工业企业供电及安全用电

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1、 发 电 机 组 发 出 的 电 压 一 般 为 6 10 KV。12.1 电 力 系 统 电 力 是 现 代 工 业 的 主 要 动 力 ， 在 各 行 各 业 中 都 得到 了 广 泛 的 应 用 。 电 力 系 统 是 发 电 厂 、 输 电 线 、 变电 所 及 用 电 设 备 的 总 称 。 发 电 是 将 水 力 、 火 力 、 风 力 、 核 能 和 沼 气 等 非 电能 转 换 成 电 能 的 过 程 。 我 国 以 水 利 和 火 力 发 电 为 主 ，近 几 年 也 在 发 展 核 能 发 电 。 输 电 就 是 将 电 能 输 送 到 用 电 地 区 或 直 接 输 送

2、到 大型 用 电 户 。 输 电 网 是 由 35KV及 以 上 的 输 电 线 路 与 其相 连 接 的 变 电 所 组 成 ， 它 是 电 力 系 统 的 主 要 网 络 。输 电 是 联 系 发 电 厂 和 用 户 的 中 间 环 节 。 输 电 过 程 中 , 一 般 将 发 电 机 组 发 出 的 610KV 电 压经 升 压 变 压 器 变 为 35500KV 高 压 ， 通 过 输 电 线 可远 距 离 将 电 能 传 送 到 各 用 户 ， 再 利 用 降 压 变 压 器 将35KV高 压 变 为 610KV 高 压 。 配 电 是 由 10KV 级 以 下 的 配 电 线 路

3、 和 配 电 (降 压 )变 压 器 所 组 成 。 它 的 作 用 是 将 电 能 降 为 380/220V 低 压 再 分 配 到 各 个 用 户 的 用 电 设 备 。电 力 网 的 电 压 等 级有 1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等 。有 220， 380V。我 国 规 定 的 安 全 电 压 等 级 有 ： 12V、 24V、 36V等 。 水 力发 电 厂 升 压 变 电 所220kV 地 区 枢 纽 所10kV至用户 配电所10kV 10kV升 压变 电 所 220kV 220kV220kV 输 电 线 路220kV35kV35kV 负 荷变 电

4、 所35kV 火 力发 电 厂10kV 为 保 证 供 电的 可 靠 性 和 安全 连 续 性 ， 电力 系 统 将 各 地区 、 各 种 类 型的 发 电 机 变 压器 、 输 电 线 、配 电 和 用 电 设备 等 连 成 一 个环 形 整 体 。 直 流 输 电 我 国 国 家 标 准 规 定 的 电 力 网 额 定 电 压 有 35 kV、110 kV、 220 kV、 330 kV、 500 kV。 市 区 一 般 输 电 电 压 为 10 kV 左 右 ， 通 常 需 要 设置 降 压 变 电 所 ， 经 配 电 变 压 器 将 电 压 降 为 380/ 220 V， 再 引 出

5、若 干 条 供 电 线 到 各 用 电 点 的 配 电 箱 上 ， 配 电 箱 将 电 能 分 配 给 各 用 电 设 备 。直 流 输 电 结 构 原 理 图升 压 直 流 输 电 降 压整流 逆变 直 流 输 电 能 耗 小 ， 无 线 电 干 扰 小 ， 输 电 线 路 造 价较 低 ， 但 逆 变 和 整 流 部 分 较 复 杂 。 输 电 线 路 一 例 输 电 线 路 一 例 工 厂 变 电 所 变 电 所输 电 线电缆YYY 10.5 kVYYY 输 电 线变 电 所变 电 所Y0 Y YY 低 压 配 电 线 路 是 由 配 电 室 (配 电 箱 )、 低 压 线 路 、用 电

6、 线 路 组 成 。 通 常 一 个 低 压 配 电 线 路 的 容 量 在 几 十 千 伏 安 到 几百 千 伏 安 的 范 围 ， 负 责 几 十 个 用 户 的 供 电 。 为 了 合理 地 分 配 电 能 ， 有 效 的 管 理 线 路 ， 提 高 线 路 的 可 靠性 ， 一 般 都 采 用 分 级 供 电 的 方 式 。 即 按 照 用 户 地 域或 空 间 的 分 布 ， 将 用 户 划 分 成 供 电 区 和 片 ， 通 过 干线 、 支 线 向 片 、 区 供 电 。 整 个 供 电 线 路 形 成 一 个 分级 的 网 状 结 构 。 12.2 工 业 企 业 配 电 从

7、车 间 变 电 所 或 配 电 箱 到 用 电 设 备 线 路 属 于 低 压配 电 线 路 。 其 联 接 方 式 主 要 是 放 射 式 和 树 干 式 两 种 。低 压 供 电 系 统 的 两 种 接 线 方 式(1)放 射 式 供 电 线 路 特 点 : 供 电 可 靠 性 高 ， 便 于操 作 和 维 护 。 但 配 电 导 线用 量 大 ， 投 资 高 。适 用 场 合 ： 负 载 点 比 较 分 散 ， 而 每 个 点 的 用 电 量 又 较 大 ，变 电 所 又 居 于 各 负 载 点 的 中 央 。 变 电 所配 电 箱 放 射 式 配 电 线 路 12.2 工 业 企 业

8、配 电树 干 式 配 电 线 路配 电 箱 变 电 所 负 载 比 较 集 中 ， 各 负 载 点 位 于 变 电 所或 配 电 箱 的 同 一 侧 时 , 如 图 (a)所 示 。 负 载 比 较 均 匀 地 分 布在 一 条 线 上 , 如 图 (b)所 示 。(2)树 干 式 供 电 线 路 特 点 : 供 电 可 靠 性 差 。 但 配 电 导 线 用 量 小 ， 投 资费 用 低 ， 接 线 灵 活 性 大 。 实 验 楼 总 配 电 箱 X房 间配 电 箱 X房 间配 电 箱分 支 线分 支 线分 支 线某 校 实 验 楼 树 形 供 电 线 路 示 意 图去 教 学 楼去 宿 舍

9、 食 堂干 线干 线干 线 2 #生 活 区配 电 柜 1 #教 学 区配 电 柜 3 #实 验 区配 电 柜 2层 配 电 箱11层 配 电 箱1层 配 电 箱 1 #主 配电 柜10kV 去 报 告 厅实 验 楼配 电 变 压 器配 电 柜 (1) 违 反 “ 停 电 检 修 安 全 工 作 制 度 ” ， 因 误 合 闸 造 成 维 修 人 员 触 电 。 (2) 违 反 “ 带 电 检 修 安 全 操 作 规 程 ” ， 使 操 作 人 员触 及 电 器 的 带 电 部 分 。(3) 带 电 移 动 电 器 设 备 。 (4) 用 水 冲 洗 或 用 湿 布 擦 拭 电 气 设 备 。

10、 (6) 对 有 高 压 电 容 的 线 路 检 修 时 未 进 行 放 电 处 理 导 致 触 电 。(5) 违 章 救 护 他 人 触 电 ， 造 成 救 护 者 一 起 触 电 。 (1) 电 气 设 备 缺 少 保 护 设 施 造 成 电 器 在 正 常 情 况 下 损 坏 和 触 电 。(2) 带 电 作 业 时 ， 使 用 不 合 理 的 工 具 或 绝 缘 设 施 造 成 维 修 人 员 触 电 。(3) 产 品 使 用 劣 质 材 料 ， 使 绝 缘 等 级 、 抗 老 化 能 力 很 低 ， 容 易 造 成 触 电 。(4) 生 产 工 艺 粗 制 滥 造 。(5) 电 热

11、器 具 使 用 塑 料 电 源 线 。 电 力 线 突 然 断 裂 使 行 人 触 电 ； 狂 风 吹 断 树 枝 将电 线 砸 断 ； 雨 水 进 入 家 用 电 器 使 机 壳 漏 电 等 偶 然事 件 均 会 造 成 触 电 事 故 。 人 体 触 电 时 ， 电 流 对 人 体 会 造 成 两 种 伤 害 ：电 击 和 电 伤 。 是 指 电 流 通 过 人 体 ， 影 响 呼 吸 系 统 、 心 脏和 神 经 系 统 ， 造 成 人 体 内 部 组 织 的 破 坏 乃 至 死 亡 。 是 指 在 电 弧 作 用 下 或 熔 断 丝 熔 断 时 ， 对 人体 外 部 的 伤 害 ， 如

12、 烧 伤 、 金 属 溅 伤 等 。 电 击 所 引 起 的 伤 害 程 度 与 下 列 因 素 有 关 ：(1) 人 体 电 阻 的 大 小(2) 电 流 通 过 时 间 长 短(3) 电 流 的 大 小 人 体 电 阻 因 人 而 异 ， 通 常 为 104 105 ， 当 角 质外 层 破 坏 时 ， 则 降 到 8001000。人 体 允 许 的 安 全 工 频 电 流 : 30mA工 频 危 险 电 流 : 50mA 电 流 频 率 在 40H z 60H z对 人 体 的 伤 害 最 大 。 实 践 证 明 ， 直 流 电 对 血 液 有 分 解 作 用 ， 而 高 频 电流 不

13、仅 没 有 危 害 还 可 以 用 于 医 疗 保 健 等 。 电 流 通 过 人 体 的 时 间 愈 长 ， 则 伤 害 愈 大 。 电 流 的 路 径 通 过 心 脏 会 导 致 神 经 失 常 、 心 跳 停止 、 血 液 循 环 中 断 ， 危 险 性 最 大 。 其 中 电 流 的 流经 从 右 手 到 左 脚 的 路 径 是 最 危 险 的 。 因 此 ， 把 36 V以 下 的 电 压 定 为 安 全 电 压 。 工 厂进 行 设 备 检 修 使 用 的 手 灯 及 机 床 照 明 都 采 用 安 全电 压 。 (1) 电 源 中 性 点 接 地 的 单 相 触 电mA50mA2

14、19P0 Pb RRUI 式 中 : UP: 电 源 相 电 压 (220V) Ro: 接 地 电 阻 4 Rb: 人 体 电 阻 1000 这 时 人 体 处 于 相 电 压 下 ， 危 险 较 大 。R0 R对 地 绝缘 电 阻Ib 人 体 接 触 某 一 相 时 ， 通 过 人 体 的 电 流 取 决 于 人体 电 阻 Rb与 输 电 线 对 地 绝 缘 电 阻 R 的 大 小 。 若 输 电 线 绝 缘 良 好 ， 绝 缘 电 阻 R 较 大 ， 对 人 体的 危 害 性 就 减 小 。 但 导 线 与 地 面 间 的 绝 缘 可 能 不 良 ( R 较 小 )， 甚至 有 一 相 接

15、 地 ， 这 时 人 体 中 就 有 电 流 通 过 。 (3) 双 相 触 电 双 相 触 电A38.01000380bb RUI l mA50mA380 当 电 气 设 备 内 部 绝 缘 损 坏 而 与 外 壳 接 触 ， 将 使 其外 壳 带 电 。 当 人 触 及 带 电 设 备 的 外 壳 时 ， 相 当 于 单相 触 电 。 大 多 数 触 电 事 故 属 于 这 一 种 。 这 时 人 体 处 于 线 电 压 下 Ib U 电 位 分 布接 地 点20m0.8m跨 步 电 压 在 高 压 输 电 线 断线 落 地 时 ， 有 强 大的 电 流 流 入 大 地 ，在 接 地 点

16、周 围 产 生电 压 降 。 如 图 所 示 。 当 人 体 接 近 接 地 点 时 ， 两 脚 之 间 承 受 跨 步 电 压 而触 电 。 跨 步 电 压 的 大 小 与 人 和 接 地 点 距 离 ， 两 脚 之间 的 跨 距 ， 接 地 电 流 大 小 等 因 素 有 关 。双 脚 跨 步 一 般 在 20m之 外 ， 跨 步 电 压 就 降 为 零 。 如 果 误 入接 地 点 附 近 ， 应 双 脚 并 拢 或 单 脚 跳 出 危 险 区 。 为 了 人 身 安 全 和 电 力 系 统 工 作 的 需 要 ， 要 求 电 气设 备 采 取 接 地 措 施 。 按 接 地 目 的 的

17、 不 同 ， 主 要 分 为工 作 接 地 、 保 护 接 地 和 保 护 接 零 。即 将 中 性 点 接 地 。目 的 ：(1) 降 低 触 电 电 压(2) 迅 速 切 断 故 障 在 中 性 点 接 地 的 系 统 中 ， 一 相 接 地 后 的 电 流 较 大 ，保 护 装 置 迅 速 动 作 ， 断 开 故 障 点 。(3) 降 低 电 气 设 备 对 地 的 绝 缘 水 平R0 当 电 气 设 备 内 部 绝 缘 损 坏 发 生 一 相 碰 壳 时 ： 由 于外 壳 带 电 , 当 人 触 及 外 壳 ,接 地 电 流 Ie 将 经 过 人 体 入地 后 , 再 经 其 它 两

18、相 对 地 绝 缘 电 阻 R 及 分 布 电 容 C 回 到 电 源 。 当 R 值 较 低 、 C 较 大 时 ， Ib 将 达 到 或 超过 危 险 值 。 R CIbIe 对 地 绝 缘 电 阻 分 布 电 容 R C对 地 绝 缘 电 阻电 气 设 备 外 壳 有 保 护 接 地 时通 过 人 体 的 电 流 ： b0 0eb RR RII 利 用 接 地装 置 的 分 流作 用 来 减 少通 过 人 体 的电 流 。 将 电 气 设 备 的 金 属 外 壳 (正 常 情 况 下 是不 带 电 的 )接 地 。 用 于 中 性 点 不 接 地 的 低 压 系 统 分 布 电 容R0

19、IbIeI0 (a)R0 当 电 气 设 备 绝 缘 损 坏造 成 一 相 碰 壳 ， 该 相 电源 短 路 ， 其 短 路 电 流 使保 护 设 备 动 作 ， 将 故 障设 备 从 电 源 切 除 ， 防 止人 身 触 电 。 A5.2744220e I oo Pe RRUI R0 R0(b) 工 作 零 线 与 保 护 零 线 N(工 作 零 线 )L(相 线 )PE(保 护 零 线) 220V (a) (b) (c)N N NL L LE E E为 了 确 保 设 备 外 壳 对 地 电 压 为 零 , 专 设 保 护 零 线 PE。接 零 正 确 接 零 不 正 确 忽 视 接 零 P 343习 题 ： 12.4.1、 12.4.2、 12.4.3第 十 二 章 作 业