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电气设计必知三种双电源配置方案

发布于：2020-11-18 14:53:18 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

压器电源和自备发电机电源之间的切换是否需要断开中性线与许多条件或因素有关，包括两电源回路的接地系统类别、两电源回路是否接入同一套低压配电柜、系统接地的设置方式，电源回路有无装设RCD或者单相接地故障保护等等，情况较为复杂。

为此，IEC标准并未做出明确的规定。我们来看如下不同的双电源配置方案：

（1）两电源安装在同一场所内，且共用相同的低压配电柜，则进线回路或者双电源切换回路应当采用四极开关。我们看图1。

图1安装在同一场所内的双电源互投方案之故障电流

从图1中，我们看到用电设备的前端安装了两只带RCD保护的三极断路器QF11和QF21作双电源互投，我们假定QF11合闸而QF21分断。我们看到无论是用电设备发生了单相接地故障还是三相不平衡，单相接地故障电流或者三相不平衡造成的中性线电流均有可能流过QF21回路的N线和PE线。因为QF21的RCD保护作用，QF21处于保护动作状态，无法进行有效的合闸。反之亦然。

图1中从QF21回路的中性线或者PE线流过的电流就是非正规路径的中性线电流。非正规路径的中性线电流所流经的通路有可能形成包绕环，包绕环内产生的磁场将可能对敏感信息设备产生干扰，同时还有可能产生断路器误动作。解决的办法就是将QF11和QF21采用四极开关，切断故障电流流过的通路。

（2）双路配电变压器互为备用电源，或者变压器与柴油发电机互为备用电源，且变压器和发电机的中性点均就近直接接地。若两套电源共用低压配电柜，则进线回路应当采用四极开关，如图2所示。

图2在TN-S下进线回路和母联回路应当采用四级开关

从图2中，我们看到低压配电网为TN-S接地型式，且变压器的中性点就近接地，从变压器引三相、N线和PE线到低压配电柜进线回路中。低压进线断路器和母联断路器均为三极开关，进线断路器配套了单相接地故障保护。正常使用时两进线断路器闭合而母联打开。

当Ⅰ母线上的用电设备发生单相接地故障时，我们看到正确的路径是：用电设备外壳→PE线→PE线和N线的结合点→Ⅰ段N线→Ⅰ段接地故障电流检测→Ⅰ段变压器。这条路径是正确的。

由于N线和PE线结合点的不确定性，例如此点可安装在两进线回路的进线处，于是单相接地故障电流的非正规路径可能是：用电设备外壳→PE线→Ⅱ段进线PE线和N线结合点→Ⅱ段N线→Ⅱ段接地故障电流检测→Ⅰ段N线→Ⅰ段接地故障电流检测→Ⅰ段变压器。沿着这条路径流过的电流就是非正规路径的中性线电流，它可能引起Ⅱ段进线断路器跳闸，使得事故扩大化。

解决的办法就是将低压进线回路和母联回路均采用四极开关，切断故障电流流过的非正规路径，消除事故隐患。同理，若将其中一台变压器更换为发电机，则发电机的进线断路器也必须采用四极开关。

结论：当两套电源同处一室（共地），且共用同一套低压配电柜，则低压配电柜的进线和母联回路需要使用四极开关。

（3）两套电源同处一室（共地），但不共用低压配电柜，则二级配电设备中的电源转换开关可采用三极开关，如图3所示。