關(guān)于中性線問題的討論(090330添加)-2009-03-30-12-44-06-343

雙電源切換開關(guān)中中性線轉(zhuǎn)換方式的探討一、選用3極切換還是4極切換1、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-2008）7.5.3條款規(guī)定“TN-C-S,TN-S系統(tǒng)中的電源轉(zhuǎn)換開關(guān),應(yīng)該采用切斷相導(dǎo)體和中性線導(dǎo)體的四極開關(guān)?！?/p>

2、浙江電網(wǎng)用戶不并網(wǎng)自備發(fā)電機(jī)管理辦法----（浙電營(yíng)2004-1094號(hào)）2、不并網(wǎng)自備發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電源之間必須正確裝設(shè)切換裝置和可靠的聯(lián)鎖裝置，確保在任何情況下，不并網(wǎng)自備發(fā)電機(jī)均無法向電網(wǎng)倒送電。（1）不并網(wǎng)自備發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電源必須采用“先斷后通”的切換方式；（2）用戶所有用電負(fù)荷應(yīng)同步切換，一般三相可采用四極雙投刀閘，單相采用二極雙投刀閘。3、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器ATSE設(shè)計(jì)應(yīng)用導(dǎo)則----(全國(guó)智能建筑技術(shù)情報(bào)網(wǎng)/中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院機(jī)電院/2006年3月11日):

1.16三相四線制（0.4/0.23kV）電力系統(tǒng)中ATSE極數(shù)的選用原則：1.16.1同一接地系統(tǒng)中，帶漏電保護(hù)的兩個(gè)電源回路下級(jí)的ATSE，三相四線供電應(yīng)采用四極ATSE，單相供電應(yīng)采用兩極ATSE。1.16.2兩種不同接地系統(tǒng)（包括兩個(gè)不同中性線接地點(diǎn)的TN-S系統(tǒng)）間電源轉(zhuǎn)換的ATSE，三相四線供電應(yīng)采用四極ATSE，單相供電應(yīng)采用兩極ATSE。1.16.3正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間，當(dāng)采用不同的接地方式時(shí)其轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極ATSE。結(jié)論：必須采用4極切換

二、常見的兩種切換方式一）、普通4極切換開關(guān)二）、采用帶重疊中性線觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)

三、普通4極切換開關(guān)存在的問題一）由于ATS需要帶載切換，實(shí)際使用中切換瞬間會(huì)由于相線與零線滅弧時(shí)間不同步，導(dǎo)致零線瞬時(shí)開路，相線自成回路，嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致單相負(fù)載因電壓瞬間升高而燒毀。

不平衡負(fù)載不平衡負(fù)載二）對(duì)于UPS負(fù)載UPS通過逆變器向負(fù)載供電UPS輸出的中性線同輸入中性線直通，通過電源（變壓器或發(fā)電機(jī)）的中性線接地如果UPS輸入電源在市電和發(fā)電機(jī)之間切換時(shí)，引起UPS輸入中性線斷開，導(dǎo)致UPS負(fù)載側(cè)的中性線不接地，導(dǎo)致零位漂移，損壞負(fù)載。典型UPS框圖

由于輸入中性線的瞬間斷開，UPS負(fù)載側(cè)將引起中性線不接地，在UPS負(fù)載不平衡的情況下，造成嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移，有可能造成一系列嚴(yán)重后果。包括：1、零地電壓過高可以引起硬件損壞。一般情況之下，零地電壓值不能超過2V。2、引發(fā)控制信號(hào)的誤動(dòng)作，造成設(shè)備的誤啟動(dòng)和誤關(guān)機(jī)。3、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(jìn)行。

四、帶重疊中性觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作方式中性線重疊轉(zhuǎn)換在非轉(zhuǎn)換期，ATS是4極開關(guān)，兩輸入電源完全分離（相線和中性線）中性線重疊轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換時(shí)：N線動(dòng)觸頭先轉(zhuǎn)換，接觸到另一電源的N線并保持連接兩電源N線；相線動(dòng)觸頭是“先分后合”的轉(zhuǎn)換至另一側(cè)電源；負(fù)載N線同時(shí)接兩電源的N線。中性線重疊轉(zhuǎn)換此時(shí)ATS是4極開關(guān)：相線完全轉(zhuǎn)換到備用電源，N線也與主用電源分離并只接備用電源。

ASCO重迭切換第四極(中性極)系統(tǒng)可正確偵測(cè)接地故障電流進(jìn)行保護(hù)避免接地保護(hù)不正常動(dòng)作解決發(fā)電機(jī)必須接地問題避免維護(hù)人員觸電危險(xiǎn)切換過程中性線不斷電,免除瞬時(shí)過高或過低電壓對(duì)負(fù)載之不良影響第四極不需滅弧延長(zhǎng)使用壽命UL1008,IEEE,NFPA認(rèn)證核可之切換中性極最佳解決方案五、對(duì)于普通4極切換開關(guān)存在的問題的解決辦法方法一不理他，繼續(xù)使用對(duì)于一般的小容量的系統(tǒng)或負(fù)載性質(zhì)為一般照明負(fù)荷,對(duì)中心點(diǎn)漂移帶來的電壓突變可以承受的設(shè)備等等方法二采用所謂的“中性線后分先合”切換方式概念：我們所謂中性線“重疊切換”,是指中性線本身在切換過程中先接通備用側(cè)電源的中性點(diǎn),然后斷開常用電源側(cè)中性線。某些廠牌提出的所謂“中性線后分先合”是指在切換過程中,當(dāng)ATS離開常用電源側(cè)時(shí)，中性線的動(dòng)觸頭相對(duì)于相線來說后于相線離開常用側(cè)電源靜觸頭，當(dāng)ATS合到備用側(cè)電源時(shí)，中性線的動(dòng)觸頭先于相線合上備用電源側(cè)的靜觸頭。就負(fù)載的中性線本身來看，切換是“先斷后合”的

方法二解決的問題：從理論上來說，這樣可以解決這種切換開關(guān)存在的第一個(gè)問題，但是他很難保證中性線動(dòng)作的提前量一定大于相線的拉弧時(shí)間。對(duì)于第二個(gè)UPS負(fù)載的問題：還是不能解決方法三對(duì)于UPS負(fù)載，在UPS輸入端或輸出端加裝隔離變壓器，將變壓器副邊的中性線和地線連接到一起，重新產(chǎn)生一個(gè)接地電位基準(zhǔn)，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。安裝輸出隔離變壓器后的UPS系統(tǒng)隔離變壓器的優(yōu)點(diǎn)解決了UPS輸入端中性線的懸空給負(fù)載帶來的沖擊隔離變壓器的缺點(diǎn)1、投資大大增加：假如一套2000KVA的變電系統(tǒng)，安裝4套400KVA的UPS電源系統(tǒng)，需要4套400KVA的隔離變壓器，按照300元/KAV估算，需要投資48萬，還沒有包括由此帶來的電纜等材料的增加。2、占用大量珍貴的機(jī)房面積。方法四中性線在發(fā)電機(jī)側(cè)和負(fù)載側(cè)進(jìn)行連接，兩路電源為TN-S接地系統(tǒng)，從而保證在轉(zhuǎn)換時(shí)中性線不存在斷電影響中性線的零位電壓且隔離開應(yīng)急的柴油機(jī)電源和市電電源。如圖，看起來解決了切換時(shí)中性線懸空的問題當(dāng)ATS合在發(fā)電機(jī)側(cè)時(shí)的接線圖

當(dāng)ATS合在市電側(cè)時(shí)----為三極開關(guān)，不符合相關(guān)規(guī)范要求方法五UPS不加裝隔離變壓器，直接將UPS的輸出端的中性線在UPS的輸出端進(jìn)行重復(fù)接地。如圖：采用方法五后的結(jié)果1、不符合《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ16-2008)規(guī)定：

7.4.35、TN-C、TN-C-S系統(tǒng)中的PEN導(dǎo)體應(yīng)滿足以下要求：

3）TN-C-S系統(tǒng)中的PEN導(dǎo)體從某點(diǎn)分為中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體后就不允許再合并或相互接觸。2、不符合電力工業(yè)部《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997)的規(guī)定：

7.1系統(tǒng)接地型式：1)TN—S系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開的；8.4.3保護(hù)接地和功能接地共用接地裝置時(shí)，應(yīng)滿足保護(hù)接地的各項(xiàng)要求。保護(hù)中性線應(yīng)符合下列要求：c)當(dāng)從裝置的任何一點(diǎn)起，中性線及保護(hù)線由各自的導(dǎo)線提供時(shí)，從該點(diǎn)起不應(yīng)將兩導(dǎo)線連接。

3、不符合《IEEERecommendedPracticeforPoweringandGrou