三相五线制和三相四线制比较

1什么是三相五线制在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线N,另外用一根线专做保护零线PE,这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线三相五线制的接线方式如下图1所示图1三相五线制接线示意图该接线的特点是工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载,因而得到广泛的应用在三相负载不完全平衡的运行情况下,工作零线N是有电流通过且是带电的,而保护零线PE不带电,因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位2三相五线制与三相四线制的比较1基本供电系统简介常用的基本供电系统有380V三相三线制和380/220V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TNC、TNS系统TT式供电系统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表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属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。TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用TN表示TNC方式供电系统是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,即常用的三相四线制供电方式TNS式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,称作TNS供电系统,即常用的三相五线制供电方式IT方式供电系统,其中I表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处2三相四线制TNC与三相五线制TNS系统的比较在三相四线制供电方式中,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发电机中,三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点,引出线称为中线在单相供电中称为零线另一端与中线之间有额定的电压差,称为相线单相供电中称为火线一般情况下,中线是以大地作为导体,故其对地电压应为零,称为零线因此相线对地必然形成一定的电压差,可以形成电流回路,称其为火线正常供电回路由相线火线和中线零线形成地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线,其对地电阻小于4欧姆它不参与供电回路,主要是保护操作人员人身安全或抗干扰用的很多情况下,中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零,因此三相五线制种将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义在三相四线制供电方式中,主要采用TNC系统供电系统,对于单相回路存在较大的安全缺陷单相二线供电方式,最大缺陷是在发生电器外壳碰相线时,直接将220V相电压施加给此时正巧触摸到的人,从而发生触电事故但如果把接外壳的保护线PE和中性线N并联合用一根,实际上这也是极不安全的建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断线等故障,很可能造成图2所示A点处开路,此时当其中一台设备开关接通后,在A点后面所有中性线上,将出现相电压,这个高电压又被设备接地引至所有插入插座的用电设备外壳上,而且其后的设备即使并未开启,外壳上也有220V电压,这是十分危险的图2TNC系统单相回路断零示意图如果采用三相五线制的TNS供电系统,则不会出现这种情况如图3所示,只有当保护线断开,而且又有一台设备发生相线碰外壳,两故障同时出现时,才会出现与前述二线制中类似情况的事故从而也极大地降低了事故出现的可能性图3TNS系统单相回路示意图3三相五线制在民用建筑电气设计中的应用1三相五线制供电的应用范围凡是采用保护接零的低压供电系统,均是三相五线制供电的应用范围国家有关部门规定凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现场及临时线路,一律实行三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线单独敷设对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电,具体办法应按三相五线制敷设要求的规定实施根据JGJ/T1992民用建筑电气设计规范,住宅小区设计不应采用TNC供电系统即三相四线制供电方式,而应推广采用TNS供电系统即三相五线制供电方式2单相三线制“和“三相五线制“配电建筑电气设计中采用“单相三线制“和“三相五线制“配电就是在过去“单相二线制“和“三相四线制“配电基础上,另增加一根专用保护线直接与接地网相连,如图1所示即根据国际电工委员会IEC标准和国家标准而定的TNS系统,从而保障了电器使用的安全“单相三线制“是“三相五线制“的一部分,在配电中出现了N线和PE线一个是工作接地N线,这是构成电气回路的需要,其中有工作电流流过,在单相二线制中,工作接地N严禁装设保险等可断开点,但单相三线制中则应同相线一样装设保护元器件另一个是保护接地PE线,要求直接与接地网相联接,保护线PE与中性线N从某点分开后,就不得有任何联系,目的有两个其一是为了使漏电电流动作保护能正确动作其二是为了使保护线上没有电流流过,以利安全每个建筑物进户线处应将零线重复接地,接地电阻LO从引入处开始,接至建筑物内各个插座,中性线N和保护线PE完全分开严禁零地混接至于保护线PE的导线应采用与工作回路相同等级的绝缘导线,且与中性线N截面相同,敷设方式和路径也同工作回路,为便于识别,最好能采用三种颜色分开,依据规范,相线为L1黄、L2绿、L3红色中性线N为淡兰色或黑色保护线PE为黄绿双色民用建筑电气设计规范规定“住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路宜设置漏电电流动作保护,动作电流为30MA“插座的接线应遵循左零N右相L上接地如图4所示三相四线制三相五线制的选择TNS接地即常说的三相五线制，由变电所引出的N线和PE线是分开的，N线不允许再接地，PE线则与用电建筑地相连。TNCS接地即常说的三相四线制，变电所引出的N线和PE连合二为一为PEN线，用电建筑将PEN线重复接地，其后在用电建筑内N线和PE线是分开的，N线绝缘并且不再接地。TT接地由变电所引出的N线全程绝缘，用电建筑物内PE线为单独接地，与变电所接地线无任何联系。优缺点分析TNS（三相五线制）接地形式的PE线平时不通过工作电流，仅在发生接地故障时流过故障电流，其电位接近大地电位，不会干扰信息设备，不会对地打火，较为安全；缺点是需要全程设置PE线，造价较TNCS（三相四线制）相对于TNS（三相五线制）来说少了一根专用PE线，造价较低，由于其进入用电建筑后PE线和N线分开所以也具有TNS的有点；但是要求PEN线的连接非常可靠，PEN线一旦断线将引发很多故障。需要注意的是NTS和TNCS在同一供电范围内的PE/PEN都是连通的，当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时，其故障电压会沿着PN/PEN线在电气设备间传导，这是TN系统共有的缺点，所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。TT接地形式兼有TNS和TNCS的优点，还同时避免了TN接地系统共有的缺点，对于住宅建筑来说宜作为首要推荐接地形式。但是TT接地的缺点是用电建筑接地故障电流由变电所接地与用电建筑地两个接地电阻串联关系返回电源，故障电流小，断路器或熔断器的灵敏度难以满足其要求，需要剩余电流动作保护装置RCD来弥补这一缺点。结论1多层住宅建筑通常采用户外箱变作为供电电源，宜优先选用TT接地，仅在箱变等供电设施与该住宅建筑接地无法分开时选用TNS接地形式即三相五线制。2高层住宅建筑宜选用TNS接地形式。3高层住宅供电电源在建筑物内时可采用TNS接地，如供电电源在住宅外世优选TT接地，采用单路及多路电源供电时宜选用TNS接地。4TNCS三相四线制接地在工程设计中应根据项目实际情况谨慎选用。三相五线制的优点是保护灵敏性与可靠性都比三相四线制的要高，因为PE线（即接地零线）是单独设置，并且是直接接自电源变压器中性点，变压器的中性点已可靠直接接地，接地电阻较低，满足系统保护要求。三相五线制通常用于用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所及住宅。三相四线制（TNC系统）该接法包含三根相线L1A相、L2B相、L3C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）TNC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）TNC方式供电系统只适用于三相负载基本平衡（无220V负载）情况。三相五线制（TNS系统，含TNCS系统）该接法包含三根相线L1A相、L2B相、L3C相及一根零线N还有一根地线PE，是工作零线与保护零线分开设置或部分分开设置的接零保护系统。PE线在供电变压器侧和N线接到一起，但进入用户侧后则不能当作零线使用。三相五线制的优点是保护灵敏性与可靠性都比三相四线制的要高，因为PE线（即接地零线）是单独设置，并且是直接接自电源变压器中性点，变压器的中性点已可靠直接接地，接地电阻较低，满足系统保护要求。三相五线制通常用于用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所及住宅。应用中最好使用标准/规范的导线颜色A线用黄色，B线用蓝色，C线用红色，N线用褐色，PE线用黄绿色。零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回电网,一个回大地,在电子电路中这两个概念是要区别开来的结构的区别零线（N）从变压器中性点接地后引出主干线。地线（PE）从变压器中性点接地后引出主干线，根据标准，每间隔2030米重复接地。原理的区别零线（N）主要应用于工作回路，零线所产生的电压等于线阻乘以工作回路的电流。由于长距离的传输，零线产生的电压就不可忽视，作为保护人身安全的措施就变得不可靠。地线（PE）不用于工作回路，只作为保护线。利用大地的绝对“0”电压，当设备外壳发生漏电，电流会迅速流入大地，即使发生PE线有开路的情况，也会从附近的接地体流入大地。注TNS系统工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统1）系统正常运行时，专用保护线上没有电流