電工學簡明教程_07工業(yè)企業(yè)供電與安全用電

1、第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電第第 7 章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電第第 7 章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.1發(fā)電、輸電概述發(fā)電、輸電概述7.2工業(yè)企業(yè)配電工業(yè)企業(yè)配電7.3安全用電安全用電7.4節(jié)約用電節(jié)約用電第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電本章主要本章主要概述發(fā)電、輸電、工業(yè)企業(yè)供配電、安全用電和概述發(fā)電、輸電、工業(yè)企業(yè)供配電、安全用電和節(jié)約用電等內容，作為本課程的基本常識節(jié)約用電等內容，作為本課程的基本常識。第第 7 章工業(yè)企業(yè)供電與安全用

2、電章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.1發(fā)電、輸電概述發(fā)電、輸電概述發(fā)電廠按能源種類可分為：發(fā)電廠按能源種類可分為：水力、火力、風力、核能、太陽能、沼氣發(fā)電等。水力、火力、風力、核能、太陽能、沼氣發(fā)電等。主要是火力發(fā)電和水力發(fā)電。主要是火力發(fā)電和水力發(fā)電。發(fā)電廠中的發(fā)電機幾乎都是三相同步發(fā)電機。其組成發(fā)電廠中的發(fā)電機幾乎都是三相同步發(fā)電機。其組成定子：機座、鐵心和三相繞組定子：機座、鐵心和三相繞組轉子轉子顯極顯極隱極隱極另見電子掛圖另見電子掛圖-圖圖 7.1.1另見電子掛圖另見電子掛圖-圖圖 7.1.2電能從發(fā)電廠傳輸?shù)接脩粢ㄟ^導線系統(tǒng)，這系統(tǒng)稱為電電能從發(fā)電廠傳輸?shù)接脩粢ㄟ^導線系統(tǒng)，這系統(tǒng)稱為電

3、力網。力網。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電發(fā)電廠發(fā)電廠變電所變電所輸電線輸電線配電設備配電設備用電設備用電設備( (電燈電動電燈電動機機等等) )稱這一整體為電力系統(tǒng)稱這一整體為電力系統(tǒng)由各種不同的輸電線和變電所組成的電力系統(tǒng)部分稱為由各種不同的輸電線和變電所組成的電力系統(tǒng)部分稱為電力網電力網。其作用是把發(fā)電廠的電能傳輸給用戶。其作用是把發(fā)電廠的電能傳輸給用戶。我國國家標準規(guī)定的電力網額定電壓有我國國家標準規(guī)定的電力網額定電壓有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV。 市區(qū)一般輸電電壓為市區(qū)一般輸電電壓為 10 kV 左右，

4、通常需要設置降壓變左右，通常需要設置降壓變電所，電所， 經配電變壓器將電壓降為經配電變壓器將電壓降為380/220V，再引出若干條供，再引出若干條供電線到各用電點的配電箱上，電線到各用電點的配電箱上， 配電箱將電能分配給各用電設配電箱將電能分配給各用電設備。備。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電輸電線路一例輸電線路一例變電所變電所廠用電廠用電輸電線輸電線電纜電纜工廠變電所工廠變電所Y20Y2Y2Y2 Y210.5 kV380/220VY2Y2 Y2輸電線輸電線變電所變電所變電所變電所380/220VY20Y2220 kV35 kV10 kV Y2 Y2第第7章章 工業(yè)企業(yè)

5、供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電直流輸電結構原理圖直流輸電結構原理圖發(fā)發(fā)電電升壓升壓直流輸電直流輸電降壓降壓配配電電整整流流逆逆變變直流輸電能耗小，無線電干擾小，輸電線路造價較低，直流輸電能耗小，無線電干擾小，輸電線路造價較低，但逆變和整流部分較復雜。但逆變和整流部分較復雜。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.2工業(yè)企業(yè)配電工業(yè)企業(yè)配電從車間變電所或配電箱到用電設備線路屬于低壓配電線從車間變電所或配電箱到用電設備線路屬于低壓配電線路。其連接方式主要是路。其連接方式主要是放射式放射式和和樹干式樹干式兩種。兩種。低壓供電系統(tǒng)的有兩種接線方式。低壓供電系統(tǒng)的有兩種接線方式

6、。( (1) )放射式供電線路放射式供電線路變電所變電所配電箱配電箱第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電( (1) )放射式供電線路放射式供電線路配電箱配電箱變電所變電所適用場合：適用場合：負載點比較分散，而每個點的用電量又較大，負載點比較分散，而每個點的用電量又較大，變電所又居于各負載點的中央。變電所又居于各負載點的中央。特點：特點：供電可靠性高，便于操作和維護。但配電導線用供電可靠性高，便于操作和維護。但配電導線用量大，投資高。量大，投資高。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電( (2) )樹干式供電線路樹干式供電線路適用場合：適用場合：用電點比較集

7、用電點比較集中，各用電點居于變電所同一中，各用電點居于變電所同一側時。側時。負載比較均勻地負載比較均勻地分布在一條線上。分布在一條線上。特點：特點： 供電可靠性差。但配電導線用量小，投資費用低，供電可靠性差。但配電導線用量小，投資費用低，接線靈活性大。接線靈活性大。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3安全用電安全用電7.3.1電流對人體的危害電流對人體的危害 觸電事故觸電事故是指人體由于不慎觸及帶電體，使人體受到傷害。是指人體由于不慎觸及帶電體，使人體受到傷害。按人體所受傷害方式的不同，觸電事故可分為按人體所受傷害方式的不同，觸電事故可分為電擊電擊和和電傷電傷。 電擊

8、電擊主要是電流通過人體內部，影響呼吸、心臟和神經系主要是電流通過人體內部，影響呼吸、心臟和神經系統(tǒng)，造成人體內部組織的破壞，乃至死亡。統(tǒng)，造成人體內部組織的破壞，乃至死亡。電傷電傷主要是指在電弧的作用下，或熔絲熔斷時，對人體的主要是指在電弧的作用下，或熔絲熔斷時，對人體的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。傷害，如燒傷、金屬濺傷等。7.3.1電流對人體的危害電流對人體的危害電擊所引起的傷害程度與下列因素有關：電擊所引起的傷害程度與下列因素有關：1人體電阻的大??；人體電阻的大??；皮膚干燥時約皮膚干燥時約 10 100 k 。2電流通過時間長短；電流通過時間長短；3電流的大??；電流的大?。恍∮谛∮?50 m

9、A 時安全；時安全； 4電流的電流的頻率。頻率。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列稱為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列稱為為安全電壓安全電壓。通用接觸電壓極限通用接觸電壓極限：人體允許長期承受的電壓極限值。：人體允許長期承受的電壓極限值。常規(guī)環(huán)境下：常規(guī)環(huán)境下：交流交流( (15 100 Hz) )電壓為電壓為 50 V直流電壓為直流電壓為 120 V。潮濕環(huán)境下：潮濕環(huán)境下：交流交流( (15 100 Hz) )電壓為電壓為 25 V直流電壓為直流電壓為 60 V。通常認為通常認為 36 V 以下為以下為安全電壓

10、。安全電壓。選用安全電壓是防止觸電的安全措施。選用安全電壓是防止觸電的安全措施。注意注意：安全電壓的供電電源除采用獨立電源外，其輸入與：安全電壓的供電電源除采用獨立電源外，其輸入與輸出電路必須實行電路上的隔離。工作在安全電壓下的電路必輸出電路必須實行電路上的隔離。工作在安全電壓下的電路必須與其他電氣系統(tǒng)和任何無關的可導電部分實行電氣上的隔離。須與其他電氣系統(tǒng)和任何無關的可導電部分實行電氣上的隔離。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3.2觸電方式觸電方式1接觸正常帶電體接觸正常帶電體( (1) )電源中性點接地的單相觸電電源中性點接地的單相觸電人體處于相電壓人體處于相電

11、壓之下，危險性較大。之下，危險性較大。如果人體與地面的絕如果人體與地面的絕緣較好，危險性可大緣較好，危險性可大大減小。大減小。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3.2觸電方式觸電方式( (1) )電源中性點接地的單相觸電電源中性點接地的單相觸電( (2) )電源中性點不接地的單相觸電電源中性點不接地的單相觸電導線與地面之間導線與地面之間的絕緣可能不良的絕緣可能不良( (對地對地絕緣電阻為絕緣電阻為 R ) )，甚甚至有一相接地的情況至有一相接地的情況下，人體就有電流通下，人體就有電流通過。在交流情況下，過。在交流情況下，導線與地面間存在的導線與地面間存在的電容也可構成

12、電流通電容也可構成電流通路。路。 1接觸正常帶電體接觸正常帶電體R 第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3.2觸電方式觸電方式( (1) )電源中性點接地的單相觸電電源中性點接地的單相觸電( (2) )電源中性點不接地的單相觸電電源中性點不接地的單相觸電( (3) )兩相觸電兩相觸電最危險最危險人體處于線電壓之下人體處于線電壓之下但不常見但不常見1接觸正常帶電體接觸正常帶電體2接觸正常不帶電的金屬體接觸正常不帶電的金屬體IdR0第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3.3接地和接零接地和接零由于大多數(shù)電氣設備采用由于大多數(shù)電氣設備采用 380/22

13、0V 低壓系統(tǒng)供電，為低壓系統(tǒng)供電，為防止觸電事故發(fā)生，需根據(jù)供電系統(tǒng)接地形式不同，分別防止觸電事故發(fā)生，需根據(jù)供電系統(tǒng)接地形式不同，分別采用采用接地接地或或接零接零的保護措施。的保護措施。 在低壓配電系統(tǒng)中，在低壓配電系統(tǒng)中，電源電源( (變壓器變壓器) )中性中性點有接地和不點有接地和不接地兩種。接地的目的出于電力系接地兩種。接地的目的出于電力系 統(tǒng)統(tǒng) 運行和安全需要。這運行和安全需要。這種接地稱為工作接地。例如三相四線制電源中性點接地。種接地稱為工作接地。例如三相四線制電源中性點接地。 在低壓配電系統(tǒng)中，電源在低壓配電系統(tǒng)中，電源( (變壓器變壓器) )中性點不接地中性點不接地的情的情況

14、下，采用況下，采用保護接地保護接地；在；在中性點接地中性點接地的情況下，采用的情況下，采用保護保護接零接零。 第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電R0保護接地保護接地( (2) )由于采用了保護接地，由于采用了保護接地，當出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，外當出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，外殼對地電壓接近為零，故人體殼對地電壓接近為零，故人體觸及外殼時比較安全。觸及外殼時比較安全。保護接地保護接地適用于電源中性點不接地的三相三線制供電系適用于電源中性點不接地的三相三線制供電系統(tǒng)中。將電氣設備的金屬外殼接地，一般要求統(tǒng)中。將電氣設備的金屬外殼接地，一般要求 R0 小于小于 4 。7.3.3接地和

15、接零接地和接零1. 保護接地保護接地( (1) )當出現(xiàn)漏電或一相碰當出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，外殼未接地，此時人體殼時，外殼未接地，此時人體觸及外殼時相當于單相觸電。觸及外殼時相當于單相觸電。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.3.3接地和接零接地和接零2保護接零保護接零R0保護接零保護接零由于外殼與零線連接，當由于外殼與零線連接，當出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，就形出現(xiàn)漏電或一相碰殼時，就形成單相短路或接近短路，接于成單相短路或接近短路，接于該相線上的短路保護裝置或過該相線上的短路保護裝置或過流保護裝置便會動作，迅速切流保護裝置便會動作，迅速切斷電源消除觸電危險。斷電源消除觸電危險。 適用于電源中性點接地適用于電源中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)中。的三相四線制供電系統(tǒng)中。將電氣設備的金屬外殼接到零線將電氣設備的金屬外殼接到零線( (中性線中性線) )上。上。此時通過人體電流很小。此時通過人體電流很小。第第7章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工作零線與保護零線工作零線與保護零線N( (工作零線工作零線) )L( (相線相線) )PE( (保護零線保護零線) )220V(U1)(V1)(W1)NNNLLLEEE為了確保設備外殼對地電壓為零，專設為了確保設備