电工电子技术基础上册电工第2版 教学课件 邱敏 5zhang Microsoft PowerPoint 演示文稿

1、在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电第5章 供电及用电5.1 电能的产生、传输与分配 平安用电5.3 节约用电5.4 电能转换技术电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电习要点本章学第5章 供电及用电 了解电能的产生、传输与分配,熟悉电力系统的结构 掌握平安用电的意义和方法 了解节约用电的意义和措施 了解电能转换技术及应用电工电子技术基础(上册 电工)第

2、五章 供电及用电5-1 电能的产生、传输与分配一、 电力系统电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体称为电力系统。图5-1 从发电厂到用户的送电过程示意图电力系统由发电厂、电力网和用电设备组成电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电图5-2 电力系统的单线接线图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电1、发电厂 核能发电： 发电厂是将煤炭、水力、石油、天然气等自然能一次能源转换为电能二次能源的特殊工厂。火力发电：利用燃料燃烧后发出的热量加热水，产生高压蒸汽，推动汽轮机并带动发电

3、机转动而产生电能。水力发电：利用处于高位置水的势能，推动水轮机旋转并带动发电机发电。用中子轰击铀235，使原子核发生裂变，产生出巨大的热量加热水，使之变成蒸汽，推动汽轮机并带动发电机发电。电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电电力线路：2、电力网变配电所： 在电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电所叫做电力网，简称电网。电力网包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。 为实现电能的经济输送和满足用电设备对供电质量的要求，需对电压进行屡次变换。这项任务由变电所完成。变电所主要装有电力变压器、母线和开关设备。 电力线路是输送电能的通道。 输电电压视输电容量和输电距离而定。我国国家

4、标准中规定输电线额定电压为6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV等几个等级。电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电3、电能用户电力系统中，一切消耗电能的用电设备均称为电能用户。 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷 ，三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回路线路供电。 电力负荷分级：一级负荷：要求有两个独立电源供电，而且要求两电源中任一电源发生故障时，另一电源不致同时受到损坏。二级负荷：应由双回路供电。当发生电力线路常见故障或电力变压器故障时，应不致中断供电或中断后能迅速恢复；当负荷较小或地区供电条件困难时，可由单回路6kV及以上电压的专用架

5、空线供电。 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电二、 工厂供配电系统2、变配电系统内部系统工厂供配电系统各不相同，从总体接线来看，可分为两个局部1、电源系统外部系统电源系统指从外电源公共电力系统到工厂总降压变电所或配电所的供电线路，包括高压架空线路或电缆线路。 1总降压变电所 总降压变电所是工厂电能供给的枢纽。它由降压变压器、高压配电装置和低压配电装置等设备组成。作用是将35kV110kV的进线电压降为610kV电压，再由610kV配电装置分别将电能送到配电所、车间变电所或高压用电设备。 2配电所 配电所的作用是在靠近负荷中心处集中接受610kV电源供来的电能，并把电能重新分配，送

6、至附近各个车间变电所或附近610kV高压用电设备，所以它是厂内电能的中转站。 3车间变电所 车间变电所的作用是将610kV的电源电压降至380/220V电压，由380/220V低压配电盘分送至各个低压用电设备。 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电图5-4 具有总变压配电所的工厂供电系统图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电三、 配电网络接线与配电方式 3、配电装置：用来接受和分配电能的电气设备。它包括控制电器断路器、隔离开关、复合开关等，保护电器熔断器、继电器及避雷器，测量电器电流互感器、电压互感器、电流表、电压表以及母线和各种载流子导体。 1、高压配电网络：厂区由总

7、变配电所到车间变电所1kV以上的高压电力线路，通常采用10kV2、低压配电网络：车间变电所低压侧到车间内部或相邻车间低压设备的低压电力线路。 以上两种配电网络的配电方式分为放射式、树干式和环型三种根本形式 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电5-2 平安用电1、电流对人体的伤害一、触电事故与触电方式触电电流（mA）人体的触电反应5060HZ交流电直流电0.61.5开始有麻刺感没有感觉23有强烈的麻刺感没有感觉57有肌肉痉挛现象刺痛、灼热感810难以摆脱电源，触电部位感到剧痛灼热感2025迅速麻痹，不能摆脱电源，剧痛，呼吸困难痉挛5080呼吸器官麻痹，心脏开始振颤肌痛感觉强烈，触电部

8、位肌肉痉挛，呼吸困难90100呼吸困难，持续3秒左右心脏停跳呼吸器官麻痹表5-1 人体对触电电流的反响电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 作用于人体的电压低于一定数值时，在短时间内，电压对人体不会造成严重的伤害事故，称这种电压为平安电压。2、平安电压 平安电压的等级分为42、36、24、12、6伏。当电源设备采用24伏以上的平安电压时，必须采取防止可能直接接触带电体的保护措施。3、触电方式图5-6 单相触电 根据人体触及带电体方式和电流通过人体的路径，触电方式可分为单相触电、两相触电、跨步电压触电、接触电压触电以及静电触电。 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电图5-

9、7 两相触电 跨步电压触电 接触电压触电： 人体与电气设备的带电外壳接触而引起的触电。静电触电：人体带有静电后，再接触其他金属体，很容易形成静电放电电击。虽然电压很高，但放电电流不大，且放电持续时间极短，所以一般不会给人带来太大的危险。电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电在1000V以下的中性点直接接地系统中 ，不采取接地作为保护措施。二、防止触电的技术措施1、保护接地 将电气设备的金属外壳与大地可靠连接。 适用于1000V以下中性点不接地电网和1000V以上任何形式的电网。图5-8 保护接地原理 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 保护接零后电气设备的一相因绝缘损坏

10、而碰壳时，电流通过零线构成回路，由于零线阻抗很小，致使短路电流I k很大， 立即将熔丝熔断，或使其他保护电器动作，迅速切断电源，排除触电危险。 2、保护接零将电气设备的外壳与系统的零线相接。注意：接零导线必须牢固，零线上禁止安装熔断器和单独的断流开关 ，零线 导线电阻不宜太大。 图5-10 保护接零原理电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 漏电保护器是一种防止漏电的保护装置。 当因设备漏电而在设备的金属外壳上出现对地电压时，漏电保护器能自动切断电源。 3、使用漏电保护器1-主开关 2-试验按钮 3-检测电流互感器 4-脱扣机构图5-12 漏电保护器原理图漏电保护器外形图电工电子技术

11、基础(上册 电工)第五章 供电及用电 单相三孔插座:三孔插座的接线规定为“左零、右火、上接地见图。三孔插座与家用电器电源插头上所接的三线保持一一对应。 4、家用电器的接零接地保护图5-14 保护零线错误接法图5-13 保护接零（接地）接线示意图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 采用三相五线制，有专门的保护零线，保证联接畅通，使用时接线方便，能良好地起到保护作用。近年我国新建的民用建筑布线很多即采用此法。5、三相五线制国际电工委员会推荐使用三相五线制，它有三根相线L1、L2、L3，一根工作零线N，一根保护零线PE。一般家庭采用单相三线制供电，即一根相线，一根工作零线，一根保护零线

12、。图5-16 三相五线制 单相用电设备使用一根火线、一根工作零线N；三相四线用电设备使用三根火线、一根工作零线；所有设备的金属外壳要保护时接保护零线即PE。 由于工作零线是设备工作的电源线，有负荷电流通过；PE线是设备漏电时起保护作用的，只在保护时有电流，正常时没有电流。不管是PE还是N，都不允许断开，也不能接开关和熔断器。电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电1防雷保护2电气设备防火3静电防护4电气设备防爆三、电气设备的保护措施1不超负荷用电。2对三眼插座安装接地线，不要随意把三眼插头改为二眼插头。3选用与电路负荷相适应的熔断丝，不任意加粗熔断丝，严禁用铜丝等代替熔断丝。4在更换熔

13、断丝、拆修电器或移动电器设备时必须切断电源，严禁带电操作。5要定期对漏电保护开关进行灵敏性试验。6不得将36V以上的照明灯作为机床局部照明使用。7发现电器设备冒烟或闻到异味时，迅速切断电源进行检查。四、平安用电常识电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电1.使触电者迅速脱离电源五、触电急救常识电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电触电者脱离电源后，应根据其受到电流伤害的程度，采取相应的解救措施。触电者被救下后，假设呼吸停止或心脏停跳，决不可认为触电者已死亡而不去抢救，应立即进行现场人工呼吸或实施人工胸外心脏挤压法抢救。并迅速通知医院救护，抢救应该分秒必争。2. 脱离电源后的抢

14、救方法电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电5-3 节约用电 在工业生产中，电器设备和电力线路的电能损耗占工厂电能消耗的20%30%。节约用电不仅可以减少能源损耗、减少用电开支、降低生产本钱，更重要的是节省的电能可以创造比其本身价值高几十倍甚至上百倍的工业产值。因此节约电能被视为加强企业经营管理，提高经济效益的一项重要任务。在电力系统中的各个环节采取节电措施，带来的经济效益将是非常显著的。一、节约用电的意义科学的管理方法 方案供用电合理分配负荷实行经济运行二、工厂节约用电的一般措施电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电三、工厂供电系统的技术改造1. 选用高效节能设备2. 改

15、造现有的供用电设备和降低线路损失3. 合理选择供用电设备4采用新技术新工艺来改进操作方法5提高功率因数1提高自然功率因数 2人工补偿功率因数 电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电5-4 电能转换技术 各种自然能源可以转换为电能，电能也可以方便地转换为其他能量。电能的转换涉及到声、光、热、电机技术、传感技术、控制技术及通信等各个方面。一、电热转换将电能转换为热能，广泛应用于工业生产及家庭。 1电阻加热 电阻加热是获取电热的主要形式，其方法又分为直接电热和间接电热两种。图5-19 电阻炉(b)工业电阻炉 (a)家用电烤箱(c) 电阻炉结构示意 发热体 隔热材料 被加热物体 电工电子技术

16、基础(上册 电工)第五章 供电及用电 2电弧加热 电弧加热是利用两个电极之间或电极与工件之间放电，使空气电离形成高温电弧来对物体进行加热的。 图5-21 交流弧焊机的构造（a）外形图（b）结构图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电3介质加热介质加热是将被加热物置于高频电磁场中，利用被加热物的介质损耗加热。 1-磁控管 2-波导管 3-波搅拌器 4-非金属餐具 5-玻璃盘 6-金属外壳图5-22 微波炉结构示意图微波炉外形图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 4感应加热 利用处在交变磁场中的金属材料产生涡流，使材料发热而加热物体的方法称为感应加热。 图5-23 电磁炉与

17、结构a）外形b）结构电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电二、电光转换电能转换成光能最常见的就是电气照明设备，还有信号的传输、处理、显示及各种控制装置。而光能转换成电能主要用于检测、控制、信号传输和处理。还可利用光电转换原理制成太阳电池，用于航空航天以及很多科技领域 1电光源目前常用电光源有热辐射型和气体放电型两大类。2光电池光电池的根本结构是由一个大面积PN结组成，它可将光能转换成电能。 图5-26 光电池 N型区 P型区 光线 负载（b）结构图（a）外形图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电 3光纤通信 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以到达通信之目的。

18、 图5-27 数字光纤通信原理框图电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电三、电声转换 声音信号与电信号之间的相互转换称为电声转换。如 机听筒、扬声器是将电信号转换为声信号，而话筒那么是将声信号转换为电信号。 1-膜片 2-护盖 3-金属膜 4-晶体 5-引线图5-29 晶体传声器 1-铁心 2-磁铁 3-线圈 4-中心膜片 5-纸盆 6-框架 7-引线图5-28 动圈式扬声器 声电转换电声转换电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电四、电化学转换一次电池的主要种类电 池 名 称额 定 电 压用 途锰干电池1.5通信、电灯碱性锰干电池1.5同上氧化银电池1.55钟表、计算器空气

19、电池1.4助听器汞电池1.35 1.4手表、无线话筒二氧化锰锂电池3.0IC卡、存储器备用电源电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电微型电池蓄电池燃料电池干电池1、电池电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电2、电镀电镀是在某一金属外表生成其他金属薄膜。它可使金属耐腐蚀、耐磨损，还可利用电镀技术对非金属外表进行装饰。 图5-31 燃料电池结构原理电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电3电解 电解是从外部使电流流过电解质水溶液进行氧化复原反响的过程。1-阳极导电端子 2-碳阴极 3-氧化铝 4-铝 5-碳阴极图5-33 熔融盐电解法制铝电工电子技术基础(上册 电工)第

20、五章 供电及用电五、电能转换技术在机床设备中的应用 1. 旋转变压器旋转变压器结构类似小型交流电动机，也称同步分解器。由于将励磁电压接到原边时，转子上感应的输出电压转子的角位移成某一函数关系，因此可以用作角度的检测。 2感应同步器感应同步器是现代数控设备广泛采用的一种位置检测装置，它是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的 。感应同步器可用来测量直线或转角位移。感应同步器由定尺和滑尺两局部组成，滑尺相对较短。工作时将滑尺绕组通以交流电，由电磁感应原理可知，在定尺绕组上将感应出电压。根据绕组结构，定尺上感应电压的周期与滑尺相对定尺移动的距离有关。假设将滑尺安装在工作台上，那么可根据定尺感应电压的周期来测量工作台的位移量。 旋转变压器电工电子技术基础(上册 电工)第五章 供电及用电3磁栅检测装置 磁栅是一种利用电磁特性和录磁原理对位移进行检测的装置。磁性标尺、拾磁磁头以及检测电路三局部组成。磁栅按其结构特点可分为直线式和角位移式，分别用于长度和角度的检测。作为检测元件可用在数控机床和其他测量机上。 4光栅检测装置1-光源2-