常見低壓配電系統(tǒng)簡介

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(huì)標(biāo) 準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中，按照載流導(dǎo)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(shí)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(jí)繞組，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)或不間斷電源系統(tǒng)；字母代號(hào)的含義：第一個(gè)字

2、母T或I表示電源對(duì)地的關(guān)系，第二個(gè)字母N或T表示裝置的外露導(dǎo)電部分對(duì)地關(guān)系，橫線后字母S、C或C-S表示保護(hù)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(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直接接地，設(shè)備端的外露導(dǎo)電部分通過保護(hù)線（即PE線包括PEN線）與該接地點(diǎn)連接的系統(tǒng)。按照中性線（N）與保護(hù)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(gè)系統(tǒng)中保護(hù)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(hù)線PE與中性線N是分開的，見圖5-3； -TN-C系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)中保護(hù)線PE與中性線N是合一的，見圖5-412圖i-i TN-S配電系統(tǒng)實(shí)例圖1

3、-2 TN-C-S配電系統(tǒng)實(shí)例如圖5-4在系統(tǒng)的某一部分中，中線和保護(hù)接地功能合并在一根單獨(dú)的導(dǎo)線 上(PEN)注：將PEN導(dǎo)線分解成保護(hù)接地線和中線的點(diǎn)可在建筑物入口處或建筑物的 配電板上。11】 1設(shè)占L1L2I5HPE圖i-3 TN-C配電系統(tǒng)實(shí)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 岀，TN-S系統(tǒng)因?yàn)橛袉为?dú)的保護(hù)接地線，因此，對(duì)設(shè)備而言是最可靠的。 但是由于增加了 一根單獨(dú)的PE線，而使供電系統(tǒng)的造價(jià)提高。該用電設(shè)備 金屬外殼接到PE線上，PE線正常工作時(shí)不呈現(xiàn)電流，因此外殼不呈現(xiàn)對(duì)地電壓。出現(xiàn)事故時(shí)易 切斷電源，比較安全。通常該系統(tǒng)主要應(yīng)用在用電

4、量大的樓宇中，也適用 于環(huán)境條件較差的場所。TN-C系統(tǒng)有一根由中性線和PE線功能合并的 PEN線，相對(duì)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(fù)荷不平衡 時(shí)（在我國的電網(wǎng)中常有這種情形發(fā)生），在PEN線上 就會(huì)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(fù)雜，如果實(shí)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(diǎn)，又推岀了一種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. 1.2TT配電系統(tǒng)具有一個(gè)直接接

5、地點(diǎn)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5-6OTT系統(tǒng)每一設(shè)備金屬外殼或外露可導(dǎo)電部分采用各自的PE接地線單獨(dú)接 地，故障時(shí)電流較小，往往不足以使保護(hù)裝置動(dòng)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(diǎn)在于，因?yàn)槔讚艋蛳嗑€對(duì)地意外短路產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 移過電壓，將對(duì)人和設(shè)備造成損害。同時(shí)，如果因?yàn)橹行跃€折斷產(chǎn)生的失零 過電壓，使相線電壓可達(dá)到700V。因此，TT系統(tǒng)要求：除變壓器低壓側(cè)中 性點(diǎn)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

6、止中性線機(jī)械斷線，截面積不小于表5-1的規(guī)定。全網(wǎng)必須實(shí)施漏電保護(hù)， 且中性線不得裝設(shè)熔斷器或單獨(dú)的開關(guān)裝表1-1按機(jī)械強(qiáng)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So mm2SW16S16SW3516S35S/2注：相線的材質(zhì)與中性線的材質(zhì)相同時(shí)有效圖1-4三相線加中線的TT配電系統(tǒng)實(shí)例1. 1.3IT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(dǎo)電部分則接地 的系統(tǒng)，如圖5-7圖1-5三相線（加中線）的IT配電系統(tǒng)IT系統(tǒng)在供電端有一點(diǎn)通過阻抗或限壓裝置接地，發(fā)生單相接地故障時(shí)，短 路 電流很小，保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作供電系統(tǒng)還可以繼續(xù)運(yùn)行。被PE線接地的L2L3

7、 HPE設(shè)備外 殼不會(huì)帶電，但其它處的中性線電壓會(huì)升高。主要應(yīng)用在對(duì)安全有特殊要求的場合，如：礦井、火藥庫或純排灌的動(dòng)力電力網(wǎng)。采用IT配電系統(tǒng)時(shí)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(hù), 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的帶電導(dǎo)體嚴(yán)禁直接接地；各相對(duì)地應(yīng)有良好的絕緣水平，在正常 運(yùn)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(dǎo)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)將它稱作接地故障

8、（Earth fault） 大家知道，金屬性短路的短路電流大，常用的熔斷器、斷路器等過流保護(hù) 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(hù)器往往不能及時(shí)切斷電源，而電弧、電火花的局部溫度可達(dá) 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(jī)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(fù)荷保護(hù) 和 短路保護(hù)的過電流保護(hù)電器（熔斷器、低壓斷路器）兼作接地故障保護(hù)， 這是TN系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。但在某些情況下，女口：線路長、導(dǎo)線截面小而使線路導(dǎo)體阻 抗增大，過電流保護(hù)器常不能滿足它的切斷故障電流時(shí)間的要求，產(chǎn)生電弧 性短路 而造成危險(xiǎn)。所以在TN系統(tǒng)中，常將保護(hù)線與接地良好的金屬導(dǎo)體 相連接，使保護(hù)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(shí)，外露導(dǎo)電部分和保護(hù)線的對(duì)地故障電壓。TT系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電路內(nèi)包含有外露導(dǎo)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，大,故障電流小，更易以電弧