工业企业供电与用电安全技术

跳转到第一页第六章工业企业供电与用电安全技术第一节供电系统概述第二节企业节约电能概述第三节安全用电跳转到第一页第一节供电系统概述发电厂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。近年来贺电厂发展也很快。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、500kV等几个等级，送电距离越远，输电的电压越高。跳转到第一页~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的运行特点(1)电能的生产、输送、分配和消费是同时进行的。(2)系统中发电机、变压器、电力线路和用电设备等的投入和撤除都是在一瞬间完成的，所以，系统的暂态过程非常短暂。跳转到第一页一、供电系统的组成低压母线MCM35~110kVQ1Q2Q3电网进线高压母线高压干线低压干线配电室低压用电设备供电系统：包括一次电路（主回路）和二次电路（辅助性线路），主回路用来传输、分配和控制电能，包括有电力降压变压器，各种开关电器、母线和输电线。二次回路用来测量和监测用电情况，以保护和控制主回路的电器。图中的Q为不同电压等级的隔离开关，干线上还有各种负荷开关、自动开关等。中小型用电单位，进线一般6～10kV，为了供电的可靠性，使用两个不同的高一级的变电所供电跳转到第一页（1）一级负荷。一级负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、经济上造成重大损失的用电负荷。（2）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。（3）三级负荷。不属于一级和二级负荷的一般负荷，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，其中，一个系统为备用电源。电负荷分为三级：跳转到第一页二、企业变配电所及一次系统变电所的任务室接受电能、变换电压；配电所的任务是接受电能和分配电能，区别是有无变压器。1kV以下是低压，1kV以上是高压。从电网进线到低压配电所的供电主结线路称为一次系统。1.单回路供电方式只有一路电源进线，一个降压变压器和一段低压母线，适用于具有二、三类性质的中小型供电系统2.双回路供电方式具有两路电源进线，至少有两台变压器，可进行桥式接线，适用于大型企业供电系统跳转到第一页三、低压配电系统6～10kV380/220V380/220V6～10kV低压放射式低压树干式1.放射式配电线路特点：发生故障时互不影响，供电可靠性高，但导线消耗量大，开关控制设备较多，投资高。适用于对供电可靠性要求高的场合特点：开关设备少，导线的消耗量也较少，系统的灵活性好，但干线上发生故障时，影响范围大，供电可靠性较低，适用于供电容量小而负载分布较均匀的场合2.树干式配电线路跳转到第一页第二节企业节约电能概述节约电能的具体措施一、计划用电根据保证重点、择优供应、统筹兼顾的原则来编制电力分配方案二、发挥用电设备的效能电动机、变压器、电焊机在接近额定负载时一妞行效率最高，轻载时效率较低。为此应正确选用它们的功率三、提高线路和用电设备的功率因数跳转到第一页四、降低线路损失可用提高功率因数、合理选择导线截面积，适当缩短大电流负载的连线，保持连接点的紧接，安排三相负载接近对称五、技术革新如电力变压器，原采用热轧硅钢片铁心，空载损耗6.5kW，改用冷扎硅钢片铁心后降低为2.5kW。大量应用采用节能灯等六、加强用电管理，强化节约用电意识跳转到第一页第三节安全用电一、电流对人体的伤害触电：当人体触及带电体承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种电击：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，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220V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。跳转到第一页电伤：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1000V及1000V以上的高压带电体上，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30mA·s，即触电时间在1s内，通过人体的最大允许电流为30mA。人体触电时，如果接触电压在36V以下，通过人体的电流就不致超过30mA，故安全电压通常规定为36V，但在潮湿地面和能导电的厂房，安全电压则规定为24V或12V。跳转到第一页二、可能的触电方式1.单相触电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，电流从带电导线经过人体流入大地而造成的触电伤害。单相触电又可分为中性线接地和中性线不接地两种情况。(a)中性点接地系统的单相触电；(b)中性点不接地系统的单相触电ABCOCABC(a)(b)跳转到第一页2.两相触电两相触电，也叫相间触电，这是指在人体与大地绝缘的情况下，同时接触到两根不同的相线，或者人体同时触及到电气设备的两个不同相的带电部位时，电流由一根相线经过人体到另一根相线，形成闭合回路，如图所示。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ABC两相触电示意图跳转到第一页3.跨步电压触电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20m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20m以外，跨步电压很小，可以看作为零。跨步电压触电情况，如图所示。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。跳转到第一页US跨步电压ⅠⅡ20mABC跨步电压触电示意图跳转到第一页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20m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220V。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。跳转到第一页BCDD40m以上SOUxg2xgUR0＝Rd2xgU接触电压触电示意图跳转到第一页三、接地和接零电气设备在使用中，若设备绝缘损坏或击穿而造成外壳带电，人体触及外壳时有触电的可能。为此，电气设备必须与大地进行可靠的电气连接，即接地保护，使人体免受触电的危害。接地可分为工作接地、保护接地和保护接零。工作接地是指电气设备（如变压器中性点）为保证其正常工作而进行的接地；保护接地是指为保证人身安全，防止人体接触设备外露部分而触电的一种接地形式。在中性点不接地系统中，设备外露部分（金属外壳或金属构架），必须与大地进行可靠电气连接，即保护接地。接地装置由接地体和接地线组成，埋入地下直接与大地接触的金属导体，称为接地体，连接接地体和电气设备接地螺栓的金属导体称为接地线。接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。跳转到第一页保护接地的原理在中性点不接地系统中，设备外壳不接地且意外带电，外壳与大地间存在电压，人体触及外壳，人体将有电容电流流过，如图（a）所示。如果将外壳接地，人体与接地体相当于电阻并联，流过每一通路的电流值将与其电阻的大小成反比。人体电阻通常为600～1000Ω，接地电阻通常小于4Ω，流过人体的电流很小，这样就完全能保证人体的安全，如图（b）所示。RrIdZIdRrIdZIdRbIr(a)(b)跳转到第一页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，而要采用保护接零保护接零的概念及原理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。当设备正常工作时，外露部分不带电，人体触及外壳相当于触及零线，无危险，如图所示。采用保护接零时，应注意不宜将保护接地和保护接零混用，而且中性点工作接地必须可靠。跳转到第一页在电源中性线做了工作接地的系统中，为确保保护接零的可靠，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。IDABCO保护接零原理图跳转到第一页断线UUE＝IE·RE＜UUVWPENREREIE′IEIEIE重复接地(b)危险！断线UUE＝UUVWPEN(a)从图（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（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。不过应尽量避免中性线或接地线出现断线的现象。重复接地作用跳转到第一页3.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，漏电保护装置已切断电源；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，减轻对人体的危害漏电保护器的种类很多，这里介绍目前应用较多的晶体管放大式漏电保护器。四、触电急救1.切断电源2.使遇难者脱离电源3.通知医院或医生跳转到第一页4.确定伤情，进行复苏工作（1）烧伤检查（2）出血检查（3）呼吸及心脏检查（4）人工呼吸方法（5）心脏按摩方法（6）当触电者既无心跳又无呼吸时，可以采用人工呼吸法与心脏按摩法进行急救