对农村低压电网运行系统的分析

电力18讯：    作者：许良城

　1　前言

　　随着电力体制改革的逐步深入，为了开拓市场，特别是农村用电市场，必须提高农村用电的安全性、可靠性、经济性，确保用户用上安全、优质、经济的电能。而农村低压电网运行系统的合理与否，直接影响电能的各项指标。[被屏蔽广告]目前，在DL499-92《农村低压电力技术规程》中只对TN-C系统、TT系统及IT系统作了规定。下面对各种系统作进一步地分析比较。

　　2　分析比较

　　农村低压电网应采用哪一种系统，似乎已有定论，因为规程规定：农村低压电力网宜采用TT系统，城镇、厂矿企业采用TN-C系统；对安全有特殊要求或纯排灌的动力电力网可采用IT系统。由于农村用电有多样性(综合用电)、分散性、季节性等特点，一般情况下不宜采用IT系统，除特殊要求外。现在就TT系统与TN-C系统进行详细分析比较。

　　(1)　弄清TT系统与TN-C系统的概念。在国标DL/T621-1997《交流电气装置的接地》规程中，TT系统与TN-C系统均是低压系统的接地型式，并对两者概念作如下规定：

　　①TT系统。系统有一个直接接地点，电气装置的外露导电部分(金属外壳)，接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置，见图1。


图1　TT系统

　　②TN-C系统。系统有一点直接接地，电气装置的外露导电部分(金属外壳)用保护线与该点连接。整个系统的中性线与保护线是合一的，见图2。


图2　TN-C系统

　　(2)　TT系统与TN-C系统的共同点：

　　①变压器低压侧中性点都是直接接地，当发生单相接地故障时，抑制电网对地电压的升高。

　　②配变低压侧及各出线回路，均需装设过流保护。

　　③两种系统都是单、三相混合供电系统，供电灵活。但三相负荷不平衡时，若因某种原因中性线断开，则负荷中性点必产生漂移，负荷重的一相端电压上升，容易造成用电设备的烧毁。因而，中性线不得装设熔断器和单独的开关装置。

　　(3)　TT系统与TN-C系统的不同点：

　　①设备的漏电保护方式不同：

　　对TT系统，系统有一个直接接地点，电气装置外露导电部分直接接地，当发生设备漏电接地故障时，接地电流通过设备的接地电阻Rd和系统的接地电阻Ro形成回路，并在两电阻上产生压降，由于分压作用，当人触及外壳时，受到的接触电压较低，从而起到保护作用；

　　对TN-C系统，电气装置的外露导电部分通过保护线PEN，直接与电力系统接地点连接。当发生碰壳时，电流经金属导线构成闭合回路，形成金属单相短路，产生大的短路电流，使过电流保护装置动作，将故障点切除。

　　②两系统在使用时所满足各自的技术条件不同：

　　a.在采用TT系统时应满足以下要求：除变压器低压中性点直接接地外，中性线不得再行接地，且应保持与相线同等的绝缘水平；全网必须实施漏电保护(三级保护)，包括漏电总保护、漏电中级保护和末级保护(用户的漏电保护)。

　　b.在采用TN-C系统时，按规定应满足以下要求：为了保证在故障时保护中性线的电位尽可能保持接近大地电位，保护中性线应均匀的重复接地；受电设备装设漏电末级保护。

　　(4)　 TT系统与TN-C系统的比较：

　　①设备漏电保护效果比较：

　　a.TT系统发生设备单相碰壳时，其短路电流和短路电压分别如下：

　　短路电流：Id=Uφ/(Ro+Rd)；短路电压：Ud=Id×Rd=[Rd/(Ro+Rd)]・Uφ

　　假如变压器中性点的接地电阻Ro和保护接地电阻Rd均为4Ω时(规程规定100kVA以上变压器的接地电阻不能大于4Ω)，则Id=220/(4+4)=27.5A，Ud=27.5×4=110V。如果用电设备的保护电流整定值稍大时，保护设备如空气开关、熔断器则不能动作，过流保护器失效，用电设备上将长期存在110V的对地电压，这对人身很不安全。只有减少接地电阻，加大短路电流，才能使保护设备动作。但是减少接地电阻实际上是非常困难的，也是很不经济的。

　　b.当采用TN-C系统时，一旦发生设备漏电单相接地时，故障电流直接经中性线形成"中性线-相"闭合回路，因为中性线阻抗很小，短路电流很大，使保护设备可靠迅速地动作，从而切断故障设备。

　　②从两种系统安装剩余电流动作保护器(俗称漏电保护器)的投资、运行维护方面分析比较：

　　当低压电力网采用TT系统时，按规定全网必须实施"三级"漏电保护，全网必须安装上"三级"的漏电保护器，设备费用投入相当大；而且漏电保护器参数选择不容易，上、下级的动作时间在动作上不好配合，不能准确切除故障点，容易造成越级跳闸，扩大事故面积；大量漏电