模块一 电工基本技能
任务一 认识电力系统
一、维修电工的任务和作用
维修电工的任务是保证企业中拖动生产机械运动的各种类型的电动机及其电气控制系统和生产、生活照明系统的正常运行。这对于提高企业的劳动生产率和保证安全生产都具有重大作用，其主要任务包括：
（1）照明电路和照明装置的安装；动力电路和各类电动机的安装；各种生产机械的电气控制电路的安装。
（2）各种电气电路、电气设备、电动机的日常保养、检查与维修。
（3）根据设备管理的要求，维修电工除按照“预防为主，修理为辅”的原则来降低故障的发生率以外，还要进行改善性的修理工作，针对设备的重复故障，采取根治的办法，进行必要的改进。
（4）安装、调试和维修与生产过程自动化有关的电子设备。
二、电能的生产、输送和分配概况
由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。电力系统的示意图如图1-1-1所示，图中发电厂的发电机产生的电能，经过升压变压器升压后，经由高压输电线输送至区域变电所，再按需要分配给各类电力用户。
图1-1-1 电力系统
（一）发电
发电就是电力的生产，生产电力的工厂称发电厂，发电厂是把其他形式的能量转换成电能的场所。发电厂按所用能源不同，可分为火力发电厂、水力发电厂和原子能发电厂等，此外还有太阳能、风力、潮汐和地热发电等。我国电力的生产主要来源于火力发电和水力发电。火力发电厂通常以煤或油为燃料，使锅炉产生蒸汽，以高压高温蒸汽驱动汽轮机，由汽轮机带动发电机而发电。水力发电厂是利用自然水资源作为动力，通过水库或筑坝截流的方法提高水位，利用水流的位能驱动水轮机，由水轮机带动发电机而发电。原子能发电厂也称核电厂，它由核燃料在反应堆中的裂变反应所产生的热能来产生高压高温蒸汽，驱动汽轮机而带动发电机发电。目前，世界上由发电厂提供的电力，绝大多数是交流电。
（二）电能的传输
通常把发电厂建在远离城市中心或者能源产地附近。因此，发电厂发出的电能还需要经过一定距离的输送，才能分配给各类用户。由于发电机的结构、绝缘强度和运行安全等因素制约，发电机产生的电能电压不会很高，一般为3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等。为了减少电能在数十、数百千米输电电路上的损耗，因此必须经过升压变压器升高电压到35k~500kV后再进行远距离输电。目前，我国常用的输电电压的等级有35kV、110kV、220kV、330kV及500kV等。输电电压的高低，要根据输电距离和输电容量而定，其原则是，容量越大，距离越远，输电电压就越高。高压输电到用户区后，再经由降压变压器将高电压降低到用户所需要的各种电压。
（三）工厂中的变、配电
变电即变换电网电压的等级，配电即电力的分配。变电可分为输电电压的变换和配电电压的变换。完成前者任务的称为变电站或变电所，完成后者任务的称为变配电站或变配电所。如果只具备配电功能而无变电设备的称为配电站或配电所。通常大、中型企业都有自己的变、配电站，由高压配电室、变压器室和低压配电室组成。用电量在1000kW以下的企业，采用低压供电（在电力系统中1kV以上为高电压，1kV以下为低电压），只需要一个低压配电室就够了。电能输送到工厂后，经高压配电室配电后，由变压器室的降压变压器将6k~35kV的电源电压降压至380V/220V的低电压，再经过低压配电装置，对各车间用电设备进行供电。在车间配电中，对动力用电和照明用电采用分别配电的方式，即把各个动力配电电路以及照明配电电路一一分开，这样可避免局部事故而影响整个车间的生产。
低压供电系统的类型主要有三相三线制、三相四线制和三相五线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会（IEC）对此作了统一规定，称为TT系统、TN系统、IT系统。其中，TN系统又可以分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。
1．TT方式供电系统
TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。第一个符号T表示电力变压器二次侧绕组中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露但不与带电体相接的金属导电部分与大地直接连接。在TT系统中负载所有接地均称为保护接地，这种供电系统也叫三相三线制供电系统。
2．TN方式供电系统
TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，也称TN系统。根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S两种。
（1）TN-C方式供电系统
它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示，属于典型的三相四线制供电系统，如图1-1-2所示。
图1-1-2 TN-C方式供电系统
（2）TN-S方式供电系统
它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，属于典型的三相五线制供电系统，如图1-1-3所示。
图1-1-3 TN-S方式供电系统
（3）TN-C-S方式供电系统
它的前部分以TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分的现场总配电箱中分出PE线。因此该供电系统常用于建筑施工临时供电，如图1-1-4所示。
图1-1-4 TN-C-S方式供电系统
三、电力用户的分类
（一）一类负荷
一类负荷是指中断供电将造成人身伤亡、重大的政治影响、重大的经济损失或公共场所秩序严重混乱的负荷。对一类负荷应有两个或以上独立电源供电。
（二）二类负荷
二类负荷是指中断供电将造较大的经济损失（如大量产品报废）或造成公共场所秩序混乱的负荷（如大型体育场馆、剧场等）。对二类负荷尽可能要有两个独立的电源供电。
（三）三类负荷
不属于一、二类电力负荷的即为三类负荷。三类负荷对供电没有什么特别要求，可以非连续性地供电，如小市镇公共用电、机修车间等，通常用一个电源供电。