低压三相四线制及三相五线制供配电系统教案.pptx

会计学1低压三相四线制及三相五线制供配电系统低压三相四线制及三相五线制供配电系统三相四线制配电系统三相四线制配电系统三相四线制配电系统三相四线制配电系统第1页/共27页三相四线制配电系统三相四线制配电系统三相四线制配电系统三相四线制配电系统第2页/共27页三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统第3页/共27页三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统第4页/共27页三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统第5页/共27页 我国我国220/380v220/380v低压配电系统，广泛采用中性点低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线和保护线，直接接地的运行方式，而且引出有中性线和保护线，称称TNTN系统。当中性线与保护线共用一根导线时，称系统。当中性线与保护线共用一根导线时，称系统为系统为TN-CTN-C系统，此系统，此PENPEN线就是我们习惯称为的零线。线就是我们习惯称为的零线。如果系统中的中性线和保护线完全分开，则此时称如果系统中的中性线和保护线完全分开，则此时称系统为系统为TN-STN-S系统，如果系统中的中性线和保护线在系统，如果系统中的中性线和保护线在前边共用，而在后边又全部或部分的分开，则此时前边共用，而在后边又全部或部分的分开，则此时称系统为称系统为TN-C-STN-C-S系统，它是建筑供电采用最多的方系统，它是建筑供电采用最多的方式。式。第6页/共27页三相四线制和三相四线制和三相四线制和三相四线制和三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统三相五线制配电系统第7页/共27页 工作接地与保护接地工作接地与保护接地工作接地与保护接地工作接地与保护接地1 1工作接地工作接地 为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况下可靠地运行，人为地将电力系统的中性点及电气下可靠地运行，人为地将电力系统的中性点及电气设备的某一部分直接或经消弧线圈与大地作金属连设备的某一部分直接或经消弧线圈与大地作金属连接，称为工作接地。接，称为工作接地。2 2保护接地保护接地 将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。备外露可导电部分进行接地称为保护接地。低压配电系统的保护接地按接地形式，分为低压配电系统的保护接地按接地形式，分为TNTN系统、系统、TTTT系统和系统和ITIT系统三种。其中系统三种。其中TNTN系统比较常见。系统比较常见。第8页/共27页(1)TN(1)TN系统。系统。TNTN系统的电源中性点直接接地，并引出有中系统的电源中性点直接接地，并引出有中性线性线(N(N线线)、保护线、保护线(PE(PE线线)和保护中心线和保护中心线(PEN(PEN线线)，属于，属于三相四线制或三相五线制系统。如果系统中的三相四线制或三相五线制系统。如果系统中的N N线与线与PEPE线线全部共用一根线全部共用一根线(PEN(PEN线线)，则此系统称为，则此系统称为TN-CTN-C系统，如图系统，如图2-6(a)2-6(a)所示。在所示。在TN-CTN-C系统中，由于系统中，由于PENPEN线兼起线兼起PEPE线和线和N N线线的作用，节省了一根导线，但在的作用，节省了一根导线，但在PENPEN线上通过三相不平衡线上通过三相不平衡电流，在其作用下产生的电压降使电气设备外露导电部电流，在其作用下产生的电压降使电气设备外露导电部分对地带电压，分对地带电压，三相不平衡电流造成外壳电压很低，并三相不平衡电流造成外壳电压很低，并不会在一般场所造成人身事故，但可以对地引起火花，不会在一般场所造成人身事故，但可以对地引起火花，不适宜在医院、计算机中心场所及爆炸危险场所使用。不适宜在医院、计算机中心场所及爆炸危险场所使用。第9页/共27页 TN-CTN-C系统不适用于无电工管理的住宅楼，这种系统没系统不适用于无电工管理的住宅楼，这种系统没有专用的有专用的PEPE保护线，而是与保护线，而是与N N线合为一根的线合为一根的PENPEN线，住宅线，住宅楼内如果因维护管理不当使楼内如果因维护管理不当使PENPEN线中断，电源线中断，电源220V220V对地电对地电压将经相线和设备内绕组传导至设备外壳压将经相线和设备内绕组传导至设备外壳,使设备外壳呈使设备外壳呈现现220V220V对地电压，电击危险很大。另外，对地电压，电击危险很大。另外，PENPEN线不允许被线不允许被切断，不能作电气隔离，电气检修时可能因切断，不能作电气隔离，电气检修时可能因PENPEN线对地带线对地带电压而引起人身电击事故。在电压而引起人身电击事故。在TN-CTN-C系统中，不能安装剩系统中，不能安装剩余电流动作保护器余电流动作保护器(RCD)(RCD)即漏电保护器，因此当发生接地即漏电保护器，因此当发生接地故障时，相线和故障时，相线和PENPEN线的故障电流在电流互感器中的磁场线的故障电流在电流互感器中的磁场互相抵消，互相抵消，RCDRCD将检测不出故障电流而不动作，所以在将检测不出故障电流而不动作，所以在住宅楼内不应采用住宅楼内不应采用TN-CTN-C系统。系统。第10页/共27页 图2-6低压配电的TN系统(a)TN-C系统；(b)TN-S系统；(c)TN-C-S系统（a）（b）（c）第11页/共27页 如果系统中的如果系统中的N N线与线与PEPE线完全分开，则此系统称为线完全分开，则此系统称为TN-STN-S系统，如图系统，如图2-6(b)2-6(b)所示。当设备相线漏电碰壳后，所示。当设备相线漏电碰壳后，直接短路，可采用过电流保护器切断电源。当直接短路，可采用过电流保护器切断电源。当N N线断开线断开时，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电时，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，位，PEPE线也无电位。线也无电位。TN-STN-S系统中的系统中的PEPE线首末端应重复接线首末端应重复接地，以减少地，以减少PEPE线断线造成的危险。线断线造成的危险。TN-STN-S系统适用于工业、系统适用于工业、大型民用建筑。目前单独使用独立变压器供电的变配电大型民用建筑。目前单独使用独立变压器供电的变配电室距施工现场较近的工地基本上都采用了室距施工现场较近的工地基本上都采用了TN-STN-S系统，与系统，与逐级漏电保护相配合，可保障施工安全用电。逐级漏电保护相配合，可保障施工安全用电。第12页/共27页 如果系统中的前一部分如果系统中的前一部分N N线与线与PEPE线合用为线合用为PENPEN线，而线，而后一部分后一部分N N线与线与PEPE线全部或部分的分开，则此系统称为线全部或部分的分开，则此系统称为TN-C-STN-C-S系统，如图系统，如图2-6(c)2-6(c)所示。当电气设备发生单相碰所示。当电气设备发生单相碰壳，同壳，同TN-STN-S系统；当系统；当N N线断开，故障同线断开，故障同TN-STN-S系统。系统。TN-C-STN-C-S系统中的系统中的PEPE线应重复接地，而线应重复接地，而N N线不宜重复接地。线不宜重复接地。PEPE线连线连接的设备外壳在正常运行时始终不会带电，所以接的设备外壳在正常运行时始终不会带电，所以TN-C-STN-C-S系统提高了操作人员及设备的安全性。施工现场一般当系统提高了操作人员及设备的安全性。施工现场一般当变压器距离现场较远或没有施工专用变压器时采用变压器距离现场较远或没有施工专用变压器时采用TN-C-TN-C-S S系统。系统。第13页/共27页 从对从对TN-CTN-C、TN-STN-S、TN-C-STN-C-S三种系统的分析可以看出，三种系统的分析可以看出，TN-CTN-C系统在实际运行中存在很多缺陷，而系统在实际运行中存在很多缺陷，而TN-STN-S系统克服了系统克服了TN-CTN-C系统的缺陷，所以现在施工现场不再使用系统的缺陷，所以现在施工现场不再使用TN-CTN-C系统。系统。在使用在使用TN-C-STN-C-S系统时，应注意从住宅楼电源进线配电箱开系统时，应注意从住宅楼电源进线配电箱开始即将始即将PENPEN线分为线分为PEPE线和线和N N线，使住宅楼内不再出现线，使住宅楼内不再出现PENPEN线。线。(2)TT(2)TT系统。系统。TTTT系统的电源中性点直接接地，并引出有系统的电源中性点直接接地，并引出有N N线，属于三相四线制系统。设备外露可导电部分均经与线，属于三相四线制系统。设备外露可导电部分均经与系统接地点无关的各自的接地装置单独接地，如图系统接地点无关的各自的接地装置单独接地，如图2-72-7所所示示 (3)IT(3)IT系统。系统。ITIT系统的电源中性点不接地或经系统的电源中性点不接地或经lKlK阻抗阻抗接地，通常不引出接地，通常不引出N N线，属于三相三线制系统。设备外露线，属于三相三线制系统。设备外露可导电部分均经各自的接地装置单独接地，如图可导电部分均经各自的接地装置单独接地，如图2-82-8所示。所示。第14页/共27页图2-7低压配电系统的TT系统 图2-8低压配电系统的IT系统 必须注意，在同一低压配电系统中，保护接地与保护接零不能混用。否则，当采用保护接地的设备发生单相接地故障时，危险电压将通过大地串至中性线以及采用保护接零的设备外壳上。第15页/共27页低压配电系统的等电位连接低压配电系统的等电位连接低压配电系统的等电位连接低压配电系统的等电位连接 按照按照GB 50054GB 50054低压配电设计规范低压配电设计规范的规定，采用的规定，采用接地故障保护时，应在建筑物内作等电位连接，当电气接地故障保护时，应在建筑物内作等电位连接，当电气装置或其某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，装置或其某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，尚应在局部范围内作局部等电位连接。尚应在局部范围内作局部等电位连接。1 1总等电位连接总等电位连接 总等电位连接是在建筑物进线处，将总等电位连接是在建筑物进线处，将PEPE线或线或PENPEN线与电线与电气装置接地干线、建筑物内的各种金属管道（如水管、气装置接地干线、建筑物内的各种金属管道（如水管、燃气管、采暖管和空调管道等），以及建筑物金属构件燃气管、采暖管和空调管道等），以及建筑物金属构件等都接向总等电位连接端子板，使它们都具有基本相等等都接向总等电位连接端子板，使它们都具有基本相等的电位，如图的电位，如图2-92-9所示。所示。第16页/共27页 总等电位连接靠均衡电位而降低接触电压，同时也总等电位连接靠均衡电位而降低接触电压，同时也能消除从电源线路引入建筑物的危险电压，实际上其兼能消除从电源线路引入建筑物的危险电压，实际上其兼有电源进线重复接地的作用，是建筑物内电气装置的一有电源进线重复接地的作用，是建筑物内电气装置的一项基本安全措施。项基本安全措施。2 2局部等电位连接局部等电位连接 局部等电位连接又称辅助等电位连接，是在远离总局部等电位连接又称辅助等电位连接，是在远离总等电位连接处，非常潮湿、有腐蚀性物质、触电危险性等电位连接处，非常潮湿、有腐蚀性物质、触电危险性大的局部范围内进行的等电位连接，作为总等电位连接大的局部范围内进行的等电位连接，作为总等电位连接的一种补充，如图的一种补充，如图2-92-9所示。通常在容易触电的浴室、所示。通常在容易触电的浴室、卫生间及安全要求极高的胸腔手术室等地，宜作局部等卫生间及安全要求极高的胸腔手术室等地，宜作局部等电位连接电位连接。第17页/共27页图图2-9总等电位连接和局部等电位连接总等电位连接和局部等电位连接MEB-MEB-总等电位连接；总等电位连接；LEB-LEB-局部等电位连接局部等电位连接第18页/共27页第19页/共27页 3 3等电位连接导线的选择等电位连接导线的选择 (1)(1)总等电位连接主母线的截面积，应不小于其中最大总等电位连接主母线的截面积，应不小于其中最大PEPE线截面积的一半，但不小于线截面积的一半，但不小于6 6平方毫米。采用铜导线，平方毫米。采用铜导线，其截面积可不超过其截面积可不超过25 25 平方毫米。平方毫米。(2)(2)连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面连接两个外露可导电部分的局部等电位线，其截面积不应小于接至该两个外露可导电部分的较小积不应小于接至该两个外露可导电部分的较小PEPE线的截线的截面积。面积。(3)(3)连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局连接装置外露可导电部分与装置外可导电部分的局部等电位连接线，其截面积不应小于相应部等电位连接线，其截面积不应小于相应PEPE线截面积的线截面积的1/21/2。(4)PE(4)PE线、线、PENPEN线和等电位连接线及引至接地装置的接线和等电位连接线及引至接地装置的接地干线等，在安装竣工后，均应检测其导电是否良好，地干线等，在安装竣工后，均应检测其导电是否良好，不允许有接触不良现象。为此，在水表、煤气表处，导不允许有接触不良现象。为此，在水表、煤气表处，导电不良的管道连接处应加跨接线。电不良的管道连接处应加跨接线。第20页/共27页 对供配电线路中，中性线对供配电线路中，中性线对供配电线路中，中性线对供配电线路中，中性线NN，保护线，保护线，保护线，保护线PEPE，保护中性线，保护中性线，保护中性线，保护中性线PENPEN截面选择：截面选择：截面选择：截面选择：说明：说明：中性线中性线中性线中性线N N N N即指工作零线。即指工作零线。即指工作零线。即指工作零线。保护线保护线保护线保护线PEPEPEPE即指保护零线。即指保护零线。即指保护零线。即指保护零线。保护中性线保护中性线保护中性线保护中性线PENPENPENPEN即指工作零线即指工作零线即指工作零线即指工作零线N N N N与保护零线与保护零线与保护零线与保护零线PEPEPEPE合并合并合并合并为同一根线。为同一根线。为同一根线。为同一根线。配电系统中，配电系统中，N N线、线、PEPE线对系统的安全运行有影响，正常线对系统的安全运行有影响，正常运行时。运行时。N N线、线、PENPEN线电流较小，而线电流较小，而PEPE线则无电流流过。只有当线则无电流流过。只有当出现接地故障（即漏电）时，故障电流将从出现接地故障（即漏电）时，故障电流将从PEPE线流过，相应的线流过，相应的保护装置动作（如漏电保护器）故保护装置动作（如漏电保护器）故PEPE线不允许断开。而在三相线不允许断开。而在三相四线四线380V/220V380V/220V供配电流中流过供配电流中流过N N线电流比相线小，故线电流比相线小，故N N线截面线截面一般比相线小，但不能过小，否则当一般比相线小，但不能过小，否则当N N线断线后会造成电力电线断线后会造成电力电流的中性点偏移，导致安全事故。流的中性点偏移，导致安全事故。第21页/共27页 故此故此故此故此N N N N线、线、线、线、PEPEPEPE线、线、线、线、PENPENPENPEN线应遵守以下规定来选截面：线应遵守以下规定来选截面：线应遵守以下规定来选截面：线应遵守以下规定来选截面：1 1、变压器低压母线，低压开关柜中性母线、变压器低压母线，低压开关柜中性母线N N及保护及保护 母线母线PEPE截面积应不小于其相线截面的一半。截面积应不小于其相线截面的一半。2 2、照明箱、动力箱进线的、照明箱、动力箱进线的N N、PEPE、PENPEN、线的最小、线的最小 截面应不小于截面应不小于6 mm6 mm 3 3、对于三相四线制，配电线路符合下列情况之一、对于三相四线制，配电线路符合下列情况之一 时，其时，其N N、PEPE、PENPEN线的截面应不小于相线截面。线的截面应不小于相线截面。、以气体放电电流为主的配电线路。、以气体放电电流为主的配电线路。、单相配电回路。、单相配电回路。、可控硅调光回路。、可控硅调光回路。、计算机电流回路。、计算机电流回路。第22页/共27页 电力照明干线电缆或电线，其电力照明干线电缆或电线，其电力照明干线电缆或电线，其电力照明干线电缆或电线，其NN、PEPE、PENPEN截面满足下表截面满足下表截面满足下表截面满足下表n nN N、PEPE、PENPEN线热稳定要求的最小截面线热稳定要求的最小截面第23页/共27页 4 4、配电干线、配电干线PENPEN线若采用单芯导线时铜线不应小于线若采用单芯导线时铜线不应小于10 mm10 mm铝线不应小于铝线不应小于16 mm16 mm见上表见上表5 5、PEPE线若是用配电电缆或电缆金属外保护层时，按机械强线若是用配电电缆或电缆金属外保护层时，按机械强度要求截面不受限制，度要求截面不受限制，PEPE线若是用绝缘导线或裸导线线若是用绝缘导线或裸导线而不是配电电缆或电缆外护层时，按机械强度要求，而不是配电电缆或电缆外护层时，按机械强度要求，截面不应小于：有机械保护时为截面不应小于：有机械保护时为2.5 mm2.5 mm，无机械保，无机械保护时为护时为4 mm4 mm见上表见上表6 6、由可控硅调光装置配出的舞台照明线路宜采用单相配电，、由可控硅调光装置配出的舞台照明线路宜采用单相配电，当采用三相配电时，可采用三相六线或三相四线配电，当采用三相配电时，可采用三相六线或三相四线配电，后者的后者的N N线截面不应小于相线的截面的线截面不应小于相线的截面的2 2倍。倍。第24页/共27页例：某供电系统如图，例：某供电系统如图，TN-STN-S系统供电，采用系统供电，采用0.6/1KV0.6/1KV的的YJLVYJLV电缆明敷方式敷设，环温为电缆明敷方式敷设，环温为3535，总需要系数，总需要系数K=0.6K=0.6，允许电压损失，允许电压损失5%5%，图中，图中MNMN段电线截面应选段电线截面应选用多大？用多大？MNMN干线的干线的N N线和线和PEPE线的截面多大？线的截面多大？变压器变压器10/0.4kv12M 200m 40m 负荷负荷110KW 3 30m N40m 负荷负荷60kw 负荷负荷25KW 第25页/共27页 解：总有功负荷为解：总有功负荷为:P P总总=（负荷（负荷+负荷负荷+负荷负荷）KK =(60+25+110)0.6=117KW =(60+25+110)0.6=117KW 故由故由S=PL/CU=117200/505=93.6 mmS=PL/CU=117200/505=93.6 mm 或由或由S=4M=4(1170.2)=93.6 mmS=4M=4(1170.2)=93.6 mm 故可选故可选YJLV-95YJLV-95，而实际中应选大于，而实际中应选大于9595一级规格的线应一级规格的线应为为120 mm120 mm，而，而N N线、线、PEPE应为应为S/2S/2即即60mm60mm，故选，故选70 mm70 mm 如果三相负载基本对称，则如果三相负载基本对称，则N N取取70 mm70 mm，若不对称应取，若不对称应取120 mm120 mm。所以按上述分析。所以按上述分析MNMN段干线采用组合电缆即五段干线采用组合电缆即五芯电缆：芯电缆：YJLV-0.6/1KV-(3120+270)YJLV-0.6/1KV-(3120+270)或或YJLV-0.6/1KV-YJLV-0.6/1KV-（4120+704120+70）第26页/共27页