简述低压供电系统的几种供电方式
摘要建筑工程供电使用的基本供电方式为:tt 系统、tn 系统、it 系统,其中tn 系统又分为tn-c 、tn-s 、tn-c-s 系统,简要介绍各种供电方式的特点及一些应用。
关键词 tt;tn-c;tn-s;tn-c-s;it;供电系统
中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)25-0101-02
1 tt方式供电系统
tt 供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,
称为保护接地系统。
第一个字母说明电源的带电导体与大地的关系,也即如何处理系统接地,t是“大地”一词法文terre的第一个字母,电源的一点(通常是中性线上的一点)与大地直接连接。
第二个符号t:外露导电部分直接接大地,它与电源的接地无联系。
在tt 系统中用电设备的所有接地均称为保护接地。
这种供电系统的特点如下:1)当电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而导致人体可接触的金属
外壳带电时,因为人体电阻与保护接地电阻是并联关系,并且一般
情况下人体的电阻远大于接地电阻4ω,所以通过人体的电流远小
于通过接地电阻的电流,降低触电的危险性。
但低压断路器、熔断器不一定能断开故障线路,漏电设备的外壳对地电压仍属于危险电压,所以线路中还需要安装漏电断路器;2)每个电气设备均需要制
作接地装置,耗用的镀锌角钢、圆钢等钢材难以回收;3)tt系统中的负载所有接地均称为保护接地。
如在施工现场借用的电源是tt 系
统,作临电时应作一条专用保护线,以节约接地装置钢材用量。
把新设专用保护线pe 线和工作零线n 分开,其特点是:(1)共用接地保护线与工作零线,相互独立、绝缘;(2)三相负荷不平衡时,工作零线即中性线上可以有电流,而专用保护线没有电流;(3)tt 系统适用于接地保护点很分散的地方,部分农村仍然采用tt 系统的供电方式。
2 tn-c方式供电系统
tn方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用 tn 表示。
tn-c系统用工作零线兼作接零保护线,称作保护中性线,用pen表示,在全系统内n线和pe线是合一的(c是“合一”一词法文comhine的第一个字母)。
注意,此处的全系统是从电源配电盘出线处算起。
它的特点如下:
1)一旦用电设备外壳漏电,即pen线和相线连通形成短路,这个电流很大,是 tt 系统同类故障电流的5.3倍,熔断器、低压断路器立即动作而使故障设备断电,保证人身安全;
2)适用在三相负荷比较平衡的情况;
3)严禁断开pen导体,不得装设断开pen导体的电器,并且pen线上存在一定的电位;
4)在tn-c系统中因中性线有电流,对地有电压又作重复接地,干线上无法安装漏电保护器;
5)pen线必须有耐受最高电压的绝缘,外界可导电部分严禁用作pen导体。
3 tn-s方式供电系统
电源中性点接地,工作零线n和专用保护接零pe线从电源中性点处严格分开的供电系统,称为tn-s供电系统,即俗称三相五线制(这种称呼是不严格的)。
tn-s供电系统的特点如下:
1)供电系统正常运行时,专用保护pe线上没有电流,只是工作零线在三相负荷不平衡时通过不平衡电流。
pe线只有在相线碰壳或设备绝缘损坏等故障情况下产生瞬间电流,而被接在前端的漏电断路器迅速动作切断电路,安全可靠。
2)工作零线n只用于单相用电设备。
3)专用保护pe线不许进入漏电开关、熔断器等电器元件,也不生产五极断路器。
4)主干线、各分支线路上都可以用漏电保护器,工作零线从变压器中性点引出后不能再与大地连接,而保护pe线需要在末端和大地重复连接。
5)tn-s供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
《施工现场临时用电安全技术规范》jgj46-2005中强制要求在施工现场使用专用变压器供电的用tn-s方式供电。
4 tn-c-s 方式供电系统
在给建筑物供电中,如果变压器中性点接地了,但在变压器的中性点没有接出pe线,是三相四线制供电,而到后面用电总配电箱工作零线铜排处又分出pe线并在末端和大地重复连接,这种系统称为tn-c-s供电系统。
此系统的特点如下:
1)工作零线n与专用保护线pe在后面用电总配电箱工作零线铜排处相连通,连接点后端工作零线线路不平衡电流比较大时,电气
设备的接零保护受零电位的牵掣,pe线上不产生电流,即该段导线
上没有电压降。
因此,tn-c-s 系统可以降低用电设备外壳对地的电压,但又不能完全消除这个电压,这个电压的大小取决于后端三相
负荷电流不平衡的情况及变压器中性点到总配电箱工作零线的长度。
通过零线的电流越大,零线离中性点距离越长线路电阻越大,设备外壳对地产生的电位差就越大。
所以要求通过零线的不平衡电流不能太大,而且pe 线在末端应作重复接地。
2)pe线在何种情况下都不能通过漏电保护器,因为pe线是不允许断线的。
3)pe线除了在总配电箱处必须和n线连通之外,在后端的各分配电箱处均不能把n线和pe线相连,pe线需要单独敷设,pe线上也不许安装开关和熔断器。
通过上述分析,tn-c-s供电系统是在tn-c、tn-s系统上临时变通的作法。
当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载电流比较平衡时,在正式民用建筑等供电系统中主要采用tn-c-s系统。
但是,在施工现场有专用的电力变压器时,现场临时用电必须采用tn-s供电方式。
5 it 方式供电系统
it方式供电系统的i表示电源与大地隔离或电源的一点经高阻抗(例如,l 000ω)与大地连接(i是“隔离”一词法文isolation的第一个字母),第二个字母说明电气装置的外露导电部分与大地的关
系,也即如何处理保护接地。
此系统的特点如下:
1)it系统的电源端不做系统接地,在发生第一次接地故障时由于没有形成故障电流返回电源的通路,其故障电流仅为两根非故障线路对地电容电流的相量和,其值甚小,因此在保护接地的接地电阻
上产生的对地故障电压很低,不致引发电击事故。
所以发生第一次接地故障时不需切断电源而使供电中断。
无特殊要求的情况下,它一般不引出中性线,不能提供照明、控制等需用的220v电源,且其维护管理较复杂,加上其他原因,使其应用受到限制。
2)它适用于对供电不间断和防电击要求很高的场所,在我国规定矿井下、钢铁厂以及医院手术室等场所采用it系统。
发达国家电气安全要求高,诸如玻璃厂、发电厂的厂用电、钢铁厂、化工厂、爆炸危险场所、重要的会议大厅的安全照明、计算机中心以及高层建筑的消防应急电源、重要的控制回路等都采用it系统。
3)在it系统中的任何带电部分(包括中性线)严禁直接接地。
it 系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态。
在正常情况下,从各相测得对地短路电流值均不得超过70ma。
若以连续供电为目的时,则以不损坏设备为限度,可放宽此值。
所有设备外露可导电部分均应通过保护线与接地极(或保护接地母线、总接线端子)连接。
4)it系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。
6 结论
总之,各种接地系统各有短长,建筑工程供电中tn-c-s、tn-s这两种供电方式用的比较多,其他几种供电方式根据不同的环境、场
合等因素而得到应用。