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电力工程技术—低压配电系统接线方式【必备知识】

电力工程技术2019-08-13 12:25:21

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低压配电系统中常用的型式有:IT系统、TT系统、TN系统,下面分别介绍一、IT型

必须说明:

IT系统特点(不引出中性线)-发生第一次接地故障时,接地故障仅为非故障相对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,保证供电的连续性;

-发生接地故障时,对地电压升高1.73倍;-220V负载需配降压变压器,或由系统外电源专供;-安装绝缘监察器。

使用场所:供电连续性要求较高,如应急电源、医院手术室等。 IT 方式供电系统I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地。第二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。 IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。 但是,如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。
二、TT型


必须说明:
《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001中规范:
采用TT系统时应满足的要求:

1、采用TT系统,除变压器低压侧中性点直接接地外,中性线不得再行接地,且应保持与相线(火线)同等的绝缘水平。

2、为了防止中性线的机械断线,其截面积应满足以下要求:
相线的截面积S:S≤16平方毫米   中性线截面积S0:S0=S(与相线一样)
相线的截面积S:16<S≤35平方毫米   中性线截面积S0:S0=16
相线的截面积S:S>35平方毫米   中性线截面积S0:S0=S/2(相线的一半)

3、电源进线开关应隔离(能断开)中性线,漏电保护器必须隔离(能断开)中性线。

4、必须实施剩余电流保护(即必须安装漏电保护开关),剩余电流总保护和是及时切除低压电网主干线和分支线路上断线接地等产生较大剩余电流的故障。

5、配电变压器低压侧及出线回路,均应装设过电流保护,包括:短路保护和过负荷保护。

6、PE线的作用:当设备发生漏电时,漏电电流可以通过大地回流到变压器的中性点,可以降低带点的设备外壳电压,降低人触及设备外壳被电击的危险程度。

7、当发生单相接地故障时,接地电流通过大地流回变压器中性点,使得接地电流很大,促使线路保护器可靠动作(特别是整定值符合规范的漏电保护器)可靠动作,切断电源。
三、TN型
TN系统:包括TN—C、TN—C—S、TN—S三种系统
1、TN—C系统

必须说明:

TN-C系统(三相四线制),该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的,该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线,缺点是三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。

《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系的统规范:为了保护民用建筑的用电安全,不宜采用TN—C系统。
2、TN—C—S系统

必须说明:

TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统),该系统从变压器到用户配电箱式四线制,中性线和保护地线是合一的;从配电箱到用户中性线和保护地线是分开的,所以它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点,常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所。
3、TN—S系统

必须说明:

TN-S系统就是三相五线制,该系统的N线和PE线是分开的,从变压器起就用五线供电。它的优点是PE线在正常情况下没有电流通过,因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。此外,由于N线与PE线分开,N线断开也不会影响PE线的保护作用。
TN优缺点分析:
   TN-S(三相五线制)接地形式的PE线平时不通过工作电流,仅在发生接地故障时流过故障电流,其电位接近大地电位,不会干扰信息设备,不会对地打火,较为安全;缺点是需要全程设置PE线,造价较高。
   TN-C-S(三相四线制)相对于TN-S(三相五线制)来说少了一根专用PE线,造价较低,由于其进入用电建筑后PE线和N线分开所以也具有TN-S的有点;但是要求PEN线的连接非常可靠,PEN线一旦断线将引发很多故障。
需要注意:
   NT-S系统的PE和TN-C-S系统的PEN线在同一供电范围内都是连通的,当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时,NT-S系统其故障电压会沿着PE线、TN-C-S系统其故障电压会沿着PEN线在电气设备间传导,这是TN系统共有的缺点,所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。
四、关于低压配电系统选用规范:

1、《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001对低压配电系统选用规范:
农村低压电网宜采用TT系统,城镇电力用户宜采用TN系统,对安全有特殊要求可采用IT系统。

2、《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系统选用规范:
对于民用建筑的低压配电系统应采用TT、TN-S 或TN-C-S 接地型式,并进行等电位联结。为保证民用建筑的用电安全,不宜采用TN-C 接地型式;有总等电位联结的TN-S 接地型式系统建筑物内的中性线不需要隔离;对TT 接地型式系统的电源进线开关应隔离中性线,漏电保护器必须隔离中性线。

3、《住宅设计规范》GB50096-1999(2003版)电气部分规范:本条强调了住宅供电系统设计的安全要求。
TT、TN-C-S 和TN-S 三种系统,都有专用的PE 线(接地线),是住宅中最常用可靠的接地方式;“总等电位联结”则可降低住宅楼内的接触电压,消除沿电源线路导入的对地故障电压的危害,也是防雷安全所必需。

4、《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008对低压配电系统选用规范:电子信息系统机房低压配电系统不应采用TN-C系统。电子信息设备的配电应按设备要求确定。

这是因为若采用TN—C系统,会产生连续的工频电流及谐波电流对设备的干扰。干扰来源于TN—C系统“中性导体电流”(在三相系统中由于不平衡电荷在PEN线上产生的电流)分流于PEN线、信号交换用的电缆的屏蔽层,基准导体和室外引来的导电物体之间。而采用TN—S系统,这种“中性导体电流”仅在专用的导体(N)线上流动,不会通过共用接地系统对设备产生干扰。因此,在进行配电时,应保证N线(零线)与PE线(保护地线)绝缘。当然,在实际的工程中,常由于接地方法有问题,可能导致N线与PE线接触,使系统全部或部分又转回TN—C系统,再度产生干扰故障。

【小常识】在理论上,如果供电系统三相用电负荷平衡,那么总零线上是没有电流流过的,因此我们就知道了总零线的作用,即是用来流通三相供电系统的不平衡电流用的,所以,在现实中我们见到的4线供电电缆,零线要比三根火线的线径小得多;而在现实中,区民用电大多是单相用电用户,因此我们就要求零线和火线的线径一样的规格,因为火线流过多少电流,零线就流过多少电流。

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