《电气工程基础培训》课件

电气工程基础培训课程介绍课程目标学习内容概述12帮助学员掌握电气工程的基本涵盖电气工程基础、电力系理论和实践知识统、电机与变压器、电力电子技术、电气控制系统、配电系统、电气设备、电气工程设计、电力系统自动化、新能源与电力系统、电气测量与仪表、电气工程施工与调试、电气设备运行与维护、电气工程项目管理、电气工程安全与环保等方面内容课程安排第一章电气工程概述电气工程的定义和范围电气工程的发展历史电气工程在现代社会中的重要性电气工程是指利用电能进行生产和生活从世纪初电磁感应现象的发现到现代电能已经成为现代社会不可或缺的一部19活动的工程技术学科，包括发电、输电力系统的构建，电气工程经历了漫长分，电气工程在各个领域都发挥着至关电、配电、用电、电气设备、电气控的发展历程，并不断推动着社会进步重要的作用，例如工业生产、交通运制、电力系统自动化等多个领域输、通信网络、医疗保健等等电力系统的组成发电1发电厂利用各种能源（例如煤炭、水力、核能等）发电，并将电力送入电网输电2输电线路将发电厂产生的电力传输到距离较远的负荷中心配电3配电网络将电力分配到用户，为各种用电设备提供电力用电4用户使用电能进行生产和生活活动电力系统的基本概念电压等级频率电力系统中使用的电压等级有多电力系统的频率一般为赫兹50种，常见的有低压、高压、超高或赫兹，决定着交流电的周60压等期性变化功率因数功率因数反映了电力系统中有效功率与视在功率的比值，是一个重要的电能质量指标电气安全基础电击危险安全电压接地和保护接地人体接触带电体时，电为了防止电击事故，规接地和保护接地是重要流会通过人体，造成电定了安全电压，一般为的安全措施，可以将电击伤害，甚至危及生伏或以下气设备的金属外壳与大36命地连接，防止漏电造成电击事故第二章电路基础电路的基本概念电路是指由电源、负载、导线等组成的一个闭合路径，电流可以通过该路径流动电路元件电路元件是构成电路的基本单元，例如电阻、电容、电感、二极管等等基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析的重要基础，包括电流定律和电压定律欧姆定律与功率计算欧姆定律的应用欧姆定律是电路分析中最常用的定律之一，用于计算电路中的电流、电压和电阻电功率和电能的计算电功率是衡量电能消耗快慢的物理量，电能是电功率在一段时间内的累积功率损耗电路中的功率损耗是指电流在流过电阻时产生的热量，是电路设计中需要考虑的重要因素电路分析方法回路电流法2选择独立回路，并假设回路电流，根据基尔霍夫定律建立方程组求解回路电流支路电流法直接求解电路中每个支路的电流，并根1据基尔霍夫定律进行方程联立求解节点电压法选择节点，并假设节点电压，根据基尔3霍夫定律建立方程组求解节点电压电路定理叠加定理在含有多个独立电源的线性电路中，任意支路上的电流或电压等于各电源单独作用时1该支路电流或电压的代数和戴维宁定理2任何一个线性双端口网络可以等效为一个理想电压源和一个电阻串联诺顿定理3任何一个线性双端口网络可以等效为一个理想电流源和一个电阻并联交流电路基础正弦交流电的基本概念1正弦交流电是指电流或电压随时间呈正弦变化的交流电，具有频率、幅值、相位等参数相量表示法2相量表示法是利用复数来表示正弦交流电的幅值和相位，方便进行计算和分析串联电路RLC3串联电路由电阻、电感和电容串联组成，具有阻抗、功率RLC因数等特性三相电路三相电源三相电源是由三个相位相同但相位差为度的正弦交流电组成120星形连接和三角形连接三相电路的连接方式有两种星形连接和三角形连接，不同的连接方式会影响电路的特性三相功率计算三相功率计算需要考虑三个相位的功率之和，并根据连接方式进行相应的计算第三章电机与变压器1电机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于工业生产、交通运输等领域2变压器是将交流电的电压或电流变换的装置，在电力系统中起着重要作用电机的工作原理直流电机交流电机直流电机的工作原理是利用电磁感应现象，将直流电能转换为机交流电机的工作原理是利用磁场旋转产生的电磁感应现象，将交械能流电能转换为机械能变压器原理变压器的结构1变压器主要由铁芯、绕组、绝缘材料等组成变压器的工作原理2变压器的工作原理是利用电磁感应现象，将交流电的电压或电流变换变压器的损耗和效率3变压器在工作过程中会产生损耗，例如铜损、铁损等，效率是指输出功率与输入功率的比值电机控制基础电机启动方法电机调速技术电机保护电机启动方法包括直接启动、降压启电机调速技术是指控制电机转速的技电机保护是指防止电机过载、过流、动、星三角启动等，不同的启动方法术，常用的调速方法有变频调速、直过热等故障的技术，包括过载继电适用于不同的电机类型和负载情况流调速等器、过流继电器、热继电器等等第四章电力电子技术基础半导体器件介绍半导体器件是电力电子技术的基础，常用的半导体器件包括二极管、三极管、晶闸管、等等IGBT整流电路整流电路是将交流电转换为直流电的电路，常用的整流电路类型包括单相整流、三相整流等逆变电路逆变电路是将直流电转换为交流电的电路，常用的逆变电路类型包括单相逆变、三相逆变等开关电源拓扑结构2常见的开关电源拓扑结构包括正激式、反激式、推挽式、桥式等等工作原理1开关电源是利用开关器件来控制能量转换的直流电源，具有效率高、体积小、重量轻等优点应用领域开关电源广泛应用于计算机、手机、电3视、照明等各个领域LED变频器技术变频器是利用电力电子技术来控制电机转速的装置，具有调速范围广、效率高、响应速度快等优点第五章电气控制系统继电器接触器控制系统控制系统控制系统-PLC DCS继电器接触器控制系统是利用继电器和控制系统是利用可编程逻辑控制器控制系统是利用分布式控制系统-PLC DCS接触器来实现电气控制的系统，结构简（）来实现电气控制的系统，具有可（）来实现电气控制的系统，适用于PLC DCS单，成本低廉编程性强、可靠性高、功能丰富等优点大型、复杂的工业过程控制电气控制系统设计基础控制系统的组成1电气控制系统通常由输入部分、控制部分、执行部分、反馈部分等组成控制逻辑设计2控制逻辑设计是指根据控制要求，设计控制系统的工作流程和控制逻辑电气原理图绘制3电气原理图是电气控制系统的图纸，用符号和线缆来表示系统结构和连接关系编程基础PLC硬件结构梯形图编程基本指令集PLC硬件结构主要包括中央处理器梯形图编程是编程的一种常用方编程需要使用一些基本指令，例如PLC PLCPLC（）、输入输出模块、电源模块、法，采用类似于继电器接触器控制系统逻辑运算指令、算术运算指令、定时器CPU-存储器等等的逻辑图形式指令、计数器指令等等第六章电力系统分析电力系统潮流计算用于分析电电力系统稳定性分析是指分析力系统中的电压、电流、功率电力系统在发生故障或扰动时等参数，为电力系统运行和规是否能够保持稳定的运行状划提供依据态电力系统故障分析是指分析电力系统发生故障的原因，并采取相应的措施来防止类似故障的发生电力系统保护继电保护原理继电保护是电力系统安全的重要保障措施，利用继电器等保护装置，在发生故障时迅速切除故障线路，防止故障扩散常见保护装置常见的保护装置包括过电流继电器、过电压继电器、距离继电器、差动继电器等等保护配置原则保护配置原则是指根据电力系统的特点和要求，选择合适的保护装置，并进行合理的配置电力系统调度负荷预测负荷预测是指预测未来电力系统的负荷2情况，为发电调度提供依据发电调度1发电调度是指根据负荷变化，合理安排发电机组的出力，保证电力系统的稳定经济运行运行经济运行是指在保证电力系统安全运行的前提下，尽可能降低运行成本，提高3经济效益第七章配电系统配电网络结构配电网络是指将电力从变电站分配到用户端的网络结构，常见的配电网络结构包括辐射式、环状式、混合式等等配电变压器配电变压器是配电系统中的重要设备，用于将高压电力变换为低压电力，供用户使用配电自动化配电自动化是指利用自动化技术，对配电系统进行远程控制、监测和管理，提高配电系统的可靠性和效率配电系统规划与设计负荷估算电压质量控制无功补偿负荷估算是指估计未来配电系统中用电压质量控制是指控制配电系统中电无功补偿是指在配电系统中安装无功户的用电量，为配电系统的规划和设压的波动范围，保证用电设备的正常补偿装置，改善功率因数，降低电力计提供依据运行损耗智能配电网技术配电自动化系统智能量测系统配电自动化系统是指利用自动化技术，对配电系统进行远程控制、监测和智能量测系统是指利用智能电表等设备，对配电系统进行实时监测，收集管理，提高配电系统的可靠性和效率用电数据，为配电管理提供依据123配电通信网络配电通信网络是配电自动化系统的重要组成部分，用于传输控制指令、监测数据等信息第八章电气设备及其选择12断路器隔离开关断路器是一种能够在电路发生故障时隔离开关是用于隔离电路的开关设自动切断电路的保护设备，用于保护备，主要用于检修和维护，不能用于线路和设备的安全正常运行时的通断电路3互感器互感器是将高电压或大电流变换为低电压或小电流的装置，用于测量和保护电气设备选择原则额定电压和电流短路电流承受能力环境因素考虑选择电气设备时，应根据实际使用情况选择电气设备时，应考虑设备的短路电选择电气设备时，应考虑设备的运行环选择合适的额定电压和电流，保证设备流承受能力，防止短路电流过大造成设境，例如温度、湿度、腐蚀性等，选择的正常运行备损坏合适的设备，保证设备的正常运行和使用寿命高压开关设备断路器SF6断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器，具有灭弧性能好、绝缘性能SF61优越、体积小、重量轻等优点真空断路器2真空断路器是利用真空作为灭弧介质的断路器，具有灭弧性能好、绝缘性能优越、体积小、重量轻等优点设备GIS3设备是利用气体绝缘金属封闭开关设备，具有安全性高、GIS可靠性高、体积小、重量轻等优点，适用于高压电力系统第九章电气工程设计基础电气工程设计流程1电气工程设计流程一般包括可行性研究、初步设计、详细设计、施工图设计等阶段设计规范和标准2电气工程设计必须遵循国家相关的规范和标准，保证设计的安全性和可靠性软件应用CAD3电气工程设计中广泛应用软件进行图纸绘制和设计，提高CAD设计效率和精度电气系统图绘制系统图符号1电气系统图中采用标准符号来表示各种电气设备和元件，方便理解和识别单线图2单线图是电气系统图的一种简化形式，只用一条线表示相线，省略了中性线和保护线，方便查看系统结构和连接关系二次回路图3二次回路图是电气系统图中专门用于表示控制回路的图纸，详细描述了控制逻辑和控制元件的连接关系电气设备布置变电站布置配电室布置变电站布置是指对变电站内的各配电室布置是指对配电室内的各种设备进行合理布局，保证设备种设备进行合理布局，保证设备的安全运行和维护方便的安全运行和维护方便电缆敷设电缆敷设是指将电缆敷设到指定位置，并进行连接，保证电缆的安全运行和使用寿命第十章电力系统自动化系统电力通信系统智能电网技术SCADA系统是指监控电力通信系统是电力系智能电网技术是指利用SCADA和数据采集系统，利用统自动化系统的重要组信息技术、自动化技计算机技术对电力系统成部分，用于传输控制术、通信技术等，对电进行远程监控和管理，指令、监测数据等信力系统进行智能化改提高电力系统的安全息，保证电力系统自动造，提高电力系统的安性、可靠性和效率化系统的正常运行全、可靠、经济和环保水平变电站自动化变电站自动化系统结构主要功能模块通信协议变电站自动化系统结构一般由监控系变电站自动化系统的主要功能模块包括变电站自动化系统采用各种通信协议，统、通信系统、保护系统、测控系统等数据采集、过程控制、安全保护、故障用于不同设备之间的数据交换和通信组成诊断、人机界面等等配网自动化馈线自动化2馈线自动化是指对配电线路进行远程控制、监测和管理，提高配电线路的可靠性和安全配网自动化系统架构性配网自动化系统架构一般包括监控中心、数1故障定位与隔离据采集层、控制层、执行层等故障定位与隔离是指在配电系统发生故障时，利用自动化技术快速定位故障点，并切3除故障线路，防止故障扩散第十一章新能源与电力系统新能源发电是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源进行发电，是未来电力系统发展的重要方向分布式发电12分布式发电的类型并网技术分布式发电是指将发电设备分散布置在分布式发电需要与电网并网，才能将发用户附近或用户内部的发电方式，常见电的电力送入电网的分布式发电类型包括光伏发电、风力发电、生物质发电等等3控制策略分布式发电的控制策略需要考虑电网安全、稳定、经济等因素，确保分布式发电的顺利运行储能技术电化学储能机械储能电化学储能是指利用化学反应进机械储能是指利用机械运动进行行能量存储和释放的技术，常见能量存储和释放的技术，常见的的电化学储能技术包括锂离子电机械储能技术包括抽水蓄能、压池、铅酸电池、超级电容等等缩空气储能等等储能系统应用储能系统可以应用于电力系统、交通运输、通信网络、家用电器等各个领域，为提高能源利用效率、改善电网稳定性、降低碳排放等方面发挥重要作用第十二章电气测量与仪表电压测量电压测量是指测量电路中的电压，常见的电压测量仪表包括万用表、电压表等等电流测量电流测量是指测量电路中的电流，常见的电流测量仪表包括钳形表、电流表等等功率测量功率测量是指测量电路中的功率，常见的功率测量仪表包括功率表等等智能电表智能电表的结构智能电表一般由计量模块、通信模块、控制模块等组成计量原理智能电表利用电磁感应原理或电子计数原理进行电能计量通信功能智能电表具有通信功能，可以将用电数据传输到电力公司，方便进行远程抄表、电能管理等电能质量监测电能质量参数1电能质量参数是指衡量电能质量的指标，常见的电能质量参数包括电压偏差、电压波动、谐波等等监测设备2电能质量监测设备可以监测各种电能质量参数，并进行数据记录和分析数据分析方法3电能质量监测的数据分析方法可以帮助找出电能质量问题的原因，并采取相应的措施进行改善第十三章电气工程施工与调试电气工程施工是指按照设计图纸，将各种电气设备和元件安装并调试，使其正常运行电气安装工艺电缆敷设设备接地开关柜安装电缆敷设是指将电缆敷设到指定位置，设备接地是指将电气设备的金属外壳与开关柜安装是指将开关柜安装到指定位并进行连接，保证电缆的安全运行和使大地连接，防止漏电造成电击事故置，并进行连接，保证开关柜的安全运用寿命行和操作方便电气系统调试功能测试2功能测试是指检测电气设备的功能是否正常，保证设备的可靠性绝缘测试1绝缘测试是指检测电气设备的绝缘性能，保证设备的安全性系统联调系统联调是指将各个子系统连接起来进3行调试，保证整个系统的正常运行第十四章电气设备运行与维护运行管理制度设备巡检预防性维护电气设备的运行管理制度是指对电气设备巡检是指定期对电气设备进行检预防性维护是指根据设备的运行情设备的运行、维护、检修等进行规范查，发现问题及时处理，防止故障发况，进行定期维护和检修，预防故障管理的制度，保证设备的安全运行和生发生，延长设备的使用寿命使用寿命故障诊断与处理常见故障类型电气设备的常见故障类型包括过载、过流、短路、断路、绝缘损坏等等故障定位方法故障定位方法是指根据故障现象，利用仪器仪表或其他方法，找出故障点，进行维修应急处理措施应急处理措施是指在电气设备发生故障时，采取的紧急处理措施，防止事故扩大，确保安全预测性维护技术状态监测1状态监测是指利用传感器等设备，对电气设备进行实时监测，收集设备运行状态数据数据分析2数据分析是指对设备运行状态数据进行分析，找出设备潜在的故障趋势维护决策支持3维护决策支持是指根据数据分析结果，提供合理的维护决策，优化维护策略，提高设备的可靠性和使用寿命第十五章电气工程项目管理12项目生命周期项目planning电气工程项目管理需要遵循项目的生命项目是指对项目进行计划，确planning周期，包括项目启动、项目规划、项目定项目的目标、范围、进度、成本、资执行、项目监控、项目收尾等阶段源等等3风险管理风险管理是指识别、分析、评估、应对项目中的各种风险，降低风险发生的概率和影响电气工程造价预算编制成本控制结算管理预算编制是指根据项目设计和施工要成本控制是指在项目实施过程中，对项结算管理是指在项目完工后，对项目成求，编制项目的预算，控制项目成本目成本进行有效控制，保证项目成本在本进行结算，核算项目实际成本，进行预算范围内成本分析和管理电气工程质量管理质量标准电气工程质量标准是指对电气工程项目的质量要求，保证项目质量达到国家或行业规定的标准质量控制措施质量控制措施是指在项目实施过程中，采取的各种措施，保证项目质量符合质量标准质量评估与改进质量评估与改进是指对项目质量进行评估，发现问题并进行改进，不断提高项目质量第十六章电气工程安全与环保安全生产管理安全生产管理是指对电气工程项目的生产过程进行安全管理，防止事故发生，保证安全生产电气火灾防护电气火灾防护是指采取各种措施，防止电气设备发生火灾，保证安全用电环境保护措施环境保护措施是指在电气工程项目实施过程中，采取的措施，保护环境，减少污染，实现可持续发展电气安全操作规程电气安全操作规程是指对电气设备操作人员进行安全操作的规范要求，保证安全操作，防止事故发生。