模塊一 電工基本技能

任務(wù)一 認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)

一、維修電工的任務(wù)和作用

維修電工的任務(wù)是保證企業(yè)中拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各種類型的電動(dòng)機(jī)及其電氣控制系統(tǒng)和生產(chǎn)、生活照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這對(duì)于提高企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證安全生產(chǎn)都具有重大作用，其主要任務(wù)包括：

（1）照明電路和照明裝置的安裝；動(dòng)力電路和各類電動(dòng)機(jī)的安裝；各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制電路的安裝。

（2）各種電氣電路、電氣設(shè)備、電動(dòng)機(jī)的日常保養(yǎng)、檢查與維修。

（3）根據(jù)設(shè)備管理的要求，維修電工除按照“預(yù)防為主，修理為輔”的原則來(lái)降低故障的發(fā)生率以外，還要進(jìn)行改善性的修理工作，針對(duì)設(shè)備的重復(fù)故障，采取根治的辦法，進(jìn)行必要的改進(jìn)。

（4）安裝、調(diào)試和維修與生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化有關(guān)的電子設(shè)備。

二、電能的生產(chǎn)、輸送和分配概況

由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的電能生產(chǎn)、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的示意圖如圖1-1-1所示，圖中發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能，經(jīng)過(guò)升壓變壓器升壓后，經(jīng)由高壓輸電線輸送至區(qū)域變電所，再按需要分配給各類電力用戶。

（一）發(fā)電

發(fā)電就是電力的生產(chǎn)，生產(chǎn)電力的工廠稱發(fā)電廠，發(fā)電廠是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所。發(fā)電廠按所用能源不同，可分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和原子能發(fā)電廠等，此外還有太陽(yáng)能、風(fēng)力、潮汐和地?zé)岚l(fā)電等。我國(guó)電力的生產(chǎn)主要來(lái)源于火力發(fā)電和水力發(fā)電。火力發(fā)電廠通常以煤或油為燃料，使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，以高壓高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。水力發(fā)電廠是利用自然水資源作為動(dòng)力，通過(guò)水庫(kù)或筑壩截流的方法提高水位，利用水流的位能驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。原子能發(fā)電廠也稱核電廠，它由核燃料在反應(yīng)堆中的裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的熱能來(lái)產(chǎn)生高壓高溫蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。目前，世界上由發(fā)電廠提供的電力，絕大多數(shù)是交流電。

（二）電能的傳輸

通常把發(fā)電廠建在遠(yuǎn)離城市中心或者能源產(chǎn)地附近。因此，發(fā)電廠發(fā)出的電能還需要經(jīng)過(guò)一定距離的輸送，才能分配給各類用戶。由于發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、絕緣強(qiáng)度和運(yùn)行安全等因素制約，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能電壓不會(huì)很高，一般為3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等。為了減少電能在數(shù)十、數(shù)百千米輸電電路上的損耗，因此必須經(jīng)過(guò)升壓變壓器升高電壓到35k~500kV后再進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。目前，我國(guó)常用的輸電電壓的等級(jí)有35kV、110kV、220kV、330kV及500kV等。輸電電壓的高低，要根據(jù)輸電距離和輸電容量而定，其原則是，容量越大，距離越遠(yuǎn)，輸電電壓就越高。高壓輸電到用戶區(qū)后，再經(jīng)由降壓變壓器將高電壓降低到用戶所需要的各種電壓。

（三）工廠中的變、配電

變電即變換電網(wǎng)電壓的等級(jí)，配電即電力的分配。變電可分為輸電電壓的變換和配電電壓的變換。完成前者任務(wù)的稱為變電站或變電所，完成后者任務(wù)的稱為變配電站或變配電所。如果只具備配電功能而無(wú)變電設(shè)備的稱為配電站或配電所。通常大、中型企業(yè)都有自己的變、配電站，由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室組成。用電量在1000kW以下的企業(yè)，采用低壓供電（在電力系統(tǒng)中1kV以上為高電壓，1kV以下為低電壓），只需要一個(gè)低壓配電室就夠了。電能輸送到工廠后，經(jīng)高壓配電室配電后，由變壓器室的降壓變壓器將6k~35kV的電源電壓降壓至380V/220V的低電壓，再經(jīng)過(guò)低壓配電裝置，對(duì)各車間用電設(shè)備進(jìn)行供電。在車間配電中，對(duì)動(dòng)力用電和照明用電采用分別配電的方式，即把各個(gè)動(dòng)力配電電路以及照明配電電路一一分開(kāi)，這樣可避免局部事故而影響整個(gè)車間的生產(chǎn)。

低壓供電系統(tǒng)的類型主要有三相三線制、三相四線制和三相五線制等，但這些名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵不是十分嚴(yán)格。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)此作了統(tǒng)一規(guī)定，稱為T(mén)T系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中，TN系統(tǒng)又可以分為T(mén)N-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。

1．TT方式供電系統(tǒng)

TT方式供電系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱TT系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)T表示電力變壓器二次側(cè)繞組中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備外露但不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接連接。在TT系統(tǒng)中負(fù)載所有接地均稱為保護(hù)接地，這種供電系統(tǒng)也叫三相三線制供電系統(tǒng)。

2．TN方式供電系統(tǒng)

TN方式供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)，稱作接零保護(hù)系統(tǒng)，也稱TN系統(tǒng)。根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開(kāi)而劃分為T(mén)N-C和TN-S兩種。

（1）TN-C方式供電系統(tǒng)

它是用工作零線兼作接零保護(hù)線，可以稱作保護(hù)中性線，可用NPE表示，屬于典型的三相四線制供電系統(tǒng)，如圖1-1-2所示。

（2）TN-S方式供電系統(tǒng)

它是把工作零線N和專用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開(kāi)的供電系統(tǒng)，稱作TN-S供電系統(tǒng)，屬于典型的三相五線制供電系統(tǒng)，如圖1-1-3所示。

（3）TN-C-S方式供電系統(tǒng)

它的前部分以TN-C方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場(chǎng)必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分的現(xiàn)場(chǎng)總配電箱中分出PE線。因此該供電系統(tǒng)常用于建筑施工臨時(shí)供電，如圖1-1-4所示。

三、電力用戶的分類

（一）一類負(fù)荷

一類負(fù)荷是指中斷供電將造成人身傷亡、重大的政治影響、重大的經(jīng)濟(jì)損失或公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂的負(fù)荷。對(duì)一類負(fù)荷應(yīng)有兩個(gè)或以上獨(dú)立電源供電。

（二）二類負(fù)荷

二類負(fù)荷是指中斷供電將造較大的經(jīng)濟(jì)損失（如大量產(chǎn)品報(bào)廢）或造成公共場(chǎng)所秩序混亂的負(fù)荷（如大型體育場(chǎng)館、劇場(chǎng)等）。對(duì)二類負(fù)荷盡可能要有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電。

（三）三類負(fù)荷

不屬于一、二類電力負(fù)荷的即為三類負(fù)荷。三類負(fù)荷對(duì)供電沒(méi)有什么特別要求，可以非連續(xù)性地供電，如小市鎮(zhèn)公共用電、機(jī)修車間等，通常用一個(gè)電源供電。