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原创‖技术‖农村户用光伏发电系统中开关电器N相是否断开20190217

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近两年来,农村户用光伏发电取得了突飞猛进的发展,在一些发达农村地区,分布式电站已飞入寻常百姓家。通过对一些户用光伏发电项目的调研,笔者发现各个地区电力部门对并网配电箱的要求不尽相同,甚至有些元器件或设备没有明确要求或规定。例如,户用光伏发电系统中配电箱内开关电器选择时,N相是否断开,各个地区要求不尽相同。针对此问题笔者提出自己的观点,供大家讨论。

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图1 隔离开关断开N相(380V并网)

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图2 隔离开关不断开N相(380V并网)

《农村低压电力技术规程》(DL/T499-2001)3.4.1内容:农村低压电力网优先采用TT系统,城镇、电力用户宜采用TN-C系统,对安全有特殊要求的可采用IT系统。

根据《系统接地的型式及安全技术要求》(GB 14050-2008)内容对TT系统、TN系统(TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统)、IT系统三种常见系统接地型式简介如下:

TT系统中,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,这两个接地必须是相互独立的。设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置,也可以若干设备共用一个接地装置。

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图3 TT系统

在TN-C系统中,电源中性点直接接地,将PE线和N线的功能综合起来,由一根称为PEN线的导体同时承担两者的功能。在用电设备处,PEN线既连接到负荷中性点上,又连接到设备外露的可导电部分。

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图4 TN-C系统

TN-S系统中,电源中性点直接接地,用电设备外露可导电部分通过PE线连接到电源中性点,与系统中性点共用接地体,而不是连接到自己专用的接地体,中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的。

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图5 TN-S系统

TN-C-S系统是TN-C系统和TN-S系统的结合形式,在TN-C-S系统中,从电源出来的那一段采用TN-C系统。因为在这一段中无用电设备,只起电能的传输作用,到用电负荷附近某一点处,将EN线分开形成单独的N线和PE线。从这一点开始,系统相当于TN-S系统。

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图6 TN-C-S系统

IT系统就是电源中性点不接地或有一点通过阻抗接地,用电设备外露可导电部分直接接地的系统。

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图7 IT系统

户用光伏系统在安装时普遍做法是:在逆变器及配电箱的附近安装接地极,逆变器的PE线及配电箱的PE线连接至接地极。因此可以理解为户用光伏发电系统是采用的TT系统。

根据《低压配电设计规范》(GB50054-2011)3.1.4内容:在TN-C系统中不应将保护接地中性导体隔离,严禁将保护接地中性导体接入开关电器。因为在TN-C系统中,当保护接地中性导体断开时,有可能危机人身安全。3.1.15内容:在符合下列情况时,应选用具有断开中性极的开关电器:1、有中性导体的IT系统与TT系统或TN系统之间的电源转换开关电器;2、TT系统中,当负荷侧有中性导体时选用隔离电器;3、IT系统中,当有中性导体时选用开关电器。

在TT系统中,即使建筑物内设置有总等电位联结,也需要为电气维修安全装用四极开关,因为中性线和总等电位联结系统是不相连通的,电源中性线带有一定的电压Ub,如下图:

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当TT系统电源接入低压成套开关设备后,低压成套开关设备的外壳接入总等电位联结系统,并且总等电位联结系统的电压为地电位即0V。

而当TT系统发生单相接地故障后,接地电流Id流过变压器中性点接地电阻Rb,于是在Rb上产生了较高的电压Ub并使得N线电压上升,有可能对人身产生伤害作用。如下图所示:

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综上所述,在户用光伏发电系统满足TT系统接地型式时,配电箱内开关电器应选用可断开中性极的开关电器。

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