低壓配電系統型式

ID:26188 · 發表于 2015-5-28 01:51

低壓配電系統中常用的型式有：IT系統、TT系統、TN系統，下面我們做分別介紹。
一、IT型

必須說明：（略）

二、TT型

必須說明：
《農村低壓電力技術規程》DL/T499-2001中規范：
3.4.5 采用TT系統時應滿足的要求：
1、采用TT系統，除變壓器低壓側中性點直接接地外，中性線不得再行接地，且應保持與相線（火線）同等的絕緣水平。
2、為了防止中性線的機械斷線，其截面積應滿足以下要求：
相線的截面積S：S≤16平方毫米中性線截面積S0：S0=S（與相線一樣）
相線的截面積S：16＜S≤35平方毫米中性線截面積S0：S0=16
相線的截面積S：S＞35平方毫米中性線截面積S0：S0=S/2（相線的一半）
3、電源進線開關應隔離（能斷開）中性線，漏電保護器必須隔離（能斷開）中性線。
4、必須實施剩余電流保護（即必須安裝漏電保護開關），包括：
（1）剩余電流總保護、剩余電流中級保護（必要時），其動作電流應滿足：
剩余電流總保護和是及時切除低壓電網主干線和分支線路上斷線接地等產生較大剩余電流的故障。
剩余電流總保護器的動作電流整定：
總保護整定
剩余電流較小的電網非陰雨季節為50mA 陰雨季節為200mA
剩余電流較大的電網非陰雨季節為100mA 陰雨季節為300mA
（2）剩余電流末級保護
剩余電流中末級保護裝于用戶受電端（即終端用戶，例如家庭用電，或某臺用電設備），其保護范圍是防止用戶內部絕緣破壞，發生人身間接接觸觸電等而產生的剩余電流所造成的事故。對直接接觸觸電，僅作為基本保護措施的附加保護。
剩余電流中末級保護應滿足以下條件：
Re×Iop≤Ulim
式中：
Re—受電設備外露可導電部分的接地電阻（Ω）
Ulim—安全電壓極限（正常情況下可按50V交流有效值考慮）
Iop—剩余電流保護器的動作電流（A）
Iop整定值：≤30mA
5、配電變壓器低壓側及出線回路，均應裝設過電流保護，包括：短路保護和過負荷保護。
6、PEE線的作用：當設備發生漏電時，漏電電流可以通過大地回流到變壓器的中性點，可以降低帶點的設備外殼電壓，降低人觸及設備外殼被電擊的危險程度。
7、當發生單相接地故障時，接地電流通過大地流回變壓器中性點，使得接地電流很大，促使線路保護器可靠動作（特別是整定值符合規范的漏電保護器）可靠動作，切斷電源。

三、TN型

TN系統：包括TN—C、TN—C—S、TN—S三種系統
1、TN—C系統

必須說明：
《供配電系統設計規范》GB50052-2009對低壓配電系的統規范：為了保護民用建筑的用電安全，不宜采用TN—C系統。

2、TN—C—S系統

3、TN—S系統

TN優缺點分析：
TN-S（三相五線制）接地形式的PE線平時不通過工作電流，僅在發生接地故障時流過故障電流，其電位接近大地電位，不會干擾信息設備，不會對地打火，較為安全；缺點是需要全程設置PE線，造價較高。
TN-C-S（三相四線制）相對于TN-S（三相五線制）來說少了一根專用PE線，造價較低，由于其進入用電建筑后PE線和N線分開所以也具有TN-S的有點；但是要求PEN線的連接非常可靠，PEN線一旦斷線將引發很多故障。
需要注意：
NT-S系統的PE和TN-C-S系統的PEN線在同一供電范圍內都是連通的，當變電所或配電系統中某一設施發生電氣接地故障時，NT-S系統其故障電壓會沿著PE線、TN-C-S系統其故障電壓會沿著PEN線在電氣設備間傳導，這是TN系統共有的缺點，所以必須采取等電位措施來預防這種情況的發生。
四、關于低壓配電系統選用規范：1、《農村低壓電力技術規程》DL/T499-2001對低壓配電系統選用規范：
3.4.1農村低壓電網宜采用TT系統，城鎮電力用戶宜采用TN系統，對安全有特殊要求可采用IT系統。
2、《供配電系統設計規范》GB50052-2009對低壓配電系統選用規范：
7.0.1 對于民用建筑的低壓配電系統應采用TT、TN-S 或TN-C-S 接地型式，并進行等電位聯結。為保證民用建筑的用電安全，不宜采用TN-C 接地型式；有總等電位聯結的TN-S 接地型式系統建筑物內的中性線不需要隔離；對TT 接地型式系統的電源進線開關應隔離中性線，漏電保護器必須隔離中性線。
3、《住宅設計規范》GB50096-1999（2003版）電氣部分規范：
6.5.2 本條強調了住宅供電系統設計的安全要求。
TT、TN-C-S 和TN-S 三種系統，都有專用的PE 線（接地線），是住宅中最常用可靠的接地方式；“總等電位聯結”則可降低住宅樓內的接觸電壓，消除沿電源線路導入的對地故障電壓的危害，也是防雷安全所必需。
4、《電子信息系統機房設計規范》GB50174-2008對低壓配電系統選用規范：
8.1.6. 電子信息系統機房低壓配電系統不應采用TN-C系統。電子信息設備的配電應按設備要求確定。
這是因為若采用TN—C系統，會產生連續的工頻電流及諧波電流對設備的干擾。干擾來源于TN—C系統“中性導體電流”（在三相系統中由于不平衡電荷在PEN線上產生的電流）分流于PEN線、信號交換用的電纜的屏蔽層，基準導體和室外引來的導電物體之間。而采用TN—S系統，這種“中性導體電流”僅在專用的導體（N）線上流動，不會通過共用接地系統對設備產生干擾。因此，在進行配電時，應保證N線（零線）與PE線（保護地線）絕緣。當然，在實際的工程中，常由于接地方法有問題，可能導致N線與PE線接觸，使系統全部或部分又轉回TN—C系統，再度產生干擾故障。
五、TN-S系統簡明圖（目前采用最多的系統）

一般要求：
（1）總零線（N）線不得裝設熔斷器和單獨的開關裝置，即使通過開關，也應采用N線直通型開關；為保證N線連續可靠不間斷的連接，N線導體的截面積應符合要求（參考如上TT系統所述）；N線不得再次作重復接地連接。
（2）保護線（PE）需要作重復接地連接。
（3）保護地線（PE）絕對不允許斷開。否則若有一臺設備內部發生漏電而使該設備外漏不帶電部分帶電時，就構不成回路，保護器不會自動切斷電源，同時產生嚴重后果：與之接同一條保護地線的其他完好設備外殼也都被動帶電，引起大范圍的電氣設備外殼帶電，造成可怕的觸電威脅。為了安全需要，這條線要做重復接地，而且接地可靠（接地電阻要符合要求）。
備注：就上圖的配電系統而言，事實上【PE線】專業叫做【保護零線】，只是在現實中很少人叫做【保護零線】，而叫做【保護地線】。現實中，我們在用電器上看到的黃綠相間的那條線，是接設備外殼的，就是接保護零線的。
因此，在簡明圖中我們可以看到：
藍色的零線（N線）是不經過總開關的，我們這里指的總開關也指“最終用戶開關”之前的分開關，只有到達最終用戶時，才允許經過開關。這樣要求的目的是避免零線斷線而造成用電設備受電電壓升高，導致設備故障，原本是單相供電（220V），變成兩相供電（380V）；綠色線（PE）線保證連續緊密不間斷連接，同時作重復接地連接、首末端接地連接。
【必須注意】
在配電的時候要盡可能做到三相用電負荷基本平衡。舉例說明，例如小區供電，我們以一棟6層2單元的住宅樓說明，變壓器輸出的三相一零分別送到該樓的總配電箱內，然后在這么分配給用戶：1、2層樓用A相，2、3.層用B相，5、6層用戶用C相，這么配電在理論上就基本保持供電系統的三相平衡。也由此可知，絕對平衡是不可能的。
【小常識】在理論上，如果供電系統三相用電負荷平衡，那么總零線上是沒有電流流過的，因此我們就知道了總零線的作用，即是用來流通三相供電系統的不平衡電流用的，所以，在現實中我們見到的4線供電電纜，零線要比三根火線的線徑小得多；而在現實中，區民用電大多是單相用電用戶，因此我們就要求零線和火線的線徑一樣的規格，因為火線流過多少電流，零線就流過多少電流。
【小常識】
現實中，我們常常遇到一些小飯館因為供電出了問題要我們去看看他們的供電是否合理的情況。在檢查中我們發現，這些小飯館只用一根火線和一根零線供電（單相供電）。要知道，隨著電磁灶、空調等大功率家用電器的普及，只采用一根火線和一根零線供電是明顯不夠的，這么供電，要求電線線徑很大，例如16平方，電線仍發熱不止。我們立即建議進行改造，改為3相供電，即3根火線（A相B相C相）1根零線和1根地線（TN-S系統5線制）供電，然后在小飯館內再這么分配用電：全部空調用一相，飯館內插座、照明用一相，伙房用一相（廚房用電量很大）。

關于TN-C系統是否需要安裝漏電保護器的問題。

關于TN-C系統是否需要設漏電保護器的問題，在學術上有沒有明確的規定，我也不大清楚。
隨著電子技術和科技的發展，電子設備越來越多地被運用到了老百姓的生活中來，那么來說，對配電系統的要求也越來越高，TN-C系統將逐步地退出歷史的舞臺，TN-S系統將成為最穩定優越的供電系統。
對于TN-C系統要不要設漏電保護器的問題，可以具體情況具體分析，在這里只能略作解釋：
（1）首先我們要明確，漏電保護器不是保命器，就終端用戶而言，我們安裝漏電保護器（具有短路、過載和漏電三種保護功能與一體的漏電保護器，即市場上賣的：剩余電流動作斷路器）的目的是：
a、發生線路（設備或家用電器）過載、短路（線路或設備故障）、線路（設備或家用電器）漏電時，漏電保護器要及時自動地跳閘切斷電源。
b、漏電保護器是在線路或設備（或家用電器）發生漏電時就立即自動跳閘切斷電源，以保護人接觸到漏電的設備而發生觸電。也就是說，當設備發生漏電后就立即跳閘，而不是要等到人去接觸到漏電設備時才跳閘，這一點很重要。因此，對于TN-S系統而言，接地線是一根很重要的保護線，要確保我們所使用的家用電器的外殼與之緊密連接，為什么要緊密連接？因為這條線是讓漏電電流通過的，一旦設備發生漏電，漏電電流就從這條線流回供電系統，漏電保護器才能檢測到不平衡電流，才會立即跳閘切斷電源；還有就是，這條線是與大地緊密連接的，因為大地電位為零，那么我們設備外殼的電位也被它拉為接近零，所以人接觸到設備外殼是安全的（回顧一下歐姆定律就可以知道人為什么是安全的）。
（2）TN-C系統因為PEN線二合為一，假如設備外殼沒有接地，那么設備發生漏電了，漏電保護器仍不會自動跳閘切斷電源，以保護設備和人身安全，因為漏電電流又流回零線，漏電保護器沒有檢測到漏電存在，此時，漏電的設備外殼是帶電的，一定要等到人去接觸了帶電的設備外殼，人被電擊了（假如人是站在大地上的），漏電保護器才會跳閘（假如漏電保護器是好的，整定電流是在30毫安及以下的。假如整定值大于30毫安的，人被電死了，還不會跳閘切斷電源）。
（3）TN-C系統因為PEN線二合為一，假如設備外殼接地，就漏電保護而言，這臺設備已經發生漏電，那么就無法使用漏電保護器。因為若設備發生漏電，漏電電流一部分就流入大地，一部分流回零線（假如設備外殼按規定做接零保護的話）流入大地的泄漏電流達到漏電保護器的設定值（漏電保護器有不同的整定值，對于家用的整定為30毫安及以下），漏電保護器就動作，就會發生漏電保護器無法合閘的情況。
（4）TN-C系統最原始的保護方法是設備外殼接零保護（除了設備本身工作零線外，用另外的導線將設備導電外殼與供電零線連接起來），也即常說的保護接零，原理：當設備發生漏電時，漏電電流流回零線，漏電小就是過載故障，漏電大就是短路故障，也即是發生零線和火線短路的故障，因為短路電流很大，迫使線路過載或是短路保護器動作切斷電源，若線路保護器不動作，就會發生線路或設備燒毀的電氣故障，因此合理選擇線路保護器是很重要的。
（5）就以上分析而言，TN-C系統用戶終端也未必就不可使用漏電保護器，可以選擇具有短路保護、過載保護和漏電保護三重保護功能于一體的漏電保護器使用。
淺作以上分析，不知對否，請大家討論。
值得指出，如有必要，需將TN-C系統改造為TN-S系統。

[ 本帖最后由 genius5201 于 2013-1-8 23:51 編輯 ]
土木在線論壇，原文為：【分享】低壓配電系統型式 http://bbs.co188.com/thread-8533366-1-1.html

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