第四章-供電與用電

1、成都大學(xué) 工業(yè)制造學(xué)院,第 4 章 供 電 與 用 電,4.1 三相電源 4.2 三相負(fù)載 4.3 三相功率 4.4 電力系統(tǒng) 4.5 觸電事故 4.6 觸電防護(hù) 4.7 電器防火與防爆,目 錄,1. 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生,在兩磁極中間，放一個(gè)線圈，讓線圈以的角速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,4.1 三相電源,返回,三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖,定子中放三個(gè)線圈：,三線圈空間位置 各差120o,轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的角速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。,三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì),返回,三相電動(dòng)勢(shì)：,波形：,返回,相量表示法:,相量圖:,三相電源:產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的三相電動(dòng)勢(shì)的電源。,三相電動(dòng)勢(shì)

2、的相量關(guān)系：,三相電動(dòng)勢(shì)的特征：,幅值相等，頻率相同，相位互差120,相序: 三相電動(dòng)勢(shì)由超前相到滯后相的順序。,返回,2、三相電源的星形聯(lián)結(jié)（三個(gè)末端連在一起）,三相四線制:L1 L2 L3 （火線）加N （零線）,相電壓（每相始端與末端Up）: U1 、U2 、U3,線電壓（任意兩始端間UL）: U12 、U23 、 U31,返回,（1）相電壓與線電壓的關(guān)系,相量圖：,根據(jù)基爾霍夫電壓定律：,返回,1、相電壓對(duì)稱(chēng): Up= U1= U2= U3 線電壓也對(duì)稱(chēng): UL= U12= U23= U31,結(jié)論:,(大小關(guān)系),U12超前U1 300 (相位關(guān)系),在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶(hù)

3、的電壓等級(jí)為：,返回,（2）相電流與線電流的關(guān)系:,根據(jù)基爾霍夫電流定律:, 相電流和線電流都是對(duì)稱(chēng)的 Ip= Il 并且相位相同,結(jié)論：,返回,3、三相電源的三角形聯(lián)結(jié),注意:這種接法只有三相三線制,返回,將三相電源中每相繞組的首端依次與另一相繞組的末端連接，形成閉合回路。,（1）相電壓與線電壓的關(guān)系,有:,結(jié)論: 1、相電壓和線電壓都對(duì)稱(chēng) 2、Up= UL 且相位相同,返回,（2）相電流與線電流的關(guān)系:,根據(jù)基爾霍夫電流定律:,相量圖:,返回,結(jié)論:,注意: 一般所說(shuō)的三相電源電壓、三相電源電流是指 線電壓、線電流。,相量圖:,返回,思考題1,見(jiàn)書(shū)p96：(1)、(2),返回,4.2 三相

4、負(fù)載,三相負(fù)載分為兩種:,三相負(fù)載的連接方式有兩種:,由三相電源供電的負(fù)載稱(chēng)為三相負(fù)載。,返回,每相負(fù)載首末端之間的電壓,負(fù)載從供電線上取用的電流,每相負(fù)載中流過(guò)的電流,兩相負(fù)載兩始端之間的電壓,無(wú)論采用哪種連接方法，都存在：,相電壓：,線電壓：,相電流：,線電流：,返回,注：三相負(fù)載為三相四線制時(shí)星形連接,1、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié),返回,(1)線電壓與相電壓的關(guān)系,根據(jù)基爾霍夫電壓定律:,若電源電壓對(duì)稱(chēng),負(fù)載的線電壓和相電壓是對(duì)稱(chēng)的,返回,3、當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí): Z1=Z2=Z3,1、負(fù)載的線電壓和相電壓都對(duì)稱(chēng),相量圖:,結(jié)論:,4、三相對(duì)稱(chēng)電源+三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載=三相對(duì)稱(chēng)電路,返回,(2)相電流與線

5、電流的關(guān)系,根據(jù)基爾霍夫電流定律:,若電源電流對(duì)稱(chēng),負(fù)載的線電流和相電流也是對(duì)稱(chēng)的,返回,結(jié)論:,討論:,一般中線（零線）可不要,必需有中線（零線）,若負(fù)載對(duì)稱(chēng),相電流和線電流就對(duì)稱(chēng),返回,2、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié),這種連接方法只能是三相三線制,返回,(1)相電壓與線電壓的關(guān)系,返回,(2)相電流與線電流的關(guān)系,根據(jù)基爾霍夫電流定律:,相量圖:,返回,若負(fù)載對(duì)稱(chēng) 相電流和線電流對(duì)稱(chēng),若負(fù)載不對(duì)稱(chēng),由于電源電壓對(duì)稱(chēng),故負(fù)載的相電壓對(duì)稱(chēng),但相電流和線電流不對(duì)稱(chēng)。,結(jié)論：,IL滯后于與之對(duì)應(yīng)的IP 300,返回, 三相負(fù)載采取那種聯(lián)結(jié)方式 取決于電源電壓和負(fù)載的額定電壓,原則上應(yīng)使負(fù)載的實(shí)際工作相電

6、壓等于額定相電壓。,如:某三相異步電動(dòng)機(jī),三相繞組的額定電壓是220V, 若電源電壓分別為380V和220V,應(yīng)采取那種聯(lián)結(jié)方式?,答:電源電壓為380V: Y接 電源電壓為220V: 接,說(shuō)明：,若為單相多臺(tái)負(fù)載，應(yīng)盡量均勻地分布在三相上。,返回,思考題2,見(jiàn)書(shū)p101：(1)、(2),返回,4.3 三相功率,返回,思考題3,見(jiàn)書(shū)p102：(1)、(2)、(3),返回,三相交流電路的小結(jié)-三相電源,三相三線制,三相四線制,返回,三相交流電路的小結(jié)-三相負(fù)載,星形負(fù)載,三角形負(fù)載,返回,三相交流電路的小結(jié)-三相電路計(jì)算,負(fù)載形接法,負(fù)載Y形接法,返回,三相交流電路的小結(jié)-三相功率計(jì)算,三相總功

7、率：,負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)：,返回,4.4 電力系統(tǒng),電力傳輸過(guò)程：,電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)為: 3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、330KV、500KV,返回,樓 宇,發(fā)電廠分為： 水力發(fā)電、火力發(fā)電、原子能發(fā)電（核電站）、風(fēng)力發(fā)電、沼氣發(fā)電，還有磁流體發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等。發(fā)電機(jī)的額定電壓為10KV。,返回,發(fā)電廠,升壓變壓器： 輸出電壓等級(jí)為：110KV、220KV、500KV,變電所1（升壓變壓器）,110KV/5萬(wàn)千瓦,220KV/20-30萬(wàn)千瓦,500KV/100萬(wàn)千瓦,返回,高壓傳輸線：,用電區(qū)高壓為10KV和6KV，低壓為380V和220V，引出若干條供電線到各用戶(hù)配電箱供用

8、電設(shè)備使用。,返回,變電所2（降壓變壓器）,返回,工業(yè)企業(yè)配電,從輸電線末端的變電所將電能分配給各工業(yè)企業(yè)和城市。,工業(yè)企業(yè)設(shè)有中央變電所和車(chē)間變電所： 中央變電所接受送來(lái)的電能，分配到各車(chē)間； 車(chē)間變電所或配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。,從車(chē)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。,1. 放射式：,2. 樹(shù)干式：,低壓供電系統(tǒng)的連接方式：,特點(diǎn)：可靠性高、費(fèi)用高,特點(diǎn)：可靠性低、費(fèi)用低,返回,4.5 觸電事故,返回,觸電指人體接觸帶電體時(shí)，電流流經(jīng)人體 造成的傷害。,電擊: 電流通過(guò)人體內(nèi)部,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。,電傷：電流的熱效應(yīng)、化學(xué)

9、效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等對(duì)人體表面或外部造成的局部傷害。,根據(jù)傷害的性質(zhì)可分為電擊和電傷兩種。,1.直接觸電,觸電事故分為:,2. 間接觸電,是指人體接觸到正常情況下不帶電,僅在事故下才帶電的部分而發(fā)生的觸電事故。,返回,4.6 觸電防護(hù),1、安全電壓,交流電壓為50V 直流電壓為120V,我國(guó)規(guī)定的工頻安全電壓額定值分別為: 42V、36V、24V、12V和6V,返回,常規(guī)環(huán)境下:,2、保護(hù)接地和保護(hù)接零,接地：,保護(hù)接地:為保證人身安全,防止間接觸電,而將設(shè)備的外殼可導(dǎo)電金屬部分接地。 保護(hù)接零：為保證人身安全,防止間接觸電,而將設(shè)備的外殼可導(dǎo)電金屬部分接到零線上。 工作接地:為保證電力設(shè)備和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的接地。 如:電源中性點(diǎn)接地,防雷裝置接地等。,返回,保護(hù)接地：,電源中性點(diǎn)不接地的三相三線制供電系統(tǒng),電器設(shè)備的金屬外殼接地。 保護(hù)接地,返回,保護(hù)接地：,電源中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng)電器設(shè)備的金屬外殼與地線相連。 稱(chēng)為保護(hù)接地,返回,保護(hù)接零：,電源中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng)電器設(shè)備的金屬外殼與零線相連。 保護(hù)接零,返回,4.7 靜電防護(hù),1、靜電的形成：,途徑： (1)摩擦起電 (2)破斷起電 (3)感應(yīng)起電,2、靜電防護(hù),方法: (1)限制靜電的產(chǎn)生 (2)防止靜電的積累 (3)控制危險(xiǎn)的環(huán)境,返回,4.