可编程控制器第1章

,第,1,章 工厂供电与安全用电,1.1,电力系统的基本知识,1.2,工厂供电概述,1.3,触电,1.4,安全用电,1.5,节约用电,返回主目录,第,6,章工厂供电与安全用电,6.1,电力系统的基本知识,电能是由发电厂生产的。发电厂一般建在燃料、水力丰富的地方，而和电能用户的距离一般又很远。为了降低输电线路的电能损耗和提高传输效率，由发电厂发出的电能，要经过升压变压器升压后，再经输电线路传输，这就是所谓的高压输电。电能经高压输电线路送到距用户较近的降压变电所，经降压后分配给用户应用。这样，就完成一个发电、变电输电、配电和用电的全过程。我们把连接发电厂和用户之间的环节称为电力网。把发电厂,、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统，如图,6-1,所示。,图,1-1,电力系统示意图,1.,发电厂,发电厂是生产电能的工厂，它把非电形式的能量转换成电能，它是电力系统的核心。根据所利用能源的不同，发电厂分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、,地热发电厂、太阳能发电厂等类型。,水力发电厂，简称水电站，它是利用水流的位能来生产电能的。当控制水流的闸门打开时，强大的水流冲击水轮机，使水轮机转动，水轮机带动发电机旋转发电。其能量转换过程是：水流位能机械能电能。,火力发电厂，简称火电厂，它是利用燃料的化学能来生产电能的。通常的燃料是煤。在火电厂，煤被粉碎成煤粉，煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水加热成高温高压的蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机旋转发电。其能量的转换过程是：煤的化,学能热能机械能电能。,核能发电厂，通常称核电站，它是利用原子核的裂变能来生产电能的。其生产过程与火电厂基本相同，只是以核反应堆代替了燃煤锅炉，以少量的核燃料代替大量的煤炭。其能量转换过程是：核裂变能热能机械能电能。由于核能是巨大的能源，而且核电站的建设具有重要的经济和科研价值，所以世界上很多国家都很重视核电建设，核电在整个发电量中的比重正逐年增长。,风力发电厂，就是利用风力的动能来生产电能的，它建在有丰富风力资源的地方。地热发电厂，就是利用地球内部蕴藏的大量地热来生产电能的，它建在有足够地热资源的地方。,太阳能发电厂,就是利用太阳光的热能来生产电能的。太阳能发电厂建在常年日照时间长的地方。,2.,电力网,电力网是联接发电厂和电能用户的中间环节，由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成。如图,6-2,所示，它的任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。其中，电力线路是输送电能的通道，是电力系统中实施电能远距离传输的环节，是将发电厂、变电所和电力用户联系起来的纽带；变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，一般可分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所是将低电压变换为高电压，一般建在发电厂；降压变电所是将高电压变换为一个合理、规范的低电压，一般建在靠近负荷中心的地点。,图,1-2,电网示意图,G,G,G,G,G,G,220 330 kV,G,G,(),6 10 kV,220 330 kV,220 500 kV,6.3 kV,6 kV,220 380 V,220 330 V,6.3 kV,220/380 V,35 110 kV,6 10 kV,35 110 kV,电力网按电压高低和供电范围大小分为区域电网和地方电网。区域电网的范围大，电压一般在,220 kV,以上。地方电网的范围小，最高电压不超过,110 kV,。,电力网按其结构方式可分为开式电网和闭式电网。用户从单方向得到电能的电网称为开式电网；用户从两个及两个以上方向得到电能的电网称为闭式电网。,3.,电力用户,电力用户是指电力系统中的用电负荷，电能的生产和传输最终是为了供用户使用。不同的用户，对供电可靠性的要求不一样。根据用户对供电可靠性的要求及中断供电造成的,危害或影响的程度，我们把用电负荷分为三级：,（,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。,对特别重要的一级负荷，除采用两个独力电源外，还应增设应急电源。对于二极负荷，一般由两个回路供电,两个回路的电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线。对于三级负,荷无特殊要求，采用单电源供电即可。,4.,电力系统的运行特点,电力系统的运行具有如下特点：,(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。,1.2,工厂供电概述,一、工厂供电的意义和要求,工厂是电力用户，它接受从电力系统送来的电能。工厂供电就是指工厂把接受的电能进行降压，然后再进行供应和分配。工厂供电是企业内部的供电系统。,工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节,能工作，这就需要有合理的工厂供电系统。合理的供电系统需达到以下基本要求：,（,1,）安全：在电能的供应分配和使用中，不应发生人身和设备事故,;,（,2,）可靠：应满足电能用户对供电的可靠性要求,;,（,3,）优质：应满足电能用户对电压和频率的质量要求,;,（,4,）经济：供电系统投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和材料。,此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全部、当前和长远的关系，既要照顾局部和,当前利益，又要顾全大局，以适应发展要求。,二、工厂供电系统组成,工厂供电系统由高压及低压两种配电线路、变电所（包括配电所）和用电设备组成。一般大、中型工厂均设有总降压变电所，把,35110 kV,电压降为,610 kV,电压，向车间变电所或高压电动机和其他高压用电设备供电，总降压变电所通常设有一两台降压变压器。,在一个生产车间内，根据生产规模、用电设备的布局和用电量的大小等情况，可设立一个或几个车间变电所（包括配电所），也可以几个相邻且用电量不大的车间共用一个车间变电所。车间变电所一般设置一两台变压器（最多不超过三台），其单台容量一般为,1000,kVA,或,1000,kVA,以下（最大不超过,1800,kVA,），,将,610 kV,电压降为,220 V/380 V,电压，对低压用电设备,供电。一般大、中型工厂的供电系统如图,6-3,所示。,小型工厂，所需容量一般为,1000,kVA,或稍多，因此，只需设一个降压变电所，,由电力网以,610 kV,电压供电，其供电系统如图,6-4,所示。,变电所中的主要电气设备是降压变压器和受电、配电设备及装置。用来接受和分配电能的电气装置称为配电装置，其中包括开关设备、母线、保护电器、测量仪表及其他电气设备等。对于,10 kV,及,10 kV,以下系统，为了安装和维护方便，总是将受电、配电设备及装置,做成成套的开关柜。,图,1-3,大、中型工厂供电系统图,图,1-,小型工厂供电系统图,(a),装有一台变压器；,(b),装有两台变压器,工业企业高压配电线路主要作为厂区内输送、分配电能之用。高压配电线路应尽可能采用架空线路，因为架空线路建设投资少且便于检修维护。但在厂区内，由于对建筑物距离的要求和管线交叉、腐蚀性气体等因素的限制，不便于架设架空线路时，可以敷设地下电缆线路。,工业企业低压配电线路主要作为向低压用电设备输送、分配电能之用。户外低压配电线路一般采用架空线路，因为架空线路与电缆相比有较多优点，如成本低、投资少、安装容,易、维护和维修方便、易于发现和排除故障。,电缆线路与架空线路相比，虽具有成本高，投资大、维修不便等缺点，但是它具有运行可靠、不易受外界影响、不需架设电杆、不占地面空间、不碍观瞻等优点，特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆场所，不宜采用架空线路时，则只有敷设电缆线路，随着经济发展，在现代化工厂中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。在车间内部则应根据具体情况，或用明敷配电线路或用暗敷配电线路。,在工厂内，照明线路与电力线路一般是分开的，可采用,220 V/380 V,三相四线制，尽量由一台变压器供电。,1.3,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称为触电。触电依伤害程度不同可分为电击和电伤两种。,电击是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,220 V,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。,电伤是由于电流的热效应、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,1000 V,及,1000 V,以上的高压带电体上，它的危险虽不像电击那样严重，但也不容忽视。人体触电伤害程度主要取决于流过人体电流的大小和电击时间长短等因素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,30,mAs,，,即触电时间在,1 s,内，通过人体的最大允许电流为,30,mA,。,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,30,mA,，,故安全电压通常规定为,36 V,，,但在潮湿地面和能导电的厂房,，安全电压则规定为,24 V,或,12 V,。,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。,1),中性点接地电网的单相触电,在中性点接地的电网中，发生单相触电的情形如图,6-5,（,a,）,所示。这时，人体所触及的电压是相电压，在低压动力和照明线路中为,220 V,。,电流经相线、人体、大地和中性点接,地装置而形成通路，触电的后果往往很严重。,图,1-5,单相触点示意图,(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,2,）中性点不接地电网的单相触电,在中性点不接地的电网中，发生单相触电的情形如图,6-5,（,b,）,所示。当站立在地面的人手触及某相导线时,由于相线与大地间存在电容,所以,有对地的电容电流从另外两相流入大地，并全部经人体流入到人手触及的相线。一般说来，导线越长，对地的电容电流越大，其危险性越大。,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,6-6,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。,图,1-6,两相触电示意图,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,20 m,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,20 m,以外，跨步电压很小，可以看作为零。跨步电压触电情况，如图,6-7,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。,图,1-7,跨步电压触电示意图,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,6-8,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