三相五线制课件

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1、三相五线制的推广与应用新疆富蕴广汇新能源有限公司电气车间冯建军摘要：解决低压电网系统中采用接地和接零保护时安全隐患，保障低压电网系统的电气设备在故障时人身安全。前言：在我国，低压电网的中性点有三种运行方式：一种是电源中性点不接地，一种是电源中性点经阻抗（消弧线圈）接地，一种是电源中性点直接接地。前两种可合称为IT系统，而后一种可称为TT系统及TN系统。根据多年的运行经验表明，现行这种接地保护有许多优点，但也存在很大缺陷，给人身安全带来一定威胁，也使低压电网系统保护装置动作失灵，为此有必要对现行各种接地系统的优缺点和适用范围做一分析、比较，以便

2、确定适用于我国现行低压电网的接地及接零保护系统，使低压电网系统稳定安全运行。一、TT系统在低压电网配电变压器中性点直接接地系统中，把电气设备的外漏可导电部分（金属外壳）接地、成为TT系统，该系统引出有N线，属三相四线制系统。如图1所示。在TT系统内，电气设备的外露可导电部分（金属外壳）经各自的PE线分别直接接地，与电源的接地在电气上无任何联系。各个电气设备各用自己的接地极PE线又互不连通，这样就杜绝某一电气设备外壳上危险故障电压沿PE线窜入其他电气设备外壳上的危险，因此它被供电部门规定为低压电网供电的接地系统。它也适用于对数据处理、精密检测装

3、置等供电，所以这种系统在国内外应用比较广泛。但这种接地保护系统在某种情况下，也并不能保证安全。当TT系统中电气设备绝缘损坏或发生相线碰壳时，将使电气设备外露可导电部分（金属外壳）带电。如果人体触及带电设备外壳时，因设备接地电阻Rd远小于人体接触电阻Rr，所以大部分单相短路电流通过接地装置引入大地，从而减少了人体触电的危险性。一般均考虑中性点的接地电阻Ro=4Ω，电气设备外壳接地电阻Rd=10Ω，当电气设备发生相线碰壳时，其故障电流为：如果电气设备容量较大，15.71A的故障电流不足以使电气设备保护装置动作，故在电气设备外壳上呈现电压：Ud=I

4、d×Rd=15.71×10=157V显然这对人体是不安全的。如果要想使Ud不超过允许的安全电压，即50V以下，则:Ud=Ux*Rd/(Ro+Rd)≤50，故Rd=1.18Ω要想使电气设备的接地电阻做得这么小，这个要求是很高的，即使能做到，也比较昂贵，特别在条件差，土壤电阻率高的地区很难做到这一点。由此可见，TT系统对人身仍有一定的危险性。二、TN系统低压电网的配电变压器中性点直接接地系统中，将电气设备的外露可导电部分（金属外壳）与中性线N相接，称为TN系统，TN系统又依其PE的形式分为TN—C系统、TN—S系统和TN—C—S系统。1.TN—C

5、系统这种系统的中性线N和保护线PE合一为PEN线，属于三相四线制系统。如图2所示：在TN-C系统内，所有电气设备的外露可导电部分（金属外壳）均与PEN相连，它的特点是当相线碰壳时，相线经设备外壳和零线构成闭合回路而发生短路，由于导线（包括相线和零线）及设备外壳的合成电阻值很小，所以短路电流较大，可以使电气设备保护装置快速而可靠的动作，将故障设备断开电源。因而在出现相线碰壳短路故障瞬间，即使人体触及设备外壳，流过人体的电流比较小，其数值极低，在大多情况下能保证人身安全。所以该系统简单、经济的优点成为我国较早最广泛应用的系统。但这种接零保护系统在

6、某种情况下，也并不能保证安全。原因之一是由于PEN线通过正常负荷电流时，有时还要通过三次谐波电流，在其PEN线上产生的压降将呈现在电气设备的外壳上。当人体触及电气设备外壳时，就会有一定的危险性。之二是当TN-C系统发生PEN断线，此时如有一相碰壳时，在没有重复接地的情况下，如图3所示：接在断线后面的所有电气设备外壳上，都同时存在着近于相电压的对地电压，这种情况是相当危险的。而在重复接地的情况下，如图4所示：接在零线断线处后面的电气设备外壳上存在对地电压为式中Rn——重复接地体的接地电阻Ω；Ro——中性点的接地电阻Ω；Id——故障电流A在零线断

7、线处后面，人体触及各设备外壳时，接触电压均为Id*Rn伏。接在断线处前面的设备外壳上的对地电压为：在零线断线处前面，人体触及各设备外壳时接触电压均为Id*Ro伏。当Rn=Ro时，前后电气设备外壳上对地电压皆为Ux/2,但是Ux/2=220/2=110V电压值大于50V安全电压，显然这对人体也是不安全的。而在大多情况下，Rn皆大于Ro，使零线断线处后面的所有电气设备的外壳上的对地电压升高，也就是说，人体接触电压会高于Ux/2。由此可见，TN-C系统对人身也有危险性。2、TN-S系统这种系统的中性线N与保护线PE是分开的，属于三相五线制系统，如图

8、5所示当TN-S系统发生与TT系统同样故障时，TN-S系统中电气设备相线经外壳和保护线PE构成闭合回路而发生短路，由于导线（包括相线和保护线PE）及设备外壳的合成电