电工学第五章

1、跳转到第一页第第 7 7 章章 工业企业供电与安全用电工业企业供电与安全用电跳转到第一页第第 7 7 章工业企业供电与安全用电章工业企业供电与安全用电7.17.1发电、输电概述发电、输电概述7.27.2工业企业配电工业企业配电7.37.3安全用电安全用电7.47.4节约用电节约用电跳转到第一页本章主要概述发电、输电、工业企业供配电、安全用电和本章主要概述发电、输电、工业企业供配电、安全用电和节约用电等内容，作为本课程的基本常识。节约用电等内容，作为本课程的基本常识。第第 7 7 章工业企业供电与安全用电章工业企业供电与安全用电7.1发电、输电概述发电、输电概述发电厂按能源种类可分为：发电厂按能

2、源种类可分为：水力、火力、风力、核能、太阳能、沼气发电等。水力、火力、风力、核能、太阳能、沼气发电等。主要是火力发电和水力发电。主要是火力发电和水力发电。发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机。其组成发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机。其组成定子：机座、铁心和三相绕组定子：机座、铁心和三相绕组+ + 转子转子电能从发电厂传输到用户要通过导线系统，这系统称为电力网。电能从发电厂传输到用户要通过导线系统，这系统称为电力网。跳转到第一页 变变 电电 站站大型大型 工厂工厂商店商店学校学校小型电能用户小型电能用户输电线发电厂变电站小型配电站配电站住宅住宅 乡村乡村跳转到第一页发电厂变电所变电所输电

3、线输电线配电设备配电设备用电设备用电设备( (电灯电动机电灯电动机等等) )称这一整体为电力系统称这一整体为电力系统由各种不同的输电线和变电所组成的电力系统部分称为由各种不同的输电线和变电所组成的电力系统部分称为电力网电力网。其。其作用是把发电厂的电能传输给用户。作用是把发电厂的电能传输给用户。我国国家标准规定的电力网额定电压有我国国家标准规定的电力网额定电压有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV。 市区一般输电电压为市区一般输电电压为 10 kV 左右，通常需要设置降压变电所，左右，通常需要设置降压变电所， 经配经配电变压器将电压降为电变压器将电

4、压降为 380/220 V，再引出若干条供电线到各用电点的配电，再引出若干条供电线到各用电点的配电箱上，箱上， 配电箱将电能分配给各用电设备。配电箱将电能分配给各用电设备。跳转到第一页输电线路一例输电线路一例变电所变电所厂用电厂用电输电线输电线电缆电缆工厂变电所工厂变电所Y0YYY Y10.5 kV380/220 VYY Y输电线输电线变电所变电所变电所变电所380/220 VY0Y220 kV35 kV10 kV Y Y跳转到第一页直流输电结构原理图直流输电结构原理图发发电电升压升压直流输电直流输电降压降压配配电电整整流流逆逆变变直流输电能耗小，无线电干扰小，输电线路造价较低，但逆变和整直流

5、输电能耗小，无线电干扰小，输电线路造价较低，但逆变和整流部分较复杂。流部分较复杂。跳转到第一页7.2工业企业配电工业企业配电从车间变电所或配电箱到用电设备线路属于低压配电线路。其连接从车间变电所或配电箱到用电设备线路属于低压配电线路。其连接方式主要是方式主要是放射式放射式和和树干式树干式两种。两种。低压供电系统的有两种接线方式。低压供电系统的有两种接线方式。( (1) )放射式供电线路放射式供电线路变电所配电箱跳转到第一页( (1) )放射式供电线路放射式供电线路配电箱变电所适用场合：适用场合：负载点比较分散，而每个点的用电量又较大，变电所又居负载点比较分散，而每个点的用电量又较大，变电所又居

6、于各负载点的中央。于各负载点的中央。特点：特点：供电可靠性高，便于操作和维护。但配电导线用量大，投资供电可靠性高，便于操作和维护。但配电导线用量大，投资高。高。跳转到第一页( (2) )树干式供电线路树干式供电线路适用场合：适用场合：用电点比较集中，各用电点比较集中，各用电点居于变电所同一侧时。用电点居于变电所同一侧时。负载比较均匀地分布负载比较均匀地分布在一条线上。在一条线上。特点：特点： 供电可靠性差。但配电导线用量小，投资费用低，接线灵活性供电可靠性差。但配电导线用量小，投资费用低，接线灵活性大。大。跳转到第一页7.3安全用电安全用电 触电事故触电事故是指人体由于不慎触及带电体，使人体受

7、到伤害。是指人体由于不慎触及带电体，使人体受到伤害。按人体所受伤害方式的不同，触电事故可分为按人体所受伤害方式的不同，触电事故可分为电击电击和和电伤电伤。 电击电击主要是电流通过人体内部，影响呼吸、心脏和神经系主要是电流通过人体内部，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏，乃至死亡。统，造成人体内部组织的破坏，乃至死亡。电伤电伤主要是指在电弧的作用下，或熔丝熔断时，对人体的伤害，如烧主要是指在电弧的作用下，或熔丝熔断时，对人体的伤害，如烧伤、金属溅伤等。伤、金属溅伤等。7.3.1电流对人体的危害电流对人体的危害电击所引起的伤害程度与下列因素有关：电击所引起的伤害程度与下列因素有关：1

8、人体电阻的大小；皮肤干燥时约人体电阻的大小；皮肤干燥时约 10 100 k 。2电流通过时间长短；电流通过时间长短；3电流的大小；小于电流的大小；小于 50 mA 时安全；时安全； 4电流的频率。电流的频率。跳转到第一页为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列称为为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列称为安全电压安全电压。通用接触电压极限通用接触电压极限：人体允许长期承受的电压极限值。：人体允许长期承受的电压极限值。常规环境下：常规环境下：交流交流( (15 100 Hz) )电压为电压为 50 V直流电压为直流电压为 120 V。潮湿环境下：潮湿环境下：交流交流( (15 10

9、0 Hz) )电压为电压为 25 V直流电压为直流电压为 60 V。通常认为通常认为 36 V 以下为安全电压。以下为安全电压。选用安全电压是防止触电的安全措施。选用安全电压是防止触电的安全措施。注意：注意：安全电压的供电电源除采用独立电源外，其输入与输出电路必安全电压的供电电源除采用独立电源外，其输入与输出电路必须实行电路上的隔离。工作在安全电压下的电路必须与其他电气系统和任须实行电路上的隔离。工作在安全电压下的电路必须与其他电气系统和任何无关的可导电部分实行电气上的隔离。何无关的可导电部分实行电气上的隔离。跳转到第一页7.3.2触电方式触电方式1接触正常带电体接触正常带电体( (1) )电

10、源中性点接地的单相触电电源中性点接地的单相触电人体处于相电压之下，人体处于相电压之下，危险性较大。如果人体与地危险性较大。如果人体与地面的绝缘较好，危险性可大面的绝缘较好，危险性可大大减小。大减小。跳转到第一页7.3.2触电方式触电方式( (1) )电源中性点接地的单相触电电源中性点接地的单相触电( (2) )电源中性点不接地的单相触电电源中性点不接地的单相触电导线与地面之间的绝导线与地面之间的绝缘可能不良缘可能不良(对地绝缘电对地绝缘电阻为阻为 R )，甚至有一相接甚至有一相接地的情况下，人体就有电地的情况下，人体就有电流通过。在交流情况下，流通过。在交流情况下，导线与地面间存在的电容导线与

11、地面间存在的电容也可构成电流通路。也可构成电流通路。 1接触正常带电体接触正常带电体R 跳转到第一页7.3.2触电方式触电方式( (1) )电源中性点接地的单相触电电源中性点接地的单相触电( (2) )电源中性点不接地的单相触电电源中性点不接地的单相触电( (3) )两相触电两相触电最危险最危险人体处于线电压之下人体处于线电压之下但不常见但不常见1接触正常带电体接触正常带电体2接触正常不带电的金属体接触正常不带电的金属体IdR0跳转到第一页7.3.3接地和接零接地和接零由于大多数电气设备采用由于大多数电气设备采用 380/220V 低压系统供电，为防止触电事低压系统供电，为防止触电事故发生，需

12、根据供电系统接地形式不同，分别采用故发生，需根据供电系统接地形式不同，分别采用接地接地或或接零接零的保护的保护措施。措施。 在低压配电系统中，电源在低压配电系统中，电源( (变压器变压器) )中性点有接地和不接地两种。中性点有接地和不接地两种。接地的目的出于电力系接地的目的出于电力系 统统 运行和安全需要。这种接地称为工作接地。运行和安全需要。这种接地称为工作接地。例如三相四线制电源中性点接地。例如三相四线制电源中性点接地。 在低压配电系统中，电源在低压配电系统中，电源( (变压器变压器) )中性点不接地中性点不接地的情况下，采用的情况下，采用保护接地保护接地；在在中性点接地中性点接地的情况下

13、，采用的情况下，采用保护接零保护接零。 跳转到第一页R0保护接地保护接地( (2) )由于采用了保护接地，当出由于采用了保护接地，当出现漏电或一相碰壳时，外壳对地电现漏电或一相碰壳时，外壳对地电压接近为零，故人体触及外壳时比压接近为零，故人体触及外壳时比较安全。较安全。保护接地保护接地适用于电源中性点不接地的三相三线制供电系统中。将电适用于电源中性点不接地的三相三线制供电系统中。将电气设备的金属外壳接地，一般要求气设备的金属外壳接地，一般要求 R0 小于小于 4 。7.3.3接地和接零接地和接零1. 保护接地保护接地( (1) )当出现漏电或一相碰壳时，当出现漏电或一相碰壳时，外壳未接地，此时

14、人体触及外壳时外壳未接地，此时人体触及外壳时相当于单相触电。相当于单相触电。跳转到第一页7.3.3接地和接零接地和接零2保护接零保护接零R0保护接零保护接零由于外壳与零线连接，当出现由于外壳与零线连接，当出现漏电或一相碰壳时，就形成单相短漏电或一相碰壳时，就形成单相短路或接近短路，接于该相线上的短路或接近短路，接于该相线上的短路保护装置或过流保护装置便会动路保护装置或过流保护装置便会动作，迅速切断电源消除触电危险。作，迅速切断电源消除触电危险。 适用于电源中性点接地的三相适用于电源中性点接地的三相四线制供电系统中。四线制供电系统中。将电气设备的金属外壳接到零线将电气设备的金属外壳接到零线( (中性线中性线) )上。上。此时通过人体电流很小。此时通过人体电流很小。跳转到第一页工作零线与保护零线工作零线与保护零线N( (工作零线工作零线) )L( (相线相线) )PE( (保护零线保护零线) )220V(U1)(V1)(W1)NNNLLLEEE为了确保设备外壳对地电压为零，专设为了确保设