關(guān)于三相四線制、三相五線制電源的產(chǎn)生,線路概念

企業(yè)、車間及居民區(qū)等地的機(jī)電設(shè)備常用到三相四線制供電、三相五線制供電，其意義是什么？發(fā)電、變電、配電和輸電的意義是什么？工業(yè)一次供電、二次供電是什么？線路的標(biāo)識符號如何？本文理實一體化講解清楚。二．任務(wù)論述（一）發(fā)電廠分類發(fā)電廠是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的企業(yè)，有常規(guī)電能和綠色電能企業(yè)兩類：1.比較常規(guī)的電能比較常規(guī)的發(fā)電廠，主要有如下4種：（1）火力發(fā)電廠是指利用煤、石油、天然氣或其他燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能的發(fā)電廠，其發(fā)電過程是：化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。（2）水力發(fā)電廠是指利用水流的動能和勢能來生產(chǎn)電能的發(fā)電廠，水流量的大小和水頭的高低，決定了水流能量的大小。水力發(fā)電廠發(fā)電其過程為：水能→機(jī)械能→電能。（3）原子能發(fā)電廠是指利用核能來生產(chǎn)電能的發(fā)電廠，又稱核電廠（核電站），原子核各個核子（中子與大的能量，稱為核能。模投入運營的只是重核裂變釋放出的核能生產(chǎn)電能的原子能發(fā)電從能量轉(zhuǎn)換的觀點分析，是由重核裂變核能→熱能（4）垃圾發(fā)電廠垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進(jìn)行分類燒產(chǎn)生熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)出電能。二是對不能燃厭氧處理、最后干燥脫硫產(chǎn)生沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸氣推動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)質(zhì)子）之間具有強(qiáng)大的結(jié)合力，重核分裂和輕核聚合時，都會放出巨比較成熟，形成規(guī)目前技術(shù)廠?！鷻C(jī)械能→電能的轉(zhuǎn)換過程。處理，其中：一是對燃燒值較高的進(jìn)行高溫焚燒的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵、動發(fā)出電能。2.綠色電能企業(yè)綠色電能是指用特定的發(fā)電設(shè)備發(fā)電，在發(fā)電過程中不排放或很少排放對環(huán)境有害的廢廢水和廢物，具有環(huán)保性質(zhì)源，主要有以下4種：（1）地?zé)岚l(fā)電廠氣、的能地?zé)崮苁侵纲A存在地球內(nèi)部的可再生熱能（2）風(fēng)能發(fā)電廠是指利用風(fēng)能來生產(chǎn)電能的發(fā)電廠（3）太陽能發(fā)電廠太陽能是指太陽光的輻射能量（4）海洋能發(fā)電廠海洋能是海水流動動能、海洋熱能、潮汐能和波浪能等能源的總稱。（5）生物質(zhì)能發(fā)電生物質(zhì)能就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，1取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，這些燃料可以用于發(fā)電。4532617圖1發(fā)電廠發(fā)出的電力升高電壓后經(jīng)鐵塔上的導(dǎo)線等設(shè)備遠(yuǎn)距離輸電圖2企業(yè)變電站(所)用降壓變壓器把高電壓降壓到380V和220V供用戶使用1-降壓變壓器2-三根高電壓線接入變壓器3-變壓器中性線4、5、6-三根380V母線7-輸入電纜129876543圖3某機(jī)械制造公司三相四線制線路經(jīng)過總開關(guān)柜、多個低壓開關(guān)柜向各個車間、重要設(shè)備和辦公大樓等用電場所分配電力即配電1-來自降壓變壓器的三相四線制母線2-三相四線制低壓總開關(guān)柜3-150T行車配電柜4-焊接車間配電柜5-噴漆車間和加工二車間配電柜6-沖壓車間和加工一車間配電柜7-精加工二車間和機(jī)修車間配電柜8-辦公大樓配電柜9-預(yù)留備用電源配電柜2（二）企業(yè)供電電力系統(tǒng)變電、配電和輸電簡述由于發(fā)電廠的建設(shè)地點距離用戶比較遠(yuǎn)，如果采用低壓輸電則勢必造成輸電功率巨大浪費和電能質(zhì)量下降，所以發(fā)電廠發(fā)出大電流低電壓的電力首先要用變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處的用戶輸電，國家電力部門規(guī)定通常升高到10千伏、11千伏、22千伏、50千伏等幾種規(guī)格的電壓；而企業(yè)及其機(jī)電設(shè)備常用380V或220V電壓，所以輸電壓器降低電壓至到用戶再用變380V或220V供用戶使用。升壓和降壓通稱為變電，把電力經(jīng)過低壓開關(guān)柜分配給各個用651423圖4三相四線制電力經(jīng)各個低壓開關(guān)柜分配電力1-三相四線制低壓配電柜2-輸出電纜地下通道蓋板3-輸出電地下通道4-槽式電纜橋架5-電纜6-電纜橋架垂直上彎通輸送到用電場所纜電場所叫配電廠發(fā)出電力用變壓器升高電壓及向遠(yuǎn)處的用戶區(qū)輸電屬于國家電網(wǎng)的業(yè)務(wù)范到用戶再經(jīng)變電站（所）用降壓變壓器降壓后向用戶供電，圖1所示為在野外常見，把電力從一個場所輸送到另一個場所叫輸電。通常發(fā)電圍，輸電的發(fā)電廠發(fā)出的電力經(jīng)過變壓器升壓后向用戶輸電。（三）企業(yè)供電及三相四線制、三相五線制電源的概念1.企業(yè)供電設(shè)計及三相四線制供電的概念及其實現(xiàn)3如圖1所示為發(fā)電廠發(fā)出的電力經(jīng)升壓變壓器升高電壓后輸送到用戶區(qū)用的鐵塔架和高電壓線，高電壓線路到達(dá)電力用戶區(qū)要用降壓變壓器降壓后再給電力用戶供電。今以某大型機(jī)械制造公司供電為例理實一體化論述變電、配電和輸電過程及其有關(guān)概念。圖2所示為公司變電2所示的三根粗導(dǎo)線2組成的輸6這4根橫截面為通常叫零線（也叫0線），用各用A、B、C表示A、B、C中任意一根與0線N之間的交流電壓為220V，導(dǎo)線N、A、B、C可以再經(jīng)過圖3所示的多個低壓開關(guān)柜把三相四線制電力輸送到相應(yīng)生產(chǎn)車間、辦公樓等用電場所，低壓動力配電柜是連接電源與用電設(shè)備的中間裝置，除了能分配電能外，還具有對用電設(shè)備進(jìn)行控制、測量、指示及保護(hù)等功能，由低壓配電柜再給車間設(shè)備層輸電。站中的一臺降壓變壓器，1所示的高電壓線路到達(dá)公司變電所后首先纜7接入變壓器輸3與變壓器N表示；另外3根矩型L、L、L3表示由圖入電入端，降壓變壓器輸出3、4、5、矩型的比較粗的銅導(dǎo)線，其中導(dǎo)線外殼連接，并與大地相接稱為保護(hù)接地，這根導(dǎo)線銅導(dǎo)線任意兩根之間的交流電壓為380V，通常叫火線但正規(guī)名稱叫母線，也用；12或樓圖4為多個低壓開關(guān)柜后面有輸出電纜地下通道3，電纜經(jīng)過地下通道3又經(jīng)過電纜橋架4、電纜橋架垂直上彎通6把三相四線制電力輸送到相應(yīng)生產(chǎn)車間、辦公樓等用電場所。12534圖5經(jīng)過圖4電纜橋架垂直上彎通6的三相四線制電纜進(jìn)入車間橋架1-車間空中水平安裝的槽式直通橋架2-上邊垂直三通3-車間樹直安裝的槽式直通橋架4-三相四線制電纜5-建設(shè)車間施工的垂直支撐槽鋼結(jié)構(gòu)圖5為經(jīng)纜進(jìn)入車間內(nèi)的橋架1，再經(jīng)過上邊垂直三通2把電纜引入車間樹直安裝的槽式直通橋架3引到地面上，再接入圖6所示機(jī)電設(shè)備動力配電柜。過圖4電纜橋架垂直上彎通6的三相四線制電纜進(jìn)入車間內(nèi)橋架圖，三相四線制電可以根據(jù)不同場所實際需要只輸送380V，或只輸送220V，這就是三相四線制供電電路的4123987456圖6三相五線制電力的概念及其相關(guān)設(shè)備動力柜1-立式低壓配電柜2-電壓表3-相電壓測量轉(zhuǎn)換開關(guān)4-測量A、B、C相兩兩之間的電流表5-手拉式隔離開關(guān)6-配電柜引出的電纜經(jīng)地溝至機(jī)電設(shè)備7-鋼管，電纜穿過內(nèi)孔到控制柜底下8-配電柜外殼接線接到插入大地的角鋼上9-三相四線制電纜12345圖7三相五線制供電的概念及立式動力配電柜及其相關(guān)配電設(shè)備1-熔斷器保護(hù)電流電壓表2-手拉式隔離開關(guān)3-空氣斷路器4-與動力配電柜外殼和大地相連的地線5-三相五線制電纜自地溝引到機(jī)電設(shè)備接線位置5概念及其實現(xiàn)。注意，圖3所示三相四線制各個低壓開關(guān)柜對應(yīng)的用電場所負(fù)載功率要大致相等，即要考慮三相配電平衡問題，如凡用到380V的用電場所，要適當(dāng)分配A與B、B與C、C與A都用到，凡是用到220V的用電場所，要適當(dāng)分配A與N、B與N、C與N都用到，并使其負(fù)載的功率大致相等，使得三相電用電安全可靠。并使其負(fù)載的功率大致相等，使得三相電用電安全可靠。如辦公大樓為6層，如果各層用電功率大致相等且都用220V交流電，則配電方案選A與N分配給1、2層；B與N分配給3、4層；C與N分配給5、6層；即不能使得三相配電平衡時，就不能按樓層配電，設(shè)備配電，整個樓的某些設(shè)備按A與N配電，另一些設(shè)備按B與N配電，其他設(shè)備按C與N使得三相配電平衡，用電安全可靠。當(dāng)這樣配電而要考慮按樓層上的配電，也力求達(dá)到三相配電平衡。2.立式低壓動力配電柜供電的三相五線制電源的概念及其實現(xiàn)低壓動力配電柜輔助設(shè)備組裝在封閉或半封閉金屬柜中構(gòu)成間的距離不太大時，往往用圖6所示的彎通6的三相四線制電纜引入到圖5所示車間空中槽式直通橋架1中，三相四線制電上邊垂直三通2、樹直槽式直通橋架3進(jìn)入車間地面的立式低壓動力配電柜中。如圖6所示為車間地面立式低壓動力配電柜等設(shè)備位置關(guān)系圖，三相四線制電纜9穿過鋼管7引入到低壓動力配電柜1的底下，如圖7所示，三相四線制電纜進(jìn)入立式低壓電柜后變化如下：是按照機(jī)電設(shè)備的數(shù)量及接線要求將開關(guān)設(shè)備、測量儀表、保護(hù)電器和的低壓配電裝置，當(dāng)車間內(nèi)設(shè)備較多并且設(shè)備之來自圖4所示電纜橋架垂直上立式低壓動力配電柜。纜經(jīng)過動力配(1)三相四線制電源線路的變化如圖7所示三相四線制電纜進(jìn)入立式低壓為總電源開關(guān)，把電源線分配給圖8所示的6個塑料殼式空氣斷路器，C、N四根導(dǎo)線，每個塑料殼式空氣斷路器控制一臺機(jī)電設(shè)備，也可以根據(jù)設(shè)備數(shù)量需要設(shè)置動力配電柜后，經(jīng)過手拉式隔離開關(guān)2作每個斷路器控制A、B、幾個塑料殼式空氣斷路器。NABC圖8塑料殼式空氣斷路器6(2)在立式電壓動力配電柜外殼引出地線，形成三相五線制電源線路如圖6所示，在立式電氣控制柜的側(cè)面外殼上擰緊一螺栓，把導(dǎo)線8的一端連接到控制柜外殼上，另一端連接到槽式直通橋架近處的一根不短于2.5米的50×50角鋼的一端，在建設(shè)車間時就把該角鋼垂直埋入地面以下，這樣動力配電柜1的外殼并且如圖7所示螺栓把導(dǎo)線4也經(jīng)過控制柜外殼起了，導(dǎo)線4就叫地線，用PE表示，機(jī)電設(shè)備的外殼都與PE相接，就把機(jī)電設(shè)備的外殼設(shè)備外殼接地。如果因?qū)Ь€老化等原因A、B、C與機(jī)電就經(jīng)PE流入大地，不致對人體觸電了。就實實在在和大地聯(lián)在一起了，與大地聯(lián)接在一與大地聯(lián)接在一起了，使機(jī)電設(shè)備外殼相接，則外殼的電荷PENABCPENUVWPENUVWPENUVWPENUVWPENUVWPENUVW圖1-2-9圖1-2-7立式低壓動力配電柜總電氣原理示圖意如圖9所示的三相五線制電源，根也可以接PE、A、B、C四根導(dǎo)線PE、N、A（或B、C）三根導(dǎo)線形成220V交流電源，完全取決于機(jī)電設(shè)備需要。其中PE接在機(jī)電設(shè)備外殼上，注意機(jī)電設(shè)備上往往有變壓器、電機(jī)、驅(qū)動器等等獨立的電器部件，這些部件上的接地線也與PE接在一起。對安裝在車間一層樓并且位置比較固定的機(jī)電設(shè)備，通常如圖7所示把出自立式低壓動力配電柜的導(dǎo)線穿過塑料管（或鐵管、或電線蛇皮保護(hù)管）放入地面的溝槽中，如圖15、圖16所示PE、L1、L2、L3四根導(dǎo)線接到CK6140數(shù)控車床電氣控制柜接線端子上，其中PE接在電氣控制柜外殼。據(jù)機(jī)電設(shè)備供電需要可以接PE、N、A、B、C五根導(dǎo)線；；也可以接3.小型動力配電箱供電的三相五線制電源的概念及其實現(xiàn)當(dāng)車間內(nèi)機(jī)電設(shè)備之間距離較大，或機(jī)電及其以上的樓層時，往往用圖10等安裝在墻壁或車間立柱上的小型動力配電箱，配電箱應(yīng)安裝在干燥、明亮、不易受震動、便于操作和維護(hù)的場所。為了操作維修方便，配電箱的安裝高度通常為1.4米。設(shè)備在二樓形式的(1)三相四線制及三相五線制電源線路的形成如圖5所示三相四線制電纜A、B、C、N進(jìn)入圖10所示的小型動力配電箱，另7一根地線PE的意義同前一樣，在小型動力配電箱近處打入地下一根不短于2.5米的50×50123456987圖10三相五線1-三相五線制電源線2、3、4-對應(yīng)三相A、B、C電源線5-零線N6-地線PE方形的PVC槽管根據(jù)需要連接至圖1-2-11,也可以至地面后如圖3-1-14所設(shè)備近處8-小型空氣斷路器9-總的空氣斷路器制供電掛式動力配電箱7-兩根示經(jīng)埋入地溝中的鋼管引到機(jī)電439821576圖11三相五線制小型動力配電箱接出的供電插頭1、2、3-分別接A、B、C三根母線4-接零線N5-接地線PE6-接母線A、B、C任意一根7-接0線N8-接A、B、C任意一根9-接零線N8圖12帶漏電保護(hù)器的三相五線制小型動力配電箱23415圖13帶漏電保護(hù)器的三相五線制小型動力配電箱接線1-三相漏電保護(hù)器2-漏電保護(hù)器試驗按鈕3-單相漏電保護(hù)器4-三相四線制插座5-漏電保護(hù)按鈕的角鋼，一端接在配電箱外殼上，這樣A、B、C經(jīng)過總的空氣斷路器9分配給四個斷路器8，A、B、C、N、PE五根導(dǎo)線經(jīng)過兩根PVC塑料槽管7分配給圖1-2-11所示的插座上，用戶即可9以用380V和220V交流電源。(2)電源插座電源線路的形成如圖11所示三相五線制電纜A、B、C、N、PE經(jīng)過兩根PVC塑料槽管接入5個插座上，用戶根據(jù)需要插入相應(yīng)的插頭即可用上380V和220V電源。4.帶漏電保護(hù)器的小型動力配電箱三相五線制供電如圖12和圖13為帶漏電保護(hù)器的小型三相五線制配電箱及其接線圖，當(dāng)用電設(shè)備正常運行時，漏電保護(hù)器線路中電流呈平衡狀態(tài)，互感器中電流矢量之和為零，一次線圈中沒有剩余電流，所以不會感應(yīng)二次線圈，漏電保護(hù)器的開關(guān)裝置處于閉合狀態(tài)運行。當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生漏電并有人體觸及外殼時，則在故障點產(chǎn)生分流，此漏電電流經(jīng)人體—大地—工作接地，返回變壓器中性點（并未經(jīng)電流互感器），致使互感器電流入、流出的電流（電流矢量之和不為零），一次線圈申產(chǎn)生剩余電流，便會感應(yīng)二次線圈，當(dāng)這個電限定的動作電流值時，自動開關(guān)脫扣，切斷電源，避免發(fā)生觸電事故。出現(xiàn)了不平衡流值達(dá)到該漏電保護(hù)器（四）三相四線制、三相五線制電源測試1.三相四線制電源測試用數(shù)字電表測試圖11所示插孔之間的交流電壓，若1、2、3插孔任壓為380V、而這三個插孔與4孔接線的電壓均為220V，則接線正確。否則就不正新檢查配電柜與接線插座連線，直到測試電壓正確為止。圖13所示的三相四線制插座接線的測試方法相同。意兩孔接線之間的電確，需要重2.三相五線制電源測試用數(shù)字電表測試圖11所示三相五線制插孔之間的交流電壓，若5、6插孔之間的電壓為220V，6、7插孔之間的電壓也為220V，而7、5插孔之間的電壓為0V則接線正確；否則需要檢查修改接線線路，滿足該測試結(jié)果為止。測試8、9插孔之間的電壓也為220V。直到三．任務(wù)要點歸納總結(jié)本任務(wù)從電能產(chǎn)生的企業(yè)即發(fā)電廠開始到三相四線制和三相五線制電力的形成整個環(huán)節(jié)進(jìn)行了理實一體化論述，從供電的角度分：發(fā)電廠變電站（所）產(chǎn)車間動力配電機(jī)電設(shè)備電氣控制柜，三相四線或三相五線制用電柜（箱）及升高電壓站生三相四線制產(chǎn)生三相五線制（低壓開關(guān)柜）一次供電二次供電圖14電力系統(tǒng)一次供電、二次供電的概念和設(shè)備名稱一次供電：從發(fā)電用降壓變壓器降壓形成三相四線制電源這一環(huán)節(jié)叫一次供電。二次供電：從三相四線制的形成，經(jīng)過立式動力配電柜或小型動力配電箱相四線制和三相五線制電力給機(jī)電設(shè)備分配電力，到設(shè)備供電安裝、運行這一環(huán)節(jié)叫二次供廠發(fā)電到用升壓變壓器升高電壓輸送到企業(yè)（用戶），企業(yè)（用戶）再進(jìn)一步形成三10電。圖3所示的變電站（所）內(nèi)的電氣柜一般稱作低壓開關(guān)柜，圖6所示的連接電源與用電設(shè)備的中間過渡電氣柜一般稱作低壓動力配電柜，而圖10和圖12所示的一般稱作低壓動力配電箱，而圖3-1-14所示的直接控制機(jī)電設(shè)備的電氣柜一般稱作機(jī)電設(shè)備電氣控制柜。一次供電、二次供電的劃分及其有關(guān)設(shè)備的概念如圖14所示。從電力管理部門的角度分：國家電網(wǎng)或能源公司的業(yè)務(wù)范圍：從發(fā)電廠發(fā)電到用升壓變壓器升壓輸送到變電站（所）通常把大于等于10千伏的高壓電降壓到三相四線制的場所叫變電站（所），而把小于10千伏的高壓電降壓到三相四線制的場所高壓變電室，本文為論述方便統(tǒng)稱變電站（所）了。企業(yè)（用戶）經(jīng)變電站（所）或高壓變電室用降壓變壓器降壓后形成三相四線制，進(jìn)而經(jīng)過動力配電柜線，直到設(shè)備用電這一環(huán)節(jié)屬于企業(yè)（用這兩部分業(yè)務(wù)范圍雖然歸口管理部門不同，但有一套統(tǒng)一的管理業(yè)務(wù)規(guī)范，