電力系統(tǒng)是電力工業(yè)的基本形態(tài),它是由發(fā)、輸、變、配、用電各個環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個統(tǒng)一整體。發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成三相交流正弦波電能,為了減小在輸電線路上電能的損失,需要升壓變壓器進(jìn)行升壓,然后用高壓進(jìn)行輸電,經(jīng)過多次降壓輸送到靠近10kV用戶終端變配電所。在上述過程中用三相交流線路進(jìn)行輸送電能。對于三相四線制和三相五線制是對于低壓系統(tǒng)來說的,電力系統(tǒng)中規(guī)定交流1000V及以下電壓等級為低壓。
對于10/0.4kV等級的用戶終端變配電所來說,指的是從變壓器二次側(cè)到用電負(fù)荷的低壓配電系統(tǒng)。《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052-2009第7.0.1條 帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式,易采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。
低壓配電系統(tǒng)接地型式,可采用TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。 三相四線制,三相是指從三相變壓器二次側(cè)接引的A相、B相和C相三個相線;四線是指三相變壓器二次側(cè)接引的A相、B相和C相三個相線和一個中性線,目前10kV配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)組別的變壓器,變壓器二次側(cè)為星形接法,考慮到有單相負(fù)荷,從其中性點(diǎn)引出一個線為中性線,三個相線加上一個中性線即為四線。
(1)三相五線制的解析
三相五線制其實是一種錯誤的叫法,國際標(biāo)準(zhǔn)是沒有這種說法的。IEC標(biāo)準(zhǔn)對配電系統(tǒng)有兩種分類方式。
一種是按帶電導(dǎo)體分類,一種是按接地系統(tǒng)分類。按帶電導(dǎo)體分類最多只有三相四線,即三根相線,一根中性線;而按照接地來分類,其分類如下:
其中第一個字母表示電源端帶電導(dǎo)體與大地的關(guān)系:
T:表示電源端帶電導(dǎo)體的一點(diǎn)(通常是PEN線或者N線)與大地不經(jīng)阻抗直接連接,T實際是法文大地的首字母;
I:表示電源與大地隔離或電源帶電導(dǎo)體一點(diǎn)經(jīng)高阻抗與大地相連接(比如1000 ),I也是法文中隔離的首字母;
第二個字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與大地的關(guān)系:
T:表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接大地,他與接地端帶電導(dǎo)體的接地?zé)o聯(lián)系;
N:表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過與接地的電源中性線(N線)連接而實現(xiàn)接地。
這五種接地系統(tǒng)的分類原理框圖如下:
從中我們也可以看出:TT系統(tǒng),TN-S系統(tǒng)以及TN-C-S系統(tǒng)都有五根線,那三相五線制這種叫法到底說的是哪種呢?所以說不要使用三相五線這種錯誤的叫法。實際上以上這三種配電方式,按帶電導(dǎo)體分類,都是三相四線制,只是接地方式不同而已。一般用接地系統(tǒng)分類描述配電系統(tǒng)會更具有唯一性。
另外也不要使用 零線 一詞,這個詞描述極不準(zhǔn)確,到底是指中性線,還是PEN呢?壓根就沒有準(zhǔn)確定義,也定義不清。而如果將PEN線與N線不做區(qū)分的話,會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以請不要使用 零線 一詞!
(2)三相四線制解析
三相四線制一般包括提供三個相電壓的三個相線(A、B、C線,U、V、W線或L1、L2、L3)和中性線(零線)(N線),不單獨(dú)設(shè)地線(PE線),而是中性線(零線)和地線共用一條線路。
在一些平衡負(fù)載(如大功率空調(diào)等電器)中也指由三個相線和地線構(gòu)成的系統(tǒng),由于負(fù)載平衡不需要中性線。中國規(guī)定,民用供電線路相線之間的電壓(即線電壓)為380V,相線和地線或中性線之間的電壓(即相電壓)均為220V。進(jìn)戶線一般采用單相三線制,包括三個相線中的一個,另外兩條線路實質(zhì)上同為中性線和地線共用的一條線路。
該接法包含:三根相線L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相和一根零線PEN,是工作零線與保護(hù)零線合一設(shè)置的接零保護(hù)系統(tǒng)。PEN線是為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設(shè)的,有的場合也可以用來進(jìn)行零序電流檢測,以便進(jìn)行三相供電平衡的監(jiān)控。
注:用工作零線兼作接零保護(hù)線,可以稱作保護(hù)中性線,可用 NPE 表示。
1 )由于三相負(fù)載不平衡,工作零線上有不平衡電流,在線路上產(chǎn)生一定的電位差,所以與保護(hù)線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼對大地有一定的電壓。
2 )如果工作零線斷線,則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電(對地220V!)。
3 )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。
4 )TN-C 系統(tǒng)干線上使用漏電保護(hù)器時,漏電保護(hù)器后面的所有重復(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開。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。
5 )TN-C 方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡(無220V負(fù)載)情況。
三相四線制,在低壓配電網(wǎng)中,輸電線路一般采用三相四線制,其中三條線路分別代表A、B、C三相,另一條是中性線N(如果該回路電源側(cè)的中性點(diǎn)接地,則中性線也稱為零線,如果不接地,則從嚴(yán)格意義上來說,中性線不能稱為零線)。
在進(jìn)入用戶的單相輸電線路中,有兩條線,一條我們稱為火線,另一條我們稱為零線,零線正常情況下要通過電流以構(gòu)成單相線路中電流的回路。
而三相系統(tǒng)中,三相平衡時,中性線(零線)是無電流的,故稱三相四線制;在380V低壓配電網(wǎng)中為了從380V線間電壓中獲得220V相間電壓而設(shè)N線,有的場合也可以用來進(jìn)行零序電流檢測,以便進(jìn)行三相供電平衡的監(jiān)控。
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