電源及安全用電知識(shí)課件

第5章電源及用電安全內(nèi)容要點(diǎn)：電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介工業(yè)企業(yè)配電單相交流電路三相交流電路直流穩(wěn)壓電源安全用電基本常識(shí)

用電安全保護(hù)措施目的與要求：了解電力系統(tǒng)及工業(yè)企業(yè)配電了解單向交流電路和三相交流電路的基本知識(shí)了解直流電源的基本知識(shí)了解安全用電的基本常識(shí)、用電安全的保護(hù)措施及用電故障分析5.1電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)是生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)電能的一個(gè)整體。它是由各種不同類(lèi)型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)及電力用戶(hù)組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分配及使用。我國(guó)交流電網(wǎng)額定電壓分為低壓：220、380、660V。高壓：3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。5.1電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一部分，其包括變電所和輸電線(xiàn)路的全部電器設(shè)備，它的作用是將電能從發(fā)電廠輸送并分配到用戶(hù)處。電力網(wǎng)包含：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中電壓最高、重要性最強(qiáng)的電網(wǎng)，它的作用是將電能從發(fā)電廠輸送到各個(gè)地區(qū)的配電網(wǎng)或直接送給大型工業(yè)企業(yè)用戶(hù)。配電網(wǎng)是由配電線(xiàn)路和配電變電所組成。它的作用是將電力分配到各類(lèi)用戶(hù)。5.1電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車(chē)間變電所（小規(guī)模的企業(yè)往往只有一個(gè)變電所）。從車(chē)間變電所或配電箱(配電屏)到用電設(shè)備的線(xiàn)路屬于低壓配電線(xiàn)路。低壓配電線(xiàn)路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹(shù)干式兩種。a)放射式b)樹(shù)干式之一c)樹(shù)干式之二5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)當(dāng)負(fù)載點(diǎn)比較分散而各個(gè)負(fù)載點(diǎn)又具有相當(dāng)大的集中負(fù)載時(shí)，采用放射式較為合適。當(dāng)負(fù)載集中，同時(shí)各個(gè)負(fù)載點(diǎn)位于變電所或配電箱的同一側(cè)，其間距離較短，或負(fù)載比較均勻地分布在一條線(xiàn)上時(shí)，采用樹(shù)干式較為合適。放射式供電可靠，但敷設(shè)投資較高，樹(shù)干式供電可靠性較低，但是樹(shù)干式靈活性較大。另外，放射式與樹(shù)干式比較，前者導(dǎo)線(xiàn)細(xì)，但總線(xiàn)路長(zhǎng)，而后者則相反。5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

某校實(shí)驗(yàn)樓樹(shù)形供電線(xiàn)路5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

例5-1

請(qǐng)根據(jù)圖5-5所示的供電線(xiàn)路畫(huà)出其示意圖。5.3單相交流電直流電壓是一直不變的，但交流電壓和電流的大小、方向隨時(shí)間而變化。5.3單相交流電

所謂正弦交流電路，是指含有正弦電源(激勵(lì))而且電路各部分所產(chǎn)生的電壓和電流(響應(yīng))均按正弦規(guī)律變化的電路。在生產(chǎn)上和日常生活中所用的交流電一般都是指正弦交流電。

正弦波交流的產(chǎn)生原理頻率與周期5.3單相交流電

相位

相位差：相位和相位差動(dòng)畫(huà)演示5.3單相交流電

在任一瞬間的值稱(chēng)為瞬時(shí)值，用小寫(xiě)字母來(lái)表示，如

，

及

分別表示電流、電壓及電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值；瞬時(shí)值中最大的值稱(chēng)為幅值或最大值，用帶下標(biāo)

的大寫(xiě)字母來(lái)表示，如

，

，

分別表示電流、電壓及電動(dòng)勢(shì)的幅值；有效值用大寫(xiě)字母表示，如

，

，

。指將周期電流或電壓在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的平均效應(yīng)換算為等效的直流量。當(dāng)

為正弦量時(shí)瞬時(shí)值和有效值5.3單相交流電

功率與功率因數(shù)1、瞬時(shí)功率是指交流電路中任一瞬間的功率?？梢?jiàn)，瞬時(shí)功率是由兩項(xiàng)組成，一項(xiàng)是與時(shí)間無(wú)關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，另一項(xiàng)是以二倍頻率隨時(shí)間變化的周期性函數(shù)。5.3單相交流電

4、無(wú)功功率：是衡量?jī)?chǔ)能元件（電感、電容）與外部電路交換的功率。2、有功功率：又叫平均功率，是功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。它是指在交流電路中電阻部分所消耗的功率。

稱(chēng)為功率因數(shù)，其意義為有功功率所占的比例。3、視在功率：電壓和電流的乘積，單位是（VA）。5.3單相交流電

電阻元件的交流電路

5.3單相交流電

設(shè)則平均功率瞬時(shí)功率5.4三相交流電三相交流電源圖5-9三相變壓器、低壓繞組從始端、、引出的三根導(dǎo)線(xiàn)、和稱(chēng)為相線(xiàn)或端線(xiàn)，俗稱(chēng)“火線(xiàn)”。從三個(gè)末端連在一起的連接點(diǎn)引出的導(dǎo)線(xiàn)為中性點(diǎn)或零點(diǎn)，用表示。5.4三相交流電三相交流電的產(chǎn)生演示5.4三相交流電三相變壓器連接

每相始端與末段間的電壓，亦即相線(xiàn)與中性線(xiàn)間的電壓，稱(chēng)為相電壓。任意兩始端間的電壓，亦即兩相線(xiàn)間的電壓，稱(chēng)為線(xiàn)電壓。

5.4三相交流電

三相正弦波形圖

相序是：相電壓：可見(jiàn)：線(xiàn)電壓的頻率和相電壓相同；線(xiàn)電壓分別超前對(duì)應(yīng)相電壓，線(xiàn)電壓的幅值、有效值是相電壓幅值、有效值的倍。線(xiàn)電壓：

5.4三相交流電

三相交流電路負(fù)載的接入

通常在低壓系統(tǒng)中絕大多數(shù)采用的是三相四線(xiàn)制供電，其相電壓為220V，線(xiàn)電壓為380V

。負(fù)載如何連接，應(yīng)視其額定電壓而定。設(shè)備插座的關(guān)于火線(xiàn)、零線(xiàn)及接地線(xiàn)的接線(xiàn)方法如圖5-13所示。

5.4.3電能質(zhì)量

電能質(zhì)量(PowerQuality)，即電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。從嚴(yán)格意思上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。

電能質(zhì)量：5.4.3電能質(zhì)量評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)：電網(wǎng)頻率：我國(guó)電力系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)頻率為50Hz

。電壓偏差

三相電壓不平衡

公用電網(wǎng)諧波

波動(dòng)和閃變

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和短時(shí)中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題。5.5直流穩(wěn)壓電源

直流穩(wěn)壓電源的分類(lèi)

直流電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源、線(xiàn)性穩(wěn)定電源和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類(lèi)型。

b)蓄電池a)干電池c)鎳鎘電池c)鋰電池d)鎳氫電池圖5-14化學(xué)電池5.5.1直流穩(wěn)壓電源分類(lèi)

線(xiàn)性電源原理

線(xiàn)性電源是指調(diào)整管工作在線(xiàn)性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性和可靠性高，可做成輸出連續(xù)可調(diào)的產(chǎn)品；缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對(duì)較低。5.5.1直流穩(wěn)壓電源分類(lèi)

開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。其優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)是相對(duì)于線(xiàn)性電源來(lái)說(shuō)紋波較大。5.5.2直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)

直流電源的技術(shù)指標(biāo)

額定功率額定電壓額定電流

效率功率因素額定輸入電流負(fù)載效應(yīng)源效應(yīng)紋波輸出電阻

5.5.3簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電源的工作原理直流穩(wěn)壓電源的工作原理直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。5.5.3簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電源的工作原理整流：

整流是把交流電變換成直流電的過(guò)程，其基本原理是利用了二極管的單向?qū)щ娞匦浴?/p>

5.5.3簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電源的工作原理濾波

經(jīng)橋式整流輸出電壓脈動(dòng)依然很大，需經(jīng)濾波得到較平滑的直流電壓。采用電容C濾波的橋式整流電流如圖5-21所示。

5.5.3簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電源的工作原理穩(wěn)壓

要想得到穩(wěn)定平直的電壓，還需要加上穩(wěn)壓這一環(huán)節(jié)。

5.5.4DF1731SB5A直流穩(wěn)壓電源的使用DF1731SB5A型雙路直流穩(wěn)壓電源

5.6安全用電基本常識(shí)觸電的危害：

人體在一般的情況下，可承受20mA以下的交變電流和50mA以下的直流電流。如果觸電的持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，即使是電流小到8mA左右，也可使人死亡。如果觸電電流很大，即使時(shí)間很短，也可導(dǎo)致人死亡。為保證生命安全，行業(yè)規(guī)定交流安全電壓的上限為42V，直流電壓的安全上限為72V。5.6安全用電基本常識(shí)安全用電標(biāo)示舉例：5.7用電安全保護(hù)措施直接接觸防護(hù)

絕緣、屏護(hù)和間距都是各種電氣設(shè)備通用的安全措施。圖5-25絕緣示意圖3.7用電安全保護(hù)措施間接接觸防護(hù)

保護(hù)接地和保護(hù)接零是防止間接接觸電擊的基本技術(shù)。

配電系統(tǒng)接地型式有IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)）共5種系統(tǒng)。5.7用電安全保護(hù)措施IT系統(tǒng)：即保護(hù)接地系統(tǒng)。所謂接地，就是將設(shè)備的某一部位經(jīng)接地裝置與大地緊密連接起來(lái)。5.7用電安全保護(hù)措施TT系統(tǒng)：接地的配電網(wǎng)中發(fā)生單相電擊時(shí)，人體承受的電壓接近相電壓。

5.7用電安全保護(hù)措施TN系統(tǒng)：即保護(hù)接零系統(tǒng)。保護(hù)接零有利于明確區(qū)分不接地配電網(wǎng)中的保護(hù)接地，還有利于區(qū)分中性線(xiàn)和零線(xiàn)，有利于區(qū)分工作零線(xiàn)和保護(hù)零線(xiàn)。5.7用電安全保護(hù)措施雷電與避雷技術(shù)避雷技術(shù)：

防止直接雷擊

防止感應(yīng)雷擊

防止架空線(xiàn)路雷電侵入波等。