.2 配電導線與保護裝置的選擇(1) 放射式它是由變壓器低壓輸出母線上引出幾條干線 ，由干線將電能輸送給各個用電設備或各配電箱。 放射式線路的組成它是由各條干線的控制開關及配電線路等組成。 放射式線路的特點它的供電可靠性較高，操作和檢修方便。3.2.1 低壓配電線路接線方式 適用范圍放射式配線方式的供電可靠性較高，所以它特別適用于施工質量要求較高、工期要求較短的建筑工程施工現場；同時也適用于負荷相對較集中，對供電有特殊要求的場所。 (2) 樹干式由變壓器低壓母線上引出一條或兩三條干線，沿著干線敷設方向

7、引出若干條分支干線，由這些分支干線將電能配送到各用電設備或各配電箱。 樹干式線路的組成：它是由一個或兩三個控制開關、配電干線和配電分支干線等組成。 樹干式線路的特點：它的投資費用較低；供電可靠性較差。 樹干式配電線路的適用范圍：這種配電方式適用于用電量在200kVA以下，負荷布置較均勻且無特殊要求的用電設備的小型建筑施工現場。 (3) 環形式它是變壓器低壓側母線引出兩條樹干式干線，即兩路主干線供電，各支路由主干線上引出，且在某些支線上由這兩條干線同時供電（或互為備用形式），從而形成環形狀供電網絡。它的特點是：由于是從樹干式接線方式演變而來，吸收了放射式接線的優點；故而供電可靠性較樹干式提高了，

8、為故障處理及維修管理提供了方便，且配線線路較簡單。但是這套環形接線裝置較復雜，操作較困難。 3.2.2 配電導線的選擇配電線路的導線截面的選擇必須滿足下列三個方面的要求：導線的發熱條件、允許的電壓損失和機械強度。(1) 按發熱條件確定導線截面導線在通過正常最大負荷電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。由這個條件來確定的導線截面稱為“按發熱條件”或“按允許載流量”選擇導線截面。導線的允許載流量大于或等于該導線所在線路的計算電流，即：INIJS 【例3.1】某建筑施工現場采用220/380V的低壓配電系統供電，現場最高氣溫為30，其干線的計算電流為140A，架空敷設，試確定進戶

9、導線的型號及截面積?！窘狻靠紤]到施工現場的特點，采用鋁芯導線。在室外架空敷設，可選擇價格低廉的橡皮絕緣導線，導線的型號為：BLX橡皮絕緣鋁芯導線。根據計算電流140A，查附錄1，可得在30溫度時，大于或等于140A的載流量是163A，截面積為50mm2 ,所以選擇截面積為50mm2的橡皮絕緣鋁芯進戶線 ,截面積為25mm2 的橡皮絕緣鋁芯工作零線和保護零線。(2) 按允許電壓損失選擇導線截面規范規定：從變壓器低壓側母線到用電設備受電端的電壓損耗，一般不超過用電設備額定電壓的5%；對視覺要求較高的照明電路，則為2%3%。如果線路的電壓損耗值超過了允許值，應適當加大導線的截面，減小配電線路的電壓降

10、，以滿足用電設備的要求。線路的電壓損耗U為： 配電線路上電壓損耗的大小與導線上輸送功率的大小、輸送距離的遠近及導線截面的大小有關。可用下列公式進行導線截面的選擇：C為電壓損耗計算常數，它是由電路相數、額定電壓及導線材料的電阻率等因素決定的一個常數，如表所示； 表計算線路電壓損耗公式中系數C值 線路額定電壓（V）線路系統及電流種類系數C值 銅線鋁線380/220三相四線7746.3380/220兩相三線3420.5220110362412 單相或直流 12.83.20.340.1530.038 7.751.90.210.0920.023 【例3.2】某學生宿舍樓白熾燈照明的計算負荷為50kW，由

11、100m遠處的變電所用橡皮絕緣鋁線（BLX）供電，供電方式為三相五線制，要求這段線路的電壓損耗不超過2.5%，試選擇導線截面積?！窘狻克?，選擇截面積為50mm2的橡皮絕緣鋁線。 【例3.3】某工地進戶線的計算負荷為65kW，進戶線的長度為60m，導線架空敷設，如采用BLV500（335125）規格的導線是否滿足5%的電壓損耗率？ 【解】滿足要求。 (3) 按機械強度選擇導線截面導線和電纜應有足夠的機械強度以避免在刮風、結冰時被拉斷，使供電中斷，造成事故。國家有關部門強制規定了在不同敷設條件下，導線按機械強度要求允許的最小截面,見表所示。導線截面按不同的選擇方法，可以得出不同的計算結果，但是導

12、線截面必須同時滿足三個條件。所以，在計算時可以分別按三個條件來選擇導線截面，從中取最大值作為所選導線的截面積。 表按機械強度選擇導線截面(mm2) 導線用途 導線和電纜允許的最小截面積 銅芯線鋁芯線照明：戶內戶外 0.51.02.52.5用于移動用電設備的軟電線或軟電纜 1.0戶內絕緣支架上固定絕緣導線的間距：2m以下6m以下 25m以下 1.02.54.02.54.010.0裸導線：戶內戶外 2.56.0 4.016.0 絕緣導線：穿管敷設1.02.5絕緣導線：戶外沿墻敷設 戶外其它方式 2.54.0 4.010.0 【例3.4】某建筑工地上的計算負荷為30kW，距變電所240m，采用鋁線架

13、空敷設，環境溫度為30，試選擇輸電線路的導線截面積。【解】(1) 首先按發熱條件選擇導線截面。計算電流為： 查附錄1，鋁線明敷設，環境溫度為30時，選用BLX416mm2導線，其安全載流量為79A，大于。 (2) 按電壓損失條件校驗。 選用BLX416mm2導線，線路上的電壓損耗為：不滿足要求，加大導線截面積，選BLX-425mm2導線 選用BLX425mm2導線，線路上的電壓損耗為：仍不滿足要求，再加大導線截面積，選BLX-35mm2導線。 選用BLX435mm2導線，線路上的電壓損耗為： 滿足要求。(3) 按機械強度校驗。查表3.2,絕緣導線在戶外敷設，鋁線的最小截面為10mm2。35mm

14、210mm2，滿足要求。所以，最后選擇導線截面積為35mm2。3.2.3.1 刀開關、負荷開關、隔離開關的選擇(1) 選擇原則 按線路的額定電壓、計算電流選擇； 宜采用同時斷開電源所有極和N極的開關作隔離電器； 變壓器后的總開關、終端配電箱總開關一般應選用同時斷開相線和N線的開關； 按刀開關的用途選擇合適的操作方式，中央手柄式刀開關不能切斷負荷電流，其它型式的刀開關可切斷一定的負荷電流，但必須選帶滅弧型的刀開關。3.2.3 保護裝置的選擇(2) 選擇方法 按額定電壓選擇安裝刀開關、負荷開關、隔離開關的線路，其額定電壓不應超過開關的額定電壓值。 按計算電流選擇開關、負荷開關、隔離開關的額定電流應

15、大于或等于線路的額定電流。 具體選擇應滿足以下條件：(1) 額定電壓 熔斷器的額定電壓應大于或等于配電線路的額定電壓。(2) 額定電流熔斷器熔體的額定電流Ir應大于或等于配電線路的計算電流IJS。即：IrIJS3.2.3.2 熔斷器的選擇對于不同用電設備回路的熔斷器，還要符合下述附加約束條件： 對于單臺電動機電路的熔斷器，熔體的額定電流Ir與電動機的尖峰電流（啟動電流）Ig之間應滿足以下條件：IrKIg 對于多臺電動機電路的熔斷器，熔體的額定電流Ir應滿足下述關系，即 IrK（IgmIJS） 在照明及電阻電路中，熔體的額定電流大于或等于電路的額定電流。 【例3.5】有一臺180L6型的電動機，

16、其額定功率為15kW，額定電流為32A，啟動電流為205A，請選擇該電動機所在線路的熔斷器?！窘狻侩妱訖C回路熔體選擇計算系數K按電動機重載啟動考慮，取、。如果用RL1熔斷器，2050.38=78 選100/80A；如果用RM10熔斷器，2050.38=78選100/80A；如果用RT10熔斷器，2050.3=60選60/60A；如果用RT0熔斷器，2050.3=60選100/60A。 (3) 最大分斷電流最大分斷電流是指熔斷器能夠安全、可靠地分斷的最大短路沖擊電流值，又稱極限分斷電流，它是熔斷器分斷電路能力的標志。擇熔斷器時，應使其最大分斷電流大于或等于配電線路可能發生的短路沖擊電流值。(4)

17、 熔斷器的上下級配合為滿足選擇性保護的要求，應注意上下級間的配合。選擇熔體時，應使下一級熔斷器的熔斷時間比上一級熔斷器的熔斷時間少?？拷娫吹娜蹟嗥鞣Q為上一級熔斷器，遠離電源的熔斷器稱為下一級熔斷器。一般要求上一級熔斷器的熔斷時間是下一級熔斷器的熔斷時間的3倍以上。 斷路器應按電氣線路額定電壓、計算電流、使用場所、動作選擇性等因素進行選擇。具體選擇應滿足以下條件。(1) 額定電壓 斷路器的額定電壓應大于或等于配電線路的額定電壓。(2) 額定電流斷路器的額定電流IN應大于或等于配電線路的計算電流IJS。 即：INIJS 3.2.3.3 斷路器的選擇(3) 極限分斷能力斷路器的極限分斷電流是指斷路

18、器能夠安全、可靠地分斷的最大短路電流值。 (4) 脫扣器整定 配電用斷路器延時脫扣器的整定 電動機保護用斷路器延時脫扣器的整定 照明回路用斷路器延時脫扣器的整定 斷路器與熔斷器的配合使用 【例3.6】某建筑工地上有一分配電箱，該分配電箱控制著5臺電動機。電動機型號如下： 一臺塔吊，型號為： QZ315型（3315）kW，JC=25%，15kW電動機的額定電流為30A，啟動電流是額定電流的7倍；兩臺振搗器，型號為：Y系列，；通過計算得知該分配電箱的計算電流為59A。試選擇該分配電箱的進線熔斷器，并選擇該分配電箱的進線斷路器。【解】（1） 進線熔斷器的選擇由于容量最大的一臺電動機（塔吊）的啟動電流

19、為730 =210A，所以，熔體選擇計算系數K取。該分配電箱的計算電流中已經包括了塔吊的額定電流30A，所以熔體的額定電流為：IrK（IgmIJS）=0.6(63059)=143A該分配電箱的進線熔斷器選RM10，熔斷器的額定電流為200A，熔體的額定電流為160A。（2）該分配電箱的進線斷路器采用DZ系列，其型號為DZ20Y200/3300，復式脫扣整定電流為160A。漏電開關也具有與斷路器相同的功能，如可以正常接通或分斷電路，具有短路、過載、欠壓、失壓保護功能，此時，漏電開關的選擇方法和斷路器相同。 漏電開關的漏電保護特性的選擇如下：漏電開關應裝設在配電箱電源隔離開關的負荷側和開關箱電源隔

20、離開關的負荷側。開關箱內的漏電保護器的額定漏電動作電流應不大于30mA，額定漏電動作時間應小于。使用于潮濕和有腐蝕介質場所的漏電保護器應采用防濺型產品，其額定漏電動作電流應不大于15mA，額定漏電動作時間應小于。 3.2.3.4 漏電開關的選擇3.3 電力負荷的計算低壓配電的方式有放射式、樹干式和混合式三種。低壓配電線路有架空線路和電纜線路兩種。架空線路的特點是設備材料簡單，成本低，但容易發生故障。架空線路由電桿、橫擔、絕緣子和導線組成。3.3.1 負荷的分類與供電要求電纜供電的特點是不受外界環境的影響，供電可靠性較高；電纜埋在地下，不影響環境，比較美觀；電纜的電容較大，減少了電感對輸電線路的

21、影響，使輸電線路上的電壓損耗較小；但是電纜線路的成本較高，造價約為架空線路的10倍。（1） 負荷的分類負荷是電力負荷的簡稱。所謂負荷，從廣義上說是泛指電氣設備（發電機、變壓器、配電裝置、配電線路、用電設備等）中的電流或功率。 符合下列情況之一時，應為一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。 符合下列情況之一時，應為二級負荷：中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失者；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作主要設備損壞、大量產品報廢、連續生產過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業大量減產等。 不屬于一級和二級

22、負荷者為三級負荷。（2） 供電要求一級負荷應由兩個獨立電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞，并能及時向一級負荷提供電源。特別重要負荷除由兩個電源供電外，還要增設應急電源。二級負荷應采用雙回路供電，或采用一回專用線路供電。三級負荷對供電無特殊要求。所謂負荷計算，就是計算用電設備、配電線路、配電裝置，以及發電機、變壓器中的電流或功率。這些按照一定方法計算出來的電流或功率稱為計算電流或計算功率，我們也把它稱為計算負荷。 （1） 計算負荷的概念及作用計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續性負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。我們根據計算

23、負荷來選擇變壓器的容量、導線的截面積及開關電器的型號。 3.3.2 負荷計算（2） 負荷計算的方法 需要系數法用設備功率乘以需要系數和同時系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡單，應用廣泛，適用于變配電所以及施工現場的負荷計算。 二項式法在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大的設備的影響，采用經驗系數用加權求和法進行計算負荷。 （3） 設備容量PS的確定用電設備的額定功率PN和額定容量SN是指銘牌上的數據。負荷計算中的所謂設備容量PS不能簡單地理解為用電設備的銘牌功率，它是根據用電設備的工作性質和銘牌功率或銘牌容量經換算后得到的換算功率。 進行負荷計算時，需將用電設備按其性質分為不同的用電

24、設備組，然后確定設備容量。 連續工作制電動機的設備容量 該電氣設備的設備容量等于其額定功率（即銘牌上規定的額定功率）。PS=PN 短時或周期工作制電動機的設備容量 該電氣設備的設備容量等于將其額定功率換算為統一負載持續率下的有功功率，及換算到負載持續率JC=25%時的有功功率。用電設備在一個周期內的工作時間與周期時間的比值稱為負載持續率，用JC(%)表示，負載持續率也稱為暫載率。起重機的設備容量在進行負荷計算時，要統一換算到負載持續率JC=25%時的功率。 【例3.7】某施工現場有一吊車，其額定功率為20kW，銘牌負載持續率JC=40%，求換算到JC=25%時的設備容量。【解】 白熾燈的設備容

25、量為燈泡的額定功率。氣體放電燈的設備容量為燈管額定功率加上鎮流器的功率損耗（熒光燈加20%，熒光高壓汞燈及鏑燈加8%）。 電焊機的設備容量電焊機的設備容量是將其銘牌額定容量換算到負載持續率為100%時的有功功率。 【例3.8】一臺單相電焊機380V，SN=80kVA，JC=50%，求換算到JC=100%時的設備容量?！窘狻浚?） 單相負荷的設備容量的計算 1) 計算原則 單相負荷與三相負荷同時存在時，應將單相負荷換算為等效三相負荷,再與三相負荷相加。 在進行單相負荷計算時，一般采用計算功率。當單相負荷均為同類用電設備時，直接用設備容量進行計算。2) 單相負荷換算為等效三相負荷的簡化方法 只有相

26、負荷時，等效三相負荷Pd為最大相負荷的3倍。 只有線間負荷Pab時，其等效三相負荷Pd為： 只有線間負荷Pab、Pbc時，如果Pab=Pbc，其等效三相負荷Pd為Pd=3Pab 有線間負荷Pab、Pbc、Pca時，選取較大兩相數據計算。現以PabPbcPca為例： 3) 當單相負荷的總容量小于計算范圍內三相對稱負荷總容量的15%時，全部按三相對稱負荷計算，不必換算；當超過15%時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，等效三相負荷為單相最大功率的3倍?！纠?.9】某新建辦公樓照明設備采用白熾燈A相3.k，相4k，C相5k,求設備容量是多少? 如果改為相，相5k，C相5.8kW,求設備容量是多少?【解

27、】三相平均容量為：（45）/3=4.2kW三相負載不平衡容量占三相平均容量的百分比為：（）4.2=0.84.2=19%，大于15%，所以白熾燈的設備容量為35=15kW；改善后：（）4.2=14.29%，小于15%，所以白熾燈的設備容量為3.6+4+5=12.6kW。 【例3.10】某施工現場有兩臺單相電焊機，其型號為SN=21kVA，UN=380V，JC=65%，cos=0.87,分別接于AB相、BC相上，該低壓供電系統的線電壓為380V，求這兩臺電焊機的等效三相負荷的設備容量。【解】一臺電焊機的設備容量為： 這兩臺電焊機的等效三相負荷的設備容量為：PS=314.7=44.1kW 【例3.1

28、1】假如例中的兩臺單相電焊機，都接在AB相上，求這兩臺電焊機的等效三相負荷的設備容量?！窘狻窟@兩臺電焊機的等效三相負荷的設備容量為： 【例3.12】假如該施工現場有四臺電焊機，型號與例相同，求這四臺電焊機的等效三相負荷的設備容量?！窘狻窟@四臺電焊機應盡量均衡地分配到三相上，兩臺電焊機接于AB相，其它兩臺電焊機分別接于BC相、AC相。這兩臺電焊機的等效三相負荷的設備容量為： （1） 用電設備組分組計算時應注意以下幾點： 成組用電設備的設備容量，指不包括備用設備在內的所有單個用電設備的設備容量之和。 設備數量小于或等于3臺時，計算負荷等于其設備容量的總和；設備數量大于3臺以上時，計算負荷應通過計算

29、確定。 類型相同的用電設備，其設備總容量可以用算術加法求得。 類型不同的用電設備，其設備總容量應按有功和無功負荷分別相加確定。3.3.3 用需要系數法確定計算負荷（2） 用電設備組的計算負荷及計算電流 （3） 總計算負荷的確定總計算負荷是由不同類型的多組用電設備的設備容量組成?？傆泄β实挠嬎阖摵蔀椋?） 臨時用電施工組織設計的內容和步驟 現場勘探； 確定電源進線，變電所、配電室、總配電箱、分配電箱等的位置及線路走向； 進行負荷計算； 選擇變壓器容量、導線截面和電器的類型和規格； 繪制施工現場用電平面布置圖； 制定安全用電技術措施和電器防火措施。圖為某工地施工現場用電平面布置圖。圖施工現場用電

30、平面布置圖 3.4 變壓器（1） 變壓器的用途與種類變壓器是一種將交流電電壓升高或降低，并保持其頻率不變的靜止的電氣設備。變壓器除了改變電壓之外，還可改變電流（如變流器、大電流發生器）；變換阻抗（如電子電路中輸入、輸出變壓器）；改變相位（如改變線圈的連接方法來改變變壓器的極性或組別）。 3.4.1 變壓器的用途和工作原理根據用途的不同可分為：輸配電用的電力變壓器，冶煉用的電爐變壓器，電解用的整流變壓器，焊接用的電焊變壓器，實驗用的調壓器，用于測量高電壓、大電流的儀用變壓器。根據變壓器輸入端電源相數的不同可分為：三相變壓器、單相變壓器。根據變壓器輸入端、輸出端電壓高低的不同分為：升壓變壓器、降壓

31、變壓器。 （2） 變壓器的構造（圖）變壓器主要由鐵心、繞組、變壓器器身以及置放在變壓器器身內的變壓器油四部分組成。另外還有絕緣套管、儲油柜、瓦斯氣體繼電器、防爆管、放油閥等電器部件。 圖變壓器的構造 （3） 變壓器的工作原理（圖）在一個閉合的鐵心上，繞上兩個匝數不等的線圈，就形成了一個最簡單的變壓器。圖變壓器的工作原理 同電源相連的原繞組匝數為 N1，同負載相連的副繞組匝數為N2，它們在電路上是分開的。變壓器是利用兩個繞組之間的電磁感應來變換電壓和傳遞能量的。變壓器的運行方式有兩種：一種是空載運行，一種是有載運行。 當變壓器的副邊繞組開路時，變壓器沒有能量輸出，這種狀態稱為變壓器的空載運行。當

32、變壓器的副邊繞組接上負載時，變壓器有能量輸出，這種狀態稱為變壓器的有載運行。 原繞組、副繞組感生電動勢的有效值為E11mE22m原繞組、副繞組的感生電動勢的有效值E1、E2的比值稱為變壓器的變比K。K=E1/E2=N1/N2如果K1，變壓器將低電壓變為高電壓，這樣的變壓器叫做升壓變壓器。如果K1，變壓器將高電壓變為低電壓，這樣的變壓器叫做降壓變壓器。 【例3.13】某單相變壓器的電壓為220/36V，副邊接有兩個36V、100W的白熾燈。如果變壓器原繞組的匝數為950匝，求副繞組匝數；如果兩個燈泡點亮時，變壓器原邊繞組、副邊繞組的電流各為多少？【解】U1/U2=N1/N2副繞組匝數:N2=N1

33、U2/U1=95036220=155匝燈泡點亮時，變壓器副邊繞組的電流為:I2=P/U2=20036=5.6A變壓器原邊繞組的電流為:I1=I2U2/U1=5.636220=0.91A （4） 變壓器的外特性 在電源電壓1和負載的功率因數不變的情況下，U2和I2的變化關系，稱為變壓器的外特性。如圖所示。 從空載到額定負載，副繞組電壓變化的程度用電壓調整率U來表示：電壓調整率 圖3.4 變壓器的外特性 （5） 變壓器的技術指標 額定電壓原繞組的額定電壓U1N是指變壓器在正常運行時加在變壓器原繞組上的電壓；副繞組的額定電壓U2N是指變壓器在空載運行時，原繞組加上額定電壓后副繞組兩端的空載電壓。 額

34、定電流原繞組、副繞組的額定電流I1N、I2N是指根據允許發熱條件，變壓器長時間工作允許通過的電流。在三相變壓器中，額定電流指的都是線電流，單位用安（）。 額定容量額定容量是指在額定使用條件下變壓器的輸出能力，用視在功率表示，單位用千伏安（kVA）。對于三相變壓器，是指三相容量之和。 額定溫升額定溫升是變壓器在額定狀態下運行，允許超過周圍環境溫度的溫度值。它取決于變壓器所用絕緣材料的等級。 (6) 變壓器的選型和安全使用1) 變壓器的選型原則 優先選用節能型產品 滿足防火防爆的特殊要求 適當選取變壓器的容量2） 變壓器的安全使用 變壓器的安裝要符合有關規范的規定。 嚴禁變壓器長時間超載運行，以免

35、損壞變壓器。 認真作好對變壓器的日常巡視和檢查。 （1） 儀用互感器 儀用互感器按用途的不同分為電流互感器和電壓互感器兩種。1) 電壓互感器 電壓互感器是一種專用的降壓變壓器，它可以將高電壓轉換為低電壓，接入低量程的電壓表進行測量；也可以接入繼電器進行繼電保護。電壓互感器的原邊繞組匝數多，副邊繞組匝數少。原繞組與被測的高壓電網相連，副繞組與電壓表或電度表的電壓線圈相連（圖）。 3.4.2 特殊變壓器圖3.5 電壓互感器工作原理圖 2) 電流互感器電流互感器是把大電流轉換為小電流的一種升壓變壓器。電流互感器的原邊繞組導線粗、匝數少，串聯在被測的大電流電路中；電流互感器的副邊繞組導線細、匝數多，與

36、電流表、電度表的電流線圈連接(圖3.6)。常用的電流互感器的電流比有10/5、20/5、30/5、40/5、50/5、75/5、100/5等幾種。 圖3.6 電流互感器工作原理圖 3) 鉗形電流表就是電流互感器和電流表的組合，只是其中電流互感器只有副繞組而沒有原繞組。使用時，將被測的導線套入鐵心中，被測的導線實際上變成了原繞組，如圖所示。圖3.7 鉗形電流表 （2） 自耦變壓器自耦變壓器沒有獨立的副繞組，而是把原繞組的一部分作為副繞組，如圖所示。原、副繞組之間既有磁的聯系，又有電的聯系，這是自耦變壓器的結構特點。與普通雙繞組變壓器的關系一樣，可得 圖3.8 自耦變壓器 【例3.14】在一臺容量

37、為15kVA的自耦變壓器中，已知U1=220V，N1=500匝。如要想使輸出電壓U2=209V，應該在線圈什么地方抽出線頭？滿載時額定電流等于多少？【解】(1) 由公式U1/U2=N1/N2，可知抽頭處的匝數應為：N2=U2N1/U1209500220475匝即：在線圈475匝處抽出一個線頭，可以得到輸出電壓U2=209V(2) 自耦變壓器的效率很高，可以認為：U1NI1NU2NI2N15103VA所以滿載電流為：I1N1510322068.2AI2N1510320971.8A 3.5 三相異步電動機三相異步電動機是把電能轉換為機械能的電氣設備。它具有構造簡單，價格低廉，工作穩定可靠，控制維護

38、方便的優點，所以在生產實踐中得到廣泛應用。三相異步電動機分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機兩種，在建筑工地上使用的電動機，絕大部分都是三相鼠籠式異步電動機。 (1) 定子定子一般由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。 定子鐵心定子鐵心有兩個作用：它是電機磁路的一部分，可以用來嵌放定子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗，定子繞組用厚的硅鋼片疊合而成，放在機座內；在鐵心的內表面分布有與轉軸平行的槽，用來安放定子繞組。 定子繞組定子繞組是異步電動機的電路部分，由三相對稱繞組組成。 3.5.1 三相異步電動機的基本結構 機座機座常用鑄鐵和鑄鋼制成，其作用是固定定子鐵心和定子繞組，并以前后端蓋支撐轉子

39、軸，它的外表面鑄有散熱筋，以增加散熱面積，提高散熱效率。如圖所示。圖3.9 定子繞組的接線法 (2) 轉子 轉子鐵心轉子鐵心有兩個作用：它是電機磁路的一部分，可以用來嵌放轉子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗，轉子繞組用厚的硅鋼片疊合而成。 轉子繞組轉子繞組的作用：切割定子磁場，產生感應電動勢和電流，并在旋轉磁場的作用下受力而使轉子轉動。根據構造的不同分為鼠籠式轉子、繞線式轉子兩種。鼠籠式轉子繞組是在轉子鐵心的槽內嵌放銅條和鋁條，導體兩端各用一個端環聯接。如果去掉鐵心，其形狀像一個鼠籠，所以稱為鼠籠式轉子，具有鼠籠式轉子的電動機稱為鼠籠式異步電動機。 繞線式轉子的繞組是在轉子鐵心的槽內嵌放對稱的

40、三相繞組，并做星形聯接，每相繞組的首端分別接到裝在軸上的三個彼此絕緣的銅制滑環上，再通過壓在旋轉滑環上的電刷與外電路的電阻器等設備連接，具有繞線式轉子的電動機稱為繞線式異步電動機。 (1) 當定子三相繞組通入三相對稱交流電時，就會在空間產生一個旋轉磁場。轉子導體中的感應電流在定子旋轉磁場的作用下受到力的作用，形成電磁轉矩，使轉子沿著旋轉磁場的方向轉動起來。 轉子轉速和旋轉磁場的轉速不同，所以稱為異步電動機。3.5.2 三相異步電動機的工作原理(2) 轉差率S轉差率表示轉子轉速與旋轉磁場轉速相差的程度。異步電動機旋轉磁場的轉速與轉子轉速之間的轉速差與旋轉磁場的轉速之比，稱為異步電動機的轉差率。(

41、3) 三相異步電動機的旋轉速度轉子轉速即為三相異步電動機的旋轉速度。 (1) 額定電壓UN電動機額定運行時加在定子繞組上的線電壓，叫做電動機的額定電壓。(2) 額定電流IN 電動機額定運行時加在定子繞組上的線電流，叫做電動機的額定電流。(3) 額定功率PN電動機在額定狀態下工作（U=UN，I=IN），轉軸上輸出的機械功率叫做電動機的額定功率。3.5.3 三相異步電動機的型號與銘牌數據(4) 效率輸出功率與輸入功率的比值叫做電動機的效率。(5) 定子繞組的接法一般3kW以下的電動機接成星形聯接，3kW以上的電動機接成三角形聯接。(6) 額定轉速n動機在額定工作狀態下，轉子的轉速稱為額定轉速。(7

42、) 功率因數cos電動機的有功功率和視在功率之比，叫做電動機的功率因數。Y系列電動機的功率因數為0.9 (8) 電動機的工作方式連續工作：可以按銘牌規定的各項額定值長期連續工作，這種電動機的負荷較穩定。短時工作：電動機的工作時間較短，停歇的時間較長。斷續工作：電動機周期性地工作停歇工作，如此反復運行。 (1) 電磁轉矩T轉子繞組中的感應電流在旋轉磁場的作用下產生的電磁力對轉子轉軸形成的轉矩的總和，叫做電磁轉矩。電磁轉矩的單位用牛米（Nm），電磁轉矩與電源電壓的平方成正比。(2) 額定電磁轉矩TN電動機在額定電壓下，帶動額定負載，轉軸上輸出的轉矩叫做額定電磁轉矩TN。(3) 最大電磁轉矩Tm電動機輸出轉矩的最大值叫做最大轉矩Tm。 3.5.4 三相異步電動機的電磁轉矩(4) 電動機的過載能力電動機的最大轉矩Tm與額定轉矩TN的比值叫做電動機的過載系數。電動機的過載系數是衡量電動機的短時過載能力和運行穩定性的一個重要參數，異步電動機的過載能力系數為。 （1） 啟動的概念電