三相四線制配電系統(tǒng)

1、三相四線制配電系統(tǒng)，適用于低電壓用戶。 三相說白了就是常說的三根火線，但是他們互相之間有個 120 度的角度差。 也就是說，在同一時間，三根火線上的電壓，電流之和都等于零。 三相四線制配電，是由一般的供電變壓器低壓側(cè)引出，變壓器低壓側(cè)為星（Y ）型接線，它一共有 4 根出線，每相的通過三個相同的負載后都要通過中性線（零線） 回到變壓器。零線不帶電。電路要暢通總得有電壓高的和電壓低的。這樣才能從電壓高的流向電壓低 的。零線 0 電壓沒有零線可以1，零線是單相電，電流回路線，電壓通常是 220 伏，電流經(jīng)過火線與零線之間的電器就 作功了，沒有作功的電就經(jīng)過零線回電廠了。兩根或三根火線也能組成回路，

2、其電壓就是 380 伏。2，家庭用電是單相電，供電部門送來的是一根火線，一根零線，家里墻上插座的火線零 線就是這么接過來的，另外還有個孔是接地線，以防電器漏電，也叫安全線電壓是兩點之間的電勢差，平時說的電壓隱含了以大地為零電勢面的前提。零線是 三相供電制的相平衡（電勢連）線，理論上對大地電壓應(yīng)是0V，實際上相平衡不能時刻保證，所以零線會有微弱的電壓。為什么火線有電壓而零線沒有 ?簡單一點說，在兩相電中不是電從火線流向零線的，而是在相互交替變化著來回的 流，一秒鐘變化 50 次，也就是我們說的頻率是 50 赫茲，發(fā)電廠出來的電，其中一 相輸出的同時，進行接地連接，那么這一相就是零線了。而另一相則

3、為火線，大地 本身導(dǎo)電，兩根線又是同相所以不存在電壓差，因此也不會有電壓。遠距離高壓輸電用三相三線制，三根都是火線，沒有零線。到變壓成我們用的380V或是 220V工頻電源時，在變電處將零線接地所以地線和零線在變壓器處同點位，除非它的接地處發(fā)生故障，我們不應(yīng)該感覺出零線帶電。但由于大地的電阻比 零線的大，所以當某處漏電時，就會發(fā)生零線帶電的狀況，還由于零線通過的電流 比地線漏電流大的多，導(dǎo)致零線上的電壓降低，使用戶端零線電位與地不一致，也會造成零線帶電 現(xiàn)在我國是三相四線制，火線就是其中一個相線。零線就是中線，地線是保護線。 當三相負載平衡時，零線電壓為零。地線是接大地的，主要是保護作用，當漏

4、電時 不電著人。零地電壓：電子設(shè)備穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素零地電壓是困擾信息類設(shè)備使用的一個較突出問題，而且直接影響到了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，以及設(shè)備的使用壽命。正確處理零地電壓問題，對于維護整個機房的安全、穩(wěn)定運行至關(guān) 重要。電能是生活中最重要能源之一。而且各個行業(yè)的用戶對供電的質(zhì)量也提出了越來越高的要求，除了傳統(tǒng)的供電可靠性、電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量等衡量標準外，對零地電壓也提出了較高要求。零地電壓問題在計算機機房設(shè)計國標中沒有硬性規(guī)定，但在現(xiàn)實工作中又會經(jīng)常遇到，它如何產(chǎn)生？有什么危害？應(yīng)控制在多大范圍內(nèi)呢？我國發(fā)電廠的發(fā)電機組輸出額定電壓為3.1520kV 。為減少線路能耗，一般電能的輸出要經(jīng)發(fā)電廠中的

5、升壓變電所升壓至35 500kV ，再由高壓輸電線傳送到受電區(qū)域變電所，降壓至610kV ，經(jīng)高壓配電線送到用戶配電變電所并降壓至380V 低壓，以提供給用戶使用。對于任何一個用戶來講，為其提供電力設(shè)施的供電線路一般都很長，由于各輸電線路之間的電流并不相等，因此在用戶端、零地之間肯定存在零地電壓。不過，如果能夠把零地電壓控制在一定范圍之內(nèi)，就不會對系統(tǒng)或者設(shè)備造成危害。但在某些場合，異常情況往往會導(dǎo)致零地電壓的偏大，例如：（1）三相電源配電時負載不平衡；2）接地電阻不符合規(guī)范要求；3） N（零）線和 E（地）線的線徑不夠或斷路；（4）高頻諧波引起電位升高；（5）電磁場干擾；（ 6）使用 UPS

6、 、電子穩(wěn)壓器等電子供電設(shè)備；（ 7）用的插線板不符合電器標準；以前，造成零地電壓偏高的主要原因是前三項。近些年來，隨著節(jié)能燈等氣體放電類光源的普遍使用，變頻技術(shù)、大容量可控硅整流裝置的廣泛應(yīng)用，都使得零地電壓值產(chǎn)生了偏高。在以上產(chǎn)生零地電壓的因素中，第（ 6）、（ 7）兩項是用戶 設(shè)備的問題，以使用 UPS 為例， UPS 是由整流電路，開關(guān)電源 等組成的，由于電子電路的特征以及電感和電容的存在，系統(tǒng)中 UPS 的應(yīng)用會造成輸出零線與輸入零線之間存在電壓差，因而造成了輸出零線與地線之間的電壓差。零地電壓的危害零地電壓對負載的影響，主要表現(xiàn)在三個方面：引起硬件故 障，燒毀設(shè)備；引發(fā)控制信號的誤

7、動作；影響通信質(zhì)量。一般情況之下，零地電壓值不得超過 2V 。零地電壓過高可 能引發(fā)控制信號的誤動作，造成設(shè)備的誤啟動和誤關(guān)機。還 可能造成誤碼率上升，丟包率增加，造成通信緩慢，傳輸速 率下降。影響通信質(zhì)量，延誤或阻止通信的正常進行。對于計算機設(shè)備而言，零地電壓過高則會導(dǎo)致服務(wù)器速度下 降、網(wǎng)絡(luò)交換速度降低、服務(wù)器無故關(guān)機，甚至造成硬件損 壞。有的時候，服務(wù)器在零地電壓高于某一值（比如2V ）時就無法啟動。因此用戶安裝的某些負載（例如 HP 小型機、 IBM 服務(wù)器等），廠家的硬件安裝工程師在現(xiàn)場就會對安裝 環(huán)境的零地電壓進行測量，一般情況下要求小于2V ，大于此數(shù)值則不予加電開機。零地電壓甚

8、至直接導(dǎo)致硬件損壞。要避免硬件故障發(fā)生，服 務(wù)器管理人員就必須注意服務(wù)器的使用環(huán)境完全正常。比較 重要的服務(wù)器除必須在恒溫、恒濕的環(huán)境之下工作外，電源 環(huán)境也要符合標準，不僅要采用 UPS ，還必須配備良好的 接地系統(tǒng)，以保障零地電壓低于 2 伏。零地電壓的控制因為零地電壓是影響機器運行可靠性的重要因素，零地電壓 高會造成機器故障或損害，所以必須對它加以控制。因為零 地電壓的形成原因很復(fù)雜，所以控制要有針對性。主要考慮 的問題和解決的途徑如下： 保障負載均衡。如果三相用電不平衡，零線 N 上的電流就 會加大，零線 N 兩端的電壓差就會直接造成零地電壓。因 此，在可能的條件下要盡量配平三相負載，

9、并定期根據(jù)負載 的使用變化進行必要的調(diào)整。此外，還可以通過增加零線截 面積，減少零線的線路電壓損失，從而在一定程度上降低零 地電壓。建立良好的接地系統(tǒng)，盡量降低接地電阻。接地電阻一高， 很小的電流就會產(chǎn)生零地電壓，所以一定要降低。在計算地線線徑問題時，在考慮了系統(tǒng)可能的最大用電量和安全的基 本需求后，需要特別計算電纜長度，對不同高度樓層使用的 不同線徑的地線，需要給予明確規(guī)定。盡量選用綠色的、諧波干擾符合國家規(guī)定的用電設(shè)備。必要時還可安裝相應(yīng)抑制高 次諧波的設(shè)備，以從根本上凈化電網(wǎng)。同時還必須加強定時、定期和有針對性的設(shè) 備維護保養(yǎng)，才能確保設(shè)備正常運行，降低高次諧波。選用有零地電壓控制能力或

10、零地電壓值較小的 UPS 。在機房中，大量負載為服務(wù) 器、交換機等類型的負載，這些負載本身因為電路原因產(chǎn)生大量諧波，諧波導(dǎo)致電 纜發(fā)熱，還會導(dǎo)致輸入電源的零地電壓超過服務(wù)器所要求的小于 2V 的指標，在選 購 UPS 時，需要考慮零地電壓的控制問題。有些類型的 UPS 經(jīng)過特殊的設(shè)計， 甚至可以使輸出的零地電壓小于 1 伏。對于供配電二次裝修涉及到的電氣施工的監(jiān)管要嚴格。由于二次裝修的工程量大小 不一，如果管理不好，也會影響施工質(zhì)量和供電系統(tǒng)安全。加裝隔率變壓器也是降低零地電壓的有效措施。在零地電壓過高，一般方法無法控 制零地電壓的情況下，為保證負載可以正常開機運作，可以采用加裝隔離變壓器的

11、辦法，來隔離輸入和輸出之間的電氣連接。淺談電力系統(tǒng)中的接地和接零中國自動化網(wǎng) 供稿 2007-12-12 17:21:00在電力系統(tǒng)中，由于電氣裝置絕緣老化、磨損或被過電壓擊穿等原因，都會使原來 不帶電的部分 ( 如金屬底座、金屬外殼、金屬框架等 帶電，或者使原來帶低壓電 的部分帶上高壓電，這些意外的不正常帶電將會引起電氣設(shè)備損壞和人身觸電傷亡 事故。為了避免這類事故的發(fā)生，通常采取保護接地和保護接零的防護措施。下面 就談?wù)動嘘P(guān)保護接地和保護接零的問題。1 保護接地 保護接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝 置連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對人體的傷害。1.1

12、 保護接地的作用及其局限性 在電源中性點不接地的系統(tǒng)中，如果電氣設(shè)備金 屬外殼不接地，當設(shè)備帶電部分某處絕緣損壞碰殼時，外殼就帶電，其電位與設(shè)備 帶電部分的電位相同。由于線路與大地之間存在電容，或者線路某處絕緣不好，當 人體觸及帶電的設(shè)備外殼時，接地電流將全部流經(jīng)人體，顯然這是十分危險的。 采取保護接地后，接地電流將同時沿著接地體與人體兩條途徑流過。因為人體電阻 比保護接地電阻大得多，所以流過人體的電流就很小，絕大部分電流從接地體流過 ( 分流作用 ，從而可以避免或減輕觸電的傷害。從電壓角度來說，采取保護接地后，故障情況下帶電金屬外殼的對地電壓等于接地 電流與接地電阻的乘積，其數(shù)值比相電壓要小

13、得多。接地電阻越小，外殼對地電壓 越低。當人體觸及帶電外殼時，人體承受的電壓 ( 即接觸電壓 最大為外殼對地電 壓 ( 人體離接地體 20m 以外 ，一般均小于外殼對地電壓。從以上分析得知，保護接地是通過限制帶電外殼對地電壓 ( 控制接地電阻的大小 或減小通過人體的電流來達到保障人身安全的目的。在電源中性點直接接地的系統(tǒng)中，保護接地有一定的局限性。這是因為在該系統(tǒng) 中，當設(shè)備發(fā)生碰殼故障時，便形成單相接地短路，短路電流流經(jīng)相線和保護接地、電源中性點接地裝置。如果接地短路電流不能使熔絲可靠熔斷或自動開關(guān)可靠 跳閘時，漏電設(shè)備金屬外殼上就會長期帶電，也是很危險的。.2 保護接地應(yīng)用范圍 保護接地適

14、用于電源中性點不接地或經(jīng)阻抗接地的系 統(tǒng)。對于電源中性點直接接地的農(nóng)村低壓電網(wǎng)和由城市公用配電變壓器供電的低壓 用戶由于不便于統(tǒng)一與嚴格管理，為避免保護接地與保護接零混用而引起事故，所 以也應(yīng)采用保護接地方式。在采用保護接地的系統(tǒng)中，凡是正常情況下不帶電，當 由于絕緣損壞或其它原因可能帶電的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。如變壓 器、電機、電器、照明器具的外殼與底座，配電裝置的金屬框架，電力設(shè)備傳動裝 置，電力配線鋼管，交、直流電力電纜的金屬外皮等。在干燥場所，交流額定電壓 127v 以下，直流額定電壓 110v 以下的電氣設(shè)備外 殼；以及在木質(zhì)、瀝青等不良導(dǎo)電地面的場所，交流額定電壓 38

15、0v 以下，直流額 定電壓 440v 以下的電氣設(shè)備外殼，除另有規(guī)定外，可不接地。1.3 保護接地電阻 保護接地電阻過大，漏電設(shè)備外殼對地電壓就較高，觸電危 險性相應(yīng)增加。保護接地電阻過小，又要增加鋼材的消耗和工程費用，因此，其阻 值必須全面考慮。在電源中性點不接地或經(jīng)阻抗接地的低壓系統(tǒng)中，保護接地電阻不宜超過 4 。當 配電變壓器的容量不超過 100kva 時，由于系統(tǒng)布線較短，保護接地電阻可放寬到10 。土壤電阻率高的地區(qū) ( 沙土、多石土壤 ，保護接地電阻可允許不大于 30 。電源中性點直接接地低壓系統(tǒng)中，保護接地電阻必須計算確定。2 保護接零2.1 保護接零的作用及應(yīng)用范圍 由于保護接

16、地有一定的局限性，所以就采用保護接零。即將電氣設(shè)備正常情況下不 帶電的金屬部分用金屬導(dǎo)體與系統(tǒng)中的零線連接起來，當設(shè)備絕緣損壞碰殼時，就 形成單相金屬性短路，短路電流流經(jīng)相線 零線回路，而不經(jīng)過電源中性點接地 裝置，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使過流保護裝置迅速動作，切斷漏電設(shè)備的電 源，以保障人身安全。其保安效果比保護接地好。 保護接零適用于電源中性點 直接接地的三相四線制低壓系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，凡由于絕緣損壞或其它原因而可能 呈現(xiàn)危險電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外都應(yīng)接零。應(yīng)接零和不必接零的設(shè)備或部 位與保護接地相同。凡是由單獨配電變壓器供電的廠礦企業(yè)，應(yīng)采用保護接零方 式。2.2 重復(fù)接地 運

17、行經(jīng)驗表明，在接零系統(tǒng)中，零線僅在電源處接地是不夠安全 的。為此，零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進行接地；在電纜或 架空線路引入車間或大型建筑物處，也要進行接地 ( 距接地點不超過 50m 者除 外 ；或在屋內(nèi)將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接，這種接地叫做重復(fù)接 地。如果短路點距離電源較遠，相線 零線回路阻抗較大，短路電流較小時，則過流 保護裝置不能迅速動作，故障段的電源不能即時切除，就會使設(shè)備外殼長期帶電。 此外，由于零線截面一般都比相線截面小，也就是說零線阻抗要比相線阻抗大，所 以零線上的電壓降要比相線上的電壓降大，一般都要大于 110v( 當相電壓為 220v 時 ，

18、對人體來說仍然是很危險的。采取重復(fù)接地后，重復(fù)接地和電源中性點工作接地構(gòu)成零線的并聯(lián)支路，從而使相 線零線回路的阻抗減小，短路電流增大，使過流保護裝置迅速動作。由于短路 電流的增大，變壓器低壓繞組相線上的電壓相應(yīng)增加，從而使零線上的壓降減小， 設(shè)備外殼對地電壓進一步減小，觸電危險程度大為減小。在無重復(fù)接地的情況下，當零線斷線且在斷線處后面任一電氣設(shè)備發(fā)生碰殼短路時，會使 斷線處后面所有接零設(shè)備外殼對地電壓均接近于相電壓 ( 斷線處前面接零設(shè)備外殼對地電 壓近似于零 ，這是很危險的。在接零系統(tǒng)中，即使沒有設(shè)備漏電，而是當三相負載不平衡時，零線上就有電流，從而零 線上就有電壓降，它與零線電流和零線

19、阻抗成正比。而零線上的電壓降就是接零設(shè)備外殼 的對地電壓。在無重復(fù)接地時，當?shù)蛪壕€路過長，零線阻抗較大，三相負載嚴重不平衡 時，即使零線沒有斷線，設(shè)備也沒有漏電的情況下，人體觸及設(shè)備外殼時，常會有麻木的 感覺。采取重復(fù)接地后，麻木現(xiàn)象將會減輕或消除。從以上分析可知，在接零系統(tǒng)中，必須采取重復(fù)接地。重復(fù)接地電阻不應(yīng)大于 10 ，當 配電變壓器容量不大于 100kva ，重復(fù)接地不少于 3 處時，其接地電阻可不大于 30 。零 線的重復(fù)接地應(yīng)充分利用自然接地體 ( 直流系統(tǒng)除外 。2 .3 采用保護接零應(yīng)注意的幾個問題 保護接零能有效地防止觸電事故。但是在具體實施 過程中，如果稍有疏忽大意，仍然會

20、導(dǎo)致觸電的危險。 嚴防零線斷線。 在接零系統(tǒng)中，當零線斷開后時，接零設(shè)備外殼就會呈現(xiàn)危險的對 地電壓。采取重復(fù)接地后，設(shè)備外殼對地電壓雖然有所降低，但仍然是危險的。所以一定 要保護零線的施工及檢修質(zhì)量，零線的連接必須牢靠，零線的截面應(yīng)符合規(guī)程要求。為了 嚴防零線斷開，零線上不允許單獨裝設(shè)開關(guān)或熔斷器。若采用自動開關(guān)，只有當過流脫扣 器動作后能同時切斷相線時，才允許在零線上裝設(shè)過流脫扣器。在同一臺配電變壓器供電 的低壓電網(wǎng)中，不允許保護接零與保護接地混合使用。必須把系統(tǒng)內(nèi)所有電氣設(shè)備的外殼 都與零線連接起來，構(gòu)成一個零線網(wǎng)絡(luò)，才能確保人身安全。 嚴防電源中性點接地線斷開。 在保護接零系統(tǒng)中，若電源中性點接地線斷開，當系 統(tǒng)中任何一處發(fā)生接地或設(shè)備碰殼時，都會使所有接零設(shè)備外殼呈現(xiàn)接近于相電壓的對地 電壓，這是十分危險的。因此，在日常工作中要認真做好巡視檢查，發(fā)現(xiàn)中性點接地線斷 開或接觸不良時，應(yīng)及時進行處理。 保護接零系統(tǒng)零線應(yīng)裝設(shè)足夠的重復(fù)接地還有: 電力系統(tǒng)中的接地 1 工作接地工作接地也叫系統(tǒng)接地，是根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行方 式的需要而將網(wǎng)絡(luò)的某一點接地。例如將三相系統(tǒng)的中性點接地，其作用為穩(wěn)定電網(wǎng)對地 電位，從而可使對地絕緣降低，還可以使