电气学培训课件

电气学培训课件什么是电气学？电气学是研究电能产生、传输、分配与应用的综合性学科它是现代工程、制造业和自动化领域的重要基础，涉及从微电子到大型电力系统的广泛应用电气学融合了物理学、数学、材料科学等多学科知识，通过对电磁现象的深入研究，为现代科技和工业提供了理论支撑和技术指导电气学发展简史年11800意大利物理学家亚历山德罗伏打发明第一个实用电池（伏打电·堆），标志着可控电能时代的开始2年1831英国科学家迈克尔法拉第发现电磁感应现象，为发电机和电动·机的发明奠定理论基础年31879托马斯爱迪生发明实用白炽灯，开启电气照明时代·4年代1950-1980半导体技术兴起，微电子技术推动电气控制系统小型化、智能化年代52020基础电路原理核心概念欧姆定律电压单位伏特，表示电荷在电场中移动的势能差•U V电流单位安培，表示单位时间内通过导体横截面的电荷量•I A电阻单位欧姆，表示导体阻碍电流流动的程度•RΩ其中为电流，为电压，为电阻I UR电能的传输总是从高电位流向低电位，类似于水从高处流向低处的自然现象电路结构与分析串联电路并联电路节点分析法基于基尔霍夫电流定律流入节点的电流等于流出节点的电流电流相同，总电阻为各电阻之和总电压相同，总电阻倒数为各电阻倒数之和R=₁₂总₁₂R+R+...+R1/R=1/R+1/R+...+1/Rₙₙ电压分配按电阻比例₁₂电流分配按电阻反比例₁₂U:U:...:I:I:...:Iₙ₁₂₁₂U=R:R:...:R=1/R:1/R:...:1/Rₙₙₙ电气单位与国际标准基本单位符号定义关系式伏特电势差电压单位V U/1V=1J/1C安培电流强度单位A I1A=1C/1s欧姆电阻单位ΩR1Ω=1V/1A瓦特功率单位W P1W=1V·1A常见电气元件分类基本无源元件开关与继电器电阻限制电流，单极开关控制一条线路•R=U/I•电容储存电荷，双极开关同时控制两条线路•C=Q/U•电感储存磁能，继电器电控开关•L=Φ/I•无源元件不需要外部能源即可工作，是构成开关类元件控制电流通断，是电路控制的基电路的基础元件础电源与负载电源提供电能（电池、变压器）•阻性负载电热元件•感性负载电机、线圈•容性负载电容器、某些电子设备•低压电气元件入门断路器交流接触器功能过载、短路保护，可手动分合•功能远程控制电路通断•分类微型断路器、塑壳断路器、空气断路器•MCB MCCBACB原理电磁吸引使触点闭合•电气元件识别与选型12选型基本原则断路器选型案例额定参数必须大于或等于实际工作需求假设电动机功率，额定电流，启动电流为额定的倍•15kW30A6考虑工作环境（温度、湿度、腐蚀性）•选择额定电流的断路器（考虑倍裕量）

1.≥38A

1.25兼顾性能与经济性•短路保护整定电流（启动电流）

2.≥180A优先选择知名品牌产品保证质量•电气设备安装基础配电柜结构组成导线规格与敷设导线选择依据电流建议截面A mm²0-

101.510-

162.516-25425-326敷设原则强弱电分离，最小间距•15cm相同线路成束敷设，便于识别•柜体钢板制作，防护等级•IP40-IP65电气图纸识别基础电气原理图表示电气系统中各元件之间的电气连接关系，使用标准图形符号重点表达功能逻辑而非实际位置特点不按比例绘制，元件按功能分散排布，强调逻辑关系电气接线图表示电气设备中各元件的实际连接关系，重点表达物理连接特点反映实际位置关系，包含接线端子编号，便于施工安装一体化工程图综合性图纸，包含平面布置、系统架构、设备连接等多层信息特点通常采用系统绘制，包含多个图层，可按需显示不同信息CAD电气图纸案例解析生产线控制图解析电源分配区三相电源输入，主开关，分支保护装置

1.QF电机控制区变频器、启动器、热继电器配置

2.控制区输入模块连接传感器，输出模块控制执行器

3.PLC通信接口区工业总线连接，远程监控配置

4.步进电机控制回路步进电机驱动需要特定的脉冲信号控制，回路主要包括电源部分稳压直流电源•控制部分脉冲发生器或专用控制器•驱动部分步进电机驱动器•保护部分过流、过压保护装置•电气图纸识图技巧识图基本流程识图口诀先看图纸总标题，再看标记和图例；01确认图纸类型（原理图、接线图、布置图）主回路先分析，控制回路后研究；输入输出要分清，信号流向须牢记；02元件功能要明确，系统逻辑要理解识别电源和接地系统查找器件与连线关系03利用元件代号交叉索引（如在多处出现）•KM1分析主回路元件及连接按照电气信号流向逐步跟踪•使用不同颜色标记不同功能线路•04研究控制回路逻辑05检查保护装置配置06理解系统整体功能电气控制系统基本原理有线控制模式无线控制模式通过物理导线连接控制器与被控设备，信号直接传输利用无线通信技术（、蓝牙、等）实现控制信号传输WiFi ZigBee特点可靠性高，抗干扰强特点布线简单，灵活性高••局限布线复杂，扩展性差局限受干扰风险大，功耗较高••应用关键设备、安全系统应用远程监控、智能家居••（可编程控制器）构成模块、输入输出模块、电源模块、通信模块、特殊功能模块PLC CPU/信号类型数字信号开关、状态，如限位开关、按钮•/0/1典型电气控制回路电动机启停回路继电器自锁控制原理按下启动按钮，接触器线圈得电

1.SB2KM主触点闭合，电机启动

2.M辅助触点闭合，形成自锁回路

3.KM按下停止按钮，断开控制回路

4.SB1接触器失电，主触点断开，电机停止

5.自锁控制是电气控制中常用的基本逻辑，通过继电器或接触器的辅助触点维持控制回路导通状态自动化中的电气应用1工业自动化生产线现代制造业广泛应用自动化生产线提高效率和质量电气系统是其核心，负责驱动、控制和协调各设备变频器控制传送带速度，实现精确物料输送•伺服系统保证定位精度达±•

0.01mm实现多达点信号的实时控制•PLC1000I/O2智能制造电气系统工业背景下，电气系统向数字化、网络化、智能化方向发展

4.0传感器网络实时采集温度、压力、位置等参数•执行机构（电动阀门、电动缸等）实现精确控制•边缘计算设备进行本地数据处理和决策•3机器人电气方案工业机器人依靠复杂的电气系统实现精确运动和智能控制多轴伺服控制系统实现协调运动•视觉系统与主控制器的电气接口设计•电气安全标准与规定关键安全标准主要检验方法《低压电气装置》规定了建筑物内低压电气装置的•GB/T16895检验项目标准要求设计、安装和验收要求《用电安全通则》规定了电气作业安全操作规程绝缘电阻•GB13869≥

0.5MΩ500V《电工术语》统一了电气领域专业术语•GB/T2900介电强度耐压，无击穿2000V1min《低压成套开关设备和控制设备》规定了配电柜的安全•GB7251要求接地电阻≤4Ω漏电保护动作30mA/

0.1s电气设备维护与检修12日常检查（每周）定期检查（每季）外观检查设备外观无变形、开裂接线紧固检查并紧固所有端子螺丝••温度检测接线端子、触点无异常发热接触面清洁触点表面无氧化、烧蚀••噪声监听无异常振动和声响绝缘检测测量各部位绝缘电阻••指示灯检查运行指示正常保护装置测试验证保护功能有效性••3专项检修（年度）分解清洁拆卸清洁关键部件•电气参数测试电阻、电感、电容值测量•性能试验全面功能测试•老化部件更换主动更换磨损件•常见电气故障类型故障波形与测试工具短路故障不同电位的导体直接接触，电流急剧增大特征电流波形呈尖峰状，保护装置快速动作，常伴随闪光、烟雾常见原因绝缘老化、机械损伤、潮湿导致绝缘击穿过载故障电流超过设备额定值但低于短路电流特征电流缓慢上升，设备温度升高，延时跳闸常见原因负载过大、散热不良、相间不平衡接触故障接触点接触不良导致电阻增大特征接点发热、电压波动、间歇性断开常见原因氧化、松动、弹力减弱、异物示波器可显示电气故障特征波形短路尖峰电流波形，幅值极高•过载正弦波幅值逐渐增大•接触不良波形出现不规则抖动•常用测试工具万用表测量电压、电流、电阻等基本参数•故障诊断流程故障现象收集详细记录故障表现、发生时间、环境条件与操作人员交流，了解故障前的操作过程检查是否有警报信息或指示灯异常初步分析判断根据故障现象推测可能的故障类型查阅设备图纸和历史故障记录确定可能的故障点范围系统测试检查选择合适的测试工具和方法按照由表及里、由简到繁的原则检测记录所有测试数据，对比正常值故障点确认根据测试结果确定具体故障部位分析故障产生的根本原因评估故障影响范围和严重程度修复与验证制定修复方案并实施更换故障部件或调整参数全面测试验证修复效果记录维修过程，更新设备档案故障诊断常见误区•仅凭经验判断，不进行系统测试•只关注表面现象，忽视根本原因•修复后不进行全面验证电气节能与高效运行变频节能技术绿色照明与智能控制•LED照明比传统照明节电50-80%•智能照明系统通过感应控制自动调节亮度•照明系统分区控制可减少30%能耗智能电动执行元件•高效电动阀门减少流体系统能耗•智能电动执行器精确控制运动参数•电-气-液一体化系统优化能源利用国家能效标准分为1-5级，1级能效最高符合1级能效标准的电机比3级能效电机平均节电5-8%，但初始投资成本高15-20%变频调速是当前最有效的电机节能技术，通过调整电机运行频率和电压，使电机以最合适的速度运行20%风机水泵类负载平均节电率15%输送设备平均节电率新能源电气系统简介太阳能发电电气系统风力发电电气系统太阳能发电系统主要由光伏组件、控制器、逆变器和储能装置组成光伏组件将太阳能转换为直流电能•智能配电与电气技术IoT无线遥测及远程维护现代电气系统采用物联网技术实现设备互联互通等低功耗广域网络技术•NB-IoT/LoRa边缘计算设备进行本地数据处理•云平台汇总分析海量设备数据•远程诊断与维护降低运维成本•42%年中国城市智能配电渗透率2024智慧配电箱功能65%实时监测电流、电压、功率因数等参数•年预计智能配电渗透率2025故障预警通过大数据分析预测设备故障•远程控制通过手机操作开关设备•APP70%能耗分析分时段、分回路能耗统计•安全保护漏电、过载、短路多重保护物联网技术应用可降低的设备故障率•电气行业未来趋势1工业互联网融合发展电气系统正与工业互联网深度融合，实现全面数字化和智能化转型设备全生命周期数字孪生技术应用•基于的工业现场无线控制系统•5G跨系统、跨厂区的设备协同优化•预计年中国工业互联网市场规模突破万亿元•202622人工智能辅助故障诊断技术在电气系统故障诊断和预测性维护中发挥越来越重要的作用AI机器学习算法识别异常电气波形•深度学习分析历史故障数据预测故障•专家系统辅助复杂故障诊断•故障预测准确率提升至以上•90%3市场规模持续扩大电气工程市场规模持续增长，预计年中国市场规模将达到万亿人民币

20254.5新基建带动智能电网投资增长•新能源汽车充电设施建设带动电气市场扩张•传统制造业电气系统升级改造需求旺盛•大型数据中心电气设施投资持续增加•常用电气工程软件工具设计与仿真软件编程软件PLC品牌软件名称特点西门子集成度高，支持多种编AutoCAD ElectricalTIA Portal程语言专业电气设计软件，提供丰富的电气元件库和自动化设计工具，支持原理图与接线CAD图一体化设计三菱操作简便，适合初学者GX Works3罗克韦尔功能强大，适合复杂控Studio5000制系统施耐德跨平台兼容性好，云集Multisim EcoStruxure成电路仿真软件，可模拟各类电气元件和电路行为，支持虚拟测量仪器，是电气系统验证的有力工具电气设计是未来趋势，通过三维可视化和信息模型整合，实现电气系统与建筑、结BIM构等多专业协同设计，提高设计效率和准确性EPLAN ElectricP8全面的电气工程设计平台，支持设计、文档和数据管理，广泛应用于大型工程项目专业技能应试与认证指南注册电气工程师考试特种作业操作证行业认证标准考试科目电工作业证分类国际电气工程师认证

1.

1.•IEEE基础考试电气工程基础、法律法规低压电工作业（）工程师认证（各大厂商）••≤1000V•PLC专业考试发输变电、供配电、建筑高压电工作业（）电气安全评估师认证••1000V•电气特种电工作业（电气试验等）能源管理师认证••报考条件本科及以上学历，相关专业

2.获取流程培训理论考试实操考核

2.→→这些认证对于职业发展和加薪晋升具有积极背景发证→作用，认证工程师平均薪资高出非认证人员考试时间每年月和月

3.511有效期年，需定期复审

3.615-25%通过率基础约，专业约

4.35%25%经典工程案例分享智能楼宇电气设计实践汽车制造电气自动化国家级重点工程配电系统案例某卫星发射中心配电系统双重化配电网络设计•毫秒级自动切换系统•案例某汽车制造企业焊装车间案例上海某甲级办公楼抗电磁干扰特殊措施•多台焊接机器人协同控制楼宇自动化系统集成•120•BAS电能质量监测与治理•工业以太网集成智能照明控制节能•PROFINET•30%关键技术高可靠性配电架构，实时监控系统，多级安全互锁保护系统安防与消防电气系统联动••强弱电隔离与屏蔽能源监控与优化系统变配电系统智能监控••关键技术实时控制网络，分布式系统，安关键技术基于总线的分布式控制系统，智能网I/O全关技术，云平台远程管理PLC学习与发展资源推荐高校与行业培训课程实用技术读物推荐•清华大学电气工程继续教育课程•西门子中国自动化培训中心•中国电力科学研究院专业培训•华为数字电力学院认证课程•在线平台中国大学MOOC电气工程系列课程年主流电气期刊与网站2025•《电工技术学报》学术前沿研究•《电气应用》实用技术与案例•《自动化与仪表》工业应用导向•中国电工技术网行业动态与资源•电气工程师之家从业者交流平台结业考核与实际操作建议结业测试题型说明实训项目选题建议01题型比例考点简易电动机控制电路设计与安装选择题基础概念、标准规范40%02判断题安全规程、工作原理10%小型控制系统编程与调试PLC计算题电路分析、参数计算20%03识图题图纸识读、故障分析15%配电箱安装与接线实训综合题设计、故障排查等15%04考试通过标准理论分，实操合格≥70电气故障检测与排除实训05变频器参数设置与应用技能持续提升途径参与实际工程项目，积累现场经验•参加厂商技术研讨会与新品发布会•组建学习小组，定期交流研讨•订阅技术期刊，跟踪行业动态•考取专业资格认证，提升职业竞争力•总结与答疑环节理论基础元件知识电气学基本原理与国际标准电气元件选型与应用电路基础与分析方法低压电气设备特性••标准规范与安全要求常用元件选型方法••未来发展图纸识读技术趋势与职业规划电气图纸理解与应用新能源与智能电网原理图与接线图识读••持续学习与认证系统功能分析能力••运维技能控制系统设备维护与故障处理电气控制与自动化应用故障诊断方法论典型控制回路设计••预防性维护策略智能控制系统趋势••感谢各位参与本次电气学培训课程！电气工程是一个不断发展的领域，希望本课程为您打开电气技术的大门请记住理论是基础，实践是关键，持续学习是成长的动力现在，我们进入互动答疑环节，欢迎提出问题，分享经验！。