1.4低压交流配电系统的类型

供电工程复习题—翁双安第一章1.P1 电力系统的构成包含：发电、输电、变电、配电和用电。

2.P4 电力系统运行的特点：（1）电力系统发电与用电之间的动态平衡（2）电力系统的暂态过程十分迅速 (3）电力系统的地区性特色明显(4）电力系统的影响重要3、P4 简答:对电力系统运行的要求（1）安全在电能的生产、输送、分配和使用中,应确保不发生人身和设备事故(2）可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足用户对供电可靠性的要求(3)优质就是要满足用户对电压和频率等质量的要求(4）经济降低电力系统的投资和运行费用，尽可能节约有色金属的消耗量,通过合理规划和调度，减少电能损耗,实现电力系统的经济运行。

4、P7 电力系统中性点的接地方式：电源中性点不接地，电源中性点经消弧线圈接地，电源中性点经小电阻接地和中性点直接接地.P9 电源中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压电压升至电源相电压的√3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的√3,而故障相的对地电容电流升至正常工作时的3倍.·中性点不接地发生单相短路时，短路电流小;·源中性点直接接地发生单相短路时，短路电流很大。

对于3-10kV电力系统中单相接地电流大于30A,20kV及以上电网中单相接地电流大于10A时，电源中性点必须采用经消弧线圈的接地方式.5、P14 三相低压配电系统分类N、TT和IT系统。

6、P18 各级电力负荷对供电电源的要求：一级负荷:由两个独立电源供电二级负荷:采用两台变压器和两回路供电三级负荷：对供电方式无特殊要求（一个回路）7、额定电压的计算：P6用电设备的额定电压=所连电网的额的电压UN发电机的额定电压UN。

G =1.05UN(UN同级电网额定电压）电力变压器的额定电压:一次绕组：与发电机或同级电网的额定电压相同,U1N.T =UN.G或U1N。

T=UN1;二次绕组：线路长：U2N.T =1.1UN.G；线路短： U2N.T=1.05UN28、输电电压等级:220/380v，380/660v,1kv，3kv，6kv，10kv，20kv，35kv,66kv，110kv，220kv，330kv，500kv，750kv. 我国最高电压等级为750kv。

低压配电网有三种中性点运行方式IT系统、TT系统和TN系统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)。

中性点接地系统有三种：IT系统，TT系统和TN系统。

这三种接地分别为：TT系统：电源中性点直接接地IT系统：电源中性点不直接接地TN系统：电源中性点直接接地（与TT系统的区别是该接地线与电气设备的金属外壳相连接）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。

(1)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。

(2)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。

低压供电系统设计知识低压供电系统设计涉及到在电气系统中使用较低电压级别的设计和规划，通常在工业、商业和住宅建筑中使用。

以下是一些涉及低压供电系统设计的基本知识：1.电压级别：低压通常指的是1000伏及以下的电压级别。

低压供电系统一般包括230伏（单相）和400伏（三相）的交流电，以及直流电系统。

2.电力系统构成：低压供电系统包括发电机、变压器、开关设备、电缆、配电盘等组件。

这些组件协同工作，将电能从发电端输送到最终用户。

3.电缆和导线选择：在低压系统中，选择适当规格的电缆和导线是至关重要的。

这涉及到考虑电流负载、电气阻抗、短路电流容忍度等因素。

4.系统配置：低压系统可以采用单相或三相配置，具体取决于应用的要求。

三相系统通常用于大功率负载，而单相系统常用于住宅和小型商业建筑。

5.电力负载计算：在设计低压供电系统时，需要计算电力负载，以确保系统足以满足各种设备和用途的电力需求。

6.电气安全：低压供电系统设计必须符合相关的电气安全标准和规定。

这包括适当的过载和短路保护、接地系统的设计等。

7.能效和可靠性：在设计低压供电系统时，通常要考虑能效和可靠性。

采用能效设备和系统配置，以及备用电源和自动切换系统，有助于提高系统的可靠性。

8.监控和控制系统：现代低压供电系统通常涉及到监控和控制系统，以实时监测电能使用情况，进行故障检测，并提高系统的管理效率。

这只是低压供电系统设计中的一些基本知识点。

具体的设计需要考虑特定应用、国家或地区的标准以及当地的电力规范。

在进行设计时，建议与专业电气工程师或相关领域的专业人员合作。

低压配电系统接地方式的分类电源侧的接地称为系统接地，负载侧的接地称为保护接地。

国际电工委员会（IEC）标准规定的低压配电系统接地有IT系统、TT系统、TN系统三种方式。

1、IT系统电源端带电部分对地绝缘或经高阻抗接地，用电设备金属外壳直接接地。

IT系统示意图见下图：IT系统适用于环境条件不良、易发生一相接地或火灾爆炸的场所,如煤矿、化工厂、纺织厂等,也可用于农村地区。

但不能装断零保护装置,因正常工作时中性线电位不固定,也不应设置零线重复接地.2、TT系统TT系统的示意图见下图。

该系统电源中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护接地线接至与电源端接地点无关的接地级，简称保护接地或接地制。

当配电系统中有较大量单相220V用电设备，而线路敷设环境易造成一相接地或零线断裂，从而引起零电位升高时，电气设备外壳不宜接零而采用TT系统。

TT系统适用于城镇、农村居住区、工业企业和分散的民用建筑等场所.当负荷端和线路首端昀装有漏电开关，且干线末端装有断零保护时，则可成为功能完善的系统.3、TN系统TN系统的电源端中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护零线与该中心点连接,这种方式简称保护接零或接零制。

按照中必线（工作零线）与保护线（保护零线）的组合事况TN系统又分以下三种形式：（1）TN－C系统。

在该系统中,工作零线和保护零线共用(简称PEN），此系统习惯称为三相四线制系统.系统示意图如下：（2）TN－S系统.在该系统中，工作零线N和保护零线PE从电源端中性点开始完全分开，此系统习惯称为三相五线制系统。

示意图见下图：（3）TN－C－S系统。

在该系统中,工作零线同保护零线是部分共用的，此系统即为局部三相五线制系统.系统示意图见图5.10－5。

设计应注意以下几点：①TN－C系统适用于设有单相220V，携带式、移动式用电设备，而单相220V固定式用电设备也较少，但不必接零的工业企业。

TN－S系统适用于工业企业，高层建筑及大型民用建筑.TN－C—S系统适用于工业企业。

中华人民共和国国家标准低压配电设计规范GB 50054—1995第一章总则第1.0.1条为使低压配电设计执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全、配电可靠、电能质量合格、节约电能、技术先进、经济合理和安装维护方便，制订本规范。

第1.0.2条本规范适用于新建和扩建工程的交流、工频500V以下的低压配电设计。

第1.0.3条低压配电设计应节约有色金属，合理地选用铜铝材质的导体。

第1.0.4条低压配电设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准、规范的规定。

第二章电器和导体的选择第一节电器的选择第2.1.1条低压配电设计所选用的电器，应符合国家现行的有关标准，并应符合下列要求。

一、电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应：二、电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流，三、电器的额定频率应与所在回路的频率相适应，四、电器应适应所在场所的环境条件；五、电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。

用于断开短路电流的电器，应满足短路条件下的通断能力。

第2.1.2条验算电器在短路条件下的通断能力，应采用安装处预期短路电流周期分量的有效值，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1％时，应计入电动机反馈电流的影响。

第2.1.3条当维护、测试和检修设备需断开电源时，应设置隔离电器。

第2.1.4条隔离电器应使所在回路与带电部分隔离，当隔离电器误操作会造成严重事故时，应采取防止误操作的措施。

第2.1.5条隔离电器宜采用同时断开电源所有极的开关或彼此靠近的单极开关。

第2.1.6条隔离电器可采用下列电器：一、单极或多极隔离开关、隔离插头；二、插头与插座，三、连接片；四、不需要拆除导线的特殊端子；五、熔断器。

第2.1.7条半导体电器严禁作隔离电器。

第2.1.8条通断电流的操作电器可采用下列电器：一、负荷开关及断路器，二、继电器、接触器，三、半导体电器，四、10A及以下的插头与插座。

第二节导体的选择第2.2.1条导体的类型应按敷设方式及环境条件选择。

常用低压配电电器的种类及其功能在工矿企业的电气控制设备中，采用的基本上都是低压电器。

因此，低压电器是电气控制中的基本组成元件，控制系统的优劣与低压电器的性能有直接的关系。

作为电气工程技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工作原理和使用方法。

可编程控制器在电气控制系统中需要大量的低压控制电器才能组成一个完整的控制系统，因此熟悉低压电器的基本知识是学习可编程控制器的基础。

低压电器是指额定电压等级在交流1200V、直流1500V以下的电器。

在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为380V，只有在特定行业环境下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用127V、运输机用660V、采煤机用1140V等。

单相交流电压等级最常见的为220V，机床、热工仪表和矿井照明等采用127V电压等级，其他电压等级如6V、12V、24V、36V和42V等一般用于安全场所的照明、信号灯以及作为控制电压。

直流常用电压等级有110V、220V和440V，主要用于动力；6V、12V、24V和36V 主要用于控制；在电子线路中还有5V、9V和15V等电压等级。

1.1 常用低压电器的分类低压电器种类繁多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。

1．按用途或控制对象分类（1）配电电器：主要用于低压配电系统中。

要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。

常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器和断路器等。

（2）控制电器：主要用于电气传动系统中。

要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。

常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器和电磁铁等。

2．按动作方式分类（1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器和继电器等。

（2）手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关和按钮等。

3．按触点类型分类（1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关和按钮等。

高低压配电一、交流高压配电系统较大的通信局、长途通信枢扭大楼为保证高质量的稳定市电，以及供电规范要求（超过600KVA变压器），一般都由市电高压电网供电。

为保证供电的可靠性，通常都从两个不同的变电站引入两路高压，其运行方式为用一、备一，并且不实行与供电局建立调度关系的调度管理，同时要求两路电源开关（或母联开关）之间加装机戒连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并列。

为控制两路高压电源，常用成套高压开关柜，开关柜的一次线路可根据进出线方案、电路容量、变压器台数和保护方式先用若干一次线路方案的高压开关柜组成高压供电系统。

目前大多数较大的通信局、长途通信枢扭大楼多选用单母线用断路器分段的方式供电，其系统图1-2-1如下：图1-2-1 10kv高压系统图来自两个不同供电局变电站的两路高压经户外隔离开关、电流互感器、高压断路器接到高压母线，然后经隔离开关、计量柜、测量及避雷器柜、出线柜接到降压变压器。

1、电力系统的供电质量要求和电压标准我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20kV。

为了减少线路能耗、压降，经发电厂中的升压变电所升压至35～500kV，再由高压输电线传送到受电区域变电所，降压至6～10kV，经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V 低压，供用电设备使用。

对于用电设备来说，它的额定电压规定与同级电力网线路额定电压相等。

发电机的额定电压比电网电压高5％是考虑到负荷电流导致在线路上产生压降损失。

变压器在与发电机直接相联时(通常为升压变压器)，它的一次线圈额定电压应与发电机额定电压相同。

即高于同级线路额定电压的5%；不与发电机直接相联时，即相当于线路上的用户设备时(通常为降压变压器)，其一次线圈的额定电压应与线路的额定电压相等。

变压器二次线圈的额定电压是指变压器一次侧加入额定电压，而二次侧开路的电压即空载电压，而在满载时二次线圈内有约5％的电压降。

因此。

如果变压器二次侧供电线路较长，则变压器二次侧线圈的额定电压一方面要考虑补偿变压器内部5％的阻抗电压降，另一方面还要考虑线路上的压降损失需高于线路额定电压5％。

交流低压配电系统一、交流基础电源经由市电或备用发电机组（含移动电站）提供的低压交流电为通信局（站）用的交流基础电源。

1. 低压交流电的标称电压为220/380伏，三相五线，频率50赫兹。

2. 使用交流电的通信设备和电源设备供电电压规定如下。

（1）通信设备用交流电供电时，在通信设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：额定电压值的＋5％～－10％。

（2）通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输入端子处测量的电压允许变动范围为：额定电压值的＋10％～－15％。

3. 当市电供电电压不能满足上述规定或通信设备有更高要求时，应采用调压或稳压设备满足电压允许变动范围的要求。

4. 交流电的频率允许变动范围为额定值的±4％，电压波形正弦畸变率应≤5％。

5. 通信局（站）应根据要求安装无功功率补偿装置。

交流供电系统包括变电所供给的高压或低压市电、油机发电机供给的自备交流电源以及由整流器、逆变器和蓄电池组成的交流不停电电源、交流配电屏等部分。

二、低压配电通信电源的交流供电系统包括变电站、油机发电机、通信逆变器和交流不间断电源(UPS)。

电信局一般都由高压电网供电。

为了提高供电可靠性，重要通信枢纽应从两个变电站引入两路高压电源，一路主用，另一路备用。

电信局内通常都设有降压变电室。

室内装有高、低压配电屏和降压变压器。

通过这些设备，把高压电源(一般为10kV)变为低压电源(三相380V)，供给整流设备和照明设备。

在高层通信大楼中，为了缩短低压供电线路，降压变电站可设在主楼内。

此时，电力变压器应选用干式变压器，配电设备中的高压开关应选用户内高压真空断路器。

为了不间断供电，电信局内一般都配有自动油机发电机组。

当市电中断后，油机发电机自动启动。

由于市电比油机发电机更经济，所以，通信设备一般都应由市电供电。

市电和油机发电机的转换由低压交流配电屏完成。

目前使用的交流配电屏已经具有市电、油机电自动转换功能。

TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。

国际电工委员会（IEC ）对此作了统一规定，称为TT 系统、TN 系统、IT 系统。

其中TN 系统又分为TN-C 、TN-S 、TN-C-S 系统。

下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。

（一）工程供电的基本方式根据IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT 、TN 和IT 系统，分述如下。

（ 1 ）TT 方式供电系统TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT 系统。

第一个符号T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

在TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图1-1 所示。

这种供电系统的特点如下。

1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。

但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此TT 系统难以推广。

3 ）TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

现在有的建筑单位是采用TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。

把新增加的专用保护线PE 线和工作零线N 分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。

（ 2 ）TN 方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN 表示。

它的特点如下。