低压配电系统IT系统、TT系统、TN系统介绍

来源:电工之家 时间:2017-08-15 09:56

低压配电系统中常用的型式有:IT系统、TT系统、TN系统,下面我们做分别介绍。
一、IT型
如下图

二、TT型
如下图

必须说明:
《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001中规范:
3.4.5 采用TT系统时应满足的要求:
1、采用TT系统,除变压器低压侧中性点直接接地外,中性线不得再行接地,且应保持与相线(火线)同等的绝缘水平。
2、为了防止中性线的机械断线,其截面积应满足以下要求:
相线的截面积S:S≤16平方毫米 中性线截面积S0:S0=S(与相线一样)
相线的截面积S:16<S≤35平方毫米 中性线截面积S0:S0=16
相线的截面积S:S>35平方毫米 中性线截面积S0:S0=S/2(相线的一半)
3、电源进线开关应隔离(能断开)中性线,漏电保护器必须隔离(能断开)中性线。
4、必须实施剩余电流保护(即必须安装漏电保护开关),包括:
(1)剩余电流总保护、剩余电流中级保护(必要时),其动作电流应满足:
剩余电流总保护和是及时切除低压电网主干线和分支线路上断线接地等产生较大剩余电流的故障。
剩余电流总保护器的动作电流整定:
总保护整定
剩余电流较小的电网 非阴雨季节为50mA 阴雨季节为200mA
剩余电流较大的电网 非阴雨季节为100mA 阴雨季节为300mA
(2)剩余电流末级保护
剩余电流中末级保护装于用户受电端(即终端用户,例如家庭用电,或某台用电设备),其保护范围是防止用户内部绝缘破坏,发生人身间接接触触电等而产生的剩余电流所造成的事故。对直接接触触电,仅作为基本保护措施的附加保护。
剩余电流中末级保护应满足以下条件:
Re×Iop≤Ulim
式中:
Re—受电设备外露可导电部分的接地电阻(Ω)
Ulim—安全电压极限(正常情况下可按50V交流有效值考虑)
Iop—剩余电流保护器的动作电流(A)
Iop整定值:≤30mA
5、配电变压器低压侧及出线回路,均应装设过电流保护,包括:短路保护和过负荷保护。
6、PEE线的作用:当设备发生漏电时,漏电电流可以通过大地回流到变压器的中性点,可以降低带点的设备外壳电压,降低人触及设备外壳被电击的危险程度。
7、当发生单相接地故障时,接地电流通过大地流回变压器中性点,使得接地电流很大,促使线路保护器可靠动作(特别是整定值符合规范的漏电保护器)可靠动作,切断电源。
三、TN型
TN系统:包括TN—C、TN—C—S、TN—S三种系统
1、TN—C系统
如下图

必须说明:
《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系的统规范:为了保护民用建筑的用电安全,不宜采用TN—C系统。
2、TN—C—S系统
如下图

3、TN—S系统
如下图

TN优缺点分析:
TN-S(三相五线制)接地形式的PE线平时不通过工作电流,仅在发生接地故障时流过故障电流,其电位接近大地电位,不会干扰信息设备,不会对地打火,较为安全;缺点是需要全程设置PE线,造价较高。
TN-C-S(三相四线制)相对于TN-S(三相五线制)来说少了一根专用PE线,造价较低,由于其进入用电建筑后PE线和N线分开所以也具有TN-S的有点;但是要求PEN线的连接非常可靠,PEN线一旦断线将引发很多故障。
需要注意:
NT-S系统的PE和TN-C-S系统的PEN线在同一供电范围内都是连通的,当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时,NT-S系统其故障电压会沿着PE线、TN-C-S系统其故障电压会沿着PEN线在电气设备间传导,这是TN系统共有的缺点,所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。
四、关于低压配电系统选用规范:
1、《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001对低压配电系统选用规范:
3.4.1农村低压电网宜采用TT系统,城镇电力用户宜采用TN系统,对安全有特殊要求可采用IT系统。
2、《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系统选用规范:
7.0.1 对于民用建筑的低压配电系统应采用TT、TN-S 或TN-C-S 接地型式,并进行等电位联结。为保证民用建筑的用电安全,不宜采用TN-C 接地型式;有总等电位联结的TN-S 接地型式系统建筑物内的中性线不需要隔离;对TT 接地型式系统的电源进线开关应隔离中性线,漏电保护器必须隔离中性线。
3、《住宅设计规范》GB50096-1999(2003版)电气部分规范:
6.5.2 本条强调了住宅供电系统设计的安全要求。
TT、TN-C-S 和TN-S 三种系统,都有专用的PE 线(接地线),是住宅中最常用可靠的接地方式;“总等电位联结”则可降低住宅楼内的接触电压,消除沿电源线路导入的对地故障电压的危害,也是防雷安全所必需。
4、《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008对低压配电系统选用规范:
8.1.6. 电子信息系统机房低压配电系统不应采用TN-C系统。电子信息设备的配电应按设备要求确定。
解释:
这是因为若采用TN—C系统,会产生连续的工频电流及谐波电流对设备的干扰。干扰来源于TN—C系统“中性导体电流”(在三相系统中由于不平衡电荷在PEN线上产生的电流)分流于PEN线、信号交换用的电缆的屏蔽层,基准导体和室外引来的导电物体之间。而采用TN—S系统,这种“中性导体电流”仅在专用的导体(N)线上流动,不会通过共用接地系统对设备产生干扰。因此,在进行配电时,应保证N线(零线)与PE线(保护地线)绝缘。当然,在实际的工程中,常由于接地方法有问题,可能导致N线与PE线接触,使系统全部或部分又转回TN—C系统,再度产生干扰故障。
五、TN-S系统简明图(目前采用最多的系统)

一般要求:
(1)总零线(N)线不得装设熔断器和单独的开关装置,即使通过开关,也应采用N线直通型开关;为保证N线连续可靠不间断的连接,N线导体的截面积应符合要求(参考如上TT系统所述);N线不得再次作重复接地连接。
(2)保护线(PE)需要作重复接地连接。
(3)保护地线(PE)绝对不允许断开。否则若有一台设备内部发生漏电而使该设备外漏不带电部分带电时,就构不成回路,保护器不会自动切断电源,同时产生严重后果:与之接同一条保护地线的其他完好设备外壳也都被动带电,引起大范围的电气设备外壳带电,造成可怕的触电威胁。为了安全需要,这条线要做重复接地,而且接地可靠(接地电阻要符合要求)。
备注:就上图的配电系统而言,事实上【PE线】专业叫做【保护零线】,只是在现实中很少人叫做【保护零线】,而叫做【保护地线】。现实中,我们在用电器上看到的黄绿相间的那条线,是接设备外壳的,就是接保护零线的。
因此,在简明图中我们可以看到:
蓝色的零线(N线)是不经过总开关的,我们这里指的总开关也指“最终用户开关”之前的分开关,只有到达最终用户时,才允许经过开关。这样要求的目的是避免零线断线而造成用电设备受电电压升高,导致设备故障,原本是单相供电(220V),变成两相供电(380V);绿色线(PE)线保证连续紧密不间断连接,同时作重复接地连接、首末端接地连接。

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