【船舶知识】船舶电气人员必须要掌握的基础电气知识

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船舶电气人员必须要掌握的基础电气知识

1、电荷的性质

答：电荷之间存在着相互作用力，同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。

2、电场

答：在带电体周围的空间存在着一种特殊物质，它对放在其中的任何电荷表现为力的作用，这一特殊物质叫做电场。

3、电阻，影响电阻的因素

答：电流在导体内流动过程中，所受到的阻力叫做电阻，用R表示。 导体电阻与导体长度成正比，与异体截面积成反比，还与导体的材料有关，它们之间的 关系可用下列公式表示：R=ρL/S 。

4、串联电阻和并联电阻的特点

串联电阻的特点 

答：①流过各电阻的电流相同。

②串联电阻上的点电压等于各电阻上的电压降之和。 

③串联电阻的点电阻为各电阻之和。

并联电阻的特点 

①各并联电阻上的电压相同。

②并联电阻的点电流等于各并联电阻流过电流之和。

③并联电阻的等效电阻的倒数为各并联电阻的倒数之和。

5、电能

答：电能是用来表示电场力在一段时间内所做的功，用W表示。 W=pt

 W:电能（kw.h）    p：电功率(w)      t:时间(h)

6、什么叫有功，什么叫无功？

答：在交流电能的输、用过程中，用于转换成非电、磁形式（如光、热、机械能等）的那部分能量叫有功。 用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

7、什么叫力率，力率的进相和迟相是怎么回事？

答：交流电机制功率因数cosФ，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即 cosФ=p/ s， 在一定的额定电压和额定电流下，电机的功率因数越高，说明有功所占的比重越大。 同步发电机通常既发有功，也发无功，我们把既发有功，又发无功的运行状态，称为力率迟相，或称为滞后，把送出有功，吸收无功的运行状态，称为力率进相，或称超前。

8、提高电网的功率因数有什么意义？

答：在船舶使用的电气设备大多属于感性负载，它们的功率因数较低，这样会导致发电设备容易不能完全充分利用且增加输电线路上的损耗，功率因数提高后，发电设备就可以少发无功负荷而多发送有功负荷，同时还可以减少发供电设备上的损耗，节约电能。

9、什么叫电流？电流的方向是怎样规定的？

答：电流：是指在电场力的作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运行称为电流。 规定正电荷运动的方向为电流方向，自由电子移动的方向与电流方向相反。

10、什么是互感现象？

答：由于一个电路中的电流发生变化，而在相邻的另一个电路中引起感应电动势的现象，叫互感现象。

11、电压降低的事故处理

答：①当各级母线电压低于额定值的95%时，电气人员应立即调整发电机的励磁，增加无功负荷，使电压维持在正常范围内。 

②当各级母线电压低于额定值的90%时，应利用发电机事故过负荷能力，增加无功维持电压。（注意检查发电机温度，记录过负荷倍数和时间）同时也可适当减少有功负荷。

12、安全电压最高多少？通过人体的安全直流、交流电流规定多少？

答：42V、50mA、10mA

13、为何异步电机启动力矩小？

答：启动时功率因数低，电流的有功部分小。

14、同步发电机是怎么发出三相交流电的？

答：转子旋转，转子上有励磁绕组（转子绕组）通过电刷与滑环接触，将励磁系统产生的直流电引入转子绕组产生稳恒的磁场，三相定子线圈不停切割转子磁通，产生感应电动势，带上负荷后产生负载电流，即三相交流电。

15、同步发电机的“同步”是指什么意思，同步发电机的频率、转速、磁极对数之间关系

答：①同步即指发电机转子旋转磁场的速度和方向与定子磁场的旋转速度和方向相同。 

②频率、磁极对数、转子速度关系：f = p n /60 （n：转子速度 p：磁极对数 f：频率）

16、发电机在运行中cosФ降低有何影响？

答：当cosФ低于额定值时，发电机出力应降低，因为cosФ愈低，定子电流的无功分量愈大，由于感性无功起去磁作用，所以抵消磁通的作用愈大，为了维持定子电压不变，必须增加转子电流，此时若仍保持发电机出力不变，则必然引起转子电流超过额定值，引起定子绕组的温升，使绕组过热。

17、电机试机时可以一起动就停机吗？

答：不可以。启动电流是额定电流的6-7倍，马上就停会烧坏开关。

18、静子绕组单相接地有何危害？

答：由于发电机中性点是不接地系统，发生单相接地时，流过故障点的电流只是发电机系统中较小的电容电流，这个电流对发电机没有多在危害，故发电机可做短时间运行，但如不及时处理，将有可能烧伤静子铁芯，甚至发展成匝间或相间短路。

19、为什么发电机并网后，电压一般会有些降低？

答：当发电机升压并网后，定子绕组流过电流，此电流是感性电流，它在发电机内部的电枢反应作用比较大，对转子磁场起削弱作用，从而引起端电压下降。

20、发电机运行中发热的原因？

答：（1）铜损  （2）铁损 （3）激磁损耗  (4)机械损耗

21、发电机变为调相机运行与变为电动机运行有何区别

答：变为调相机是指发电机失去原动力，有功降至0以下，发电机自系统吸收有功，维持能量损耗。 变为电动机是指发电机既失去原动力也同时失磁，这时从系统中既吸收有功，又吸收无功，变成电网中的负载。 两者均对发电机产生巨大危害。

22、电枢反应

答：同步发电机在负载情况下，定子绕组里的三相电流所产生磁通ФS的旋转磁场（电枢磁场），它对转子绕组里的励磁电流所产生磁通ФI的转子旋转磁场发生影响，从而改变了气隙磁场，这种影响称为电枢反应。

23、发电机三相电流不对称会产生什么影响？

答：当三相电流不对称时，产生负序旋转磁场，它以两倍的转速扫过转子表面，出现的主要后果：

 ①使转子表面发热。

 ②使转子产生振动

24、发电机进出风温差变化说明什么问题？

答：在同一负荷下，进出风温差应该不变，如果发现风温差变大，说明是发电机的内部损耗增加，或者是空气量减小。

25、发电机的空载特性

答；发电机转子以额定转速旋转，定子绕组开路（不带负载），运行时，其电势Eo，与励磁电流Il之间的关系曲线

26、启动电机只鸣不转的原因？

答：①定子一相断线（熔丝一相熔断，电缆头，开关刀闸一相接触不良） ②转子回路断线或线头接触不良 ③机械卡死 ④线圈接线错误 ⑤扫膛

27电机剧烈振动的原因？

答：①电机与机械部分中心不正 ②机组失衡，机械损坏 ③扫膛 ④轴承损坏 ⑤轴弯曲 ⑥底脚松动

28、电机何时立即切断电源

答：①人身事故 ②机械损坏或有明显短路 ③强烈振动 ④声音异常 ⑤轴承温度超过规定 ⑥电机冒烟，失火，有焦味 ⑦电机电流突升，超过规定。

29、异步电动机的气隙过大或过小对电机运行有何影响？ 

答：气隙过大使磁阻增大，因此激磁电流增大，功率因数降低，电机性能变坏。 气隙过小，铁芯损耗增加，运行时定子、转子易发生碰擦，引起扫膛。

30、电机直接启动有何缺点，电机降压启动有何方法？

答：①直接启动时启动电流大，对电网电压影响大。

②降压启动方法：ａ在定子回路中串联电抗器 ｂ星三角降压 ｃ自耦降压  d 软启动 e 变频启动

31、什么叫感抗、容抗、电抗和阻抗？

答；交流电流过电感元件时，电感元件对交流电电流的限制能力叫感抗；交流电流过电容元件时，电容元件对交流电的限制能力叫容抗；感抗和容抗的差值叫电抗；在具有电阻、电感和电容串联的电路里，对交流电所起的总的阻碍作用，称阻抗。

32、什么叫集肤效应？

答：在交流电通过导体时，导体截面上各处电流分布不均匀，导体中心处密度最小，越靠近导体的表面密度越大，这种趋向于沿导体表面的电流分布现象称为集肤效应。

33、电压过高对变压器的危害

答：正常电压不超5%Ue，过高会使铁芯磁通严重饱和，铁芯及构件因漏磁产生高热，严重时会损坏变压绝缘，并使构件局部变形，缩短变压器寿命。

34、测量变压器绝缘注意事项

答：①摇测前应将绝缘子套管清扫干净，拆除全部接地线，将中性线脱开。 

②选择合适的摇表，摇测时应记录当时变压器的油温。 

③不允许在摇测时用手摸带电导体，摇测后应将绕组放电。

 ④摇测项目，双绕组变压器测量一次侧对二次侧以及对地，二次侧对一次侧以及对地。

35、什么是变压器的铜损和铁损？

答：铜损是指变压器一、二次电流流过线圈电阻所消耗的能量之和，由于线圈多用铜导线制成的，故称铜损，与电流的平方成正比。 铁损是指变压器在额定电压下，在铁芯中消耗的功率，其中包括激磁损耗与涡流损耗。

36、自感、互感现象

答：自感现象：线圈中由于自身电流的变化而产生感应电动势的现象 互感现象：由于一个线圈的电流变化而导致另一个线圈产生感应电动势的现象

37、变压器有且只有一点接地原因

答：①一点接地为防止变压器运行、试验时产生悬浮电位 ，造成对地放电。

 ②只允许一点接地，是因为两点接地后形成闭合回路，主磁通穿过回路时产生循环电流，造成局部过热。

38、什么叫保护接地、保护接零？

答：保护接地：是在电源中性点不接地系统中，把电气设备金属外壳框架等通过接地装置与大地可靠连接。 保护接零：在电源中性点接地系统中，把电气设备金属外壳框架等与中性点引出的中线连接。

39、遇有电气设备着火应怎么办？ 

答：将有关设备的电源切断，然后进行救火，对带电设备使用干灭火器，不得使用泡沫灭火器，对注油设备应使用泡沫灭火器或干燥的砂子等灭火。

40、什么是变频器？  

答：是利用电力半导体器件的通断作用，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

41、变频器的输入电流与输出电流大致有什么变化？

答：输出电流比输入电流增大10%。

42、采用变频器运转时，电动机的起动电流，起动转矩怎样？

答：用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流的6-7倍，因此，将产生机械上的电气冲击，采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长），起动电流为额定电流的1.2-1.5倍，起动转矩为70%-120%额定转矩。

43、采用变频器运转时，电机的启动电流、启动转矩怎样？

答：采用变频器可以平滑的启动，启动电流为额定电流的1.2-1.5倍，启动转矩为70%-120%额定转矩。

44、什么是变压器的并联运行？

答：所谓并联运行，就是几台变压器的 一次侧和二次侧分别接到两侧公共母线上的运行方式。

45、额定容量是100千伏安的变压器，能否带100千瓦的负载?

答：一般不允许，100千伏安是指视在功率，应按功率因素0.8考虑，100*0.8=80千瓦。

46、导致变压器分接开关接触不良的原因有哪些？

答：①接触点压力不够； 

②开关接触处有油泥堆积，使动静触电有一层油泥膜；

 ③接触面小，使接点熔伤；

 ④定位指示与开关的接触位置不对应。

47、为何用油作灭弧介质？

答：当断路器切断电流时，动静触头之间产生电弧，由于电弧的高温作用，使油剧烈分解成气体，气体中氢占7%左右，能迅速降低弧柱温度，并提高极间的绝缘强度，这时熄灭电弧是极为有利的。

48、为何真空断路器的体积小而使用寿命长？

答：真空断路器结构简单，在一只抽真空的玻璃 中放一对触头，由于真空的绝缘性，其灭弧性能特别好，可使动静触头的开距非常小（10KV约10mm，而油开关约为160 mm），所以真空断路器的体积和重量都很小。 由于真空断路器的触头不会氧化，并且熄弧快，触头不易烧坏，所以使用寿命长（是油开关的四倍左右）。

49、高压断路器的作用

答：①正常运行时，接通或断开电路的空载电流和负荷电流。

 ②当电气设备，线路故障时，高压断路器与保护装置相配合，迅速自动能切除故障电流。

50、怎样延缓绝缘老化？ 

答：选择合理的运行方式，加强冷却通风，降低设备的温升，以及使绝缘与空气或化学物质隔离。

51、绝缘老化是什么原因造成的？

答：在运行中，设备的绝缘要受到电场，磁场及温度和化学物质的作用而使其变硬、变脆，失去弹性，使绝缘强度和性能减弱，这是正常的老化，但不合理的运行，如过负荷，电晕的过电压等都可加速老化。

52、差动保护作用及范围

答：作为发电机或变压器内部相同故障的主保护，反应装设在设备两侧的电流互感器二次电流的差值而动作。

53、蓄电池的的充放电事项

 蓄电池被浮充电方式运行时，每个蓄电池应保持在2.23V，允许变动范围为2.18-2.28V，电瓶放电电压降至 1.85V时停止放电。 

蓄电池可在-15-+45℃条件下正常使用，如在最佳环境温度5-30℃条件下使用，可延长寿命。

54、普通单相三相插头的保护接地插脚为什么要比其他的脚稍长？

答：目的是当三相插头插入三极插座时，接地插脚先于其他两脚插入插座，拨出时则相反，这个长脚始终起着保护接地的作用。

55、异步电动机三相空载电流严重不平衡有哪些原因？

答：①电源电压三相不平衡 ②定子绕组断线 ③定子绕组匝间短路 ④定子绕组一相接反

56、什么原因会造成异步电动机空载电流过大？

答：①电源电压太高，这时电动机铁芯磁通过饱和，使空载电流过大 

②装配不当，或气隙过大 

③定子绕组匝数不够 

④硅钢片腐蚀或老化，或片间绝缘损坏等

57、保证电动机起动并升到额定转速的条件？

答：电机运转时有两个力矩：一个是使电机转动的电磁力矩，由定子绕组中流过三相电流后产生，一个是阻碌电机转动的阻力力矩，由电机的机械负载产生的，它的方向与转子方向相反。 要使电机启动升至额定转速，必须使电动机的电磁力矩在机组的转速自零到额定值的整个范围内大于阻力力矩。在稳定运行状态时，电磁矩等于阻力矩。

58、异步电动机的空载电流

答：一般为20-35%Ie,最大不超过50%Ie。

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