在工程中經(jīng)常說(shuō)到供電系統(tǒng)為有三相三線(xiàn)制、三相四線(xiàn)制、三相五線(xiàn)制等,但這些說(shuō)法并不正確?,F(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052-2009)根據(jù)配電系統(tǒng)接地方式的不同,把系統(tǒng)分為 TN 系統(tǒng)、 TT 系統(tǒng)、 IT 系統(tǒng)三大類(lèi)。其中 TN 系統(tǒng)又可區(qū)分為 TN-S 、 TN-C和TN-C-S 三種系統(tǒng)。下面就對(duì)各種供電系統(tǒng)做一個(gè)介紹。IT接地方式供電系統(tǒng):I 表示電源側(cè)沒(méi)有工作接地,或經(jīng)過(guò)高阻抗接地。每二個(gè)字母 T 表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。如下圖所示:
IT 方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí),供電的可靠性高、安全性好,但不引出中性線(xiàn),不能提供照明、控制等220V電源,故障防護(hù)和維護(hù)管理較復(fù)雜,所以適用范圍非常有限。一般僅用于不允許停電的場(chǎng)所,或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方,例如電力煉鋼、大醫(yī)院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內(nèi)供電條件比較差,電纜易受潮。運(yùn)用 IT 方式供電系統(tǒng),電源中性點(diǎn)不接地,一旦設(shè)備漏電,單相對(duì)地漏電流很小,不會(huì)破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)還安全。
TT接地方式供電系統(tǒng):TT 方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng),稱(chēng)為保護(hù)接地系統(tǒng),也稱(chēng) TT 系統(tǒng)。個(gè)符號(hào) T 表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地;第二個(gè)符號(hào) T 表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接,而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在 TT 系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱(chēng)為保護(hù)接地。如圖下圖所示
這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:
當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線(xiàn)碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時(shí),由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是,低壓斷路器(自動(dòng)開(kāi)關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓,屬于危險(xiǎn)電壓。
當(dāng)漏電電流比較小時(shí),即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù)。
TT系統(tǒng)適用于接地保護(hù)占很分散的地方,這些地方不方便實(shí)施等電位連接,如路燈裝置、施工場(chǎng)地等場(chǎng)合。
TN接地方式供電系統(tǒng):這種供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線(xiàn)相連接保護(hù)系統(tǒng),稱(chēng)作接零保護(hù)系統(tǒng),用 TN 表示一個(gè)字母T表示電源的一點(diǎn)(通常是中性線(xiàn)上的一點(diǎn))與大地直接連接;第二個(gè)字母N表示外露導(dǎo)電部分通過(guò)與接地的電源中性點(diǎn)的連接而接地。它的特點(diǎn)是、一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電,接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流,這個(gè)電流很大,實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障,保護(hù)回路中的熔斷器會(huì)熔斷,低壓斷路器的脫扣器會(huì)動(dòng)作而跳閘,使故障設(shè)備斷電,比較安全。
TN-S 接地方式供電系統(tǒng):它是把工作零線(xiàn) N 和專(zhuān)用保護(hù)線(xiàn) PE 嚴(yán)格分開(kāi)的供電系統(tǒng),稱(chēng)作 TN-S 供電系統(tǒng)。如下圖所示
TN-S 供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下
系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),專(zhuān)用保護(hù)線(xiàn)PE上不有電流,只是工作零線(xiàn)上有不平衡電流。 PE 線(xiàn)對(duì)地沒(méi)有電壓,所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專(zhuān)用的保護(hù)線(xiàn) PE上,安全可靠。
工作零線(xiàn)只用作單相負(fù)載回路使用。
干線(xiàn)上使用漏電保護(hù)器,工作零線(xiàn)不得有重復(fù)接地。而PE線(xiàn)有重復(fù)接地,但不許進(jìn)入漏電開(kāi)關(guān)。
當(dāng)電源采用TN系統(tǒng)時(shí),從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內(nèi)的配電線(xiàn)路和分支線(xiàn)路必須采用TN-S系統(tǒng)。(50057-2010 6.1.2)注①
TN-C 接地方式供電系統(tǒng):它是用工作零線(xiàn)兼作接零保護(hù)線(xiàn),可以稱(chēng)作保護(hù)中性線(xiàn),用PEN表示。如圖下圖所示:
這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:
如果三相負(fù)載不平衡,工作零線(xiàn)上就會(huì)有不平衡電流,對(duì)地有電壓,所以與保護(hù)線(xiàn)所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。
如果工作零線(xiàn)斷線(xiàn),則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電。
如果電源的相線(xiàn)碰地,則設(shè)備的外殼電位升高,使中性線(xiàn)上的危險(xiǎn)電位蔓延。
TN-C 系統(tǒng)一般不可使用漏電保護(hù)器,干線(xiàn)上使用漏電保護(hù)器時(shí),工作零線(xiàn)后面的所有重復(fù)接地必須拆除,否則漏電開(kāi)關(guān)合不上;而且,工作零線(xiàn)在任何情況下都不得斷線(xiàn)。所以,實(shí)用中工作零線(xiàn)只能讓漏電保護(hù)器的上側(cè)有重復(fù)接地。
TN-C 接地方式供電系統(tǒng)適用于三相負(fù)載基本平衡情況的情況下,較TN-S、TN-C-S系統(tǒng)可節(jié)省一根導(dǎo)線(xiàn),但存在很多問(wèn)題,目前已很少使用。
TN-C-S 接地方式供電系統(tǒng):在這種系統(tǒng)通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線(xiàn)點(diǎn)前N線(xiàn)和PE線(xiàn)是合一的,電源進(jìn)線(xiàn)點(diǎn)后即分為兩根線(xiàn)。
如圖下圖所示:
這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:
使用時(shí)與TN-S效果一致注②。可節(jié)約一根專(zhuān)用PE線(xiàn),但是有限制條件:
TN-C-S適用于變壓器與設(shè)備不在同一建筑物注③。
TN-C-S適用于變壓器至此建筑物只有電氣通路注④。
?。捍颂幧綎|地標(biāo)天津地標(biāo)《天津市住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DB29-22-2013》變電所在建筑物內(nèi)時(shí)可采用TN-S系統(tǒng),個(gè)人認(rèn)為不妥,應(yīng)該為“應(yīng)”,在此問(wèn)題山東地標(biāo)規(guī)定與國(guó)標(biāo)一致:對(duì)于變配電等電氣裝置安裝在由其供電的建筑物時(shí),應(yīng)選用TN-S系統(tǒng))
注②:其實(shí)TN-C-S要優(yōu)于TN-S,因?yàn)門(mén)N-C-S系統(tǒng)N和PE在單體總進(jìn)線(xiàn)才分開(kāi),降低了共模電壓,具體原因分析想見(jiàn)王厚余老先生《建筑電氣裝置600問(wèn)》。
PEN產(chǎn)生電壓降導(dǎo)致本單體內(nèi)地線(xiàn)之間有電位差,可能干擾信息設(shè)備或產(chǎn)生火花。
(如果有多條進(jìn)線(xiàn)且每條進(jìn)線(xiàn)來(lái)源不同[從不同地方接入,供配電距離不等]PE線(xiàn)至單體總進(jìn)線(xiàn)處電壓降不同,會(huì)造成PE線(xiàn)之間有電位差,能干擾信息設(shè)備或產(chǎn)生火花。所以在有多條進(jìn)線(xiàn)、有單相負(fù)荷、有精密儀器/易發(fā)生爆炸、火災(zāi)等的危險(xiǎn)環(huán)境的單體,建議使用TN-S系統(tǒng))