第四章：共电与安全用电.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第章 供电及安全用电,4.1,发电、供电与配电,4.2,安全用电,4.3,节约用电,4.1,发电、供电与配电,电能是现代工业生产的主要能源和动力。,为了降低输电线路的电能损耗，提高传输效率，由发电厂产生的电能首先要经过升压变压器升压，再经输电线路传输，这就是高压输电。电能经高压输电线路传输传送到距用户较近的降压变电所，经降压后分配给用户应用，这就是配电和用电。我们把连接发电厂和用户之间的环节称为电力网，把发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统，如图,4-1,所示。,4.1.1,发电,图,4-1,电力系统,发电厂的种类很多，按照所利用的能源种类分为,水力、风力、火力、核子能、太阳能、沼气,等几种。主要还是水力发电厂和火力发电厂。近年来核电厂发展也很快。,大中型发电厂大多建在产煤地区或水力资源丰富的地区，距离用电地区往往是几百至上千公里，为了减少输电线路上的损耗，电能从发电厂升到高压，然后再降压分配给各用电户。目前我国的电压等级有,10、35、220、330、500,kV,等几个等级，送电距离越远，输电的电压越高。,4.1.2,电力网,电力网是联接发电厂和电能用户的中间环节，它由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，主要任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户，如图,4-2,所示。其中，电力线路是输送电能的通道，它是电力系统中实施电能远距离传输的环节，负责将发电厂、变电所和电力用户联系起来；变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，一般可分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所是将低电压变换为高电压，一般建在发电厂，降压变电所是将高电压变换为一个合理、规范的低电压，一般建在负荷中心的地点。,图,4-2,电力网,4.1.3,工厂供电,工厂是电力用户，它接受从电力系统送来的电能。工厂供电就是指工厂把接受的电能进行降压，然后再进行供应和分配。,合理的供电系统需达到以下基本要求：,安全：,在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身和设备事故；,可靠：,应满足电能用户对供电的可靠性的要求；,优质：,应满足电能用户对电压和频率的质量要求；,经济：,供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少消耗材料。,在供电工作中，应合理地处理局部和全部、当前和长远的关系，既要照顾局部和当前利益，又要顾全大局，适应发展。,在一个生产车间内，根据生产规模、用电设备的布局和用电量的大小等情况，可设立一个或几个车间变电所（包括配电所），也可以几个相邻且用电量不大的车间共用一个车间变电所。车间变电所一般设置一两台变压器（最多不超过三台），其单台容量一般为,1000kVA,或,1000kVA,以下（最大不超过,1800kVA,），负责将,6,10kV,电压降为,220V/380V,，对低压用电设备供电。一般大中型工厂的供电系统如图,4-3,所示。,图,4-3,大中型工厂的供电系统,小型工厂，所需容量一般为,1000kVA,或稍多，因此，通常只设一个降压变电所，将,6,10kV,电压降为低压用电设备所需的电压即可，如图,4-4,所示。,图,4-4,小型工厂的供电系统,变电所中的主要电气设备是降压变压器和受电、配电设备及装置。用来接受和分配电能的电气装置，包括开关设备、母线、保护电器、测量仪表及其他电器设备等。对于,10kV,及,10kV,以下系统，为了安装和维护方便，受电、配电设备及装置通常为成套的开关柜。,工业企业高压配电线路主要为厂区内输送、分配电能，而工业企业低压配电线路主要向低压用电设备输送、分配电能。在工厂内，照明线路与电力线路一般分开的，可采用,220V/380V,三相四线制，尽量由一台变压器供电。,4.2,安全用电,4.2.1,触电及其防护,触电：,人体接触或接近带电体所引起的人体局部受伤或死亡的现象称为触电。触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种。,电击,：,指电流通过人体内部而造成的损害。它是最危险的触电事故。当电流通过人体时，轻者使人体肌肉痉挛，产生麻电感觉，重者会造成呼吸困难，心脏麻痹，甚至导致死亡。电击多发生在对地电压为220,V,的低压线路或,带电设备上，因为这些带电体是人们日常工作和生活中易接触到的。,电流通过人体有热效应、化学效应和机械效应都能造成身体伤害。根据大量触电事故资料的分析和实验证明，电击伤人的程度，由通过人体的电流强度、电流频率、通过人体的途径、作用于人体的电压、持续的时间长短及触电者本人的健康状况来决定。若电流通过大脑，会对大脑造成严重损伤；电流通过骨髓，会造成瘫痪；电流通过心脏，会引起心室颤动甚至心脏停止跳动。总之，电流越接近心脏和脑部越危险，通电时间越长，触电伤害的程度就越严重。,电伤：,是指电流的热效应、化学效应、机械效应对人体外部造成的伤害，如电弧灼伤、融化的金属飞溅到皮肤上造成的烧伤等。电伤多发生在1000,V,及1000,V,以上的高压带电体上，它的危险虽不像电击那样严重，但也不容忽视。,人体触电伤害程度主要取决于流过人体电流的大小和电击时间长短等因素，,我们把人体触电后最大的摆脱电流，称为,安全电流,。我国规定安全电流为,30,mA,s,，,即触电时间在 1,s,内，通过人体的最大允许电流为,30,mA,。,人体触电时，如果接触电压在36,V,以下，通过人体的电流就不致超过30,mA,，,故安全电压通常规定为,36,V,，,但在潮湿地面和能导电的厂房,，安全电压则规定为,24,V,或,12,V,。,（,1,）单相触电,可分为三相四线制单相触电和三相三线制单相触电。,三相四线制单相触电如图,4-5,（,a,）所示。人体的某一部位触及到三相电源线中的任意一根火线，另一部位接触大地，这时，人体、大地、中线、一相电源绕组形成闭合回路，人体承受相电压，构成三相四线制单相触电。,三相三线制单相触电如图,4-5,（,b,）所示。由于相线与大地见存在电容，当人体某一部位接触火线时，人体、大地、相线对地电容构成闭合回路，引起触电事故。这种触电形式的回路电流与输电线路对地电容的大小有关。一般说来，导线越长，对地的电容越大，其危险性越大。,人体触电形式有,单相触电、两相触电,和,电气设备外壳漏电,等多种形式。,图,4-5,单相触电,（,2,）两相触电,两相触电，也叫相间触电，如图,4-6,所示。当人的双手或人体的某两部位分别接触三相电中的两根火线时，不管中性点接地与否，人体都承受线电压，这时，会有一个较大电流通过人体。两相触电比单相触电更危险，因为,此时加在人体上的是线电压。,图,4-6,两相触电示意图,（,3,）跨步电压触电,跨步电压触电如图,4-7,所示，当电气设备的绝缘损坏或线路的一相断线落地时，落地点的电位就是导线的电位，电流就会从落地点（或绝缘损坏处）流入地中。离落地点越远，电位越低。根据实际测量，在离导线落地点20,m,以外的地方，由于入地电流非常小，地面的电位近似等于零。如果有人走近导线落地点附近，由于人的两脚电位不同，则在两脚之间出现电位差，这个电位差叫作,跨步电压,。离电流入地点越近，则跨步电压越大；离电流入地点越远，则跨步电压越小;在20,m,以外，跨步电压很小，可以看作为零。当发现跨步电压威胁时应赶快把双脚并在一起，或赶快用一条腿跳着离开危险区，否则，因触电时间长，也会导致触电死亡。,图,4-7,跨步电压触电示意图,（,4,）接触电压触电,导线接地后，不但会产生跨步电压触电，还会产生另一种形式的触电，即接触电压触电,，如图,4-8,所示。,由于接地装置布置不合理，接地设备发生碰壳时造成电位分布不均匀而形成一个电位分布区域，在此区域内，人体与带电设备外壳相接触时，便会发生接触电压触电。接触电压等于相电压减去人体站立地面点的电压。人体站立离接地点越近，则接触电压越小,反之就越大。当站立点距离接地点20,m,以外时，地面电压趋近于零，接触电压为最大，约为电气设备的对地电压，即220,V。,触电事故虽然总是突然发生的，但触电者一般不会立即死亡，往往是,“,假死,”,，现场人员应该当机立断，迅速使触电者脱离电源，立即运用正确的救护方法加以抢救。,图,4-8,接触电压触电示意图,综上所述，在使用电能的过程中，如果不注意用电安全，可能造成人身触电死亡事故或电气设备的损坏，甚至影响到电力系统的安全运行，造成大面积的停电事故，使国家财产遭受损失，给生产和生活造成很大的影响。因此，我们在使用电能时，必须注意安全用电，以保证人身、设备、电力系统三方面的安全，防止发生事故。,4.2.2,防止触电的技术措施,安全用电,是指在保证人身及设备安全的条件下，采用的科学措施和手段，通常包括以下内容：,安全用电，节约用电，自觉遵守供电部门制定的有关安全用电规定，做到安全、经济、不出事故。,禁止私拉电网，禁用,“,一线一地,”接照明灯。,屋内配线，禁止使用裸导线或绝缘破损、老化的导线,，,对绝缘破损部分，要及时用绝缘胶皮缠好。发生,电气,故障和漏电起火事故时，要立即拉断电源开关，在未切断电源以前，不要用水或酸、碱泡沫灭火器,灭,火。,电线断线落地时，不要靠近，对于,6,10kV,的高压线路，应离开落地点,10m,远，更不能用手去捡电线，应派,人看守，并赶快找电工停电修理。,电气设备的金属外壳要接地；在未判明电气设备是否有电之前，应视为有电。移动和抢修电气设备时，均应停电进行，灯头、插座或其他家用电器破损后，应及时找电工更换，不能“带病”运行。,用电要申请，安装、修理找电工，停电要有可靠联系方法和警告标志。,4.2.3,电气设备的保护措施,若电气设备由于绝缘老化、磨损或被过电压击穿则只要电气设备的金属外壳带电，就有可能引起电气设备损坏或人身触电事故。为了防止这类事故的发生，最常使用的防护措施是,接地与接零,。电源中性点不直接接地的三相三线制供电系统，电气设备适合采用,接地保护,；电源中性点直接接地的三相四线制供电系统，电气设备适合采用,接零保护,。,1.,保护接地,保护接地如图,4-9,所示。在无工作接地的系统（即中性点不接地）中，为了保证人身安全，将正常情况下不带电、而在故障时有可能带电的电气设备的金属外壳及其构架等通过接地装置与大地可靠的连接起来，称之为保护接地。,图,4-9,保护接地,保护接地适用于中性点不接地的低压电网。在不接地电网中，由于单相对地电流较小，利用保护接地可使人体避免发生触电事故，但在中性点接地电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，因而要采用保护接零。,2.,保护接零,保护接零是指在电源中性点接地的系统中，将设备需要接地的外露部分与电源中性线直接连接，相当于设备外露部分与大地进行了电气连接。如图,4-10,所示。,图,4-10,保护接零,3.,重复接地,在电源中性线做了工作接地的系统中，为防止零线断落或线路电阻过大，还需相隔一定距离将中性线或接地线重新接地，称为重复接地。,从图,4-11,（,a,）可以看出，一旦中性线断线，设备外露部分带电，人体触及同样会有触电的可能。而在重复接地的系统中，如图,4-11,（,b）,所示，即使出现中性线断线，但外露部分因重复接地而使其对地电压大大下降，对人体的危害也大大下降。因此生活生产中应尽量避免中性线或接地线出现断线的现象。,图,4-11,重复接地,4.,漏电保护,漏电保护为近年来推广采用的一种新的防止触电的保护装置。在电气设备中发生漏电或接地故障而人体尚末触及时，或者在人体已触及带电体时，漏电保护器能在非常短的时间内切断电源，减轻对人体的危害。,4.3,节约用电,4.3.1,节约用电的意义,能源是发展国民经济的重要物质基础，也是制约国民经济发展的一个重要因素，而能源紧张是我国面临的一个严重问题，其中包括电力供应紧张。由于电力供应不足，致使我国的工业生产能力得不到应有的发挥，因此我国将能源建设（包括电力建设）作为国民经济建设的战略重点之一，同时提出在加强能源开发的同时，必须最大限度地提高能源利用的经济效果，大力降低能源消耗。,从我国电能消耗的情况来看，,70,以上消耗在工业部门，所以工厂的电能节约特别值得重视。节约电能，不只是减少工厂的电费开支，降低工业产品的生产成本，可以为工厂积累更多的资金，更重要的是，由于电能能创造比它本身价值高几十倍甚至几百倍的工业产值，因此多节约,1kWh,的电能，就能为国家创造更多的财富，有力地促进国民经济的发展。,4.3.2,节约用电的一般措施,搞好电能的节约工作，必须大力提高供用电水平，这需要从以下两方面采取措施。,1.,加强供用电系统的科学管理,加强能源管理，建立和健全管理机构和制度。,实行计划供用电，提高能源利用率。,实行负荷调整，“削峰填谷”，提高供电能力。,根据供电系统的电能供应情况以及各类用户的不同用电规律，合理地有计划地安排和组织各类用户的用电时间，以降低,搞好电能的节约工作，必须大力提高供用电水平，这需要从以下两方面采取措施。,1.,加强供用电系统的科学管理,加强能源管理，建立和健全管理机构和制度。,实行计划供用电，提高能源利用率。,实行负荷调整，“削峰填谷”，提高供电能力。,根据供电系统的电能供应情况以及各类用户的不同用电规律，合理地有计划地安排和组织各类用户的用电时间，以降低,负荷高峰、填补负荷低谷（即削峰填谷），充分发挥发、变电设备的能力，提高电力系统的供电能力，最大限度地满足电力负荷日益增长的需要。,实行经济运行方式，全面降低系统消耗。,经济运行方式，就是能使整个电力系统的电能损耗减少、经济效益提高的一种运行方式。,加强运行维护，提高设备的检修质量。,2.,搞好供用电系统的技术改造,逐步更新淘汰现有低效率的供用电设备。,用,高效率的电气设备取代现有低效率的电气设备，这时节约电能的一项基本措施，经济效益十分明显。如节能荧光灯，,9W,的照度相当于,60W,的普通白炽灯的照度，而使用寿命又比普通白炽灯长,2,倍以上，假设我国,5000,万城镇家庭中每家用一盏这样的节能灯，平均每天点燃,3.5 h,，则全国一年就可节电,(60,9)10,-3,kW3.5h365500010,-4,32.610,8,kW,h,即,32.6,亿度电。,改造现有耗能大的供用电设备。,改造现有不合理的供配电系统，降低线路损耗。,合理选择供用电设备，或进行技术改造，提高设备的负荷率。,合理选择设备容量，发挥设备潜力，提高设备的负荷率和使用效率。比如选择合适容量的电动机，避免用大功率电动机去拖动小功率设备的不合理用电情况，要使电动机工作在高效率的范围内。当电动机的负载经常低于额定负载的,40,时，要合理更换，以避免电动机经常处于轻载状态运行，或把正常运行时规定作,接法的电动机改为,Y,接法，以提高电动机的效率和功率因素。对工作过程中经常出现空载状态的电气设备（例如拖动机床的电动机、电焊机等），可安装空载自动断电装置，以避免空载损耗。,采用无功率补偿设备，人工地提高功率因数。,工矿企业在合理使用变压器、电动机等设备的基础上，还可装设无功补偿设备，以提高功率因数。企业内部的无功补偿设备应装在负载侧，例如在负载侧装设电容器，同步补偿器等，可减小电网中的无功电流，从而降低线路损耗。,