2010年資產(chǎn)評(píng)估師《機(jī)電設(shè)備評(píng)估》考點(diǎn)精講:第三章(1)

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第三章 電機(jī)及電力拖動(dòng)
    考情分析
    本章介紹了常用的電機(jī)及其運(yùn)用,屬于重點(diǎn)章節(jié),每年分值都很高,通常都會(huì)有綜合題。本章內(nèi)容篇幅不大,但是內(nèi)容非常抽象,不容易理解,所以學(xué)習(xí)難度很大,是學(xué)習(xí)中的“攔路虎”,預(yù)計(jì)2010年本章分值在15分左右。
    最近三年本章考試題型及分值分布
    年份 
     單選
     多選
     綜合
     合計(jì)
    2009
     3題3分
     1題2分
     1題10分
     5題15分
    2008
     3題3分
     1題2分
     1題10分
     5題15分
    2007
     3題3分
     1題2分
     1題10分
     5題15分
    本章重點(diǎn)考點(diǎn)
    1.變壓器的工作原理、結(jié)構(gòu)及額定數(shù)據(jù);
    2.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、銘牌數(shù)據(jù);
    3.三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)(直接、降壓);
    4.三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制及調(diào)速;
    5.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理、構(gòu)造及勵(lì)磁方式。
    2010年教材變化
    1.2009年教材第162第2段~163頁(yè)第2段“圖3-22所示為定子……或輕載情況下起動(dòng)”修訂為:
    采用Y-△降壓起動(dòng),起動(dòng)時(shí)的線電流為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的線電流的1/3。另外,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小到正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的1/3??梢?,這種起動(dòng)方法只適用于空載或輕載情況下起動(dòng)。
    (2010年教材第152頁(yè)第2段)
    電機(jī)是根據(jù)電磁原理實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換或電能特性變換的機(jī)械。
    【注意】電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,為各種工作機(jī)械提供動(dòng)力。生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī),特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。
    第一節(jié) 變壓器
    一、變壓器的用途和分類
    變壓器是一種能夠改變交流電壓的設(shè)備。除了用來(lái)變換電壓之外,變壓器還用于變換交流電流、變換阻抗以及改變相位等。
    【注意】變壓器不能改變交流電的頻率。
    變壓器的分類
    按容量分類
     中小型
     中型
     電壓≤35(kV)
     容量:5~500(kVA)
    小型
     容量:630~6300(kVA)
    大型
     電壓≤110(kV);容量:8000~63000(kVA)
    特大型
     電壓≥220(kV);容量:≥3150(kVA)
    按用途分類
     電力變壓器
     (1)升壓變壓器。
    (2)降壓變壓器。
    (3)配電變壓器:低壓側(cè)電壓為400V(單相為230V)的變壓器稱為配電變壓器。
    (4)聯(lián)絡(luò)變壓器。用于聯(lián)絡(luò)兩變電所系統(tǒng)。
    (5)廠用或所用變壓器。
    【記憶】生產(chǎn)升降機(jī)(電梯)的工廠需要電力變壓器,如有請(qǐng)聯(lián)系,謝謝配合。
    儀用變壓器
     作為測(cè)量和保護(hù)裝置,諸如電流互感器、電壓互感器。
    電爐變壓器
     輸出電壓低。有煉鋼爐變壓器、電壓爐變壓器、感應(yīng)爐變壓器。
    試驗(yàn)變壓器
     輸出電壓很高,電流很小。用于電氣設(shè)備和絕緣材料的工頻耐壓試驗(yàn)。
    整流變壓器
     一次側(cè)輸入為交流電,二次側(cè)輸出為直流電。
    調(diào)壓變壓器
     自藕式、感應(yīng)式和移圈式。
    礦用變壓器
     套管不暴露,也稱為防爆變壓器。
    其他變壓器
     包括船用變壓器、中頻變壓器等等。
    按相數(shù)分類
     單相變壓器
     用于單相負(fù)載或三相變壓器組。
    【拓展】三個(gè)相同的容量單相變壓器可以組合成為一個(gè)三相變壓器。
    三相變壓器
     用于三相負(fù)載。
    【例題·多選題】下列變壓器中,歸屬于電力變壓器的是(?。?。
    A.升壓變壓器
    B.調(diào)壓變壓器
    C.降壓變壓器
    D.配電變壓器
    E.接地變壓器
    『正確答案』ACD
    『答案解析』電力變壓器包括升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、配電變壓器、廠用或所用變壓器。
    二、變壓器的工作原理
    一次繞組:與電源相聯(lián)的繞組,也稱為原繞組或初級(jí)繞組,匝數(shù)為N1;
    二次繞組:與負(fù)載相聯(lián)的繞組,也稱為副繞組或次級(jí)繞組,匝數(shù)為N2。
    當(dāng)一次繞組與交流電源接通而二次繞組未接負(fù)載時(shí),變壓器處于空載狀態(tài)。這時(shí)一次繞組在電源電壓作用下,有交變電流通過(guò),此電流為空載電流。
    空載時(shí),一、二次繞組電壓有效值之比存在以下關(guān)系:
    【結(jié)論1】一、二次繞組電壓有效值之比等于相應(yīng)的匝數(shù)之比。
    【結(jié)論2】K>1為降壓變壓器;K<1為升壓變壓器。
    帶載時(shí),一、二次繞組中電流的有效值與匝數(shù)存在以下的關(guān)系:
    【結(jié)論3】變壓器一、二次繞組電流比近似為其匝數(shù)比的倒數(shù)。
    變壓器的效率:變壓器輸出、輸入有功功率(W或kW)之比,即:
    【提示】一般電力變壓器的鐵損和銅損都很小,變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率均在95%以上。在電子設(shè)備中使用的變壓器效率比較低,一般在90%以下。變壓器空載時(shí)的效率為零,因?yàn)檩敵龉β蔖2=0
    【例題·單選題】(2008年)電力變壓器在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率一般為(?。?。
    A.1
    B.95%以上
    C.90%以下
    D.0
    『正確答案』B
    『答案解析』一般電力變壓器的鐵損和銅損都很小,變壓器在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率均在95%以上。在電子設(shè)備中適用的變壓器其效率比較低,一般在90%以下。
    三、變壓器的主要額定數(shù)據(jù)
    1.額定容量Se。指變壓器在銘牌規(guī)定的額定電壓、額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能夠輸送的能量。其計(jì)算公式為:
    Se=UeIe×10-3——單相電力變壓器
     ——三相電力變壓器
    Se——額定容量(視在功率)(kVA)
    Ue——電力變壓器二次側(cè)的額定電壓(V)
    Ie——電力變壓器二次側(cè)的額定電流(A)
    2.額定電壓Ue。指變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行所能承受的工作電壓(銘牌上的Ue值,除非另有規(guī)定,一般指調(diào)壓中間分接頭的額定電壓值),以kV表示。
    3.額定電流Ie。指變壓器在額定容量下,允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流。
    4.溫升。變壓器繞組或上層油面的溫度與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差稱為繞組或上層油面的溫升。在每一臺(tái)變壓器的銘牌上都標(biāo)有溫升的限值。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)變壓器安裝地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000m時(shí),繞組溫升的限值為65℃;上層油面溫升的限值為55℃。
    5.額定工作狀態(tài)。是變壓器在額定電壓、額定頻率、額定負(fù)載及規(guī)定使用條件下的工作狀態(tài),在銘牌上都有標(biāo)示。
    【提示】變壓器在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)效果好、壽命長(zhǎng);反之,經(jīng)濟(jì)效果差、壽命短,甚至?xí)鍪鹿省?BR>    四、變壓器的結(jié)構(gòu)
    鐵芯
     鐵芯是變壓器電磁感應(yīng)的通路,由硅鋼片疊裝而成。采用硅鋼片疊裝可以減少渦流。變壓器的一、二次繞組都繞在鐵芯上。
    繞組
     繞組是變壓器的電路部分,分高、低壓繞組。繞組由絕緣的銅線或鋁線繞成的多層線圈構(gòu)成,套裝在鐵芯上。
    油箱
     它是變壓器的外殼,內(nèi)裝鐵芯、繞組和變壓器油,起一定的散熱作用
    儲(chǔ)油柜
     儲(chǔ)油柜起著儲(chǔ)油和補(bǔ)油的作用,還能減少油與空氣的接觸面,防止油被過(guò)快氧化和受潮。容積一般為油箱的1/10。
    吸濕器
     吸收空氣中的水分和雜質(zhì),使油保持良好的電氣性能。(呼吸器)
    散熱器
     它用來(lái)降低變壓器的溫度。為提高變壓器油冷卻效果,可采用風(fēng)冷、強(qiáng)(迫)油(循環(huán))風(fēng)冷和強(qiáng)油水冷等措施
    安全氣道
     當(dāng)變壓器內(nèi)部有故障、油溫升高、油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體使油箱內(nèi)壓力劇增時(shí),會(huì)將安全氣道的玻璃沖碎,從而避免油箱爆炸或變形。目前,多采用壓力釋放閥(防爆管)代替安全氣道。
    高、低壓絕緣套管(瓷套管)
     它是將變壓器高、低壓引線引至油箱外部的絕緣裝置,也起固定引線的作用。
    分接開關(guān)
     雙繞組變壓器的一次繞組、三繞組變壓器的一、二次繞組一般都留有3~5個(gè)分接頭位置,通過(guò)分接開關(guān)調(diào)整電壓比。
    氣體繼電器
     裝在變壓器油箱和儲(chǔ)油柜的連接管上,是變壓器的主要保護(hù)裝置。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),能使斷路器掉閘并發(fā)出信號(hào)。
    附件
     包括溫度計(jì)、凈油器、油位計(jì)等。
    【注意】鐵芯和繞組是變壓器的最基本組成部分,此外還有一些輔助部件。
    【例題·單選題】下列中、小型變壓器的部件中,(?。儆诒Wo(hù)裝置。
    A.儲(chǔ)油柜
    B.有載分接開關(guān)
    C.冷卻裝置
    D.油箱
    『正確答案』A
    『答案解析』保護(hù)裝置包括儲(chǔ)油柜、壓力釋放器、吸濕器、氣體續(xù)電器、凈油器、油位計(jì)及測(cè)溫裝置。有載分節(jié)開關(guān)屬于調(diào)壓裝置。
    【例題·多選題】(2007年)中、小型電力變壓器的器身包括(?。?。
    A.繞組
    B.絕緣
    C.油箱
    D.引線
    E.儲(chǔ)油柜
    『正確答案』ABD
    『答案解析』變壓器的器身包括鐵芯、繞組、絕緣和引線。儲(chǔ)油柜屬于保護(hù)裝置。
    【例題·綜合題】(2009年)問(wèn)題:
    1.如何按容量對(duì)變壓器進(jìn)行分類?每一類變壓器規(guī)定的額定電壓是多少?
    2.一臺(tái)三相電力變壓器,額定電壓為220kV,容量為3150KVA,其額定電流應(yīng)為多少?
    3.解釋三相電力變壓器溫升的含義。變壓器安裝地點(diǎn)的海拔低于l000m時(shí),其溫升的限值是多少?
    『正確答案』
    1.
    按容量分類
     中小型
     中型
     電壓≤35(kV)
     容量:5~500(kVA)
    小型
     容量:630~6300(kVA)
    大型
     電壓≤110(kV);容量:8000~63000(kVA)
    特大型
     電壓≥220(kV);容量:≥3150(kVA)
    2.對(duì)于三相電力變壓器而言, ,(注意該公式中的電壓的單位是V)
    所以額定電流
    3.變壓器繞組或上層右面的溫度與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差稱為繞組或上層油面的溫升。按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)變壓器安裝地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000m時(shí),繞組溫升的限值為65攝氏度,上層油面溫升的限值為55攝氏度。
    五、變壓器的標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)狀
    我國(guó)中小型電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)分為初期標(biāo)準(zhǔn)、中期標(biāo)準(zhǔn)和近期標(biāo)準(zhǔn)。
    根據(jù)性能水平,初期標(biāo)準(zhǔn)為高損耗標(biāo)準(zhǔn),中期標(biāo)準(zhǔn)為較高損耗標(biāo)準(zhǔn),近期標(biāo)準(zhǔn)為低損耗標(biāo)準(zhǔn)。
    相應(yīng)的35kV級(jí)以下(包括35kV)中小型電力變壓器產(chǎn)品可以分為高損耗、較高損耗、較低損耗和低損耗4大類。
    分類
     標(biāo)準(zhǔn)
     系列
     國(guó)家規(guī)定
    高損耗
     64
     SJ
     全部更換
    較高損耗
     73
     S、S1、S2、S5、SL、SL1、SL3
    較低損耗
     86
     S7、SL7
      
    低損耗
      
     S8、SL8、新老S9
     今后必須采用新型節(jié)能變壓器。
    新S9系列的主要優(yōu)點(diǎn)是:消耗材料減少,成本降低,產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),是節(jié)能型配電變壓器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
    目前主要是采用S9型(包括新S9型)和少量非晶合金配電變壓器。