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三相三线至三相五线概述
来源: | 作者:chaoshidianzi | 发布时间: 2022-11-12 | 779 次浏览 | 分享到:

三相三线制概述:

三相三线制(three-phase three-wire system)不引出中性线的星型接法和三角形接法。电力系统高压架空线路一般采用三相三线制,三条线路分别代表a,b,c(U,V,W)三相。

三相制

目前世界上的电力系统普遍采用三相制。所谓三相制是讲三个频率相同,大小相等相位互差120o的电压源作为供电电源的体系。

11.1.2 三相电源

一、波形

由三相交流发电机供电时,由于其工艺结构使得产生的三相电源具有频率相同,大小相等相位互差120°的特点。

三相电压的相序为三相电压依次出现波峰(零值或波谷)的顺序,工程上规定:ABC为顺序(正序)而ACB这样的相序成为逆序(反序)。

电力系统高压架空线路一般采用三相三线制,三条线路分别代表a,b,c三相,我们在野外看到的输电线路,一回即有三根线(即三相),三根线可能水平排列,也可能是三角形排列的;

对每一相可能是单独的一根线(一般为钢芯铝绞线),也有可能是分裂线(电压等级很高的架空线路中,为了减小电晕损耗和线路电抗,采用分裂导线,多根线组成一相线,一般2—4分裂),没有中性线,故称三相三线制。

采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。

热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。

三相四线制一般包括提供三个相电压的三个相线(A、B、C线,U、V、W线或L1、L2、L3)和中性线(零线)(N线),不单独设地线(PE线),而是中性线(零线)和地线共用一条线路。

三相四线制(T三相四线制N-C系统)

该接法包含:三根相线L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相和一根零线PEN,是工作零线与保护零线合一设置的接零保护系统。PEN线是为了从380V相间电压中获得220V线间电压而设的,有的场合也可以用来进行零序电流检测,以便进行三相供电平衡的监控。

注:用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用 NPE 表示。

1 )由于三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,在线路上产生一定的电位差,所以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。

2 )如果工作零线断线,则保护接零的漏电设备外壳带电(对地220V!)。

3 )如果电源的相线碰地,则设备的外壳电位升高,使中性线上的危险电位蔓延。

4 )TN-C 系统干线上使用漏电保护器时,漏电保护器后面的所有重复接地必须拆除,否则漏电开关合不上;而且,工作零线在任何情况下都不得断开。所以,实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。

5 )TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡(无220V负载)情况。

三相四线制,在低压配电网中,输电线路一般采用三相四线制,其中三条线路分别代表A,B,C三相,另一条是中性线N(如果该回路电源侧的中性点接地,则中性线也称为零线,如果不接地,则从严格意义上来说,中性线不能称为零线)。

在进入用户的单相输电线路中,有两条线,一条我们称为火线,另一条我们称为零线,零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路。

在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化,导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利。在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的。

如采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的,工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患。

从线路的性质上来说,火线(相线)是提供能源的线路,零线是单相电路中,给提供能源的线路一条电流回路(和相线形成电流通道)的线路,地线是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故的一条“非正常”电流通道。这三条线,正常工作时,由相线(某一个单位时间内)提供电流,经过用电设备(负载)后由零线回到电源端;正常情况下,地线是没有任何电流通过的。所以从性质上来看,这三条线路中的零线和地线,是不允许“并用”或合用的。

三相五线制包括三相电的三个相线(A、B、C线)、中性线(N线);以及地线(PE线)。

中性线(N线)就是零线。三相负载对称时,三相线路流入中性线的电流矢量和为零,但对于单独的一相来讲,电流不为零。三相负载不对称时,中性线的电流矢量和不为零,会产生对地电压。

包括三相电的三个相线(A、B、C线)、中性线(N线);以及地线(PE线)。电设备外壳上电位始终处在"地"电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患。三相五线制标准导线颜色为A线黄色,B线绿色,C线红色,N线淡蓝色,PE线黄绿色。

其实三相五线制本身是一个错误的叫法,其中的“几"线制按IEC标准是”正常运行时带电的导体“,这个“三相五线制”的错误在于PE线正常运行时是不带电的。左图从接地方面来说一般称为TN-S系统,为三相四线制。

三相五线制分为TT接地方式和TN接地方式,其中TN又具体分为TN-S,TN-C,TN-C-S三种方式。

TT:

第一个字母T表示电源中性点接地,第二个T是设备金属外壳接地,这种方法高压系统普遍采用,低压系统中有大容量用电器时不宜采用。

TN-S:

字母S代表N与PE分开,设备金属外壳与PE相连,设备中性点与N相连。

其优点是PE中没有电流,故设备金属外壳对地电位为零。主要用于数据处理,精密检测,高层建筑的供电系统。

TN-C:

字母C表示N与PE合并成为PEN,实际上是四线制供电方式。设备中性点和金属外壳都和N相连。由于N正常时流通三相不平衡电流和谐波电流,故设备金属外壳正常对地有一定电压,通常用于一般供电场所。

TN-C-S:

一部分N与PE分开,是四线半制供电方式。应用于环境较差的场所。

当N和PE分开后不允许再合并。

中国规定,民用供电线路相线之间的电压(即线电压)为380V,相线和地线或中性线之间的电压(即相电压)均为220V。进户线一般采用单相二线制,即三个相线中的任意一相和中性线(作零线)。如遇大功率用电器,需自行设置接地线。

三相五线制标准导线颜色为:A线黄色,B线绿色,C线红色,N线淡蓝色,PE线黄绿色。