供电系统及接地方式介绍

1 低压供电系统的组成、特点、类型

　　(1)供电系统通常由交流分系统、直流分系统两部分组成

　　交流分系统通常由高压和低压两部分组成。

　　直流分系统通常由交Z直流变换部分、蓄电池组部分组成。负载部分由低压交流负载、直流负载设备组成。负载通俗地讲也就是用电设备。

　　(2)低压供电系统的基本特点

　　①并联冗余方式是提高可靠性的主要方式，无论是交流供电系统，还是直流供电系统。

　　②一次电源对于低压供电系统来讲，主要是市电或发电，是低压供电系统的核心，是供电系统可靠性的关键。其它电压变换型电源对其有依赖性。直流供电系统依靠交流供电系统提供电源。但直流供电系统可以对交流供电系统做适当的补充。

　　③不间断电源(UPS)广泛应用，对负载的可靠供电有极为重要的作用。

　　④应用自动切换(ATS)技术控制负载。

　　(3)G代电源低压供电系统类型

　　常见的各种低压交流(220/380V,50Hz)供电系统有:IT、TN一C、TN一S、TN一C一S、TT供电系统。

　　供电的安全性指供电配电时不能伤害人或损坏设备。可靠性指在一定条件和时间内连续供电的能力。这是电源系统中的一对矛盾，当人身与设备安全性受到危险时，需要切断电源;而切断电源又对用电设备连续供电产生影响。以下对供电系统常用的五种交流电源系统及接地方式进行介绍，并在安全性与可靠性分析进行比较。

　　2 IT供电系统及接地方式

　　IT系统是三相三线式供电及接地系统，该系统变压器(或发电机组三相输出)中性点不接地或经高阻抗接地，无中性线(俗称零线)N，只有线电压(380V)，无相电压(220V)，电器设备保护接地线(PE线)各自独立接地力口图士所示。图中电容C1、C2、C3为供电线路对地的分市电容。

　　IT系统在供电距离不长时，供电可靠性高，安全性好。电源侧也可采取中性点经高阻抗接地。

　　IT系统在一相接地时，单相对地漏电电流小，不破坏电源的电压平衡。一般用于不允许停电的场所，或是严格要求连续供电的地方。

　　如果一相发生接地故障，通过熔断器F等可以切断该相，其它两相可以供电。而且，用电设备有接地保护，当单相绝缘损坏碰到外壳，使金属外壳呈带电状态时，人员触及带电金属外壳可以避免触电事故的发生。这是因为电流经过两条并联电路流通，一路通过接地线、大地，另一路是通过人体、大地。由于接地电阻(要求不超过4Ω，最大不超过10Ω)比人体电阻(最小l000Ω)小得多，所以大部分电流通过接地体入地，只有很小部分电流通过人体，即通过人体的电流不超过人体安全电流，从而保护了设备和人员安全。

　　此时中性点漂移，另外两相对地电压将升高为380V，也就是说，另外两相原来对地电压为220V,一相接地故障发生时，另外两相对地电压升高为380V。但各相间电压(线电压)仍然对称平衡，因此，三相用电设备仍可以继续运行。为防止非接地相再有一相发生接地，造成两相短路，所以规程规定单相接地时继续运行时间不得超过2小时。如果不及时排除故障，绝缘设施长时间承受过高电压将导致事故。

　　当中性点不接地系统单相接地电流超过规定值时，为了避免产生断续电弧，避免引起过电压或造成短路，减小接地电弧电流并使电弧容易熄灭，中性点应经消弧线圈接地。消弧线圈实际上就是电抗线圈。

　　假设，C相对地短路，由于中性点接地电抗的存在，感性对抗电流滞后90。，而线路分布电容电流超前90°，从而有效减小了短路电流的电弧，如图2所示。

　　TT供电系统由于没有配中性线N，不适台于有单相用电的通信设备。这种设备只适合有特殊要求的场所，如电力炼钢、重要的手术室、重要的实验室、地下矿井或坑道指挥所、重要通信枢纽特定设备等，该供电系统对用电设备的耐压要求较高。

　　另外，中性点直接接地的情况又是怎样的呢?

　　中性点直接接地系统发生单相接地时，通过接地中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，保护单元动作切除故障线路，使系统的其他部分正常运行。

　　由于中性点直接接地，发生单相接地时，中性点对地电压为零，非接地的相对地电压不发生变化。

　　3 TN-C供电系统及接地方式

　　TN系统的电源中性点直接接地，拜引出有中性线N线、保护线PE线或保护中性线PEN线，属于三相四线制系统。

　　如果系统中N线与PE线金部合为PEN线，则系统称为TN一C系统。

　　如果系统中N线与PE线全部分开，则系统称为TN一S系统。

　　如果系统中前一部分N线与PE线合为PEN线，而后一部分N线与PE线全部分开则称为TN一C一S系统。

　　TN系统中设备发生单相碰壳漏电故障时，会形成单相短路回路，因该回路内不包含任何接地电阻，整个回路内阻抗很小，短路电流很大，足以保证在最短的时间内熔断熔丝，保护装置或自动开关跳闸，从而切除故障设备的电源，保障人身及设备安全。

　　TN一C供电系统常称为三相四线制供电系统，该系统中性线N与保护接地线PE合二为一，即其工作零线兼作保护线，通称为PEN线，如图3所示。极不稳定，造成中性线接地电位漂移。不但使设备外壳带电，对人身不安全，而且由于在电位基准点上叠加了这个漂移电位，从而使以其为基准电位的电子设备受到噪声电压的干扰，增加了话音的噪声电平，使设备工作不稳定。因此，TN-C系统不应作为通信枢纽的供电及接地方式。

　　4 TN-S供电系统及接地方式

　　TN一S供电系统有五根线，即三根相线U、V、W，一根中性线N和一根保护接地线PE，电力系统仅一点接地，用电设备的外露可导电部分(如外壳、机架等)接PE线，如图4所示。

　　这种供电系统对接地故障灵敏度高，线路经济简单。在一般情况下，只要选用适当的开关保护装置和足够的导线截面积，就能满足安全要求。目前，采用这种供电系统的比较多，适用于三相负荷比较平衡且单相负荷容量较小的场所。