一建機(jī)電教材解讀：1H411024 電氣設(shè)備的分類和性能

　　【摘要】環(huán)球網(wǎng)校一級(jí)建造師頻道為您提供一級(jí)建造師考試必備的復(fù)習(xí)資料和試題，供考生復(fù)習(xí)備考之用，本文為一建機(jī)電教材解讀：1H411024  電氣設(shè)備的分類和性能，是考生必須要熟記和掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。2015年的一級(jí)建造師考試將于9月19日至20日舉行，環(huán)球網(wǎng)校在此提醒廣大考生做好復(fù)習(xí)備考。祝廣大考生順利通過(guò)一級(jí)建造師考試！

　　1H411024 電氣設(shè)備的分類和性能

　　機(jī)電工程常用的電氣設(shè)備有電動(dòng)機(jī)、變壓器、高壓電器及成套裝置、低壓電器及成套裝置、電工測(cè)量?jī)x器儀表等，是從電網(wǎng)受電，變壓，向負(fù)載供電，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。本條主要知識(shí)點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)、變壓器、高壓電器及成套裝置、低壓電器及成套裝置、電工測(cè)量?jī)x器儀表的分類和性能。

　　一、電動(dòng)機(jī)的分類和性能

　　1.電動(dòng)機(jī)的分類

　　(1)按電動(dòng)機(jī)工作電源不同分類，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。

　　交流電動(dòng)機(jī)分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。單相電機(jī)供電電源為單相電源，例如，手持電動(dòng)工具用電動(dòng)機(jī)等。三相電機(jī)供電電源為三相電源，例如，切割機(jī)、套絲機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)的電動(dòng)機(jī)等。

　　(2)按結(jié)構(gòu)及工作原理分類，可分為直流電動(dòng)機(jī)、交流異步電動(dòng)機(jī)和交流同步電動(dòng)機(jī)。

　　1)交流同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。

　　2)交流異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又可分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)又可分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。

　　3)直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。

　　(3)按電機(jī)功能分類，可以分為勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)、具有制動(dòng)功能的電機(jī)和可調(diào)整速度的電機(jī)(調(diào)速電機(jī))。

　　1)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)。有感應(yīng)電機(jī)，包括單項(xiàng)型感應(yīng)電機(jī)和三相用感應(yīng)電機(jī)等兩種。

　　可逆式(換向)電機(jī)，為單相用電容啟動(dòng)感應(yīng)電機(jī)，在電機(jī)內(nèi)部增加了簡(jiǎn)單剎車，適于頻繁的正逆運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。

　　2)具有制動(dòng)功能的電機(jī)。有附電磁制動(dòng)的電機(jī)，無(wú)激磁動(dòng)作型內(nèi)藏電磁制動(dòng)的電機(jī)。具有接點(diǎn)制動(dòng)器和無(wú)接點(diǎn)制動(dòng)器等兩種。

　　3)可調(diào)整速度的電機(jī)(調(diào)速電機(jī))，包括一體式和分體式。

　　(4)按用途分類

　　電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。

　　驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具(例如鉆孔、拋光、磨光、開(kāi)槽、切割、擴(kuò)孔等工具)用電動(dòng)機(jī)、家電(例如洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、吸塵器、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等)用電動(dòng)機(jī)及其他通用小型機(jī)械設(shè)備(例如小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等)用電動(dòng)機(jī)。

　　2.電動(dòng)機(jī)的性能

　　(1)直流電動(dòng)機(jī)常用于拖動(dòng)對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械。它具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和良好的啟、制動(dòng)性能以及易于在較寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高。

　　(2)同步電動(dòng)機(jī)常用于拖動(dòng)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的大、中型低速機(jī)械。它具有轉(zhuǎn)速恒定及功率因數(shù)可調(diào)的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、價(jià)格較貴、啟動(dòng)麻煩。

　　(3)異步電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中使用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：與直流電動(dòng)機(jī)相比，其啟動(dòng)性能和調(diào)速性能較差;與同步電動(dòng)機(jī)相比，其功率因數(shù)不高，在運(yùn)行時(shí)必須向電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行不利。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展較快，在電網(wǎng)功率因數(shù)方面，也可以采用其他辦法進(jìn)行補(bǔ)償。

　　二、變壓器的分類和性能

　　1.變壓器的分類

　　變壓器是輸送交流電時(shí)所使用的一種變換電壓和變換電流的設(shè)備。

　　(1)按用途分類，可分為：電力變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、工頻試驗(yàn)變壓器、礦用變壓器、電抗器、調(diào)壓變壓器、互感器、其他特種變壓器。

　　(2)按相數(shù)分類，可分為：?jiǎn)蜗嘧儔浩骱腿嘧儔浩?按繞組數(shù)量可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦電力變壓器。

　　(3)按變壓器的冷卻介質(zhì)分類，可分為：油浸式變壓器、干式變壓器、充氣式變壓器等。

　　(4)按冷卻方式分類，可分為：自冷(含干式、油浸式)變壓器、蒸發(fā)冷卻(氟化物)變壓器。

　　(5)按防潮方式分類，可分為：開(kāi)放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

　　(6)按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類，可分為：芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵

　　芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環(huán)形變壓器、金屬箔變壓器。

　　(7)按電源相數(shù)分類，可分為：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?/p>

　　(8)按容量分類，可分為：中小型變壓器(電壓在35kV以下，容量在10～6300kVA)、大型變壓器(電壓在63～ll。0kV，容量在6300～63000kVA)、特大型變壓器(電壓在220kV以上，容量在31500～360000kVA)。

　　2.變壓器的性能

　　變壓器的性能由多種參數(shù)決定，主要由變壓器線圈的繞組匝數(shù)、連接組別方式、外部接線方式及外接元器件來(lái)決定。

　　變壓器的主要參數(shù)：

　　(1)工作頻率，變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。

　　(2)額定功率，在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而且不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。

　　(3)額定電壓，在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。

　　(4)電壓比，指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。

　　(5)空載電流，變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流(產(chǎn)生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

　　(6)空載損耗，指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。

　　(7)效率，次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

　　(8)絕緣電阻，表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。

　　三、高壓電器及成套裝置的分類和性能

　　1.高壓電器及成套裝置的分類

　　(1)高壓電器是指交流電壓1200V、直流電壓1500V及其以上的電器。高壓成套裝置是指由一個(gè)或多個(gè)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和相關(guān)的控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)等設(shè)備，以及所有內(nèi)部的電氣、機(jī)械的相互連接的一種組合體。

　　(2)常用高壓電器設(shè)備包括：高壓斷路器、高壓接觸器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器、高壓互感器、高壓電容器、高壓絕緣子及套管、高壓成套設(shè)備等。

　　(3)高壓電器的種類。種類很多，按照它在電力系統(tǒng)中的作用可以分為：

　　1)開(kāi)關(guān)電器，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)等。

　　2)保護(hù)電器，如熔斷器、避雷器。

　　3)測(cè)量電器，如電壓、電流互感器。

　　4)限流電器，如電抗器、電阻器。

　　5)成套電器與阻合電器。

　　6)其他，如電力電容器等。

　　例如，國(guó)內(nèi)高壓電器產(chǎn)品型號(hào)：126kV戶外六氟化硫斷路器LW29-126/T3150-40,252kV戶外六氟化硫斷路器LW25--252/T3150-40,550kV六氟化硫封閉組合電器ZF8--550/3150- 50,126kV戶外敞開(kāi)式組合電器ZCW8- 126(L)/T2000- 31.5，252kV戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)GW16/17- 252/2500- 50,550kV戶外高壓接地開(kāi)關(guān)JW8―550(W)/J63,12kV鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜KYN33-12，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)CT24。

　　2.高壓電器及成套裝置的性能

　　高壓電器及成套裝置的性能由其在電路中所起的作用來(lái)決定，主要有：通斷、保護(hù)、控制和調(diào)節(jié)四大性能。

　　(1)高壓斷路器(或稱高壓開(kāi)關(guān))是變電所主要的電力控制設(shè)備，具有滅弧特性，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，它能切斷和接通線路及各種電氣設(shè)備的空載和負(fù)載電流;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它和繼電保護(hù)配合，能迅速切斷故障電流，以防止擴(kuò)大事故范圍。用途有：控制作用;保護(hù)作用;安全隔離作用。

　　(2)真空斷路器利用真空度約為10～4Pa(運(yùn)行中不低于10～2Pa)的高真空作為內(nèi)絕緣和滅弧介質(zhì)，當(dāng)滅弧室內(nèi)被抽成l0～4Pa的高真空時(shí)，其絕緣強(qiáng)度要比絕緣油、一個(gè)大氣壓力下的SF6和空氣的絕緣強(qiáng)度高很多。

　　(3)六氟化硫斷路器，利用六氟化硫(SF6)氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷，路器，簡(jiǎn)稱SF6斷路器。由于這種氣體的優(yōu)異特性，使這種斷路器單斷口在電壓和電流參數(shù)方面大大高于壓縮空氣斷路器和少油斷路器，并且不需要高的氣壓和相當(dāng)多的串聯(lián)斷口數(shù)。

　　四、低壓電器及成套裝置的分類和性能

　　1.低壓電器及成套裝置的分類

　　我國(guó)規(guī)定低壓電器是指交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。低壓成套裝置是指由一個(gè)或多個(gè)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和相關(guān)的控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)等設(shè)備，以及所有內(nèi)部的電氣、機(jī)械的相互連接與結(jié)構(gòu)部件完全組合好的一種組合體。

　　常用低壓電器設(shè)備包括：刀開(kāi)關(guān)及熔斷器、低壓斷路器、交流接觸器、控制器與主令電器、電阻器與變阻器、低壓互感器、防爆電器、低壓成套設(shè)備等。

　　2.低壓電器及成套裝置的性能

　　低壓電器及成套裝置的性能由其在電路中所起的作用來(lái)決定，主要有：通斷、保護(hù)、控制和調(diào)節(jié)四大性能。

　　五、電工測(cè)量?jī)x器儀表的分類和性能

　　1.電工測(cè)量?jī)x器儀表的分類

　　電工儀器儀表分為電工測(cè)量指示儀表和較量?jī)x表兩大類。在電工測(cè)量過(guò)程中，不需要度量器直接參與工作，而能夠隨時(shí)指示出被測(cè)量的數(shù)值的儀表稱為指示儀表，又稱為直讀儀表。如電壓表、電流表、矩形表、電能(度)表、萬(wàn)用表、兆歐表等都是指示儀表。若在電工測(cè)量過(guò)程中，需要度量器直接參與工作才能確定被測(cè)量數(shù)值的儀表稱為較量?jī)x表，如電橋、電位差計(jì)等。

　　除了這兩大類之外，電工儀表還包括數(shù)字儀表、記錄式儀表、機(jī)械示波器等。機(jī)械示波器和記錄式儀表的原理和一般電工測(cè)量指示儀表相似，只是讀數(shù)方法不同或附加有記錄部分，所以可以看成是電工測(cè)量指示儀表的特殊形式。至于擴(kuò)大量程裝置，如分流器、互感器也可以看成是儀表的附件不單獨(dú)列成一類。

　　電工測(cè)量指示儀表的種類繁多，常用的分類方法有如下幾種。

　　(1)按儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理分類，可分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系和整流系等。

　　(2)按使用方式分類，可分為安裝式和可攜帶式等。

　　(3)按儀表的測(cè)量對(duì)象分類，可分為電流表、電壓表、功率表、相位表、電度表、歐姆表、兆歐表、萬(wàn)用電表等。

　　(4)按儀表所測(cè)的電種類分類，可分為直流、交流、交直流兩用儀表。

　　(5)按儀表外殼的防護(hù)性能，可分普通式、防塵式、氣密式、防濺式、防水式、水密式和隔爆式等。

　　(6)按儀表防御外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)的性能分類，可分為I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)等級(jí)。

　　各級(jí)儀表在外磁場(chǎng)或外電場(chǎng)的影響下，允許其指示值改變量應(yīng)符合規(guī)定。

　　(7)按儀表準(zhǔn)確等級(jí)分類，可分為七級(jí)。

　　儀表的準(zhǔn)確度反映儀表的基本誤差范圍。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)分類如表1H411024所示。

　　2.電工測(cè)量?jī)x器儀表的性能

　　電工測(cè)量?jī)x器儀表的性能由被測(cè)量對(duì)象來(lái)決定，其測(cè)量的對(duì)象不同，性能有所區(qū)別。測(cè)量對(duì)象包括電流、電壓、功率、頻率、相位、電能、電阻、電容、電感等電參數(shù)，以及磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁滯、渦流損耗、磁導(dǎo)率等參數(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以集成電路為核心的數(shù)字式儀表、以微處理器為核心的智能測(cè)量?jī)x表已經(jīng)獲得了高速的發(fā)展和應(yīng)用。這些儀表不僅具有常規(guī)儀表的測(cè)量和顯示功能，而且通常都帶有參數(shù)設(shè)置、界面切換、數(shù)據(jù)通信等性能。