電源及安全用電知識課件

第5章電源及用電安全內(nèi)容要點：電力系統(tǒng)簡介工業(yè)企業(yè)配電單相交流電路三相交流電路直流穩(wěn)壓電源安全用電基本常識

用電安全保護措施目的與要求：了解電力系統(tǒng)及工業(yè)企業(yè)配電了解單向交流電路和三相交流電路的基本知識了解直流電源的基本知識了解安全用電的基本常識、用電安全的保護措施及用電故障分析5.1電力系統(tǒng)簡介電力系統(tǒng)是生產(chǎn)、輸送、分配、消費電能的一個整體。它是由各種不同類型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)及電力用戶組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分配及使用。我國交流電網(wǎng)額定電壓分為低壓：220、380、660V。高壓：3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。5.1電力系統(tǒng)簡介電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一部分，其包括變電所和輸電線路的全部電器設備，它的作用是將電能從發(fā)電廠輸送并分配到用戶處。電力網(wǎng)包含：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中電壓最高、重要性最強的電網(wǎng)，它的作用是將電能從發(fā)電廠輸送到各個地區(qū)的配電網(wǎng)或直接送給大型工業(yè)企業(yè)用戶。配電網(wǎng)是由配電線路和配電變電所組成。它的作用是將電力分配到各類用戶。5.1電力系統(tǒng)簡介5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)設有中央變電所和車間變電所（小規(guī)模的企業(yè)往往只有一個變電所）。從車間變電所或配電箱(配電屏)到用電設備的線路屬于低壓配電線路。低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種。a)放射式b)樹干式之一c)樹干式之二5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)當負載點比較分散而各個負載點又具有相當大的集中負載時，采用放射式較為合適。當負載集中，同時各個負載點位于變電所或配電箱的同一側(cè)，其間距離較短，或負載比較均勻地分布在一條線上時，采用樹干式較為合適。放射式供電可靠，但敷設投資較高，樹干式供電可靠性較低，但是樹干式靈活性較大。另外，放射式與樹干式比較，前者導線細，但總線路長，而后者則相反。5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

某校實驗樓樹形供電線路5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

5.2工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)

例5-1

請根據(jù)圖5-5所示的供電線路畫出其示意圖。5.3單相交流電直流電壓是一直不變的，但交流電壓和電流的大小、方向隨時間而變化。5.3單相交流電

所謂正弦交流電路，是指含有正弦電源(激勵)而且電路各部分所產(chǎn)生的電壓和電流(響應)均按正弦規(guī)律變化的電路。在生產(chǎn)上和日常生活中所用的交流電一般都是指正弦交流電。

正弦波交流的產(chǎn)生原理頻率與周期5.3單相交流電

相位

相位差：相位和相位差動畫演示5.3單相交流電

在任一瞬間的值稱為瞬時值，用小寫字母來表示，如

，

及

分別表示電流、電壓及電動勢的瞬時值；瞬時值中最大的值稱為幅值或最大值，用帶下標

的大寫字母來表示，如

，

，

分別表示電流、電壓及電動勢的幅值；有效值用大寫字母表示，如

，

，

。指將周期電流或電壓在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的平均效應換算為等效的直流量。當

為正弦量時瞬時值和有效值5.3單相交流電

功率與功率因數(shù)1、瞬時功率是指交流電路中任一瞬間的功率?？梢?，瞬時功率是由兩項組成，一項是與時間無關的常數(shù)項，另一項是以二倍頻率隨時間變化的周期性函數(shù)。5.3單相交流電

4、無功功率：是衡量儲能元件（電感、電容）與外部電路交換的功率。2、有功功率：又叫平均功率，是功率在一個周期內(nèi)的平均值。它是指在交流電路中電阻部分所消耗的功率。

稱為功率因數(shù)，其意義為有功功率所占的比例。3、視在功率：電壓和電流的乘積，單位是（VA）。5.3單相交流電

電阻元件的交流電路

5.3單相交流電

設則平均功率瞬時功率5.4三相交流電三相交流電源圖5-9三相變壓器、低壓繞組從始端、、引出的三根導線、和稱為相線或端線，俗稱“火線”。從三個末端連在一起的連接點引出的導線為中性點或零點，用表示。5.4三相交流電三相交流電的產(chǎn)生演示5.4三相交流電三相變壓器連接

每相始端與末段間的電壓，亦即相線與中性線間的電壓，稱為相電壓。任意兩始端間的電壓，亦即兩相線間的電壓，稱為線電壓。

5.4三相交流電

三相正弦波形圖

相序是：相電壓：可見：線電壓的頻率和相電壓相同；線電壓分別超前對應相電壓，線電壓的幅值、有效值是相電壓幅值、有效值的倍。線電壓：

5.4三相交流電

三相交流電路負載的接入

通常在低壓系統(tǒng)中絕大多數(shù)采用的是三相四線制供電，其相電壓為220V，線電壓為380V

。負載如何連接，應視其額定電壓而定。設備插座的關于火線、零線及接地線的接線方法如圖5-13所示。

5.4.3電能質(zhì)量

電能質(zhì)量(PowerQuality)，即電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。從嚴格意思上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。

電能質(zhì)量：5.4.3電能質(zhì)量評價電能質(zhì)量的主要技術(shù)指標：電網(wǎng)頻率：我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz

。電壓偏差

三相電壓不平衡

公用電網(wǎng)諧波

波動和閃變

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和短時中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。5.5直流穩(wěn)壓電源

直流穩(wěn)壓電源的分類

直流電源按習慣可分為化學電源、線性穩(wěn)定電源和開關型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型。

b)蓄電池a)干電池c)鎳鎘電池c)鋰電池d)鎳氫電池圖5-14化學電池5.5.1直流穩(wěn)壓電源分類

線性電源原理

線性電源是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。其優(yōu)點是穩(wěn)定性和可靠性高，可做成輸出連續(xù)可調(diào)的產(chǎn)品；缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。5.5.1直流穩(wěn)壓電源分類

開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。其優(yōu)點是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點是相對于線性電源來說紋波較大。5.5.2直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標

直流電源的技術(shù)指標

額定功率額定電壓額定電流

效率功率因素額定輸入電流負載效應源效應紋波輸出電阻

5.5.3簡易直流穩(wěn)壓電源的工作原理直流穩(wěn)壓電源的工作原理直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。5.5.3簡易直流穩(wěn)壓電源的工作原理整流：

整流是把交流電變換成直流電的過程，其基本原理是利用了二極管的單向?qū)щ娞匦浴?/p>

5.5.3簡易直流穩(wěn)壓電源的工作原理濾波

經(jīng)橋式整流輸出電壓脈動依然很大，需經(jīng)濾波得到較平滑的直流電壓。采用電容C濾波的橋式整流電流如圖5-21所示。

5.5.3簡易直流穩(wěn)壓電源的工作原理穩(wěn)壓

要想得到穩(wěn)定平直的電壓，還需要加上穩(wěn)壓這一環(huán)節(jié)。

5.5.4DF1731SB5A直流穩(wěn)壓電源的使用DF1731SB5A型雙路直流穩(wěn)壓電源

5.6安全用電基本常識觸電的危害：

人體在一般的情況下，可承受20mA以下的交變電流和50mA以下的直流電流。如果觸電的持續(xù)時間過長，即使是電流小到8mA左右，也可使人死亡。如果觸電電流很大，即使時間很短，也可導致人死亡。為保證生命安全，行業(yè)規(guī)定交流安全電壓的上限為42V，直流電壓的安全上限為72V。5.6安全用電基本常識安全用電標示舉例：5.7用電安全保護措施直接接觸防護

絕緣、屏護和間距都是各種電氣設備通用的安全措施。圖5-25絕緣示意圖3.7用電安全保護措施間接接觸防護

保護接地和保護接零是防止間接接觸電擊的基本技術(shù)。

配電系統(tǒng)接地型式有IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)）共5種系統(tǒng)。5.7用電安全保護措施IT系統(tǒng)：即保護接地系統(tǒng)。所謂接地，就是將設備的某一部位經(jīng)接地裝置與大地緊密連接起來。5.7用電安全保護措施TT系統(tǒng)：接地的配電網(wǎng)中發(fā)生單相電擊時，人體承受的電壓接近相電壓。

5.7用電安全保護措施TN系統(tǒng)：即保護接零系統(tǒng)。保護接零有利于明確區(qū)分不接地配電網(wǎng)中的保護接地，還有利于區(qū)分中性線和零線，有利于區(qū)分工作零線和保護零線。5.7用電安全保護措施雷電與避雷技術(shù)避雷技術(shù)：

防止直接雷擊

防止感應雷擊

防止架空線路雷電侵入波等。