第12章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電-電工電子秦曾煌

1、下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄2/25下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄3/25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。12.1 發(fā)電和輸電概述發(fā)電和輸電概述 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、變電站、配電到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站、配電所直到各個用戶等環(huán)節(jié)所組成的電能生產(chǎn)消費系統(tǒng)。所直到各個用戶等環(huán)節(jié)所組成的電能生產(chǎn)消費系統(tǒng)。 發(fā)電是將水力、火力、風力、核能和沼氣等非電發(fā)電是將水力、火力、風力、核能和沼氣等非電能轉(zhuǎn)換成電能的過程。

2、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，近年來也在發(fā)展風力發(fā)電、核能發(fā)電等。近年來也在發(fā)展風力發(fā)電、核能發(fā)電等。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄4/25 輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大型用電戶。大型用電戶。輸電網(wǎng)由輸電網(wǎng)由 35 kV 及以上的輸電線路和及以上的輸電線路和與其相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)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)。輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。絡(luò)。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

3、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)?35 500kV 高壓高壓，通過輸電線可，通過輸電線可遠距離將電能傳送遠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。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄5/25 配電由配電由 10kV 及以下的配電線路和配電及以下的配電線路和配電(降壓降壓)變變壓器所組成。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 低低壓再分配到各個用戶的用電設(shè)備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1kV, 3kV,

4、6kV, 10kV, 35kV, 110kV, 330kV， 550kV 等。等。有有220V，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。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄6/25 利用輸電線路把一個個獨立運行的分散在各地的利用輸電線路把一個個獨立運行的分散在各地的發(fā)電廠連接成一個整體電網(wǎng)，然后由電網(wǎng)向所覆蓋的發(fā)電廠連接成一個整體電網(wǎng)，然后由電網(wǎng)向所覆蓋的地區(qū)范圍內(nèi)所有用戶供電，就構(gòu)成了具有現(xiàn)代意義的地區(qū)范圍內(nèi)所有用戶供電，就構(gòu)成了具有現(xiàn)代意義的電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)。 我國目前已有華東、華北、華中、東北、西北、我國目前已有華東、

5、華北、華中、東北、西北、南方等地區(qū)性電網(wǎng)。南方等地區(qū)性電網(wǎng)。跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn) 送電距離愈遠，要求輸電線的電壓愈高。我國國送電距離愈遠，要求輸電線的電壓愈高。我國國家標準中規(guī)定輸電線的額定電壓為家標準中規(guī)定輸電線的額定電壓為 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、 750 kV、1000kV 。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄7/25交流輸電線路一例交流輸電線路一例 市區(qū)一般輸電市區(qū)一般輸電電壓為電壓為 10 kV 左右，左右，通常需要設(shè)置降壓通常需要設(shè)置降壓變電所，變電所， 經(jīng)配電經(jīng)配電變壓器將電壓降為變壓器將電壓降為 380/ 220 V，再引，再引

6、出若干條供電線到出若干條供電線到各用電點的配電箱各用電點的配電箱上，上， 配電箱將電配電箱將電能分配給各用電設(shè)能分配給各用電設(shè)備。備。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄8/25 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。從三峽到華東地區(qū)較低，但逆變和整流部分較復(fù)雜。從三峽到華東地區(qū)和華南地區(qū)已建有和華南地區(qū)已建有 50 104 V的直流輸電線路。的直流輸電線路。 除交流輸電外，還有直流輸電除交流輸電外，還有直流輸電。其結(jié)構(gòu)原理圖如。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。圖所示。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目

7、錄章目錄9/25 低壓配電線路由配電室低壓配電線路由配電室 ( 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。 通常一個低壓配電線路的容量在幾十千伏安到幾通常一個低壓配電線路的容量在幾十千伏安到幾百千伏安的范圍百千伏安的范圍, 負責幾十個用戶的供電。為了合理負責幾十個用戶的供電。為了合理地分配電能，有效地管理線路，提高線路的可靠性，地分配電能，有效地管理線路，提高線路的可靠性，一般都采用分級供電的方式。一般都采用分級供電的方式。 即按照用戶地域或空間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，通過干線、支線的分布，將用戶劃分成供電區(qū)和片，通過干線、支線向片、區(qū)供電。

8、整個供電線路形成一個分級的網(wǎng)狀結(jié)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)。構(gòu)。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄10/25 從車間變電所或配電箱到用電設(shè)備的線路屬于低從車間變電所或配電箱到用電設(shè)備的線路屬于低壓配電線路。其連接方式主要是壓配電線路。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。 供電可靠性高，便于操供電可靠性高，便于操作和維護。但配電導(dǎo)線用量作和維護。但配電導(dǎo)線用量大，投資高。大，投資高。 負載點比較分散，而每個點的用電量又較大，變負載點比較分散，而每個點的用電量又較大，變電所又居于各負載點的中央。電所又居于各負載點的中央。下一頁下一頁返回返

9、回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄11/25負載比較集中，各負載點位于變電所負載比較集中，各負載點位于變電所或配電箱的同一側(cè)或配電箱的同一側(cè), 如圖如圖(a)所示。所示。 負載比較均勻地分布負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。 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。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄12/25某校實驗樓樹干式配供電線路示意圖某校實驗樓樹干式配供電線路示意圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄13/25 在生產(chǎn)中，不僅要提高勞

10、動生產(chǎn)率，減輕繁重的在生產(chǎn)中，不僅要提高勞動生產(chǎn)率，減輕繁重的體力勞動，而且要盡一切可能保護勞動者的人身安全。體力勞動，而且要盡一切可能保護勞動者的人身安全。以下介紹安全用電的幾個問題。以下介紹安全用電的幾個問題。 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。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絲熔斷時，對人體是指在電弧作用下或熔絲熔斷時，對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。 電擊所引起

11、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)。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄14/25 人體電阻因人而異，通常為人體電阻因人而異，通常為 104 105 ，當角質(zhì)外，當角質(zhì)外 層破壞時，則降到層破壞時，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。觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險。觸電電壓越高，通過人體的電流越大就越危險。 因此，把因此，把 36 V的電壓定為安全電壓。工廠進行設(shè)備的電壓定為安全電壓。工

12、廠進行設(shè)備檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓。檢修使用的手燈及機床照明都采用安全電壓。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄15/25 電流的路徑通過心臟會導(dǎo)致神經(jīng)失常、心跳停止、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。其中電流的路經(jīng)從左手血液循環(huán)中斷，危險性最大。其中電流的路經(jīng)從左手(或右手或右手) 到胸部的危險性最大。到胸部的危險性最大。 直流電和頻率在直流電和頻率在 50Hz 左右的交流電對人體的傷害左右的交流電對人體的傷害最大最大。 實踐證明，直流電對血液有分解作用，而高頻電流實踐證明，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

13、用于醫(yī)療保健等。不僅沒有危害還可以用于醫(yī)療保健等。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄16/25 (1) 電源中性點接地系統(tǒng)的單相觸電電源中性點接地系統(tǒng)的單相觸電mA50mA219P0Pb RRUI 式中式中: UP電源相電壓電源相電壓 (220V) R0 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。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄17/25R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體電人體接觸某一相時，通過人體的電流取決于人體電阻阻Rb與輸電線對地絕緣

14、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 較大較大, 對人體的危對人體的危害性就小。害性就小。 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), 甚至有甚至有一相接地，這時人體中就有電流通過。一相接地，這時人體中就有電流通過。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄18/25(3) 兩相觸電兩相觸電兩相觸電兩相觸電mA50mA380 當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞而與外殼接觸，將使其外殼帶電。當人觸及帶電設(shè)備的外殼時，相當于單外殼帶電。當人觸及帶電設(shè)備的外殼時，

15、相當于單相觸電。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。IbA380A1000380bLb.RUI 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄19/25U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)生電壓降電壓降, 如圖所示。如圖所示。 當人體接近接地點時，兩腳之間承受跨步電壓而觸當人體接近接地點時，兩腳之間承受跨步電壓而觸電。跨步電壓的大小與人和接地點距離，兩腳之間的電?？绮诫妷旱?/p>

16、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)?？缇?，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。如果誤入接之外，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)。地點附近，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳出危險區(qū)。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄20/25 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、保護接地和保護接零。工作接地、保護接地和保護接零。即將中性點接地。即將中性點接地。

17、目的：目的：(1) 降低觸電電壓降低觸電電壓(2) 迅速切斷故障設(shè)備迅速切斷故障設(shè)備 在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，在中性點接地的系統(tǒng)中，一相接地后的電流較大，保護裝置迅速動作，斷開故障點。保護裝置迅速動作，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)備對地的絕緣水平下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄21/25 當電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞發(fā)生一相碰殼時：由于當電氣設(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 , 當人觸及外殼當人觸及外殼,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。當回到電源。當R 值較低、值較低、C 較大時，較大時，Ib 將達到或超將達到或超過危險值。過危險值。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄22/25電氣設(shè)備外殼有保護接地時，通過人體的電流電氣設(shè)備外殼有保護接地時，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