供電與安全用電

1、發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為 6 10 kV。8.1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述 電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要動力，在各行各業(yè)中都得電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要動力，在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、輸電線、變到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、輸電線、變電所及用電設(shè)備的總稱。電所及用電設(shè)備的總稱。 發(fā)電是將水力、火力、風(fēng)力、核能和沼氣等非電發(fā)電是將水力、火力、風(fēng)力、核能和沼氣等非電能轉(zhuǎn)換成電能的過程。我國以水利和火力發(fā)電為主，能轉(zhuǎn)換成電能的過程。我國以水利和火力發(fā)電為主，近幾年也在發(fā)展核能發(fā)電。近幾年也在發(fā)展核能發(fā)電。 輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大輸電就是將電能

2、輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大型用電戶。型用電戶。輸電網(wǎng)是由輸電網(wǎng)是由35kV及以上的輸電線路與其及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)。相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)。輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。 輸電過程中輸電過程中, 一般將一般將發(fā)電機組發(fā)出的發(fā)電機組發(fā)出的 610kV 電壓電壓經(jīng)升壓變壓器經(jīng)升壓變壓器變?yōu)樽優(yōu)?35500kV 高壓高壓，通過輸電線可，通過輸電線可遠(yuǎn)距離將電能傳送遠(yuǎn)距離將電能傳送到各用戶到各用戶，再利用降壓變壓器將再利用降壓變壓器將35kV高壓高壓變?yōu)樽優(yōu)?610kV 高壓高壓。 配電是由配電是由

3、10kV 級以下的配電線路和配電級以下的配電線路和配電(降壓降壓)變壓器所組成。變壓器所組成。它的作用是將電能降為它的作用是將電能降為 380/220V 低壓再分配到各個用戶的用電設(shè)備低壓再分配到各個用戶的用電設(shè)備。電力網(wǎng)的電壓等級電力網(wǎng)的電壓等級有有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550kV等。等。有有220，380V。我國規(guī)定的安全電壓等級有：我國規(guī)定的安全電壓等級有：12V、24V、36V等。等。水力水力發(fā)電廠發(fā)電廠升壓變電所升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所地區(qū)樞紐所10kV至用戶至用戶配電所配電所10kV10kV升壓升壓變電所變電所220kV220kV220kV輸電

4、線路輸電線路220kV35kV35kV負(fù)荷負(fù)荷變電所變電所35kV火力火力發(fā)電廠發(fā)電廠10kV 為保證供電為保證供電的可靠性和安的可靠性和安全連續(xù)性，電全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型區(qū)、各種類型的發(fā)電機變壓的發(fā)電機變壓器、輸電線、器、輸電線、配電和用電設(shè)配電和用電設(shè)備等連成一個備等連成一個環(huán)形整體。環(huán)形整體。直流輸電直流輸電 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 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，通常需要設(shè)左右，通常需要設(shè)置降壓變電所，置降壓變電所， 經(jīng)

5、配電變壓器將電壓降為經(jīng)配電變壓器將電壓降為 380/ 220 V，再引出若干條供電線到各用電點的配電箱上，再引出若干條供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(shè)備。配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。直流輸電結(jié)構(gòu)原理圖直流輸電結(jié)構(gòu)原理圖升壓升壓直流輸電直流輸電降壓降壓整整流流逆逆變變 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(fù)雜。較低，但逆變和整流部分較復(fù)雜。輸電線路一例輸電線路一例輸電線路一例輸電線路一例工廠變電所工廠變電所變電所變電所輸電線輸電線電電纜纜YY Y10.5 kVYY Y輸電線輸電線變電所變電所變電所變

6、電所Y0Y Y Y 低壓配電線路是由配電室低壓配電線路是由配電室(配電箱配電箱)、低壓線路、低壓線路、用電線路組成。用電線路組成。 通常一個通常一個低壓配電線路低壓配電線路的的容量容量在幾十千伏安到幾在幾十千伏安到幾百千伏安的范圍，負(fù)責(zé)幾十個用戶的供電。為了合百千伏安的范圍，負(fù)責(zé)幾十個用戶的供電。為了合理地分配電能，有效的管理線路，提高線路的可靠理地分配電能，有效的管理線路，提高線路的可靠性，一般都采用分級供電的方式。性，一般都采用分級供電的方式。 即按照用戶地域即按照用戶地域或空間的分布，將用戶劃分成供電區(qū)和片，通過干或空間的分布，將用戶劃分成供電區(qū)和片，通過干線、支線向片、區(qū)供電。整個供電

7、線路形成一個分線、支線向片、區(qū)供電。整個供電線路形成一個分級的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。級的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。8.2 工業(yè)供電概述工業(yè)供電概述 從車間變電所或配電箱到用電設(shè)備線路屬于低壓從車間變電所或配電箱到用電設(shè)備線路屬于低壓配電線路。其聯(lián)接方式主要是配電線路。其聯(lián)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)的兩種接線方式低壓供電系統(tǒng)的兩種接線方式( (1) )放射式供電線路放射式供電線路 特點特點: 供電可靠性高，便于供電可靠性高，便于操作和維護(hù)。但配電導(dǎo)線操作和維護(hù)。但配電導(dǎo)線用量大，投資高。用量大，投資高。適用場合：適用場合： 負(fù)載點比較分散，而每個點的用電量又較大，負(fù)載點比較分散，而每個

8、點的用電量又較大，變電所又居于各負(fù)載點的中央。變電所又居于各負(fù)載點的中央。變電所變電所配電箱配電箱放射式配電線路放射式配電線路8.2 工業(yè)供電概述工業(yè)供電概述樹干式配電線路樹干式配電線路配電箱配電箱變電所變電所負(fù)載比較集中，各負(fù)載點位于變電所負(fù)載比較集中，各負(fù)載點位于變電所或配電箱的同一側(cè)時或配電箱的同一側(cè)時, 如圖如圖(a)所示。所示。 負(fù)載比較均勻地分布負(fù)載比較均勻地分布在一條線上在一條線上, 如圖如圖(b)所示。所示。( (2) )樹干式供電線路樹干式供電線路 特點特點: 供電可靠性差。但配電導(dǎo)線用量小，投資供電可靠性差。但配電導(dǎo)線用量小，投資費用低，接線靈活性大。費用低，接線靈活性大。

9、實驗樓總實驗樓總 配電箱配電箱X房間房間配電箱配電箱X房間房間配電箱配電箱分支線分支線分支線分支線分支線分支線某校實驗樓樹形供電線路示意圖某校實驗樓樹形供電線路示意圖去教學(xué)樓去教學(xué)樓去宿舍去宿舍 食堂食堂干線干線干線干線干線干線 2 #生活區(qū)生活區(qū)配電柜配電柜 1 #教學(xué)區(qū)教學(xué)區(qū)配電柜配電柜 3 #實驗區(qū)實驗區(qū)配電柜配電柜2層配電箱層配電箱11層配電箱層配電箱1層配電箱層配電箱 1 #主配主配電柜電柜10kV去報告廳去報告廳實驗樓實驗樓配電變壓器配電變壓器配電柜配電柜 (1) 違反違反“停電檢修安全工作制度停電檢修安全工作制度”，因誤合閘造成，因誤合閘造成 維修人員觸電。維修人員觸電。 (2)

10、 違反違反“帶電檢修安全操作規(guī)程帶電檢修安全操作規(guī)程”，使操作人員，使操作人員觸觸 及電器的帶電部分。及電器的帶電部分。 (3) 帶電移動電器設(shè)備。帶電移動電器設(shè)備。 (4) 用水沖洗或用濕布擦拭電氣設(shè)備。用水沖洗或用濕布擦拭電氣設(shè)備。 (6) 對有高壓電容的線路檢修時未進(jìn)行放電處理導(dǎo)對有高壓電容的線路檢修時未進(jìn)行放電處理導(dǎo) 致觸電。致觸電。(5) 違章救護(hù)他人觸電，造成救護(hù)者一起觸電。違章救護(hù)他人觸電，造成救護(hù)者一起觸電。(1) 電氣設(shè)備缺少保護(hù)設(shè)施造成電器在正常情況下電氣設(shè)備缺少保護(hù)設(shè)施造成電器在正常情況下 損壞和觸電。損壞和觸電。(2) 帶電作業(yè)時，使用不合理的工具或絕緣設(shè)施造帶電作業(yè)時

11、，使用不合理的工具或絕緣設(shè)施造 成維修人員觸電。成維修人員觸電。(3) 產(chǎn)品使用劣質(zhì)材料，使絕緣等級、抗老化能力產(chǎn)品使用劣質(zhì)材料，使絕緣等級、抗老化能力 很低，容易造成觸電。很低，容易造成觸電。(4) 生產(chǎn)工藝粗制濫造。生產(chǎn)工藝粗制濫造。(5) 電熱器具使用塑料電源線。電熱器具使用塑料電源線。 電力線突然斷裂使行人觸電；狂風(fēng)吹斷樹枝將電力線突然斷裂使行人觸電；狂風(fēng)吹斷樹枝將電線砸斷；雨水進(jìn)入家用電器使機殼漏電等偶然電線砸斷；雨水進(jìn)入家用電器使機殼漏電等偶然事件均會造成觸電事故。事件均會造成觸電事故。 人體觸電時，電流對人體會造成兩種傷害：人體觸電時，電流對人體會造成兩種傷害：電擊和電傷。電擊和

12、電傷。 是指電流通過人體，影響呼吸系統(tǒng)、心臟是指電流通過人體，影響呼吸系統(tǒng)、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞乃至死亡。和神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞乃至死亡。 是指在電弧作用下或熔斷絲熔斷時，對人是指在電弧作用下或熔斷絲熔斷時，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。 電擊所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：電擊所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：(1) 人體電阻的大小人體電阻的大小(2) 電流通過時間長短電流通過時間長短(3) 電流的大小電流的大小 人體電阻因人而異，通常為人體電阻因人而異，通常為 104 105 ，當(dāng)角質(zhì)，當(dāng)角質(zhì)外層破壞時，則降到外層破壞時

13、，則降到8001000 。人體允許的人體允許的安全工頻電流安全工頻電流: 30mA工頻危險電流工頻危險電流: 50mA 電流頻率在電流頻率在40Hz 60Hz對人體的傷害最大對人體的傷害最大。 實踐證明，直流電對血液有分解作用，而高頻電實踐證明，直流電對血液有分解作用，而高頻電流不僅沒有危害還可以用于醫(yī)療保健等。流不僅沒有危害還可以用于醫(yī)療保健等。 電流通過人體的時間愈長，則傷害愈大。電流通過人體的時間愈長，則傷害愈大。 電流的路徑通過心臟會導(dǎo)致神經(jīng)失常、心跳停電流的路徑通過心臟會導(dǎo)致神經(jīng)失常、心跳停止、血液循環(huán)中斷，危險性最大。其中電流的流止、血液循環(huán)中斷，危險性最大。其中電流的流經(jīng)從右手到

14、左腳的路徑是最危險的。經(jīng)從右手到左腳的路徑是最危險的。 因此，把因此，把 36 V以下的電壓定為安全電壓。工廠以下的電壓定為安全電壓。工廠進(jìn)行設(shè)備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全進(jìn)行設(shè)備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓。電壓。 (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mA50mA219P0Pb RRUI 式中式中: UP: 電源相電壓電源相電壓 (220V) Ro: 接地電阻接地電阻 4 Rb: 人體電阻人體電阻 1000 這時人體處于相電壓下，危險較大。這時人體處于相電壓下，危險較大。R0R對地絕對地絕緣電阻緣電阻Ib 人體接觸某一相時，通過人體的電流取決于人人體接觸

15、某一相時，通過人體的電流取決于人體電阻體電阻Rb與輸電線對地絕緣電阻與輸電線對地絕緣電阻R 的大小。的大小。 若輸電線絕緣良好，絕緣電阻若輸電線絕緣良好，絕緣電阻R 較大，對人體較大，對人體的危害性就減小。的危害性就減小。 但導(dǎo)線與地面間的絕緣可能不良但導(dǎo)線與地面間的絕緣可能不良( R 較小較小)，甚，甚至有一相接地，這時人體中就有電流通過。至有一相接地，這時人體中就有電流通過。(3) 雙相觸電雙相觸電雙相觸電雙相觸電A38. 01000380bb RUIlmA50mA380 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當(dāng)人觸及帶電設(shè)備的外殼時

16、，相當(dāng)于單外殼帶電。當(dāng)人觸及帶電設(shè)備的外殼時，相當(dāng)于單相觸電。大多數(shù)觸電事故屬于這一種。相觸電。大多數(shù)觸電事故屬于這一種。 這時人體處于線電壓下這時人體處于線電壓下IbU電位分布電位分布接地點接地點20m0.8m跨步電壓跨步電壓 在高壓輸電線斷在高壓輸電線斷線落地時，有強大線落地時，有強大的電流流入大地，的電流流入大地，在接地點周圍產(chǎn)生在接地點周圍產(chǎn)生電壓降。如圖所示。電壓降。如圖所示。 當(dāng)人體接近接地點時，兩腳之間承受跨步電壓而當(dāng)人體接近接地點時，兩腳之間承受跨步電壓而觸電?？绮诫妷旱拇笮∨c人和接地點距離，兩腳之觸電。跨步電壓的大小與人和接地點距離，兩腳之間的跨距，接地電流大小等因素有關(guān)。間

17、的跨距，接地電流大小等因素有關(guān)。雙腳跨步雙腳跨步 一般在一般在20m之外，跨步電壓就降為零。如果誤入之外，跨步電壓就降為零。如果誤入接地點附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險區(qū)。接地點附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險區(qū)。 為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣為了人身安全和電力系統(tǒng)工作的需要，要求電氣設(shè)備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為設(shè)備采取接地措施。按接地目的的不同，主要分為工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。即將中性點接地。即將中性點接地。目的：目的：(1) 降低觸電電壓降低觸電電壓(2) 迅速切斷故障迅速切斷故障 在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，

18、在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護(hù)裝置迅速動作，斷開故障點。保護(hù)裝置迅速動作，斷開故障點。(3) 降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平R0 當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于外殼帶電外殼帶電 , 當(dāng)人觸及外殼當(dāng)人觸及外殼,接地電流接地電流 Ie 將經(jīng)過人體入將經(jīng)過人體入地后地后, 再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻再經(jīng)其它兩相對地絕緣電阻R 及分布電容及分布電容C 回到電源。當(dāng)回到電源。當(dāng)R 值較低、值較低、C 較大時，較大時，Ib 將達(dá)到或超將達(dá)到或超過危險值。過危險值。RCIbIe對地絕緣電阻對地絕緣電阻分布電容分布電容

19、RC對地絕緣電阻對地絕緣電阻電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時電氣設(shè)備外殼有保護(hù)接地時通過人體的電流：通過人體的電流：b00ebRRRII 利用接地利用接地裝置的分流裝置的分流作用來減少作用來減少通過人體的通過人體的電流。電流。將電氣設(shè)備的金屬外殼將電氣設(shè)備的金屬外殼(正常情況下是正常情況下是不帶電的不帶電的)接地。接地。 用于中性點不接地的低壓系統(tǒng)用于中性點不接地的低壓系統(tǒng) 分布電容分布電容R0IbIeI0(a)R0 當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞造成一相碰殼，該相電造成一相碰殼，該相電源短路，其短路電流使源短路，其短路電流使保護(hù)設(shè)備動作，將故障保護(hù)設(shè)備動作，將故障設(shè)備從電源切除，防止設(shè)備從電源切除，防止人身觸電。人身觸電。A5 .2744220e IooPeRRUI R 0R0(b)NoImage一、防雷設(shè)備一、防雷設(shè)備 接閃器（避雷針、避雷線、避雷帶或網(wǎng)）接閃器（避雷針、避雷線、避雷帶或網(wǎng)） （1 1）避雷針