模塊一 電工基本技能
任務一 認識電力系統
一、維修電工的任務和作用
維修電工的任務是保證企業中拖動生產機械運動的各種類型的電動機及其電氣控制系統和生產、生活照明系統的正常運行。這對于提高企業的勞動生產率和保證安全生產都具有重大作用，其主要任務包括：
（1）照明電路和照明裝置的安裝；動力電路和各類電動機的安裝；各種生產機械的電氣控制電路的安裝。
（2）各種電氣電路、電氣設備、電動機的日常保養、檢查與維修。
（3）根據設備管理的要求，維修電工除按照“預防為主，修理為輔”的原則來降低故障的發生率以外，還要進行改善性的修理工作，針對設備的重復故障，采取根治的辦法，進行必要的改進。
（4）安裝、調試和維修與生產過程自動化有關的電子設備。
二、電能的生產、輸送和分配概況
由發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為電力系統。電力系統的示意圖如圖1-1-1所示，圖中發電廠的發電機產生的電能，經過升壓變壓器升壓后，經由高壓輸電線輸送至區域變電所，再按需要分配給各類電力用戶。
圖1-1-1 電力系統
（一）發電
發電就是電力的生產，生產電力的工廠稱發電廠，發電廠是把其他形式的能量轉換成電能的場所。發電廠按所用能源不同，可分為火力發電廠、水力發電廠和原子能發電廠等，此外還有太陽能、風力、潮汐和地熱發電等。我國電力的生產主要來源于火力發電和水力發電。火力發電廠通常以煤或油為燃料，使鍋爐產生蒸汽，以高壓高溫蒸汽驅動汽輪機，由汽輪機帶動發電機而發電。水力發電廠是利用自然水資源作為動力，通過水庫或筑壩截流的方法提高水位，利用水流的位能驅動水輪機，由水輪機帶動發電機而發電。原子能發電廠也稱核電廠，它由核燃料在反應堆中的裂變反應所產生的熱能來產生高壓高溫蒸汽，驅動汽輪機而帶動發電機發電。目前，世界上由發電廠提供的電力，絕大多數是交流電。
（二）電能的傳輸
通常把發電廠建在遠離城市中心或者能源產地附近。因此，發電廠發出的電能還需要經過一定距離的輸送，才能分配給各類用戶。由于發電機的結構、絕緣強度和運行安全等因素制約，發電機產生的電能電壓不會很高，一般為3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等。為了減少電能在數十、數百千米輸電電路上的損耗，因此必須經過升壓變壓器升高電壓到35k~500kV后再進行遠距離輸電。目前，我國常用的輸電電壓的等級有35kV、110kV、220kV、330kV及500kV等。輸電電壓的高低，要根據輸電距離和輸電容量而定，其原則是，容量越大，距離越遠，輸電電壓就越高。高壓輸電到用戶區后，再經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
變電即變換電網電壓的等級，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。完成前者任務的稱為變電站或變電所，完成后者任務的稱為變配電站或變配電所。如果只具備配電功能而無變電設備的稱為配電站或配電所。通常大、中型企業都有自己的變、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，采用低壓供電（在電力系統中1kV以上為高電壓，1kV以下為低電壓），只需要一個低壓配電室就夠了。電能輸送到工廠后，經高壓配電室配電后，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，再經過低壓配電裝置，對各車間用電設備進行供電。在車間配電中，對動力用電和照明用電采用分別配電的方式，即把各個動力配電電路以及照明配電電路一一分開，這樣可避免局部事故而影響整個車間的生產。
低壓供電系統的類型主要有三相三線制、三相四線制和三相五線制等，但這些名詞術語內涵不是十分嚴格。國際電工委員會（IEC）對此作了統一規定，稱為TT系統、TN系統、IT系統。其中，TN系統又可以分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統。
1．TT方式供電系統
TT方式供電系統是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統，也稱TT系統。第一個符號T表示電力變壓器二次側繞組中性點直接接地；第二個符號T表示負載設備外露但不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接連接。在TT系統中負載所有接地均稱為保護接地，這種供電系統也叫三相三線制供電系統。
2．TN方式供電系統
TN方式供電系統是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統，稱作接零保護系統，也稱TN系統。根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C和TN-S兩種。
（1）TN-C方式供電系統
它是用工作零線兼作接零保護線，可以稱作保護中性線，可用NPE表示，屬于典型的三相四線制供電系統，如圖1-1-2所示。
圖1-1-2 TN-C方式供電系統
（2）TN-S方式供電系統
它是把工作零線N和專用保護線PE嚴格分開的供電系統，稱作TN-S供電系統，屬于典型的三相五線制供電系統，如圖1-1-3所示。
圖1-1-3 TN-S方式供電系統
（3）TN-C-S方式供電系統
它的前部分以TN-C方式供電，而施工規范規定施工現場必須采用TN-S方式供電系統，則可以在系統后部分的現場總配電箱中分出PE線。因此該供電系統常用于建筑施工臨時供電，如圖1-1-4所示。
圖1-1-4 TN-C-S方式供電系統
三、電力用戶的分類
（一）一類負荷
一類負荷是指中斷供電將造成人身傷亡、重大的政治影響、重大的經濟損失或公共場所秩序嚴重混亂的負荷。對一類負荷應有兩個或以上獨立電源供電。
（二）二類負荷
二類負荷是指中斷供電將造較大的經濟損失（如大量產品報廢）或造成公共場所秩序混亂的負荷（如大型體育場館、劇場等）。對二類負荷盡可能要有兩個獨立的電源供電。
（三）三類負荷
不屬于一、二類電力負荷的即為三類負荷。三類負荷對供電沒有什么特別要求，可以非連續性地供電，如小市鎮公共用電、機修車間等，通常用一個電源供電。