电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地型式

低压配电系统的接地型式1）TN系统（见图）TN系统的电源中性点直接接地，并从中性点引出有中性线（N线）、保护线（PE线）或将N线与PE线合而为一的保护中性线（PEN线）这种接地型式，在我国习惯上称为“接零”。

中性线（N线）的功能，一是用来接为相电压的单相用电设备，如照明灯等；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是用来减小负荷中性点的电位偏移。

保护线（PE线）的功能，是为保障人身安全、防止触电事故的公共接地线。

系统中的设备外露可导电部分通过PE线接地，可在设备发生接地故障时降低触电危险。

（1）TN—C系统（见图）其中性点引出PEN线，此种系统由于N线与PE线合而为一，节约了导线材料，比较经济。

但由于PEN线中有电流通过，可对接PEN线的某些设备产生电磁干扰，因此此种系统不适于对电磁干扰要求高的场所。

此外，如果PEN线断线，可使接PEN线的设备外露可导电部分带电而造成人身触电危险，因此TN—C系统也不适于安全要求高的场所。

PEN线上不得装设开关和熔断器，以免PEN线断开造成事故。

（2）TN—S系统（见图）由于PE线与N线分开，PE线中没有电流通过，因此不会对设备产生电磁干扰，所以这种系统适合于对抗电磁干扰要求高的数据处理、电磁检测等实验场所。

当PE线断线时不会使接PE线的设备外露可导电部分带电，因此比较安全，所以这种系统也适合于安全要求较高的场所。

（3）TN—C—S系统（见图）此系统比较灵活，对安全要求较高及对抗电磁干扰要求较高的场所，采用TN—S系统，而其他情况下则采用TN—C系统。

因此TN—C—S系统兼有TN—C系统和TN—S系统的优越性，经济实用。

这种系统在现代企业中应用日益广泛。

2) TT系统（见图）这种系统适于对抗电磁干扰要求较高的场所。

但这种系统若有设备因绝缘不良或损坏使其外露可导电部分带电时，由于其漏电电流一般很小往往不足以使线路的过电流保护装置动作，从而增加了触电危险，因此为保障人身安全，此种系统中必须装设灵敏的漏电保护装置。

工厂供电教案第一章工厂供电概论本章主要内容：工厂供电的基本知识供电系统、发电厂、电力系统及自备电源电压、电能质量中性点运行方式低压配电系统的接地型式第一节工厂供电的意义、要求及课程任务一、意义1、工厂供电(plant power supply)：是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

2、重要性：工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。

二、基本要求安全、可靠、优质、经济三、本课程的主要任务讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。

第二节工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源一、工厂供电系统概况1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路2、中型工厂供电系统的平面布线示意图3、大型工厂总降压变电所4、高压深入负荷中心的供电系统5、只设一个降压变电所的供电系统二、发电厂和电力系统1、发电厂（发电站）：，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。

有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂。

2、电力系统(power system)：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。

电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网第三节电力系统的电压与电能质量一、电压和频率的质量参数。

规定：频率偏差正负0.2Hz电压偏差正负5%二、三相交流电网和电力设备的额定电压1、电网（线路）的额定电压2、用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。

3、发电机的额定电压：高于同级电网电压5%4、电力变压器的额定电压的规定第四节电力系统中性点运行方式一、中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统正常运行及单相接地时的不同点。

供配电系统安装与维护教案-概论第一章工厂供电概论本章主要内容：工厂供电的基本知识供电系统、发电厂、电力系统及自备电源电压、电能质量中性点运行方式低压配电系统的接地型式第一节工厂供电的意义、要求及课程任务一、意义1、工厂供电(plant power supply)：是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

2、重要性工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。

二、基本要求安全、可靠、优质、经济三、本课程的主要任务讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。

第二节工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源一、工厂供电系统概况1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路2、中型工厂供电系统的平面布线示意图3、大型工厂总降压变电所4、高压深入负荷中心的供电系统5、只设一个降压变电所的供电系统二、发电厂和电力系统1、发电厂（发电站）：，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。

有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂。

水力发电厂,简称水电厂或水电站。

其能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。

火力发电厂简称火电厂或火电站。

其能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。

核能发电厂通常称核电站。

其能量转换过程是：核裂变能→热能→机械能→电能。

风力发电厂利用风力的动能来产生电能。

地热发电厂利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。

太阳能发电厂就是利用太阳光能或太阳热能来生产电能。

利用太阳光能发电,是通过光电转换元件如光电池等直接将太阳光能转换为电能,这己广泛应用于人造地球卫星和宇航装置上。

利用太阳光能发电,可分直接转换和间接转换(光→热→水蒸汽→电)。

一．填空题1、工厂供电的基本要求： 、 、 、 。

答案：安全、可靠、优质、经济。

3、电力系统的中性点运行方式： 、、 。

答案：中性点不接地的电力系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统、中性点直接接地或低阻接地的电力系统。

4、低压配电系统的接地型式有： 、 和 。

答案： TN 系统、TT 系统和IT 系统6、衡量电能质量的基本参数： 、 。

答案：频率、电压。

8、工厂电力负荷按照对可靠性的要求分为 、 、 。

答案：一级负荷、二级负荷、三级负荷。

9、工厂用电设备的工作制分为 ， ， 。

答案：连续运行工作制，短时工作制，断续周期工作制11、计算负荷P 30：全年负荷 的工作班内，消耗电能最大的半小时的 。

答案：最大、平均功率12、尖峰电流 是指持续时间1-2S 的短时 。

答案：最大负荷电流15、短路的形式有 、 、 和 。

答案：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。

19、电力线路及设备发生短路后产生危害效应有： 、 。

答案：电动效应、热效应28、高压隔离开关（QS ）：隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修 ，不能接通和切断负荷电流。

答案：没有灭弧装置，29、高压负荷开关（QL ）能通断一定的负荷电流和过负荷电流， 切断短路电流故障。

答案：不能30、高压断路器（QF ）能通断 负荷电流，分断 电流。

pk I答案：正常，短路32、低压断路器能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和失压等时。

答案：自动跳闸34、电压互感器接线方案有一个单相电压互感器；两个单相电压互感器接成形；三个单相电压互感器接成形；三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成形。

36、导线和电缆选择条件要按照发热条件、、经济电流密度、机械强度。

答案：电压损耗条件40、变压器的差动保护主要是利用故障时产生的来动作的。

答案：不平衡电流46、供电系统中的，又称汇流排，其任务是和分配电能。

答案：母线, 汇集56、联结组三相配电变压器可有效抑制3次及3的整数倍次的高次谐波。

供配电复习资料1、电力系统中性点运行方式：电力系统中作供电电源的发电机和变压器的中性点接地方式。

（电源中性点不接地、中性点经阻抗（消弧线圈或电阻）接地、中性点直接接地）2、计算负荷：根据用电设备容量统计计算求出的，用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值。

3、尖峰电流：指持续时间1～2s的短时最大负荷电流，主要是用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

4、无限大容量电力系统：无限大容量电力系统，指其容量相对用户供配电系统大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本维持不变。

如果电力系统的电源总阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%，或电力系统容量超过用户供电系统容量50倍时，可将电力系统视为无限大系统。

5、最大、最小运行方式：使电力系统短路阻抗最小、短路电流最大的运行方式为最大运行方式，使电力系统短路阻抗最大，短路电流最小的运行方式为最小运行方式。

6、一次电路、一次设备：供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电路，也叫一次电路；一次电路中的所有电气设备称为一次设备。

7、二次电路、二次设备：用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，称为二次电路。

二次电路中的所有电气设备称为二次设备。

8、继电器：继电器是一种在其输入的物理量（电气量或非电气量）达到规定值时，其电气量输出电路被接通（导通）或分断（阻断、关断）的自动电器。

9、接触电压和跨步电压：接触电压是指设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。

跨步电压是指人在接地故障点附近或有电流流过的大地上行走时，加于两脚之间的电压。

1、什么是电力系统的中性点？它有哪几种运行方式？各有什么优缺点？说明各自适用范围。

答：电力系统的中性点是指作为供电电源的发电机和变压器的中性点。

电力系统的中性点有三种运行方式：①电源中性点不接地；②中性点经阻抗（消弧线圈或电阻）接地；③中性点直接接地。

电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地型式一、电力系统的中性点运行方式电力系统中的电源（含发电机和电力变压器）中性点有下三种运行方式：一种是中性点不接地；一种是中性点经阻抗接地；再一种是中性点直接接地。

前两种一般合称为小电流接地；后一种称为电流接地。

(一）、中性点不接地的电力系统分布电容及相间电容发生单相接地故障时的中性点不接地系统分析见教材原件(二)、中性点经消弧线圈接地的电力系统对消弧线圈“消除弧光接地过电压”的异议(三）、中性点直接接地或经低阻接地的电力系统二、低压配电系统接地型式按保护接地的型式，分为（一）TN系统、中性点直接接地系统，且都引出有中性线（N 线），因此都称为三相四线制系统。

1、TN-C2、TN-S3、TN-C-S(二) TT系统(三) IT系统中性点不接地或经阻抗（约1000欧）接地，且通常不引出中性线，因此它一般为三相三线制系统。

第四节供电质量要求及用电企业供配电电压的选择一、供电质量电压对电器设备运行的影响：电压和频率被认为是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。

二、供电频率、频率偏差及其改善措施三、供电电压、电压偏差及其调整措施电力系统的电压1.三相交流电网和电力设备的额定电压我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电压1.电网（电力线路）的额定电压我国根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面的技术经济分析后确定的。

它是确定各类电力设备额定电压的其本依据。

2.用电设备的额定电压由于电压损耗，线路上各点电压略有不同，用电设备，其额定电压只能按线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压Un来制造。

所以，用电设备的额定电压规定与供电电网的额定电压相同。

3.发电机的额定电压发电机是接在线路首端的，所以，规定发电机额定电压高于所供电网额定电压的5％。

三个电压的关系4. 电力变压器一次绕组额定电压如变压器直接与发电机相连，则其一次绕组额定电压应与电机额定电压相同，即高于供电电网额定电压的5％。

低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。

其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。

国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下：第一个字母表示电力系统的对地关系：T--一点直接接地；I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系：T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。

后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合：S--中性线和保护线是分开的；O--中性线和保护线是合一的。

IT系统：IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。

即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。

其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。

而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。

IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。

TT系统：TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。

即：过去称三相四线制供电系统中的保护接地。

其工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。

此时如有人触带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻，大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人身起保护作用。

TT系统在确保安全用电方面还存在有不足之处，主要表现在：①当设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，往往不能使保护装置动作，这将导致线路长期带故障运行。

电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地型式一、电力系统的中性点运行方式电力系统中的电源（含发电机和电力变压器）中性点有下三种运行方式:一种是中性点不接地;一种是中性点经阻抗接地;再一种是中性点直接接地.前两种一般合称为小电流接地；后一种称为电流接地。

（一）、中性点不接地的电力系统分布电容及相间电容发生单相接地故障时的中性点不接地系统分析见教材原件(二）、中性点经消弧线圈接地的电力系统对消弧线圈“消除弧光接地过电压”的异议（三)、中性点直接接地或经低阻接地的电力系统二、低压配电系统接地型式按保护接地的型式，分为(一）TN系统、中性点直接接地系统，且都引出有中性线（N 线），因此都称为三相四线制系统。

1、TN—C2、TN—S3、TN-C—S(二） TT系统(三） IT系统中性点不接地或经阻抗(约1000欧)接地,且通常不引出中性线，因此它一般为三相三线制系统。

第四节供电质量要求及用电企业供配电电压的选择一、供电质量电压对电器设备运行的影响：电压和频率被认为是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。

二、供电频率、频率偏差及其改善措施三、供电电压、电压偏差及其调整措施电力系统的电压1.三相交流电网和电力设备的额定电压我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电压1.电网(电力线路）的额定电压我国根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面的技术经济分析后确定的。

它是确定各类电力设备额定电压的其本依据.2.用电设备的额定电压由于电压损耗，线路上各点电压略有不同，用电设备，其额定电压只能按线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压Un来制造.所以，用电设备的额定电压规定与供电电网的额定电压相同。

3.发电机的额定电压发电机是接在线路首端的，所以，规定发电机额定电压高于所供电网额定电压的5％。

三个电压的关系4。

电力变压器一次绕组额定电压如变压器直接与发电机相连，则其一次绕组额定电压应与电机额定电压相同,即高于供电电网额定电压的5％。

配电变压器及低压开关柜的接地方案探讨作者：付正义来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第16期关于地铁变电所中配电变压器及低压开关柜的接地做法不尽相同，本文主要对现存的几种做法进行分析比较，并给出推荐做法。

地铁的低压系统接地方式采用TN-S ，根据GB14050《系统接地的型式及安全技术要求》，系统的中性导体（N ）与保护导体（PE ）在电源处是连在一起的，其它部位是完全分开的，N 线和PE 线在在电源处统一接地，其它部分两者是分开的。

TN-S 系统正常运行时，N 线上有三相不平衡电流，PE 线上没有电流，PE 线上也没有电压，外露可导电部分接到PE线上，安全可靠。

在发生故障时，短路电流通过PE线流回电源中性点，由于PE线为铜排，阻抗很小，短路电流足够大，可以使开关的过流保护动作而切断故障，从而保护了设备和人身的安全。

注：GB14050-2008的第5.1.1条轨规定：“凡可被人体同时触及的外漏可导电部分，应连接到同一接地系统”。

地铁的配电系统设两台配电变压器，分列运行，设置母联开关，正常運行时，母联开关分闸。

当一台配电变压器退出运行时，进线开关分闸，母联开关合闸，由另一台配电变压器带一、二级负荷。

系统的理想的接线型式如下图，图中，N线和PE线在配电变压器中性点接地。

用电设备产生的三相不平衡电流要通过N线返回配电变中性点。

发生单相接地短路时，短路电流流过PE线直接返回配电变压器中性点，这时的短路电流是最大的，可启动断路器跳闸。

不宜通过其它导体返回中性点，因为会使回路电阻增大，短路电流减小，断路器可能不会跳闸。

除正常做法外，目前发现另外的三种接法，一种是：这种接法是配电变压器N线通过电缆接到接地母排，低压开关柜内的PE线通过接地支线接至接地干线，接地干线再接至接地母排。

这种情况下，发生单相接地短路，短路电流流过PE线-接地支线-接地干线-接地母排-接地电缆，最后返回配电变压器中性点。