电力系统及安全用电

关于电力系统及安全用电第1页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五本章教学要求第7章电力系统及安全用电1、了解电力系统的基本结构；2、了解供、配电的基本知识；3、了解安全用电的基本常识；4、了解漏电保护器的工作原理好选用。重点1、供、配电的基本知识；2、安全用电的基本常识。难点漏电保护器的工作原理。第2页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.1电力系统概述1、发电

电力是现代工业的主要动力，在各行各业中都得到了广泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变电所及用电设备的总称。发电机组发出的电压一般为6~10KV。发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主，近几年也在发展核能发电。电力系统由发电、输电和配电系统组成。第3页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五2、输电

输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。输电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。输电是联系发电厂和用户的中间环节。输电过程中,一般将发电机组发出的6~10KV

电压经升压变压器变为35~500KV高压，通过输电线可远距离将电能传送到各用户，再利用降压变压器将35KV高压变为6~10KV高压。第4页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五3、配电

配电是由10KV级以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将电能降为380/220V低压再分配到各个用户的用电设备。电力网的电压等级高压：1KV及以上的电压称为高压。有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。低压：1KV及以下的电压称为低压。有220，380V。安全电压：一般50V以下的电压称为安全电压。我国规定的安全电压等级有：6V、12V、24V、36V、42V等。第5页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.2供电一、供电过程供电过程示意图~水力发电厂升压变电所220kV地区枢纽所10kV至用户配电所10kV10kV升压变电所220kV220kV220kV输电线路220kV35kV35kV负荷变电所35kV~火力发电厂10kV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。第6页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五二、供电质量1、电压用户电压越稳定越好。1983年颁布的《全国供用电规则》对电压变化幅度的规定：35KV及以上、特殊用户：±5%10KV及以下、低压电力用户：±7%低压照明用户：+5%，－10%第7页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五二、供电质量（续）2、波形规定为正弦波，畸变要小。电网容量300万KVA及以上：±0.2Hz3、频率我国规定为50Hz，偏差要小。电网容量300万KVA以下：±0.5Hz4、可靠性不能停电的单位需要两个独立电源或两条线路供电。第8页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.3输电一、输电电压我国交流电网的电压规定电网和用电设备额定电压（KV）：0.22、0.38、3、6、10、35、60、110、154、220、330、500交流发电机额定电压（KV）：0.23、0.40、3.15、6.3、10.5、10.75220KV及以上为输电电压；110KV、66KV、35KV为高压配电电压；10KV为中压配电电压；380/220V为低压。第9页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.3输电二、输电功率三相电网输电功率表达式其中，p为线路损耗率，R为单根导线电阻，UL为线电压。表达式推导第10页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.4配电一、工厂配电系统示意图基本组成：变、配电所，高、低压供、配电线路，用电设备。第11页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五低压配电线路的结构低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、用电线路组成。低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。变电所配电室放射式配电线路变电所配电室树干式配电线路第12页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五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第13页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五二、配电方式单相双线：火线、零线。一般用于照明用户。单相三线：火线、零线、保护零线（地线）。三相三线：无零线，用于电动机等对称负载。三相四线：有零线，通用方式，应用最广泛。第14页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五三、户内配电1、电度表2、开关3、保护零线4、漏电保护器住宅配电盘基本单元第15页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五7.5

安全用电一、触电触电：人体受到电流伤害。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。调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。第16页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五1、电流对人体的作用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500~1000（最小有200

的记载）。皮肤干燥时电阻较大；流汗时，电阻较小。第17页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五1、电流对人体的作用2）电流对人体的作用

工频电流测试结果：感知电流：1mA左右可摆脱电流：小于10mA可忍耐极限电流：30mA左右致命电流：50mA以上不可摆脱电流：大于10mA手-人身-手工频电流测试，不可摆脱电流值：5%的人7mA，

50%的人11mA，95%的人14mA。第18页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五1、电流对人体的作用3）安全电压我国国家标准（GB3805-83）

规定的安全电压：

42V，36V，24V，12V，6V。一般认为，50V一下的电压为安全电压，即按致命电流50mA,人体电阻1000确定。特殊场合，安全电压的值更低，海水中3V电压可能使人丧命，故也有的国家设2.5V一级的安全电压

。第19页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五1、电流对人体的作用4）影响因素

电流频率在40Hz~60Hz对人体的伤害最大，直流电流较小，对于直流电流，感知直流电流：5mA左右，不可摆脱电流：大于50mA。实践证明，直流电对血液有分解作用，而适当强度的高频电流还可以用于医疗保健等。

电流通过人体的时间越长，则伤害越大。电流通过人体的路径离心脏越近，则伤害越大。电流的流经从左手到右脚的路径是最危险的。第20页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五2、触电方式单相触电(a)电源中性点接地的单相触电R0通过人体电流:式中:

UP:电源相电压(220V)Ro:接地电阻4Rb:人体电阻1000这时人体处于相电压下，危险较大。第21页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五(b)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。实际生活中，此种情况较少碰到。第22页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五2)双相触电3）接触漏电设备的金属体触电双相触电触电后果更为严重通过人体的电流：这时人体处于线电压下，Ib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。这是触电事故发生最多的情况。第23页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五4）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

10KV高压线落地，一般在半径20m之外为安全区。380V火线落地，一般在半径5m之外为安全区。如果误入危险区，应双脚并拢或单脚跳离危险区。第24页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五5）感应触电6)剩余电荷触电带电设备，架空线的电磁感应和静电感应作用，在附近的停电设备上会产生感应电压，人体接触时可能触电；直接在人体上产生过高感应电压，也会发生触电事故。人与带电设备的安全距离用电设备对地的电容效应，使用电设备断电后，残存剩余电荷，或电容器充电后没有充分放电，当人体接触时，会通过人体放电。带电体电压等级（KV）最小安全距离（m）≤101.535311042205第25页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五二、接地和接零1、工作接地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。R0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第26页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五2、保护接地（1）问题的引出R'C'IbIe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。对地绝缘电阻分布电容电气设备外壳未装保护接地时，机壳带电的触电危险：第27页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五（2）保护接地通过人体的电流：

Rb与Ro并联，且Rb

»Ro

通过人体的电流可减小到安全值以内。R'C'R0IbIeI0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第28页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五

3、保护接零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。CABRoN(a)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。（用于380V/220V三相四线制系统）第29页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五注意事项保护接地和保护接零同时使用时当A相绝缘损坏碰壳时，接地电流式中：R0：保护接地电阻4

R0：工作接地电阻4对于中性点接地系统

(1)不允许采用保护接地，只能采用保护接零；

(2)也不准保护接地和保护接零同时使用。若此电流不足以使大容量的保护装置动作，则会使设备外壳长期带电，其对地电压为110V。CABR'0N(b)R0Ie第30页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五

4、重复接地方法：将中性线相隔一定距离多处接地。当零线因故在×处断开时，可以通过重复接地线接地。CABN工作接地保护接零重复接地第31页，共36页，2022年，5月20日，11点33分，星期五

5、保护零线和三相五线制方法：增加一根专用保护零线，保护零