电源及安全用电知识课件

第5章 电源及用电安全内容要点：l电力系统简介l工业企业配电l单相交流电路l三相交流电路l直流稳压电源l安全用电基本常识 l用电安全保护措施目的与要求：l了解电力系统及工业企业配电l了解单向交流电路和三相交流电路的基本知识l了解直流电源的基本知识l了解安全用电的基本常识、用电安全的保护措施及用电故障分析5.1电力系统简介 电力系统是生产、输送、分配、消费电能的一个整体。它是由各种不同类型的发电厂、输配电网及电力用户组成。它们分别完成电能的生产、输送、分配及使用。我国交流电网额定电压分为低压：220、380、660V。高压：3、6、10、35、63、110、220、330、500、750kV。5.1电力系统简介电力网是电力系统中的一部分，其包括变电所和输电线路的全部电器设备，它的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。电力网包含：输电网和配电网。输电网是电力系统中电压最高、重要性最强的电网，它的作用是将电能从发电厂输送到各个地区的配电网或直接送给大型工业企业用户。配电网是由配电线路和配电变电所组成。它的作用是将电力分配到各类用户。5.1电力系统简介 5.2工业企业配电系统 工业企业设有中央变电所和车间变电所（小规模的企业往往只有一个变电所）。从车间变电所或配电箱(配电屏)到用电设备的线路属于低压配电线路。低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。a)放射式 b)树干式之一 c)树干式之二5.2工业企业配电系统当负载点比较分散而各个负载点又具有相当大的集中负载时，采用放射式较为合适。当负载集中，同时各个负载点位于变电所或配电箱的同一侧，其间距离较短，或负载比较均匀地分布在一条线上时，采用树干式较为合适。放射式供电可靠，但敷设投资较高，树干式供电可靠性较低，但是树干式灵活性较大。另外，放射式与树干式比较，前者导线细，但总线路长，而后者则相反。5.2工业企业配电系统 某校实验楼树形供电线路5.2工业企业配电系统 5.2工业企业配电系统 例5-1 请根据图5-5所示的供电线路画出其示意图。5.3单相交流电v直流电压是一直不变的，但交流电压和电流的大小、方向随时间而变化。5.3单相交流电 所谓正弦交流电路，是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。在生产上和日常生活中所用的交流电一般都是指正弦交流电。正弦波交流的产生原理v频率与周期5.3单相交流电 相位相位 相位差：v相位和相位差动画演示5.3单相交流电 在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母来表示，如 ，及 分别表示电流、电压及电动势的瞬时值；瞬时值中最大的值称为幅值或最大值，用带下标 的大写字母来表示，如 ，分别表示电流、电压及电动势的幅值；有效值用大写字母表示，如 ，。指将周期电流或电压在一个周期内产生的平均效应换算为等效的直流量。当 为正弦量时v瞬时值和有效值瞬时值和有效值5.3单相交流电 功率与功率因数功率与功率因数1、瞬时功率是指交流电路中任一瞬间的功率。可见，瞬时功率是由两项组成，一项是与时间无关的常数项，另一项是以二倍频率随时间变化的周期性函数。5.3单相交流电 4、无功功率：是衡量储能元件（电感、电容）与外部电路交换的功率。2、有功功率：又叫平均功率，是功率在一个周期内的平均值。它是指在交流电路中电阻部分所消耗的功率。称为功率因数，其意义为有功功率所占的比例。3、视在功率：电压和电流的乘积，单位是（V A）。5.3单相交流电 电阻元件的交流电路电阻元件的交流电路 5.3单相交流电 设则平均功率瞬时功率5.4三相交流电v三相交流电源图5-9 三相变压器、低压绕组从始端 、引出的三根导线 、和 称为相线或端线，俗称“火线”。从三个末端连在一起的连接点引出的导线为中性点或零点，用 表示。5.4三相交流电v三相交流电的产生演示5.4三相交流电v三相变压器 连接 每相始端与末段间的电压，亦即相线与中性线间的电压，称为相电压。任意两始端间的电压，亦即两相线间的电压，称为线电压。5.4三相交流电 v三相正弦波形图 相序是：相电压：可见：线电压的频率和相电压相同；线电压分别超前对应相电压 ，线电压的幅值、有效值是相电压幅值、有效值的 倍。线电压：5.4三相交流电 v三相交流电路负载的接入 通常在低压系统中绝大多数采用的是三相四线制供电，其相电压为220V，线电压为380V。负载如何连接，应视其额定电压而定。设备插座的关于火线、零线及接地线的接线方法如图5-13所示。5.4.3电能质量 电能质量(Power Quality)，即电力系统中电能的质量。从严格意思上讲，衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。v电能质量：电能质量：5.4.3电能质量v评价电能质量的主要技术指标：(1)(1)电网频率电网频率：我国电力系统的标称频率为50Hz。(2)(2)电压偏差电压偏差(3)(3)三相电压不平衡三相电压不平衡(4)(4)公用电网谐波公用电网谐波(5)(5)波动和闪变波动和闪变 在现代电力系统中，电压暂降和短时中断已成为最重要的电能质量问题。5.5直流稳压电源 直流稳压电源的分类直流稳压电源的分类 直流电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型。b)蓄电池a)干电池c)镍镉电池c)锂电池d)镍氢电池图5-14 化学电池5.5.1直流稳压电源分类 线性电源原理 线性电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。其优点是稳定性和可靠性高，可做成输出连续可调的产品；缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。5.5.1直流稳压电源分类 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。其优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点是相对于线性电源来说纹波较大。5.5.2直流稳压电源的技术指标 直流电源的技术指标直流电源的技术指标 l额定功率 l额定电压l额定电流 l效率 l功率因素 l额定输入电流 l负载效应 l源效应 l纹波 l输出电阻 5.5.3简易直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理 直流稳压电源由变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。5.5.3简易直流稳压电源的工作原理v整流：整流是把交流电变换成直流电的过程，其基本原理是利用了二极管的单向导电特性。5.5.3简易直流稳压电源的工作原理v滤波滤波 经桥式整流输出电压脉动依然很大，需经滤波得到较平滑的直流电压。采用电容C滤波的桥式整流电流如图5-21所示。5.5.3简易直流稳压电源的工作原理v稳压稳压 要想得到稳定平直的电压，还需要加上稳压这一环节。5.5.4DF1731SB5A直流稳压电源的使用 vDF1731SB5A型双路直流稳压电源型双路直流稳压电源 5.6安全用电基本常识v触电的危害触电的危害：人体在一般的情况下，可承受20mA以下的交变电流和50mA以下的直流电流。如果触电的持续时间过长，即使是电流小到8mA左右，也可使人死亡。如果触电电流很大，即使时间很短，也可导致人死亡。为保证生命安全，行业规定交流安全电压的上限为42V，直流电压的安全上限为72V。5.6安全用电基本常识v安全用电标示举安全用电标示举例：例：5.7用电安全保护措施v直接接触防护直接接触防护 绝缘、屏护和间距都是各种电气设备通用的安全措施。图5-25 绝缘示意图3.7用电安全保护措施v间接接触防护间接接触防护 保护接地和保护接零是防止间接接触电击的基本技术。配电系统接地型式有IT系统、TT系统和TN系统（包括TN-C、TN-S、TN-C-S系统）共5种系统。5.7用电安全保护措施uITIT系统：系统：即保护接地系统。所谓接地，就是将设备的某一部位经接地装置与大地紧密连接起来。5.7用电安全保护措施uTTTT系统：系统：接地的配电网中发生单相电击时，人体承受的电压接近相电压。5.7用电安全保护措施uTNTN系统：系统：即保护接零系统。保护接零有利于明确区分不接地配电网中的保护接地，还有利于区分中性线和零线，有利于区分工作零线和保护零线。5.7用电安全保护措施v雷电与避雷技术雷电与避雷技术避雷技术：防止直接雷击 防止感应雷击 防止架空线路雷电侵入波等。图5-29 防止直接雷击本章小结l电力系统由各种不用类型的发电厂、输配电网及电力用户组成。l单相正弦交流电由幅值、频率和初始相位三要素确定。其幅值是有效值的 倍。l三相交流电线电压有效值为380V，相电压有效值为220V，线电压超前相电压 。接入负载时，应尽可能使其平衡。l直流稳压电源按习惯可分为化学电源、线性稳压电源和开关型稳压电源。l为确保安全用电，介绍了用电的基本常识和防治措施。