三相交流電路及供電方式安全用電

1、三相交流電路及供電方式安全用電,1,第3講 三相電路（three-phase circuit）及供電方式,3.1 三相電壓 3.2 負載星形聯(lián)接的三相電路 3.3 負載三角形聯(lián)接的三相電路 3.4 電力系統(tǒng) 3.5 節(jié)約用電與安全用電,三相交流電路及供電方式安全用電,2,三相交流電路及供電方式安全用電,3,3.1 三相電壓（電源）,1. 三相電動勢的產(chǎn)生,在兩磁極中間，放一個線圈。,根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由AX。,合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。,三相交流電路及供電方式安全用電,4,2. 三相交流電動勢的產(chǎn)生,A,X,Y,C,B,

2、Z,S,N,三個線圈空間位置 互差120o,轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個 線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。,三相交流電路及供電方式安全用電,5,三相電動勢的瞬時值,三相電動勢的特征： 幅值相等，頻率相同，相位互差120， 稱為對稱電動勢。,三相交流電路及供電方式安全用電,6,3.1.2 三相交流電源的聯(lián)接,1. 星形接法,三相交流電路及供電方式安全用電,7,三相四線制（three-phase four-wire system）供電,火線（相線）:,中線（零線）：N,三相交流電路及供電方式安全用電,8,三相電源星形接法得到兩組電壓,（1）相電壓：火線對零線間的電壓。 （2）線電壓：火線間的電壓

3、。,三相交流電路及供電方式安全用電,9,線電壓與相電壓的大小關(guān)系表達式：,通常的低壓配電系統(tǒng)（三相四線制）的電壓等級為：,三相交流電路及供電方式安全用電,10,2. 三角形接法,特點：得到一種電壓線電壓=相電壓,三相交流電路及供電方式安全用電,11,3.2 負載星形聯(lián)接的三相電路,負載也有兩種接法:,三相交流電路及供電方式安全用電,12,三相負載完全對稱時，零線可以取消。稱為三相三線制供電。,（1） 負載對稱,三相交流電路及供電方式安全用電,13,結(jié)論當負載對稱時： 三相電壓和電流都是對稱的。 中線可以省去，形成三相三線制，如三相電動機。 相電流對稱，計算一相電流即可。,三相交流電路及供電方式

4、安全用電,14,（2） 負載不對稱，且有中線,三相交流電路及供電方式安全用電,15,不對稱負載，但有中線,結(jié)論負載不對稱有中線時： 相電壓仍然對稱，負載能正常工作。 各相電流不對稱，需要單獨計算（包括中線電流）。,三相交流電路及供電方式安全用電,16,（3） 負載不對稱，但無中線，則負載電壓不對稱，導致有些負載相電壓過高，有些負載相電壓過低，影響設(shè)備正常工作，所以應(yīng)有中線。,三相交流電路及供電方式安全用電,17,應(yīng)用實例-照明電路,正確接法: 每層樓的燈相互并聯(lián)，然后分別接至各相電源上。設(shè)電源電壓為：,則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。,三相交流電路及供電方式安全用電,18,照明電路的

5、一般畫法,三相交流電路及供電方式安全用電,19,討論,照明電路能否采用三相三線制 供電方式？,A,C,B,.,.,.,一層樓,二層樓,三層樓,N,三相交流電路及供電方式安全用電,20,設(shè)線電壓為380V。 A相斷開后，B、C 兩相串連，電壓UBC （380V）加在B、C負載上。如果兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。,問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通, 情況如何?,分析：,結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。,三相交流電路及供電方式安全用電,21,問題2：若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓 燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的 1/4 ）結(jié)果如何？,結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超

6、過額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。,分析,三相交流電路及供電方式安全用電,22,關(guān)于中性線的作用,負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小不等的電壓，有的電壓超過用電設(shè)備的額定電壓，有的電壓達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。,中線的作用：使星形連接的不對稱負載得到對稱的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘開關(guān)。,三相交流電路及供電方式安全用電,23,3.3 負載三角形聯(lián)接的三相電路,特點：相電壓=線電壓,三相交流電路及供電方式安全用電,24,負載對稱時：,三相

7、電路的功率,三相總的有功功率：,三相交流電路及供電方式安全用電,25,三相功率（three-phase power）,在三相負載對稱的條件下：,三相交流電路及供電方式安全用電,26,3.4 電力系統(tǒng),電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電站、配電所、到用戶等環(huán)節(jié)組成。 現(xiàn)代電力系統(tǒng)：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)向所覆蓋的地區(qū)范圍內(nèi)所有用戶供電。,三相交流電路及供電方式安全用電,27,變 電 站,輸 電 線,三相交流電路及供電方式安全用電,28,1 電力系統(tǒng)的優(yōu)越性（技術(shù)經(jīng)濟）,（1）減少系統(tǒng)中的總裝機容量 （2）合理使用動力資源，充分發(fā)揮水力發(fā)電廠的作用 （3

8、）提高供電的可靠性 （4）提高運行的經(jīng)濟性,三相交流電路及供電方式安全用電,29,2 對電力系統(tǒng)的要求,（1）電力系統(tǒng)的建設(shè)必須優(yōu)先于其他工業(yè)部門 （2）保證供電的可靠性 （3）保證電能質(zhì)量 （4）保證電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行,三相交流電路及供電方式安全用電,30,3 交流輸電系統(tǒng),與各輸電線電壓等級相適應(yīng)的輸送功率和輸送距離,交流輸電技術(shù)的發(fā)展是以增加輸送容量、提高輸電線路電壓等級以及增加輸送距離為標志。,三相交流電路及供電方式安全用電,31,低壓配電系統(tǒng),常用的低壓配電方式：三相三線制、三相四線制、單相二線制。 低壓供電電氣安全規(guī)程：要求敷設(shè)保護零線,1 配電方式,三相交流電路及供電方式安全用電,

9、32,工廠企業(yè)配電系統(tǒng)圖,三相交流電路及供電方式安全用電,33,三相五線供電圖,三相交流電路及供電方式安全用電,34,樓宇指高層建筑或高層建筑群。 其負荷應(yīng)包括：照明設(shè)備，運輸設(shè)備，給排水設(shè)備，采暖設(shè)備，通風設(shè)備，通信、廣播、電視設(shè)備，安全監(jiān)控及保安設(shè)備，消防設(shè)備等,2 樓宇供電,三相交流電路及供電方式安全用電,35,室內(nèi)配電箱圖,3 住宅供電,三相交流電路及供電方式安全用電,36,遠程自動抄表系統(tǒng)圖,三相交流電路及供電方式安全用電,37,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)對電量的需求日益增長。增加發(fā)電量和節(jié)約用電都顯得非常重要。 節(jié)約用電的具體措施： （1）發(fā)揮用電設(shè)備的效能：如讓電動機和變壓器在

10、接近額定負載時效率最高，輕載時效率較低。所以使用時正確選用它們的功率。,3.5 節(jié)約用電與安全用電 3.5.1 節(jié)約用電,三相交流電路及供電方式安全用電,38,（2）提高線路和用電設(shè)備的功率因數(shù)：減少輸電線路的損失，工礦企業(yè)要求功率因數(shù)大于0.9。 （3）降低線路損失：提高功率因數(shù)可以降低線路損失，合理選擇導線截面適當縮短大電流負載的連線，安排三相負載接近對稱等。 （4）技術(shù)革新：如電車上采用晶閘管調(diào)速比電阻調(diào)速可節(jié)電20左右；采用節(jié)能燈。 （5）加強用電管理，多方面注意節(jié)約用電。,三相交流電路及供電方式安全用電,39,如果居民家庭使用 5瓦的綠色照明節(jié)能燈，其光亮相當于 25瓦的白熾燈的亮度

11、，而綠色照明燈將比使用 25瓦的白熾燈每年節(jié)約電 38.81元；使用 7瓦的節(jié)能燈將比 40瓦的白熾燈節(jié)約 70.97元；使用 25瓦的節(jié)能燈比 150瓦的白熾燈節(jié)約 308.37元。,三相交流電路及供電方式安全用電,40,購買節(jié)能的辦公設(shè)備，如復(fù)印機和打印機。采用雙面打印，用電子郵件代替公文、文件等 在晚間和周末等非辦公時間，關(guān)閉不需要的辦公設(shè)備，如電腦、復(fù)印機和打印機。,三相交流電路及供電方式安全用電,41,電能可以造福人類，但使用不當會引發(fā)事故，危及人身安全，引發(fā)火災(zāi)和爆炸，給社會造成巨大損失。所以為保證使用者的人身安全和電氣裝置的正常運行，必須有相應(yīng)的安全措施，防止觸電和設(shè)備事故的發(fā)生

12、。安全用電包括人身安全和設(shè)備安全。,3.5.2 安全用電,三相交流電路及供電方式安全用電,42,1. 電流對人體的傷害 電流對人體的作用傷害為電擊和電傷 電擊：電流通過人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷。 電傷：在電弧作用下或熔斷熔絲時對人體外部造成的傷害。,電擊傷害程度與下面因素有關(guān)： （1） 人體電阻的大?。?04105） （2） 電流通過時間的長短 （3） 電流的大?。?.05A) （4）電流的頻率,三相交流電路及供電方式安全用電,43,較高的電壓對人體的危害十分嚴重，輕者引起灼傷，重者足以使人致死。較低的電壓，人體抵抗得住，可以避免死亡。從人觸碰的電壓情況來看，一般除36V以下的安全電壓外，

13、高于這個電壓人觸碰后都將是危險的。,人體接觸的電壓愈高，通過人體的電流愈大，只要超過0.1A就能造成觸電死亡。,三相交流電路及供電方式安全用電,44,電流通過人體的路徑，如果是手到腳，從手到手，中間經(jīng)過重要器官(心臟)時最為危險；如果是從腳到腳，則危險性較小。,頻率的高低：一般說來工頻5060Hz對人體是 最危險的。,三相交流電路及供電方式安全用電,45,2 觸電事故 觸電是指人體接觸帶電體時，電流流過人體造成的傷害。 觸電方式：單相觸電、兩相觸電和跨步觸電,三相交流電路及供電方式安全用電,46,當人體 觸及三相電源中的一根相線時。設(shè)接地電阻為R0，人體電阻為RT，則流過人體的電流為,（1）

14、單相觸電,流過人體電流超過30mA50mA時，對人有生命危險,三相交流電路及供電方式安全用電,47,此時加在人體上的電壓是線電壓。比單相觸電更加危險。,（2） 兩相觸電,三相交流電路及供電方式安全用電,48,跨步電壓觸電多發(fā)生在高壓故障接地處，此時電流自接地點向四周流散，產(chǎn)生電位降。它以地面上電流流入點為圓心，不同圓周上有不同的電位。人兩腳跨在地面上不同的兩點所承受的電壓稱為跨步電壓。 預(yù)防方法：人們不要走近電網(wǎng)斷線的落地點，如必須跨過該區(qū)域時，可以雙腳并攏，蹦跳行進。,（3） 跨步電壓觸電,三相交流電路及供電方式安全用電,49,為了保障人身安全，常用的保護措施有： 工作接地、保護接地和保護接

15、零。,3. 觸電防護 安全電壓：干燥處為36V以下；潮濕時下降為12V或24V。,三相交流電路及供電方式安全用電,50,工作接地：將電力系統(tǒng)的中性點直接或經(jīng)特殊裝置接地。,工作接地的作用： （1）降低人體的接觸電壓； （2）迅速切斷故障設(shè)備； （3）降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。,（1）工作接地,三相交流電路及供電方式安全用電,51,若電動機某一相繞組的絕緣損壞而使外殼帶電，人體觸及外殼，在外殼未接地情況下，相當于單相觸電。若外殼接地，這時電流將同時沿著接地極和人體兩條路流過，即人體電阻與接地電阻并聯(lián)，由于人體電阻Rb在1000以上，比接地電阻R0大得多，因此，電流基本上從接地電阻中流過，

16、而人體的電流很小，不會有危險。,保護接地：將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬外殼與接地體作良好聯(lián)接。,（用于中性點不接地低壓系統(tǒng)）,（2）保護接地,三相交流電路及供電方式安全用電,52,（用于中性點接地低壓系統(tǒng)）,保護接零：將正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)的零線作良好聯(lián)接。,若電動機外殼帶電，外殼接到零線上，人體觸及外殼，則通過外殼形成相線對零線的單相短路，由于人體電阻遠大于線路電阻，通過人體的電路也極小。同時，保護裝置迅速動作，切開電源，消除觸電。,a. 保護線（PEN）即為零線。,（3）保護接零,三相交流電路及供電方式安全用電,53,這種系統(tǒng)的優(yōu)點是公共保護線在正常情況下，沒有電流流過，因此不會對接在保護線（PEN）上的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，所以這種系統(tǒng)適用于供數(shù)據(jù)處理、精密檢測裝置等使用。,b. 保護線與零線分開,三相交流電路及供電方式安全用電,54,無重復(fù)接地時，人體觸及外殼，相當于單相觸電，有危險。,將正常情況下保護接零的系統(tǒng)還采用重復(fù)接地，降低觸電的危害。,重復(fù)接地的重要作用是當零線斷裂時減輕觸