电气工程100个要点知识

本文整理100个电气知识点，按主题模块化，突出逻辑关联与系统性，便于学习、查阅与使用。

一、电学基础理论

1.电荷与电场

电荷特性：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

电场定义：电荷周围存在一种特殊物质，能对其他电荷施加力的作用，称为电场。

2.电流与电阻

电流定义：电荷在电场作用下定向移动形成电流，规定正电荷移动方向为电流方向。

电阻及其影响因素：电阻是导体对电流的阻碍能力，与导体长度成正比、截面积成反比，并与材料电阻率相关。表达式为R=ρ*L/S。

3.电能与功率

电能：电场力在一段时间内所做的功，W=P*t，单位kWh。

有功与无功：有功功率转换为非电磁能量（如热能、机械能）；无功功率用于电磁场交换，不直接做功。

功率因数：有功功率与视在功率之比，反映电能利用效率。

4.交流电路特性

感抗、容抗与阻抗：电感对交流的阻碍称感抗，电容对交流的阻碍称容抗，两者差值称电抗，总阻碍称阻抗。

直流电路中的电抗：直流电频率为零，感抗为零（短路），容抗无穷大（开路）。

串联谐振：电路电压与电流同相，阻抗最小、电流最大，电感与电容可能产生过电压。

5.电磁感应现象

自感与互感：线圈自身电流变化引发感应电动势为自感；相邻线圈电流变化引发感应电动势为互感。

集肤效应：交流电趋向导体表面分布，中心电流密度小，表面密度大。

二、发电机系统

1.同步发电机工作原理

发电机制：汽轮机驱动转子旋转，励磁电流产生转子磁场，定子绕组切割磁感线产生三相交变电势。

“同步”含义：转子旋转磁场与定子磁场速度一致、方向相同。

频率公式：f=p*n/60（p为磁极对数，n为转速）。

2.励磁系统

励磁要求：独立于电网、调节稳定、故障时快速强励。

强励倍数：励磁电压与额定值之比，汽轮发电机一般为2倍，持续50秒。

灭磁电阻作用：抑制转子过电压、加速磁场能量耗散。

励磁极性反转原因：检修误接线、突然短路、磁场回路中断等。

3.发电机运行特性

空载特性：额定转速下，定子开路，电势与励磁电流关系曲线。

电枢反应：定子电流产生旋转磁场，影响转子主磁场，改变气隙磁场分布。

功率因数下降影响：无功电流增大，去磁作用增强，需增加转子电流，易导致绕组过热。

4.故障与异常处理

单相接地危害：虽可短时运行，但可能烧损铁芯、引发匝间或相间短路。

三相电流不对称：产生负序旋转磁场，导致转子表面发热、振动。

仪表无指示：依其他表计继续运行，排查回路，必要时减负荷停机。

调相机与电动机状态：调相机仅吸收有功维持转速；电动机吸收有功与无功，成为负载。

5.检查与维护

端部窥视检查：定子线棒是否松动、绝缘是否完好、有无电晕；结构件紧固情况。

进出风温差：温差增大说明内部损耗增加或风量不足。

滑环沟槽作用：增强散热、改善接触、排出碳粉。

三、变压器系统

1.基本结构与功能

油枕：减少油与空气接触，降低氧化，安装瓦斯继电器与油温计。

呼吸器与净油器：吸湿防潮、吸附油中杂质与酸化物，延长油寿命。

铜损与铁损：铜损为绕组电阻损耗，与电流平方成正比；铁损为铁芯磁滞与涡流损耗。

2.运行与操作

投停原则：必须使用断路器，主变宜零起升压，厂变先高压后低压。

温度管理：上层油温≤85℃（最高95℃），温升≤55℃，达55℃启风扇。

电压过高危害：超5%额定电压将导致铁芯饱和、漏磁发热、绝缘劣化。

3.故障与保护

立即停运情形：异响、温升异常、喷油、严重漏油、油色碳化、套管破损。

轻瓦斯动作原因：空气进入、油位下降、二次故障、内部轻微故障。

缺油影响：轻瓦斯动作、散热下降、绕组暴露、绝缘击穿风险。

4.检测与维护

绝缘测量：清洁套管、拆除接地线、选用合适摇表、放电处理、测量双绕组各侧。

温度计选型：酒精温度计避免涡流影响，且无毒易清理。

四、电动机系统

1.异步电动机运行特性

空载电流：一般为额定电流的20%~35%，不超过50%。

气隙影响：过大增加磁阻、降低功率因数；过小易扫膛、铁损增加。

启动条件：电磁力矩需全程大于阻力矩，稳定时两力矩相等。

2.故障与处理

只鸣不转原因：断相、转子开路、机械卡死、接线错误、扫膛。

剧烈振动原因：中心不正、失衡、扫膛、轴承损坏、轴弯曲、底脚松动。

立即断电情形：人身事故、机械损坏、强烈振动、异响、超温、冒烟、电流突升。

3.启动与控制

直接启动缺点：启动电流大，冲击电网。

降压启动方式：串电抗器、星三角、自耦变压器。

直流电动机优势：调速平滑、范围广、同功率下轻便高效。

五、开关与保护设备

1.油断路器

灭弧原理：电弧高温使油分解产生氢气，冷却弧柱、提高绝缘。

运行检查：引线接触、油位油色、瓷套完整、指示正确、机构完好。

渗油处理：取下控制熔丝、挂禁止拉闸牌、转移负荷停用。

2.真空断路器

特点：体积小、寿命长，触头开距小、不氧化、熄弧快。

3.隔离开关

操作范围：配合断路器倒闸、拉合PT与避雷器、通断无阻抗并联支路。

发热处理：降负荷、通风冷却，无效则申请停电。

4.熔断器

作用：过载与短路保护。

安秒特性：电流越大，熔断时间越短。

电机熔体选型：单台直接启动按2~3倍额定电流选取。

取放顺序：先中后两侧，送时相反。

5.互感器与保护

CT异响原因：过载、二次开路、绝缘放电、电晕、螺丝松动。

PT与普通变压器区别：PT为降压型，二次负载小，近似空载运行。

差动保护：用于发电机、变压器内部相间短路，基于两侧电流差动作。

六、安全操作与维护规范

1.高压设备巡视与操作

巡视要求：不得越栏、雷雨穿绝缘靴、接地故障时保持距离、进出锁门。

验电步骤：选用合格验电器，先验有电设备验证良好，逐相验电，戴绝缘手套。

安全工具：绝缘棒、防雨罩、绝缘靴、护目镜、绝缘夹钳、绝缘垫。

2.接地与防误

保护接地：不接地系统中，设备外壳接大地。

保护接零：接地系统中，设备外壳接中性线。

五防机制：防误拉合断路器、防带负荷拉合刀闸、防带电挂地线、防带地线合闸、防误入带电间隔。

接地线作用：防止突然来电、释放剩余电荷。

3.安全用具管理

绝缘棒垂直悬挂、绝缘鞋柜内独立存放、橡胶制品避油、验电器干燥存放、定点定位、定期试验、严禁挪作他用。

4.电气火灾与急救

电气灭火：先断电，使用干式灭火器，注油设备可用泡沫灭火器或沙土。

心肺复苏：畅通气道、人工呼吸、胸外按压。

七、直流系统与绝缘

1.直流系统

作用：为控制、信号、保护、自动装置、事故照明提供电源。

运行标准：母线电压230V±5V，浮充电压2.23V/单体，放电不低于1.85V，最佳使用温度5~30℃。

2.绝缘老化与防护

老化原因：电、热、磁场、化学作用导致材料硬化、脆化、性能下降。

延缓措施：合理运行、加强冷却、隔离有害介质。

八、其他关键知识点

1.电容器应用

串联电容器：补偿线路感抗，减少电压降，提升输电能力。

2.低压触电保安器

功能：检测漏电或触电，自动报警或切断电源，保护人身设备安全。

3.插头保护脚设计

接地脚稍长：确保先接通后断开，始终提供接地保护。

4.设备定级标准

一类设备：状态良好、资料齐全、安全经济。

二类设备：基本正常、个别缺陷。

三类设备：重大缺陷、不能保安全。

5.运行分析意义

分析设备运行状态，识别薄弱环节，制定防范措施，提升安全经济性。