电气供电系统的分类
供电系统主要电气设备
高压断路器参数
• 1 额定电压〔KV) 其承受持续电压的 能力，说明了具有的绝缘和灭弧能力。
• 2 额定电流〔A)可长时间通过的最大电 流
• 3 额定开断电流〔KA〕额定电压下能 开端的最大短路电流，说明其最大过 载能力。
• 4 额定断流容量〔MV.A〕开端能 力的另一综合表示值。
• 三相断路器断流容量〔MV.A〕 =3×UlN×额定开断电流
构造组成
• 1) 上绝缘子兼汽缸 是一个简单的灭弧室， 不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部 气缸装有传动机构传动的活塞。
• 2) 传动机构 主轴、连杆、活塞等 • 3) 绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部 • 4) 闸刀和弧动触头
工作原理
• 当负荷开关分闸时，弧动触头与弧静 触头之间产生电弧，同时分闸时主轴 转动而带动活塞，压缩气缸内的空气， 从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。 同时，其外形与户内式隔离开关相似， 也具有明显的断开间隙。因此，它同 时具有隔离开关的作用。
低压断路器
• 又称自动空气开关。 • 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、
短路及失压时自动分断电路。 • 特点：操作平安，分断能力较高。 • 分类：框架式〔万能式〕和塑壳式〔装置
式〕 • 构造：触头系统、优良灭弧装置、脱扣机
构、传动机构
低压断路器的图形、文字符号
QF
塑壳式低压断路器原理图
2 1
罩
常用的有低压刀开关
开启式负荷开关〔胶壳刀开关〕， 型号为HD , HK系列；
封闭式负荷开关〔铁壳开关〕 HH系列；
组合开关型号有HZ系列。 刀开关在供配电系统和设备控制系统
中通常用作电源隔离，有时也可用于不频 繁接通和断开小容量电动机。
低压配电网有三种中性点运行方式IT系统、TT系统和TN系统
低压配电网有三种中性点运行方式IT系统、TT系统和TN系统低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。
其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地)；TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。
中性点接地系统有三种：IT系统，TT系统和TN系统。
这三种接地分别为：TT系统：电源中性点直接接地IT系统：电源中性点不直接接地TN系统：电源中性点直接接地（与TT系统的区别是该接地线与电气设备的金属外壳相连接）国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下：第一个字母表示电力系统的对地关系：T--一点直接接地；I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。
第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系：T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。
后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合：S--中性线和保护线是分开的；O--中性线和保护线是合一的。
(1)IT系统：IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。
即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。
其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。
而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。
IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。
(2)TT系统：TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。
配电系统的构成
2）桥型结线 是单母线分段结线 的一种简化。当单母 线分段结线每一段馈 线均只有一路时，可 取消母线，形成全桥 结线。 根据情况，可选择 取消进线或馈线断路 器，由此形成“外桥” 与“内桥”结线。 工程上一般不采用 全桥。
全桥
#1电源进线
QS011 QF01 QS012 QS1 QS11 QF11
负荷侧馈线
3、单母线带旁路 问题的提出：馈出线 断路器故障时，要求故 障回路不停电。 方法：为每一出线断 路器均设置一台备用（2 n备用）如图。 方法评价：备用太多， 不经济。 改进思路：因极少两 台断路器同时故障，可 否只设一台公共备用， 需要时被故障回路调用。
电源进线
QS0 QF0
QF01 QF11 QF02 QF12 QF03 QF13
负荷3
负荷4
2.3.5 各种配电方式的变通及综合应用示例
负荷工作场所 变配电所
电源1 电源2 负荷1 负荷2
负荷工作场所 变配电所
电源1 负荷1 负荷2
电源2
负荷3 隔离开关 负荷4
隔离开关
负荷4
负荷3
双电源单环路
双电源双环路
负荷工作场所 变配电所
电源1 负荷1
双电源双回路 放射式配电
电源2 负荷2
II段母线负荷侧馈线
两个单母线被QF连接起来，QF：联络断路器 一个单母线被QF分成两段，QF：分段断路器
2、双母线结线 单母线＋母线 备用 备用母线应能 被进线和每一路出 线所利用。 工作方式与故 障切换问题。
电源进线
QS0 QF0 QS01 QS02
母线I段 母线II段
QS11 QS12 QS21 QS22 QS31 QS32 QF1 QF2 QF3
TN、TT、IT供电系统的特点及区别解析
TN、TT、IT供电系统的特点及安装要求380V/220V低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。
IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。
即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。
TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。
即过去的三相四线制供电系统中的保护接地。
TN系统，在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。
即过去的三相四线制供电系统中的保护接零。
TN系统的电源中性点直接接地，并有中性线引出。
按其保护线形式，TN系统又分为：TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统等三种。
（1）TN-C系统(三相四线制)，该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的，该线又称为保护中性线(PEN)线。
它的优点是节省了一条导线，缺点是三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。
（2）TN-S系统就是三相五线制，该系统的N线和PE线是分开的，从变压器起就用五线供电。
它的优点是PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。
此外，由于N线与PE线分开，N线断开也不会影响PE线的保护作用。
③TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)，该系统从变压器到用户配电箱式四线制，中性线和保护地线是合一的；从配电箱到用户中性线和保护地线是分开的，所以它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所。
我国的低压配电系统基本上有三种：即TT系统、TN系统、IT系统。
上述各种保护系统均采用国际标准所用符号，第一字母T：表示中性点直接接地；I表示中性点不直接接地(不接地或经高电阻接地等)；第二个字母T：表示外露可导电部分对地直接电气连接与电力系统任何接地无关；N表示外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接。
电气二次系统简介
2020/6/6
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二次设备：对一次设备的工作状况进行监视、测量、控制、
保护、调节所必需的电气设备，如监控装置、继电保护装 置、自动装置、信号器具等。通常还包括电流互感器、电 压互感器的二次绕组引出线和站用直流电源。
• 特点：能清楚表述回路的构成和工作原理；但没 有标明元件的内部接线情况，不能作为施工图纸。
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电流保护归总式原理图
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展开式原理图
• 展开式原理图(简称展开图)是将二次设备的构成 元件，如线圈、触点分别用图形符号表示，按回 路性质的不同分为几个部分绘制的图纸。
• 如交流电流回路展开图、交流电压回路展开图、 直流操作回路展开图、信号回路展开图等。
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• 展开图特点：展开式原理图能清晰表明设备间的 连接关系，便于复杂电路的绘制，广泛使用于综 合自动化变电站的二次回路中。
• 展开图中同一个二次设备的不同元件，如线圈、 触点必须标以相同的文字符号。小母线及每一回 路都要按等电位的原则分别给于回路编号。
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1.4 调节系统
• 作用：调节某些主设备的工作参数，以保证主设 备和电力系统的安全、经济、稳定运行。
• 组成：由测量机构、传送设备、自控装置、执行 元件及其网络构成。
• 常用的调节方式有手动、自动或半自动方式。
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电气设备类别的划分
电气设备类别的划分一、发电设备发电设备是指能够将各种能源转化为电能的设备，包括火力发电机组、水力发电机组、风力发电机组、太阳能发电设备等。
这些设备通过能源转换的过程，将机械能或光能转化为电能，为人们的生活和工作提供稳定可靠的电力供应。
二、输电设备输电设备是指将发电站产生的电能通过输电线路传输到各个用户地点的设备。
这些设备包括变电站、变压器、高压输电线路等。
输电设备的作用是将发电站产生的高压电能转换为适合用户使用的低压电能，并通过输电线路将电能传输到各个用户地点，实现电力的分配和供应。
三、配电设备配电设备是指将输电线路传输的电能分配到各个用户终端的设备。
这些设备包括配电变压器、低压开关柜、配电箱等。
配电设备的作用是将输电线路传输的电能进行分支、分配和控制，确保电力能够准确、安全地供应到各个用户终端，满足用户的用电需求。
四、用电设备用电设备是指各种电气设备和电器设备，包括家用电器、工业设备、通信设备等。
这些设备通过接入电源，将电能转换为各种形式的能量，实现各种功能和应用。
用电设备的作用是为人们的生活和工作提供便利和支持，提高生产效率和生活品质。
五、控制设备控制设备是指用于控制和调节电气设备工作状态和参数的设备，包括开关、电机控制器、传感器、自动化控制系统等。
这些设备通过监测和反馈电气设备的工作状态，实现对设备的控制和调节，保证设备的安全运行和有效利用。
六、维护设备维护设备是指用于对电气设备进行维护和检修的设备，包括测试仪器、维修工具、维修车辆等。
这些设备通过对电气设备进行检测、诊断和维护，保证设备的正常运行和安全使用，延长设备的使用寿命和维护周期。
七、安全设备安全设备是指用于保护电气设备和人身安全的设备，包括漏电保护器、过载保护器、防火墙、安全开关等。
这些设备通过监测和控制电气设备的工作状态，及时发现和防止潜在的安全隐患，保护设备和人身安全。
八、节能设备节能设备是指用于提高电气设备能源利用效率和减少能源消耗的设备，包括节能灯具、变频器、能量管理系统等。
供配电系统
变电所的作用是：从电力系统接受电能，经过变压器降压 （通常降为0.4kV），然后按要求把电能分配到各用户（建筑、车间） 供给各类用电设备。 配电所的作用是：接受电能，然后按要求分配电能。两者所不同 的是，变电所中有配电变压器，而配电所中没有配电变压器。
b．变配电所的类型
按用途来分：总降压变电站（区域变电站）和用户
2. 供电要求
a．一级负荷： 两个电源供电，一用一备，当一个电源发生 故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。 应急电源有：发电机组、专门馈电线路、蓄 电池。 b．二级负荷： 两回线路供电，当电源来自于同一区域变电 站的不同变压器时，即可认为满足要求。 c．三级负荷 供电电源无要求，一般为一路电源供电即可， 但在可能的情况下，也应提高其供电的可靠 性。
导线
导线有裸导线和绝缘导线两种。架空线路一般采用裸导线。 导线的材料有铝和铜两种。 铝绞线的优点是重量轻，价格低，缺点是导线性能比铜差，机械 强度低，运行中表面易形成氧化铝薄膜，使接头的接触电阻增大。 工厂里最常用的是LJ型铝绞线。在负荷较大、机械强度要求高和 35kV及以上的架空线路上，多采用LGJ型钢芯铝绞线，用以增强导线 的机械强度。 铜绞线的优点是导电性能最好，机械强度也高，抗腐蚀性能好， 但密度大，价格贵。 导线在电杆上的排列方式，一般为三角形排列或水平排列，也可 采用垂直排列。
二. 变、配电站主结线
1. 对主结线的基本要求 主结线，是指按照一定的工作顺序和规程要求连接变配电 一次设备的一种电路形式。又称为一次电路图、主结线图、 一次接线图。 有各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、 移相电容器、避雷器等电气设备依一定次序相连接的接受和
分配电能的电路。
只表示相对电气联接关系而不表示实际位置。通常以单线来 表示三相系统。
电力系统的构成
国家规定的城市供电可靠率是99．96/100。即用户年平均停电时间不超过3.5小时；
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV、为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、电力系统的额定电压
电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。
我国供电可靠率目前一般城市地区达到了3个9（即99.9%）以上，用户年平均停电时间不超过9小时；重要城市中心地区达到了4个9
（即99.99%）以上，用户年平均停电时间不超过53分钟。
计算公式
供电可靠率（%）=8760（年供电小时）-年停电小时/8760最后乘以100%
用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值，为了保证用电设备的良好运行，显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。发电机的额定电压一般比同级电网额定电压要高出5%，用于补偿电网上的电压损失。
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电气供电系统的分类
一、建筑工程供电系统
建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制，三相五线制等，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 TN-C 、TN-S 、 TN-C-S 系统。
下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。
TT 系统 TN-C
供电系统→ TN 系统→ TN-S
IT 系统 TN-C-S
（一）工程供电的基本方式
根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即 TT 、 TN 和 IT 系统，分述如下。
（ 1 ） TT 方式供电系统 TT 方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 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 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电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，如图 1-1 所示。
这种供电系统的特点如下。
1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。
但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。
2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。
3 ） TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采用 TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量，如图 1-2 所示。
图中点画线框内是施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线（N）可以有电流，而专用保护线（PE）没有电流；③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。
—— TT 方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 TT 系统
（ 2 ） TN 方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。
它的特点如下。
1 ）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。
2 ） TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比 TT 系统优点多。
TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。
（ 3 ） TN-C 方式供电系统它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，如图 1-3 所示。
这种供电系统的特点如下。
1 ）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。
2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。
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，工作零线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线。
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情况。
（ 4 ）TN-S 方式供电系统它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电系统，如图 1-4 所示， TN-S 供电系统的特点如下。
1 ）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。
PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE 上，安全可靠。
2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。
3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。
4 ）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
5 ） TN-S 方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用 TN-S 方式供电系统。
（ 5 ） TN-C-S 方式供电系统在建筑施工临时供电中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线，如图 1-5 、 1-6 所示。
这种系统称为 TN-C-S 供电系统。
TN-C-S 系统的特点如下。
图 1-5 TN-C-S 方式供电系统 1-6 工地
总配电箱分出 PE 线
1 ）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，如图 1-5ND 这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。
D 点至后面 PE 线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此， TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度。
负载越不平衡， ND 线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。
所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地，如额头 1-6 所示。
2 ） PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。
3 ）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联， PE 线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作 PE 线。
通过上述分析， TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。
当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。
但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。
（ 6 ） IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。
每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护，如图 1-7 所示。
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，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。
运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
从图 1-8 可见，在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。
只有在供电距离不太长时才比较安全。
这种供电方式在工地上很少见。
（二）供电线路符号小结
1 ）国际电工委员会（ IEC ）规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。
如 T 表示是中性点直接接地； I 表示所有带电部分绝缘。
2 ）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。
如 T 表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系； N 表示负载采用接零保护。
3 ）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。
如 C 表示工作零线与保护线是合一的，如 TN-C ； S 表示工作零线与保护线是严格分开的，所以 PE 线称为专用保护线，如 TN-S 。