常見低壓配電系統(tǒng)簡介參考模板

1、1.1 低壓配電系統(tǒng)簡介本章所描述的低壓配電系統(tǒng)是根據(jù)國際電工委員會標準IEC 664-1的要求來定義的，適用于海拔至2000m，額定交流電壓至1000V，額定頻率至30kHz或直流至1500V的系統(tǒng)中。另外，在通信設(shè)備中所說的交流配電，一般是指220/ 380V的供電系統(tǒng)。IEC 364-3標準中，按照載流導體的配置和接地的方法劃分成TN、TT和IT交流配電系統(tǒng)，在下面的圖示中給出了配電系統(tǒng)的一些實例。圖中：-在大多數(shù)情況下，配電系統(tǒng)適用于單相和三相設(shè)備，但為了簡化起見，圖中僅劃出了單相設(shè)備；-供電電源可以是變壓器的次級繞組，電動機驅(qū)動的發(fā)電機或不間斷電源系統(tǒng)；字母代號的含義：第一個字母T或

2、I表示電源對地的關(guān)系，第二個字母N或T表示裝置的外露導電部分對地關(guān)系，橫線后字母S、C或C-S表示保護線與中性線的組合情況。1.1.1 TN配電系統(tǒng)TN配電系統(tǒng)中，電源有一點（通常是中性點）直接接地，設(shè)備端的外露導電部分通過保護線（即PE線包括PEN線）與該接地點連接的系統(tǒng)。按照中性線（N）與保護線的組合情況，TN系統(tǒng)又分為以下三種型式：-TN-S系統(tǒng)：整個系統(tǒng)中保護線PE與中性線N是分開的，見圖5-2；-TN-C-S系統(tǒng)： 系統(tǒng)中有一部分保護線PE與中性線N是分開的，見圖5-3；-TN-C系統(tǒng)： 整個系統(tǒng)中保護線PE與中性線N是合一的，見圖5-4。圖1-1 TN-S配電系統(tǒng)實例1 / 7圖1

3、-2 TN-C-S配電系統(tǒng)實例如圖5-4在系統(tǒng)的某一部分中， 中線和保護接地功能合并在一根單獨的導線上（PEN）注：將PEN導線分解成保護接地線和中線的點可在建筑物入口處或建筑物的配電板上。圖1-3 TN-C配電系統(tǒng)實例這三種供電類型在我國都有比較廣泛的應(yīng)用。由圖5-3、5-4、5-5可以看出，TN-S系統(tǒng)因為有單獨的保護接地線，因此，對設(shè)備而言是最可靠的。但是由于增加了一根單獨的PE線，而使供電系統(tǒng)的造價提高。該用電設(shè)備金屬外殼接到PE線上，PE線正常工作時不呈現(xiàn)電流，因此外殼不呈現(xiàn)對地電壓。出現(xiàn)事故時易切斷電源，比較安全。通常該系統(tǒng)主要應(yīng)用在用電量大的樓宇中，也適用于環(huán)境條件較差的場所。

4、TN-C系統(tǒng)有一根由中性線和PE線功能合并的PEN線，相對TN-S系統(tǒng)少了一根線，因此使供電系統(tǒng)成本減少。但如果出現(xiàn)三相負荷不平衡時（在我國的電網(wǎng)中常有這種情形發(fā)生），在PEN線上就會有較大的電流。為解決這類問題，通常要求從電源端到設(shè)備端每隔50m，將PEN線接地一次。由于TN-C系統(tǒng)的安全措施比較復雜，如果實施不規(guī)范容易引發(fā)問題，國內(nèi)一般在建筑物內(nèi)部不使用TN-C的供電方式。綜合TN-C和TN-S系統(tǒng)的某些優(yōu)點，又推出了一種TN-C-S系統(tǒng)，主要應(yīng)用在用電量較小的建筑物或線路末端環(huán)境較差的場合。1.1.2 TT配電系統(tǒng)具有一個直接接地點的配電系統(tǒng)，設(shè)備上需要接地的零部件在用戶建筑物中連接到接

5、地電極上，該接地電極與配電系統(tǒng)的接地電極無電氣連接，如圖5-6。TT系統(tǒng)每一設(shè)備金屬外殼或外露可導電部分采用各自的PE接地線單獨接地，故障時電流較小，往往不足以使保護裝置動作，安全性較差。只適合于功率不大的設(shè)備，或作為精密電子設(shè)備的屏蔽接地，主要應(yīng)用在農(nóng)村低壓電力網(wǎng)。這種系統(tǒng)的缺點在于，因為雷擊或相線對地意外短路產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移過電壓，將對人和設(shè)備造成損害。同時，如果因為中性線折斷產(chǎn)生的失零過電壓，使相線電壓可達到700V。因此，TT系統(tǒng)要求：除變壓器低壓側(cè)中性點直接接地外，中性線不得再行接地，且保持與相線同等絕緣水平。為防止中性線機械斷線，截面積不小于表5-1的規(guī)定。全網(wǎng)必須實施漏電保護，且中性線

6、不得裝設(shè)熔斷器或單獨的開關(guān)裝置。表1-1 按機械強度要求中性線與相線的配合截面相線截面 S mm2中性線截面 S0 mm2S16S16<S3516S>35S/2注：相線的材質(zhì)與中性線的材質(zhì)相同時有效圖1-5 三相線加中線的TT配電系統(tǒng)實例1.1.3 IT配電系統(tǒng)IT配電系統(tǒng)。電源與地絕緣或通過阻抗連接，而設(shè)備的外露導電部分則接地的系統(tǒng)，如圖5-7。 圖1-6 三相線（加中線）的IT配電系統(tǒng)IT系統(tǒng)在供電端有一點通過阻抗或限壓裝置接地，發(fā)生單相接地故障時，短路電流很小，保護裝置不會動作供電系統(tǒng)還可以繼續(xù)運行。被PE線接地的設(shè)備外殼不會帶電，但其它處的中性線電壓會升高。主要應(yīng)用在對安全

7、有特殊要求的場合，如：礦井、火藥庫或純排灌的動力電力網(wǎng)。采用IT 配電系統(tǒng)時要求：配電變壓器低壓側(cè)及各出線回路應(yīng)裝設(shè)過流保護，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的帶電導體嚴禁直接接地；各相對地應(yīng)有良好的絕緣水平，在正常運行情況下，從各相測得的泄漏電流（交流有效值）應(yīng)小于30mA。1.1.4 與配電系統(tǒng)有關(guān)的接地故障所謂接地故障是指電氣回路中的帶電導體，即相線和中性線（L線和N線）與大地、電氣設(shè)備金屬外殼以及各種接地的金屬管道、結(jié)構(gòu)之間的短路。它是單相對地短路，但其事故后果和防范措施與一般短路不同。為便于區(qū)別，國際電工標準將它稱作接地故障（Earth fault）。大家知道，金屬性短路的短路電流大，常用的熔斷器、斷路器等過

8、流保護裝置能有效的切斷電源，從而防止了火災(zāi)的發(fā)生；電弧性短路的短路電流小，過流保護器往往不能及時切斷電源，而電弧、電火花的局部溫度可達千度以上，甚至可使附近的可燃物質(zhì)起火。接地故障火災(zāi)多的原因不僅是它發(fā)生的機率大，而且一旦發(fā)生接地故障，它還往往以持續(xù)的電弧性短路的形式存在，比一般短路更易引燃起火。TN系統(tǒng)的接地故障多為金屬性短路，故障電流較大，可利用原來作負荷保護和短路保護的過電流保護電器（熔斷器、低壓斷路器）兼作接地故障保護，這是TN系統(tǒng)的優(yōu)點。但在某些情況下，如：線路長、導線截面小而使線路導體阻抗增大，過電流保護器常不能滿足它的切斷故障電流時間的要求，產(chǎn)生電弧性短路而造成危險。所以在TN系統(tǒng)中，常將保護線與接地良好的金屬導體相連接，使保護線的電位盡量接近地電位，降低發(fā)生接地故障和PEN線斷線時，外露導電部分和保護線的對地故障電壓。TT系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，故障電路內(nèi)包含有外露導電部分接地極和電源接地極的接地電阻Ra和Rb，如圖5-8所示。與TN系統(tǒng)相比，TT系統(tǒng)故障電路阻抗大，故障電流小，