在工程中經(jīng)常說到供電系統(tǒng)為有三相三線制、三相四線制、三相五線制等,但這些說法并不正確?,F(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(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。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)。下面就對各種供電系統(tǒng)做一個介紹。IT接地方式供電系統(tǒng):I 表示電源側(cè)沒有工作接地,或經(jīng)過高阻抗接地。每二個字母 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時,供電的可靠性高、安全性好,但不引出中性線,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),電源中性點不接地,一旦設(shè)備漏電,單相對地漏電流很小,不會破壞電源電壓的平衡,所以比電源中性點接地的系統(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),稱為保護(hù)接地系統(tǒng),也稱 TT 系統(tǒng)。個符號 T 表示電力系統(tǒng)中性點直接接地;第二個符號 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)載的所有接地均稱為保護(hù)接地。如圖下圖所示
這種供電系統(tǒng)的特點如下:
當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時,由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓,屬于危險電壓。
當(dāng)漏電電流比較小時,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,這些地方不方便實施等電位連接,如路燈裝置、施工場地等場合。
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相連接保護(hù)系統(tǒng),稱作接零保護(hù)系統(tǒng),用 TN 表示一個字母T表示電源的一點(通常是中性線上的一點)與大地直接連接;第二個字母N表示外露導(dǎo)電部分通過與接地的電源中性點的連接而接地。它的特點是、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,這個電流很大,實際上就是單相對地短路故障,保護(hù)回路中的熔斷器會熔斷,低壓斷路器的脫扣器會動作而跳閘,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 N 和專用保護(hù)線 PE 嚴(yán)格分開的供電系統(tǒng),稱作 TN-S 供電系統(tǒng)。如下圖所示
TN-S 供電系統(tǒng)的特點如下
系統(tǒng)正常運(yùn)行時,專用保護(hù)線PE上不有電流,只是工作零線上有不平衡電流。 PE 線對地沒有電壓,所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線 PE上,安全可靠。
工作零線只用作單相負(fù)載回路使用。
干線上使用漏電保護(hù)器,工作零線不得有重復(fù)接地。而PE線有重復(fù)接地,但不許進(jìn)入漏電開關(guān)。
當(dāng)電源采用TN系統(tǒng)時,從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內(nèi)的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。(50057-2010 6.1.2)注①
TN-C 接地方式供電系統(tǒng):它是用工作零線兼作接零保護(hù)線,可以稱作保護(hù)中性線,用PEN表示。如圖下圖所示:
這種供電系統(tǒng)的特點如下:
如果三相負(fù)載不平衡,工作零線上就會有不平衡電流,對地有電壓,所以與保護(hù)線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。
如果工作零線斷線,則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電。
如果電源的相線碰地,則設(shè)備的外殼電位升高,使中性線上的危險電位蔓延。
TN-C 系統(tǒng)一般不可使用漏電保護(hù)器,干線上使用漏電保護(hù)器時,工作零線后面的所有重復(fù)接地必須拆除,否則漏電開關(guān)合不上;而且,工作零線在任何情況下都不得斷線。所以,實用中工作零線只能讓漏電保護(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,但存在很多問題,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)線點前N線和PE線是合一的,電源進(jìn)線點后即分為兩根線。
如圖下圖所示:
這種供電系統(tǒng)的特點如下:
使用時與TN-S效果一致注②??晒?jié)約一根專用PE線,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)計標(biāo)準(zhǔn)DB29-22-2013》變電所在建筑物內(nèi)時可采用TN-S系統(tǒng),個人認(rèn)為不妥,應(yīng)該為“應(yīng)”,在此問題山東地標(biāo)規(guī)定與國標(biāo)一致:對于變配電等電氣裝置安裝在由其供電的建筑物時,應(yīng)選用TN-S系統(tǒng))
注②:其實TN-C-S要優(yōu)于TN-S,因為TN-C-S系統(tǒng)N和PE在單體總進(jìn)線才分開,降低了共模電壓,具體原因分析想見王厚余老先生《建筑電氣裝置600問》。
PEN產(chǎn)生電壓降導(dǎo)致本單體內(nèi)地線之間有電位差,可能干擾信息設(shè)備或產(chǎn)生火花。
(如果有多條進(jìn)線且每條進(jìn)線來源不同[從不同地方接入,供配電距離不等]PE線至單體總進(jìn)線處電壓降不同,會造成PE線之間有電位差,能干擾信息設(shè)備或產(chǎn)生火花。所以在有多條進(jìn)線、有單相負(fù)荷、有精密儀器/易發(fā)生爆炸、火災(zāi)等的危險環(huán)境的單體,建議使用TN-S系統(tǒng))