第六章 供电与安全用电课件.ppt
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1、 6.1 电能的产生、输送与分配电能的产生、输送与分配 6.2 安全用电安全用电 电能是现代工业的主要动力。一般工业企业所消耗的电电能是现代工业的主要动力。一般工业企业所消耗的电能占其总能源消耗的能占其总能源消耗的80%左右,因此,合理的供配电及安全左右,因此,合理的供配电及安全用电是工业企业重要的基础技术工作。用电是工业企业重要的基础技术工作。 第六章第六章 供电与安全用电供电与安全用电第一节第一节 电能的产生、输送与分配电能的产生、输送与分配 电能是由发电厂生产的。发电厂一般建在燃料、水力丰富电能是由发电厂生产的。发电厂一般建在燃料、水力丰富的地方,而和电能用户的距离一般又很远。为了降低输
2、电线的地方,而和电能用户的距离一般又很远。为了降低输电线路的电能损耗和提高传输效率,由发电厂发出的电能,要经路的电能损耗和提高传输效率,由发电厂发出的电能,要经过升压变压器升压后,再经输电线路传输,这就是所谓的高过升压变压器升压后,再经输电线路传输,这就是所谓的高压输电。电能经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所,压输电。电能经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所,经降压后分配给用户应用。这样,就完成一个经降压后分配给用户应用。这样,就完成一个发电、变电输发电、变电输电、配电和用电电、配电和用电的全过程。我们把连接发电厂和用户之间的的全过程。我们把连接发电厂和用户之间的环节称为电力网。把发
3、电厂、电力网和用户组成的统一整体环节称为电力网。把发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统。称为电力系统。输电线路电能用户电力网电力系统发电机升压变压器降压变压器电力系统示意图电力系统示意图 (一)电能的产生(一)电能的产生 电能是由发电厂产生的。发电厂是生产电能的工厂,它电能是由发电厂产生的。发电厂是生产电能的工厂,它把非电形式的能量转换成电能,它是电力系统的核心。根据把非电形式的能量转换成电能,它是电力系统的核心。根据所利用能源的不同,所利用能源的不同, 发电厂分为发电厂分为 水力发电厂水力发电厂 火力发电厂火力发电厂 核能发电厂核能发电厂 风力发电厂风力发电厂 地热发电厂地热发电厂
4、 太阳能发电厂等类型。太阳能发电厂等类型。 水力发电厂,简称水电站,它是利水力发电厂,简称水电站,它是利用水流的位能来生产电能的。当控用水流的位能来生产电能的。当控制水流的闸门打开时,强大的水流制水流的闸门打开时,强大的水流冲击水轮机,冲击水轮机, 使水轮机转动,水使水轮机转动,水轮机带动发电机旋转发电。其能量轮机带动发电机旋转发电。其能量转换过程是:水流位能转换过程是:水流位能机械能机械能电能。电能。火力发电厂,火力发电厂, 简称火电厂,它是利用燃料的化学能来生产电能的。通常简称火电厂,它是利用燃料的化学能来生产电能的。通常的燃料是煤。在火电厂,煤被粉碎成煤粉,煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧,的
5、燃料是煤。在火电厂,煤被粉碎成煤粉,煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧,将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽,蒸汽推动汽轮机转动,汽轮机带动将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽,蒸汽推动汽轮机转动,汽轮机带动发电机旋转发电。其能量的转换过程是:煤的化学能发电机旋转发电。其能量的转换过程是:煤的化学能热能热能机械能机械能电电能。能。 核能发电厂,通常称核电站,它是利核能发电厂,通常称核电站,它是利用原子核的裂变能来生产电能的。其用原子核的裂变能来生产电能的。其生产过程与火电厂基本相同,只是以生产过程与火电厂基本相同,只是以核反应堆代替了燃煤锅炉,以少量的核反应堆代替了燃煤锅炉,以少量的核燃料代替大量的煤炭。核燃
6、料代替大量的煤炭。其能量转换过程是:核裂变能其能量转换过程是:核裂变能热能热能机械能机械能电能。由于核能是巨大的能源,电能。由于核能是巨大的能源,而且核电站的建设具有重要的经济和科而且核电站的建设具有重要的经济和科研价值,所以世界上很多国家都很重视研价值,所以世界上很多国家都很重视核电建设,核电在整个发电量中的比重核电建设,核电在整个发电量中的比重正逐年增长。正逐年增长。风力发电厂,就是利用风风力发电厂,就是利用风力的动能来生产电能的,力的动能来生产电能的,它建在有丰富风力资源的它建在有丰富风力资源的地方。地方。太阳能发电厂太阳能发电厂, 就是利用太阳光的就是利用太阳光的热能来生产电能的。太阳
7、能发电热能来生产电能的。太阳能发电厂建在常年日照时间长的地方。厂建在常年日照时间长的地方。 (二)电能的输送(二)电能的输送 发电厂产生的电能,经过变压器升压后,通过输电线路发电厂产生的电能,经过变压器升压后,通过输电线路传输到各地区、各用户。输电线路一般由架空线路及电缆线传输到各地区、各用户。输电线路一般由架空线路及电缆线路组成。路组成。 架空线路主要包括导线、避雷线、绝缘子等装置。由于架空线路主要包括导线、避雷线、绝缘子等装置。由于它结构简单,施工简便,检修方便,成本低廉,成为我国电它结构简单,施工简便,检修方便,成本低廉,成为我国电力网的主要输电方式。力网的主要输电方式。 电缆线路则较为
8、简单,一般采用直埋方式将电缆埋在地电缆线路则较为简单,一般采用直埋方式将电缆埋在地下或采用沟道内敷设方式。这种输电方式价格昂贵,成本高,下或采用沟道内敷设方式。这种输电方式价格昂贵,成本高,检修不便,通常用于不便于架设架空线路的场合,如大城市检修不便,通常用于不便于架设架空线路的场合,如大城市中心、过江、跨海、污染严重地区等。中心、过江、跨海、污染严重地区等。GGGGG地 区变 电 所G220 330 kVGG大 型水 电 站(或 核 电 站 )地 区 变 电 所6 10 kV电 网水 电 厂枢 纽 变 电 所220 330 kV区 域 电 网220 500 kV超 高 压 输 电 线6.3
9、kV热 电 厂6 kV220 380 V220 330 V6.3 kV220 / 380 V35 110 kV用 户变 电 所6 10 kV配 电 线 路车 间 变 电 所工 厂 总 降压 变 电 所35 110 kV地 方 电 网 二、电能的分配二、电能的分配 为了保证工厂生产和生活用电的需要,有效地节约能为了保证工厂生产和生活用电的需要,有效地节约能源,工厂供电必须做到安全、可靠、优质、经济。这就需源,工厂供电必须做到安全、可靠、优质、经济。这就需要合理的配电系统。要合理的配电系统。 电力用户是指电力系统中的用电负荷,电能的生产和电力用户是指电力系统中的用电负荷,电能的生产和传输最终是为了
10、供用户使用。不同的用户,对供电可靠性传输最终是为了供用户使用。不同的用户,对供电可靠性的要求不一样。根据用户对供电可靠性的要求及中断供电的要求不一样。根据用户对供电可靠性的要求及中断供电造成的危害或影响的程度,造成的危害或影响的程度, 我们把用电负荷分为三级:我们把用电负荷分为三级: (1) 一级负荷一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、 经济经济上造成重大损失的用电负荷。上造成重大损失的用电负荷。 (2) 二级负荷二级负荷 二级负荷为中断供电将造成主要设备损坏,大量产品二级负荷为中断供电将造成主要设备损坏,大量产品被废,连续生产过程被打
11、乱,需较长时间才能恢复从而在政被废,连续生产过程被打乱,需较长时间才能恢复从而在政治、经济上造成较大损失的负荷。治、经济上造成较大损失的负荷。 (3) 三级负荷三级负荷 不属于一级和二级负荷的一般负荷,不属于一级和二级负荷的一般负荷, 即为三级负荷。即为三级负荷。在上述三类负荷中,一级负荷一般应采用两个独立电源供电,在上述三类负荷中,一级负荷一般应采用两个独立电源供电,其中,一个系统为备用电源。其中,一个系统为备用电源。 对特别重要的一级负荷,对特别重要的一级负荷, 除采用两个独力电源外,还除采用两个独力电源外,还应增设应急电源。对于二极负荷,一般由两个回路供电应增设应急电源。对于二极负荷,一
12、般由两个回路供电, 两两个回路的电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线。对于个回路的电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线。对于三级负荷无特殊要求,采用单电源供电即可。三级负荷无特殊要求,采用单电源供电即可。 电能由工厂的变电部门分送给车间或设备的基本方式是电能由工厂的变电部门分送给车间或设备的基本方式是多种多样的。其基本接线方式有三种:放射式、树干式和环多种多样的。其基本接线方式有三种:放射式、树干式和环式。各工厂根据负荷对供电可靠性的要求、投资的大小、运式。各工厂根据负荷对供电可靠性的要求、投资的大小、运行维护方便及长远规划等原则来分析确定具体采用哪种方式。行维护方便及长远规划等原则来分析
13、确定具体采用哪种方式。下图为常见的双回路放射式工厂配电系统。下图为常见的双回路放射式工厂配电系统。第二节第二节 安全用电安全用电 一、人体触电一、人体触电 人体因触及带电体而承受过高的电压,引起死亡或局部受人体因触及带电体而承受过高的电压,引起死亡或局部受伤等现象,称为触电。当通过人体电流超过伤等现象,称为触电。当通过人体电流超过50mA,时间超过,时间超过1S时,就可能造成生命危险。一般人体电阻在时,就可能造成生命危险。一般人体电阻在800几万欧姆几万欧姆不等,而皮肤潮湿,有损伤都会使阻值下降。因此对人体而言,不等,而皮肤潮湿,有损伤都会使阻值下降。因此对人体而言,我国规定我国规定36V以下
14、为安全电压,如车床或行灯的照明一般都采以下为安全电压,如车床或行灯的照明一般都采用用36V电压。在环境特别恶劣的场合,如:锅炉包、化工厂的电压。在环境特别恶劣的场合,如:锅炉包、化工厂的大部分车间的用电为大部分车间的用电为12V。 触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种。触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种。 电击是指电流触及人体而使内部器官受到损害,它是最危电击是指电流触及人体而使内部器官受到损害,它是最危险的触电事故。当电流通过人体时,险的触电事故。当电流通过人体时, 轻者使人体肌肉痉挛,产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。生麻电感觉,重者会造
15、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。为这些带电体是人们日常工作和生活中易接触到的。 电伤是由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电电伤是由于电流的热效应、化学效应、机械效应以及在电流的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤,使皮流的作用下使熔化或蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤,使皮肤局部发红、起泡、烧焦或组织破坏,严重时也可危及人命。肤局部发红、起泡、烧焦或组织破坏,严重时也可危及人命。电伤多发生在电伤多发生在1000 V及及1000
16、V以上的高压带电体上,以上的高压带电体上, 它的危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全电流为30 mAs,即触电时间在,即触电时间在 1 s内,通过人体的最大内,通过人体的最大允许电流为允许电流为 30 mA。人体触电时,如果接触电压在。人体触电时,如果接触电压在36V以下,以下,通过人体的电流就不致超过通
17、过人体的电流就不致超过30 mA,故安全电压通常规定为,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,但在潮湿地面和能导电的厂房,安全电压则规定为 24 V或或 12 V。 (一)单相触电(一)单相触电 人体触及三相电源中任一根相线,而又同时和大地接触,叫人体触及三相电源中任一根相线,而又同时和大地接触,叫单相触电。如图单相触电。如图6-2所示。在人体与大地之间互不绝缘情况下,所示。在人体与大地之间互不绝缘情况下,人体的某一部位触及到三相电源线中的任意一根导线,电流从带人体的某一部位触及到三相电源线中的任意一根导线,电流从带电导线经过人体流入大地而造成的触电伤害。
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