建筑工程供电常用方式

建筑工程供电的基本供电系统包括三相三线制、三相四线制等。但这些术语的内涵不是很严格。国际电工委员会(IEC)对此作出了统一规定，称之为TT系统、TN系统和IT系统。总氮系统又分为总氮-碳、总氮-硫、总氮-C-S系统。以下是对各种电源系统的简要介绍。(一)工程供电的基本方式根据国际电工委员会规定的各种保护方法和术语概念，低压配电系统根据不同的接地方式分为三种类型，即TT、TN和IT系统，如下所示。(1) TT模式供电系统TT模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，也称为TT系统。第一个符号T表示电力系统的中性点直接接地。第二个符号T表示负载设备未连接到带电体的外露金属导电部分直接接地，无论系统如何接地。TT系统中负载的所有接地称为保护接地，如图1-1所示。该电源系统的特点如下。1)当电气设备的金属外壳带电时(相线与外壳碰撞或设备绝缘损坏漏电)，由于有接地保护，触电的风险可大大降低。但是，低压断路器(自动开关)可能不会跳闸，导致漏电设备外壳的接地电压高于安全电压，这是一个危险电压。2)当泄漏电流相对较小时，即使有保险丝，也可能无法熔断，因此仍然需要漏电保护器进行保护，这使得该TT系统难以推广。3) TT系统接地装置消耗大量钢材，且难以回收、人工和材料。目前，一些施工单位采用TT系统。施工单位临时用电时，采用特殊的保护线路，以减少接地装置所需的钢材量。将新增的专用保护线PE线与工作零线n分开，其特征在于：公共地线与工作零线之间无电连接；(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； TT系统适用于接地保护分散的地方。(2) TN模式供电系统这种供电系统是连接电气设备金属外壳和工作零线的保护系统。它被称为零连接保护系统，用总氮表示。其特点如下。1)一旦设备外壳通电，零保护系统会将泄漏电流提高到短路电流。这个电流非常大，是TT系统的5.3倍。事实上，这是单相短路故障。保险丝的保险丝将熔断，低压断路器的跳闸装置将立即动作并跳闸，这将切断故障设备的电源并使其更安全。2) TN系统节省材料和工时，在我国和其他许多国家得到了广泛应用，显示出比TT系统更大的优势。根据保护零线是否与工作零线分开，总氮模式供电系统分为总氮-碳和总氮-硫。(3) TN-C模式供电系统采用工作零线作为接零保护线，可称为保护零线，可用NPE表示(4) TN-S供电系统是将工作零线N与专用保护线PE严格分开的供电系统，称为TN-S供电系统。TN-S供电系统具有以下特点。1)系统正常运行时，专用保护线上没有电流，但工作零线上有不平衡电流。PE线没有对地电压，所以电气设备金属外壳的零点保护接在专用保护线上，安全可靠。2)工作零线仅用作单相照明负载电路。3)专用保护线PE不允许断线或进入漏电开关。4)干线上使用漏电保护器。工作零线不能重复接地，而PE线可以重复接地，但不能穿过漏电保护器。因此，l(5) TN-C-S模式供电系统在施工临时供电时，如果前面部分是TN-C模式供电，且施工规范规定施工现场必须采用TN-S模式供电系统，则系统后部的总配电箱可与PE线分开。总氮-C-S系统的特点如下。1)工作零线N接专用保护线PE。如图1-5ND所示，当该线路的不平衡电流较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。从点D到后面的PE线没有电流，也就是说，导体的这一段没有电压降。因此，TN-C-S系统可以降低电机外壳对地的电压，但不能完全消除该电压。该电压的大小取决于中性线的负载不平衡和中性线截面的长度。负载越不平衡，nd线越长，设备外壳对地的电压偏移越大。因此，要求负载的不平衡电流不要太大，并且PE线应重复接地。2)在任何情况下，聚乙烯线路都不能进入漏电保护器，因为线路末端漏电保护器的动作会使之前的漏电保护器跳闸，造成大规模停电。3)除了聚乙烯线必须连接到主箱上的N线外，N线和聚乙烯线不得在其他子箱上相互连接。开关和保险丝不允许安装在聚乙烯线路上，也不得同时用作聚乙烯线路。通过以上分析，总氮C-S供电系统是总氮碳系统的一种临时替代方案。当三相电力变压器工作接地良好，三相负荷相对平衡时，TN-C-S系统在建筑用电实践中的作用仍然是可行的。但是，当三相负荷不平衡且施工现场有专用电力变压器时，必须采用TN-S供电系统。(6)信息技术模式供电系统一表示供电侧没有工作接地或通过高阻抗接地。每两个字母T表示负载侧的电气设备接地。当供电距离不是很长时，TT模式供电系统可靠性高，安全性好。它通常用于不允许停电或需要严格连续供电的地方，如电炉炼钢、大型医院手术室、地下矿山等。井下供电条件相对较差，电缆容易受潮。使用信息技术电源系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单个相对地漏电流仍然很小，不会破坏电源电压的平衡，因此比电源中性点接地的系统更安全。但是，如果用于长距离供电，电源线对地的分布电容不可忽略。当负载发生短路故障或漏电导致设备外壳带电时，漏电电流形成穿过大地的齿条路径，保护设备不一定运行，这是危险的。只有当供电距离不太长时才更安全。这种电源在建筑工地上很少见。(2)电源线符号概述1)在国际电工委员会(IEC)规定的电源模式符号中，第一个字母表示电源(电源)系统和地之间的关系。如果T表示中性点直接接地；我的意思是所有带电部件都是绝缘的。2)第二个字母表示电气设备的外露导电部分和接地之间的关系。如果T表示设备外壳接地，则它与系统中的任何其他接地点没有直接关系；n表示负载由零连接保护。3)第三个字母表示工作零线和保护线的组合关系。例如，C表示工作零线和保护线是集成的，例如TN-C；S表示工作零线与保护线严格分开，所以保护线称为特殊保护线，如TN-S.(补充：电力系统中变压器中性点分为接地和非接地。在中性点接地系统中，电气设备应采用接零保护，即非接地保护在TT系统中，中性线仅用作电源的工作接地。如果中性线通过保护连接到零，当故障发生时，当故障电流流过中性线(零线)时会产生电压降。该电压降可能危及人身安全，因此不能使用保护接地代替接零。在总氮-碳或总氮-C-S系统中，中性线进入家庭后会反复接地。电器与重复接地点之间的距离短，故障电流产生的压降很小，因此可以使用保护接地)由于施工现场用电环境的复杂性和特殊性，加之大部分工人刚刚从农民转变过来，他们的安全用电意识较差，用电设备的多样性和安全措施的不完备性增加了施工现场电气事故的发生率，导致安全用电形势十分严峻。在施工实践中，除了加强安全用电管理，教育用电人员用电的基本知识和技能外，更重要的是在施工现场精心配置临时用电系统，为安全用电提供有效可靠的硬件环境。1.接地系统和等电位联结的选择(1)国际和国内主要设计院一般采用国际电工委员会(IEC)标准规定的系统形式。根据国际电工委员会的规定，低压配电接地和接零系统分为三个基本系统：信息技术模式、TT模式和TN模式。总氮模式可细分为总氮-碳、总氮-硫和总氮-C-S模式。第4.1.1条在施工现场临时用电安全技术规范 (JGJ46-88)(以下简称规范)中明确规定，施工现场专用的中性点直接接地的电力线路必须采用零保护系统，即TN系统。广东省建委已下发文件，进一步明确施工现场必须采用总氮-硫系统，即总氮-硫模式，如图1所示。1-工作接地；2-重复接地；3-外露导电部分L1 L2 L3-设备相线；工作接地；保护到零图1总氮-硫模式接线图因此，在施工现场接地系统中采用TN-S系统是必然的选择。由于总氮-硫系统与聚乙烯线路分离，三相不平衡电流不再流经聚乙烯线路，因此避免了电气设备外壳的潜在上升。TN-S系统可以采用剩余电流动作保护，它直接反映接地故障电流，灵敏度高，动作电流可以设定得很小，这样就可以保护非金属接地故障，设定电流只应大于正常线路电气设备的泄漏电流。然而，由于系统的固有缺点，变压器的中性点对电势(变压器低压侧中性点接地电阻器Ro两端的电压降)仍将使电气设备外壳具有通过PE线的电流和电压。因此，降低接地电阻，实现整个施工现场所有施工设备的金属外壳和各种金属构件(包括塔吊、施工电梯、提升架和新建建筑的基础接地网)可靠的总等电位连接，提高整个系统的安全性尤为重要。降低接触电压的主要措施有减少保护装置、切断故障时间、重复接地、等电位联结等。中国现行规范强调重复接地，但国际电工委员会标准强调等电位联结，在正式规定中不包括重复接地。事实上，总等电位联结已经对电源进线起到了重复接地的作用。因此，其关于重复接地的规定是建议性的，而不是强制性的。施工现场采用等电位联结，即用聚乙烯电线将所有设备的金属外壳与各种金属构件可靠连接，如塔吊、起重架、施工升降机、新建建筑物的基础钢筋网等。从而提高整个临时用电系统的安全性。当由于各种原因导致漏电开关不工作而使PE线具有高电位时，co处的等电位连接在施工现场，配电室的总开关(主配电箱)一般采用带漏电保护的自动空气开关或自动空气开关。在主开关中使用漏电开关有其缺点，即容易出现越级跳闸的异常现象。停电将对整个工地产生巨大影响。由于施工现场配电线路和电气设备的绝缘程度不好，各种情况下总会有一定的泄漏电流。主开关管的线路长度越长，设备的容量越大，它所承受的漏电流就越大，这可能导致一个支路的漏电流不足以使该支路的漏开关动作，而几个支路的漏电流之和将使主开关跳闸。例如，一个支路的漏电开关的漏电流为100毫安，当漏电流为50毫安时不工作。然而，当四个支路各自具有50mA的泄漏电流时，总泄漏电流被加到200mA，这可能以300mA的泄漏动作电流使主开关跳闸。因此，漏电开关不是主开关的最佳选择。当主开关是自动空气开关时，它没有欠压保护和相序保护。在施工实践中，我们发现只要对DW10通用空气开关稍加改进，就非常适合在施工现场作为主开关使用。改进后的DW10开关具有过载、欠压和短路保护，但其欠压保护只能保护两相欠压(失压跳闸线圈的工作电压为380伏线电压)，不具备相序保护功能。大型施工现场有许多重要的电机负载，如塔式起重机、施工升降机、空气压缩机、搅拌站、水泵等。其中许多是三相不可逆设备。因此，缺少相序和相序保护是非常重要的，特别是当主电源被切断并且发电机被接通时，如果相序不正确，相序保护动作防止主开关闭合，从而保护设备。因此，我们在DW10通用开关的失压线圈前增加了一个XJ串联断相和相序保护继电器，如图2所示，使其具有过载、失压、短路保护和相序保护功能。XJ断相和相序保护继电器；K-DW10开关失压线圈L1 L2 L3相线图2断相和相序保护继电器示意图DW10通用空气开关价格低廉(与同规格漏电开关相比)，改造成本低。在大型建筑工地或有许多重要负载的工地(塔式起重机、建筑电梯、搅拌站、空气压缩机等)，它是配电室(总配电箱)整体起点的最佳选择。)。3.配电箱、开关箱和漏电开关的配置选择配电箱是施工现场电源和电气设备之间的中心环节，开关箱连接到电源线并连接到其下的电气设备，也是电气安全的关键，因此其设置是否正确是一个非常重要的问题。根据标准要求，施工现场实行“三级配电、二级保护”，即在主配电箱上设置一个分配电箱，在分配电箱下设置一个开关箱，开关箱为最后一级，电气设备为下一级，形成三级配电。二级保护是指除了最后一级(开关箱)外，在上级(配电箱)设置漏电保护的起点。通常，形成两级保护。二级漏电保护具有分级和分段保护功能。配电箱应采用铁制和户外防雨型。保护零线端子排应设置在箱内，工作零线端子排应按要求设置。箱内电气安装板由铁板制成，与保护零线接线盒连接良好。箱门也要用黄绿双色线和保护零线接线盒正确连接和锁定。箱体上标有红色油漆，作为“有电危险”等警告标志。箱内电气设备的设置应遵循以下原则在电气箱中配置电器时，应仔细考虑上下保护动作的选择性。这里的选择性有两个内容，一个是上、下断路器短路保护的选择性，另一个是上、下漏电开关漏电保护的选择性。在配电箱中，在主电源开关和分