03三相交流電路及供電方式安全用電

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第3講三相電路（three-phasecircuit）及供電方式3.1三相電壓3.2負載星形聯(lián)接的三相電路3.3負載三角形聯(lián)接的三相電路3.4電力系統(tǒng)3.5節(jié)約用電與安全用電1 正弦交流電的優(yōu)越性：便于傳輸；便于運算；有利于電器設備的運行；.....2 3.1三相電壓（電源）1.三相電動勢的產生NS?AXe在兩磁極中間，放一個線圈。根據右手定則可知，線圈中產生感應電動勢，其方向由A?X。讓線圈以?的速度順時針旋轉。合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。3 2.三相交流電動勢的產生???AXYCBZSN定子轉子?定子中放三個線圈：A?XB?YC?Z首端末端三個線圈空間位置互差120o轉子裝有磁極并以?的速度旋轉。三個線圈中便產生三個單相電動勢。4 三相電動勢的瞬時值三相電動勢的特征：幅值相等，頻率相同，相位互差120o，稱為對稱電動勢。5 3.1.2三相交流電源的聯(lián)接1.星形接法AXYCBZN+-＋＋--6 三相四線制（three-phasefour-wiresystem）供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N（中線）（火線）（火線）（火線）AXYCBZN+++---7 三相電源星形接法得到兩組電壓（1）相電壓：火線對零線間的電壓。（2）線電壓：火線間的電壓。8 線電壓與相電壓的大小關系表達式：通常的低壓配電系統(tǒng)（三相四線制）的電壓等級為：9 2.三角形接法特點：得到一種電壓－－線電壓=相電壓A?AXYCBZBC??+++---10 星形接法ACBNZZZ3.2負載星形聯(lián)接的三相電路三角形接法ACBZZZ???負載也有兩種接法:11 零線是否可以取消？三相負載完全對稱時，零線可以取消。稱為三相三線制供電。AC+---++BN（1）負載對稱12 結論當負載對稱時：三相電壓和電流都是對稱的。中線可以省去，形成三相三線制，如三相電動機。相電流對稱，計算一相電流即可。13 （2）負載不對稱，且有中線AC+---++BN14 不對稱負載，但有中線結論負載不對稱有中線時：相電壓仍然對稱，負載能正常工作。各相電流不對稱，需要單獨計算（包括中線電流）。15 （3）負載不對稱，但無中線，則負載電壓不對稱，導致有些負載相電壓過高，有些負載相電壓過低，影響設備正常工作，所以應有中線。ACN’+---++BN+++---16 應用實例----照明電路ACB.........一層樓二層樓三層樓N正確接法:每層樓的燈相互并聯(lián)，然后分別接至各相電源上。設電源電壓為：則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。17 照明電路的一般畫法零線上不能加刀閘和保險ABCN.........一層二層三層18 討論討論照明電路能否采用三相三線制供電方式？ACB.........一層樓二層樓三層樓N不加零線會不會出現(xiàn)問題?19 設線電壓為380V。A相斷開后，B、C兩相串連，電壓UBC（380V）加在B、C負載上。如果兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通,情況如何?ACB.........一層樓二層樓三層樓分析：結果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。20 問題2：若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設二樓燈的數(shù)量為三層的1/4）結果如何？結果：二樓燈泡上的電壓超過額定電壓，燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3分析21 關于中性線的作用負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小不等的電壓，有的電壓超過用電設備的額定電壓，有的電壓達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。中線的作用：使星形連接的不對稱負載得到對稱的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘開關。22 3.3負載三角形聯(lián)接的三相電路ACB特點：相電壓=線電壓23 負載對稱時：三相電路的功率三相總的有功功率：?由負載性質決定星形接法：三角形接法：??24 三相功率（three-phasepower）有功功率：無功功率：視在功率：在三相負載對稱的條件下：25 3.4電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電站、配電所、到用戶等環(huán)節(jié)組成?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)：利用輸電線路把一個個獨立運行的分散在各地的發(fā)電廠連接成一個整體電網，然后由電網向所覆蓋的地區(qū)范圍內所有用戶供電。26 變電站輸電線27 1電力系統(tǒng)的優(yōu)越性（技術經濟）（1）減少系統(tǒng)中的總裝機容量（2）合理使用動力資源，充分發(fā)揮水力發(fā)電廠的作用（3）提高供電的可靠性（4）提高運行的經濟性28 2對電力系統(tǒng)的要求（1）電力系統(tǒng)的建設必須優(yōu)先于其他工業(yè)部門（2）保證供電的可靠性（3）保證電能質量（4）保證電力系統(tǒng)經濟運行29 3交流輸電系統(tǒng)與各輸電線電壓等級相適應的輸送功率和輸送距離電壓等級/kV1035110220330500輸送功率/MW2.010.050.05008001500輸送距離/km2050150300600850交流輸電技術的發(fā)展是以增加輸送容量、提高輸電線路電壓等級以及增加輸送距離為標志。30 低壓配電系統(tǒng)常用的低壓配電方式：三相三線制、三相四線制、單相二線制。低壓供電電氣安全規(guī)程：要求敷設保護零線1配電方式31 工廠企業(yè)配電系統(tǒng)圖32 三相五線供電圖33 樓宇指高層建筑或高層建筑群。其負荷應包括：照明設備，運輸設備，給排水設備，采暖設備，通風設備，通信、廣播、電視設備，安全監(jiān)控及保安設備，消防設備等2樓宇供電34 室內配電箱圖3住宅供電35 遠程自動抄表系統(tǒng)圖36 隨著國民經濟的發(fā)展，各行各業(yè)對電量的需求日益增長。增加發(fā)電量和節(jié)約用電都顯得非常重要。節(jié)約用電的具體措施：（1）發(fā)揮用電設備的效能：如讓電動機和變壓器在接近額定負載時效率最高，輕載時效率較低。所以使用時正確選用它們的功率。3.5節(jié)約用電與安全用電3.5.1節(jié)約用電37 （2）提高線路和用電設備的功率因數(shù)：減少輸電線路的損失，工礦企業(yè)要求功率因數(shù)大于0.9。（3）降低線路損失：提高功率因數(shù)可以降低線路損失，合理選擇導線截面適當縮短大電流負載的連線，安排三相負載接近對稱等。（4）技術革新：如電車上采用晶閘管調速比電阻調速可節(jié)電20％左右；采用節(jié)能燈。（5）加強用電管理，多方面注意節(jié)約用電。38 如果居民家庭使用5瓦的綠色照明節(jié)能燈，其光亮相當于25瓦的白熾燈的亮度，而綠色照明燈將比使用25瓦的白熾燈每年節(jié)約電38.81元；使用7瓦的節(jié)能燈將比40瓦的白熾燈節(jié)約70.97元；使用25瓦的節(jié)能燈比150瓦的白熾燈節(jié)約308.37元。39 購買節(jié)能的辦公設備，如復印機和打印機。采用雙面打印，用電子郵件代替公文、文件等在晚間和周末等非辦公時間，關閉不需要的辦公設備，如電腦、復印機和打印機。40 電能可以造福人類，但使用不當會引發(fā)事故，危及人身安全，引發(fā)火災和爆炸，給社會造成巨大損失。所以為保證使用者的人身安全和電氣裝置的正常運行，必須有相應的安全措施，防止觸電和設備事故的發(fā)生。安全用電包括人身安全和設備安全。3.5.2安全用電41 1.電流對人體的傷害電流對人體的作用傷害為電擊和電傷電擊：電流通過人體，使內部器官組織受到損傷。電傷：在電弧作用下或熔斷熔絲時對人體外部造成的傷害。電擊傷害程度與下面因素有關：（1）人體電阻的大?。?04～105）（2）電流通過時間的長短（3）電流的大?。?.05A)（4）電流的頻率42 較高的電壓對人體的危害十分嚴重，輕者引起灼傷，重者足以使人致死。較低的電壓，人體抵抗得住，可以避免死亡。從人觸碰的電壓情況來看，一般除36V以下的安全電壓外，高于這個電壓人觸碰后都將是危險的。人體接觸的電壓愈高，通過人體的電流愈大，只要超過0.1A就能造成觸電死亡。43 電流通過人體的路徑，如果是手到腳，從手到手，中間經過重要器官(心臟)時最為危險；如果是從腳到腳，則危險性較小。頻率的高低：一般說來工頻50～60Hz對人體是最危險的。44 2觸電事故觸電是指人體接觸帶電體時，電流流過人體造成的傷害。觸電方式：單相觸電、兩相觸電和跨步觸電45 當人體觸及三相電源中的一根相線時。設接地電阻為R0，人體電阻為RT，則流過人體的電流為（1）單相觸電流過人體電流超過30mA~50mA時，對人有生命危險46 此時加在人體上的電壓是線電壓。比單相觸電更加危險。（2）兩相觸電47 跨步電壓觸電多發(fā)生在高壓故障接地處，此時電流自接地點向四周流散，產生電位降。它以地面上電流流入點為圓心，不同圓周上有不同的電位。人兩腳跨在地面上不同的兩點所承受的電壓稱為跨步電壓。預防方法：人們不要走近電網斷線的落地點，如必須跨過該區(qū)域時，可以雙腳并攏，蹦跳行進。（3）跨步電壓觸電48 為了保障人身安全，常用的保護措施有：工作接地、保護接地和保護接零。3.觸電防護安全電壓：干燥處為36V以下；潮濕時下降為12V或24V。49 工作接地：將電力系統(tǒng)的中性點直接或經特殊裝置接地。工作接地的作用：（1）降低人體的接觸電壓；（2）迅速切斷故障設備；（3）降低電氣設備和輸電線路的絕緣水平。（1）工作接地50 若電動機某一相繞組的絕緣損壞而使外殼帶電，人體觸及外殼，在外殼未接地情況下，相當于單相觸電。若外殼接地，這時電流將同時沿著接地極和人體兩條路流過，即人體電阻與接地電阻并聯(lián)，由于人體電阻Rb在1000Ω以上，比接地電阻R0大得多，因此，電流基本上從接地電阻中流過，而人體的電流很小，不會有危險。保護接地：將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬外殼與接地體作良好聯(lián)接。（用于中性點不接地低壓系統(tǒng)）（2）保護接地51 （用于中性點接地低壓系統(tǒng)）保護接零：將正常情況下不帶電的金屬部分與電網的零線作良好聯(lián)接。若電動機外殼帶電，外殼接到零線上，人體觸及外殼，則通過外殼形成相線對零線的單相短路，由于人體電阻遠大于線路電阻，通過人體的電路也極小。同時，保護裝置迅速動作，切開電源，消除觸電。a.保護線（PEN）即為零線。（3）保護接零52 這種系統(tǒng)的優(yōu)點是公共保護線在正常情況下，沒有電流流過，因此不會對接在保護線（PEN）上的其它設備產生電磁干擾，所以這種系統(tǒng)適用于供數(shù)據處理、精密檢測裝置等使用。b.保護線與零線分開53 無重復接地時，人體觸及外殼，相當于單相觸電，有危險。將正常情況下保護接零的系統(tǒng)還采用重復接地，降低觸電的危害。重復接地的重要作用是當零線斷裂時減輕觸電危險。有重復接地時，人體觸及外殼，由于接地電阻遠小于人體電阻，則外殼電壓遠低于相電壓，觸電危險減小。保護接零與重復接地54 漏電開關：是用來防止設備漏電人身觸及而造成危害的一種安全保護電器。它的主要技術參數(shù)是動作電流和動作時間漏電開關55 4.靜電防護靜電的應用很廣，靜電也會給人類帶來某些危害。如靜電在高壓下的放電，若周圍存在易燃、易爆物品，就會引起火災和爆炸。造成重大的傷亡事故。靜電防護：減小靜電的產生和積累；將產生的靜電盡快消除。56