三相五线制课件

nullnull 三相五线制的推广与应用 新疆富蕴广汇新能源有限公司 电气车间 冯建军 null摘 要：解决低压电网系统中采用接地和接零保护时安全隐患，保障低压电网系统的电气设备在故障时人身安全。 前 言：在我国，低压电网的中性点有三种运行方式：一种是电源中性点不接地，一种是电源中性点经阻抗（消弧线圈）接地，一种是电源中性点直接接地。前两种可合称为IT系统，而后一种可称为TT系统及TN系统。根据多年的运行经验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，现行这种接地保护有许多优点，但也存在很大缺陷，给人身安全带来一定威胁，也使低压电网系统保护装置动作失灵，为此有必要对现行各种接地系统的优缺点和适用范围做一分析、比较，以便确定适用于我国现行低压电网的接地及接零保护系统，使低压电网系统稳定安全运行。null一、 TT系统 在低压电网配电变压器中性点直接接地系统中，把电气设备的外漏可导电部分（金属外壳）接地、成为TT系统，该系统引出有N线，属三相四线制系统。如图1所示。 nullnull 在TT系统内，电气设备的外露可导电部分（金属外壳） 经各自的PE线分别直接接地，与电源的接地在电气上 无任何联系。各个电气设备各用自己的接地极PE线又 互不连通，这样就杜绝某一电气设备外壳上危险故障 电压沿PE线窜入其他电气设备外壳上的危险，因此它 被供电部门规定为低压电网供电的接地系统。它也适 用于对数据处理、精密检测装置等供电，所以这种系 统在国内外应用比较广泛。null但这种接地保护系统在某种情况下，也并不能保证安全。当TT系统中电气设备绝缘损坏或发生相线碰壳时，将使电气设备外露可导电部分（金属外壳）带电。如果人体触及带电设备外壳时，因设备接地电阻Rd远小于人体接触电阻Rr，所以大部分单相短路电流通过接地装置引入大地，从而减少了人体触电的危险性。一般均考虑中性点的接地电阻Ro=4Ω，电气设备外壳接地电阻Rd=10Ω，当电气设备发生相线碰壳时，其故障电流为：null 如果电气设备容量较大，15.71A的故障电流不足 以使电气设备保护装置动作，故在电气设备外壳上呈现电压： Ud=Id×Rd=15.71×10=157V 显然这对人体是不安全的。如果要想使Ud不超 过允许的安全电压，即50V以下，则: Ud=Ux*Rd/(Ro+ Rd)≤50，故Rd=1.18Ωnull要想使电气设备的接地电阻做得这么小，这个要求是很高的，即使能做到，也比较昂贵，特别在条件差，土壤电阻率高的地区很难做到这一点。 由此可见，TT系统对人身仍有一定的危险性。null二、 TN系统 低压电网的配电变压器中性点直接接地系统中，将电气设备的外露可导电部分（金属外壳）与中性线N相接，称为TN系统，TN系统又依其PE的形式分为TN—C系统、TN—S系统和TN—C—S系统。null1. TN—C系统 这种系统的中性线N和保护线PE合一为PEN线，属于三相四线制系统。如图2所示：null在TN-C系统内，所有电气设备的外露可导电部分（金属外壳）均与PEN相连，它的特点是当相线碰壳时，相线经设备外壳和零线构成闭合回路而发生短路，由于导线（包括相线和零线）及设备外壳的合成电阻值很小，所以短路电流较大，可以使电气设备保护装置快速而可靠的动作，将故障设备断开电源。因而在出现相线碰壳短路故障瞬间，即使人体触及设备外壳，流过人体的电流比较小，其数值极低，在大多情况下能保证人身安全。所以该系统简单、经济的优点成为我国较早最广泛应用的系统。null但这种接零保护系统在某种情况下，也并不能保证安全。原因之一是由于PEN线通过正常负荷电流时，有时还要通过三次谐波电流，在其PEN线上产生的压降将呈现在电气设备的外壳上。当人体触及电气设备外壳时，就会有一定的危险性。之二是当TN-C系统发生PEN断线，此时如有一相碰壳时，在没有重复接地的情况下，如图3所示： nullnull 接在断线后面的所有电气设备外壳上，都同时存在着近于相电压的对地电压，这种情况是相当危险的。而在重复接地的情况下，如图4所示：nullnull接在零线断线处后面的电气设备外壳上存在对地电压为 式中Rn——重复接地体的接地电阻Ω； Ro——中性点的接地电阻Ω； Id——故障电流A 在零线断线处后面，人体触及各设备外壳时，接触电压均为Id*Rn伏。null接在断线处前面的设备外壳上的对地电压为： 在零线断线处前面，人体触及各设备外壳时接触电压均为Id*Ro伏。 当Rn=Ro时，前后电气设备外壳上对地电压皆为Ux/2,但是Ux/2=220/2=110V电压值大于50V安全电压，显然这对人体也是不安全的。而在大多情况下，Rn皆大于Ro，使零线断线处后面的所有电气设备的外壳上的对地电压升高，也就是说，人体接触电压会高于Ux/2。 由此可见，TN-C系统对人身也有危险性。null2、 TN-S系统 这种系统的中性线N与保护线PE是分开的，属于三相五线制系统，如图5所示null当TN-S系统发生与TT系统同样故障时，TN-S系统中电气设备相线经外壳和保护线PE构成闭合回路而发生短路，由于导线（包括相线和保护线PE）及设备外壳的合成电阻值很小所以短路电流较大，可以使TN-S系统中电气设备保护装置快速而可靠的动作，将故障设备断开电源。null 在TN-S系统中，所有电气设备的外漏可导电部分（金属外壳）均与PE相连，而PE线不通过正常负荷电流，也不通过三次谐波电流，因此在PE线上不产生压降，也就不会在电气设备外壳上呈现对地电压。如果TN-S系统在发生与TN-C系统同样故障，即当系统中N线断线，此时如有一相碰壳时，由于保护线PE并未受到影响，其分析过程与上述是一样，这里不再重述，结果也会使故障设备断开电源。null 由此可见，TN-S系统（三相五线制系统）在发生故障情况下对人身是安全的。 因此TN-S系统适用于工业、工矿企业、及民用建筑业，也适用对数据处理设备和精密电子仪器设备的供电。但是TN-S系统不足之处在于，不能解决相线对大地短路时引起中性点电位的升高。null3、 TN-C-S系统 系统中有一部分中性线N与保护线PE是合一的，另外一部分又是分开的，所以成为TN-C-S系统。如图6所示;null 这种系统前边为TN-C系统，后边为TN-S系统。该系统兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，常用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所。 但是这种保护系统在某种情况下，也并不能保证安全，原因之一是由于三相负荷不平衡和线路上接有非线性元件时，零线中有电流和谐波电流通过，这样设备就带上电压，人体接触后有电击的可能。应注意PEN线分为PE线和N线后，N线应对地绝缘，不能再与PE线合并或互换，不然他仍然是TN-C系统。null之二是如果TN-C-S系统发生PEN断线，并有一相碰壳时，该系统前边的TN-C系统与上述分析TN-C系统发生故障时情况是一样的，即所有电气设备外壳上的故障电压都大于或等于Ux/2，该系统后边TN-S系统，也将由于前边TN-C系统中PEN断线，而将断线处后面的故障电压沿着保护线PE窜入TN-S系统的所有电气设备外壳上。 由此可见，TN-C-S系统对人身也具有一定的危险性。null三、 IT系统 电源中性点不接地或经阻抗（1000Ω）接地的系统，成为IT系统，该系统不引出N线，属于三相三线制系统，如图7所示：nullIT系统优点是所有设备的外壳，与TT系统一样，都是经各自的PE线分别直接接地，这样可以避免某一设备外壳上的故障电压窜入其他设备外壳上，而且各种设备PE线无任何电磁联系，因此也适用于对数据处理、精密装置等供电。null但是IT系统中电气设备发生一相接地故障时，其外漏可导电部分（设备外壳）将呈现对地电压，而所有三相用电设备虽然仍可暂时继续运行，但另外两相的对地电压将有相电压升高到线电压。如图8——b所示：null 当其他两相中一相发生绝缘不良而碰壳时，其外漏可导电部分（设备外壳）将呈现更高对地电压，将更加危及人身安全。 由此可见，IT系统对人身安全威胁很大，目前在我国应用不多。 通过以上各种系统发生故障时的分析，比较可以看出：TN-S系统，也就是三相五线制系统，对人身是比较安全的。因此，建议在我国低压电网系统中推广三相五线制系统的应用。谢谢！谢谢！