工业企业供电系统和安全用电

十二章工业企业供电与安全用电1、发电，配电概述2、工业企业配电3、安全用电一、概述什么是电力系统？由发电厂、电力网和电力用户组成的统一整体称为电力系统。一、概述~水力发电厂~火力发电厂35kV35kV负荷变电所35kV升压变电所220kV地区枢纽所10kV至用户配电所10kV10kV升压变电所220kV输电线路220kV10kV为保证供电的可靠性和安全连续性，电力系统将各地区、各种类型的发电机变压器、输电线、配电和用电设备等连成一个环形整体。1．发电厂2．电力网3．电力用户变电所、配电所及各种电压等级的电力线路火力、水利、风力、沼气、核电能等电力用户也称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户。1．发电厂燃料化学能热能锅炉汽轮机机械能电能发电机①火力发电1．发电厂②水利发电厂水流位能机械能水轮机电能发电机1．发电厂②水利发电厂水流位能机械能水轮机电能发电机1．发电厂③核能发电厂核裂变能热能核反应堆汽轮机机械能电能发电机1．发电厂④风力发电厂新疆达板城风电厂中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的风力发电站。目前安装有200台风车，年发电量为1800万瓦。1．发电厂⑤其它类型发电厂大型太阳能光伏并网发电1．发电厂⑤其它类型发电厂日本松川地热发电站是1966年启动的日本第一座地热发电站，是世界上第四座地热发电站。地热发电厂1．发电厂⑤其它类型发电厂当潮水流进或流出大坝时，都通过水轮机而发电。建造潮汐电站的费用昂贵，全世界很少。2我国电网电压等级我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压，1kV以下的电压称为低压。100伏以下为安全电压。2我国电网电压等级我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压，1kV以下的电压称为低压。100伏以下为安全电压。3电力负荷分级及供电要求（1）一级负荷属下列情况者均为一级负荷：①中断供电将造成人身伤亡者。②中断供电将造成重大政治影响者。③中断供电将造成重大经济损失者。④中断供电将造成公共场所秩序严重混乱如何分级的？供电要求：双电源供电，一用一备。3电力负荷分级及供电要求属下列情况者均为二级负荷：（1）中断供电将造成较大政治影响者。（2）中断供电将造成较大经济损失者。（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。（2）二级负荷如何分级的？双电源供电，一用一备，或一条高压专用线。（3）三级负荷不属于一级和二级的电力负荷。对供电电源无要求二、变配电所高低压变配电系统的组成：高压配电所、低压配电所和变压器室。变配电所就是担负从电力系统接受电能，然后变换电压、分配电能任务的场所。高压配电所变压器低压配电所10KV10KV0.4/0.23kv用户（1）高压配电所：高压配电所就是担负从电力系统接受电能和分配高压电能任务的场所。即对高压进行控制、计量、保护、分配等。主要由高压配电柜组成（2）低压配电所：配电所就是担负从电力系统接受电能，然后分配电能任务的场所。即对低压进行控制、计量、保护、分配等。主要由低压配电柜组成。二、变配电所低压配电柜大型工厂的高压配电室（3）变压器室：安装变压器。将高压变换成低压。第一种：油浸式变压器城市路边上的厢式变压器常用的高压一次设备高压熔断器高压隔离开关高压负荷开关高压断路器高压开关柜真空断路器（ZN27-12）高压少油断路器(SN10-10系列)多油断路器（DW10-10）高压隔离开关用来隔离电源，将需要检修的设备与电源可靠断开。没有专门的灭弧装置。分为户内和户外两大类。高压熔断器1、户内高压管式熔断器（RN1、RN2型）2、户外跌落式熔断器（RW型）高压负荷开关高压负荷开关具有灭弧装置，专门用在高压装置中通断负荷电流。只能通断一定的负荷电流，所以它的断流能力不大，不能用来开断短路电流，它必须和高压熔断器串联使用。分户内式和户外式两大类。高压开关柜高压开关柜是一种柜式的成套配电设备。它按一定的接线方案将所需的一、二次设备，如开关设备、监测仪表、保护电器及一些操作辅助设备组装成一个总体。在变配电所中作为控制电力变压器和电力线路之用。XGN2-12型高压开关柜2、低压电气设备低压配电盘：用于变压器低压侧的首级配电系统，作为动力、照明配电之用。动力配电箱：用于工企、事业、高层建筑，交流380V三相四线制系统，作为动力、照明配电或电动机控制。（4）低压配电线路的结构联接方式主要是放射式和树干式两种。①放射式供电线路特点:供电可靠性高，便于操作和维护。但配电导线用量大，投资高。适用场合：负载点比较分散，而每个点的用电量又较大，变电所又居于各负载点的中央。变电所配电箱放射式配电线路树干式配电线路配电箱变电所适用场合:负载比较集中，各负载点位于变电所或配电箱的同一侧时,如图(a)所示。负载比较均匀地分布在一条线上,如图(b)所示。②树干式供电线路特点:供电可靠性差。但配电导线用量小，投资费用低，接线灵活性大。实验楼总配电箱……X房间配电箱X房间配电箱分支线分支线分支线某校实验楼树形供电线路示意图去教学楼去宿舍食堂干线干线干线2#生活区配电柜1#教学区配电柜3#实验区配电柜2层配电箱11层配电箱1层配电箱1#主配电柜10kV去报告厅实验楼配电变压器配电柜安全用电一触电事故1.电气事故的原因1)违章操作(1)违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成维修人员触电。(2)违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。(3)带电移动电器设备。(4)用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。(6)对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电。(5)违章救护他人触电，造成救护者一起触电。2)施工不规范(1)误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。(2)插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。(3)照明电路的中线接触不良或安装保险，造成中线断开，导致家电损坏。(5)随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。(4)照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。(6)施工中未对电气设备进行接地保护处理。3)产品质量不合格(1)电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电。(2)带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电。(3)产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力很低，容易造成触电。(4)生产工艺粗制滥造。(5)电热器具使用塑料电源线。4)偶然条件电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。二电流对人体的作用人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。电击所引起的伤害程度与下列因素有关：(1)人体电阻的大小(2)电流通过时间长短(3)电流的大小1.人体电阻人体电阻因人而异，通常为104~105，当角质外层破坏时，则降到800~1000。2.电流强度对人的伤害人体允许的安全工频电流:30mA工频危险电流:50mA电流频率在40Hz~60Hz对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。3.电流频率对人体的伤害4.电流持续时间与路径对人体的伤害电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。5.电压对人体的伤害电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。因此，把36V以下的电压定为安全电压。工厂进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全电压。根据国际电工委员会（IEC）规定，低压配电系统的接地方式有TN系统TT系统IT系统TN系统又分为TN－C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。C——表示中性线（N）与保护线（PE）合用为一根导线（PEN）；S——表示中性线（N）与保护线（PE）分开设置，为不同的导线。我国低压配电系统的接地型式TN－C－S系统中的PEN线上仍有一定的不平衡电流引起的压降，但在建筑物内部，经重复接地后，设有专用的保护线，因而该系统比TN—C系统安全。3等电位连接为了提高接地故障保护的效果和供配电系统的安全性，将建筑物内可导电部分进行相互连接的措施，称为等电位连接。等电位连接包括：总等电位连接和辅助等电位连接。12.3.3触电方式1.接触正常带电体(1)电源中性点接地的单相触电通过人体电流:mA50mA219P0PbRRUI式中:UP:电源相电压(220V)Ro:接地电阻4Rb:人体电阻1000这时人体处于相电压下，危险较大。R0(2)电源中性点不接地系统的单相触电R'对地绝缘电阻Ib人体接触某一相时，通过人体的电流取决于人体电阻Rb与输电线对地绝缘电阻R'的大小。若输电线绝缘良好，绝缘电阻R'较大，对人体的危害性就减小。但导线与地面间的绝缘可能不良(R‘较小)，甚至有一相接地，这时人体中就有电流通过。(3)双相触电双相触电触电后果更为严重通过人体的电流：A38.01000380bbRUIlmA50mA3802.接触正常不带电的金属体当电气设备内部绝缘损坏而与外壳接触，将使其外壳带电。当人触及带电设备的外壳时，相当于单相触电。大多数触电事故属于这一种。这时人体处于线电压下Ib3.跨步电压触电U电位分布接地点20m0.8m跨步电压在高压输电线断线落地时，有强大的电流流入大地，在接地点周围产生电压降。如图所示。当人体接近接地点时，两脚之间承受跨步电压而触电。跨步电压的大小与人和接地点距离，两脚之间的跨距，接地电流大小等因素有关。双脚跨步一般在20m之外，跨步电压就降为零。如果误入接地点附近，应双脚并拢或单脚跳出危险区。12.3.4接地和接零为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措施。按接地目的的不同，主要分为工作接地、保护接地和保护接零。1.工作接地即将中性点接地。目的：(1)降低触电电压(2)迅速切断故障在中性点接地的系统中，一相接地后的电流较大，保护装置迅速动作，断开故障点。(3)降低电气设备对地的绝缘水平R02.保护接地当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电,当人触及外壳,接地电流Ie将经过人体入地后,再经其它两相对地绝缘电阻R及分布电容C回到电源。当R值较低、C较大时，Ib将达到或超过危险值。电气设备外壳未装保护接地时R'C'IbIe对地绝缘电阻分布电容R'C'对地绝缘电阻电气设备外壳有保护接地时通过人体的电流：b00ebRRRIIRb与Ro并联，且RbRo通过人体的电流可减小到安全值以内。利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是不带电的)接地。用于中性点不接地的低压系统分布电容R0IbIeI0(a)R0保护接零（用于380V/220V三相四线制系统）将电气设备的外壳可靠地接到零线上。当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止人身触电。把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。工作零线与保护零线N(工作零线)L(相线)PE(保护零线)~220V×(a)(b)(c)NNNLLLEEE为了确保设备外壳对地电压为零,专设保护零线PE。接零正确接零不正确忽视接零重复接地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。从图12-10（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12-10（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