火力發電廠電氣設計中低壓配電系統安全性探討

曹劍鋒

摘 要：火力發電廠的電氣設計中，低壓配電系統的設計尤為重要，若沒有進行合理的設計和規范的施工，必然會造成一定的安全隱患。對于火力發電廠來說，其電壓負荷量非常大，一旦低壓配電系統的安全性出現問題，會造成難以估量的損失。

關鍵詞：火力發電廠；電氣設計；低壓配電系統；安全性

1 引言

火力發電廠的低壓配電系統與使用者的用電情況有著直接的關系，只要在低壓配電系統負責的區域內，任何一個使用者都會直接使用低壓配電系統，因此，低壓配電系統是火力發電廠的重要組成部分，其安全性問題不容忽視，如果低壓配電系統發生故障，就會造成安全隱患，故火力發電廠電氣設計中的低壓配電系統的安全性必須得到應用的重視。

2 接地保護形式

火力發電廠的長期發展過程中，管理人員也逐漸認識到低壓配電系統的作用，為了維護低壓配電系統的安全運行，消除系統故障，火力發電廠的管理人員也開始制定相應的保護措施，以保證其正常運行，其中，比較常見的就是系統的接地保護形式。在火力發電廠的實際運行中，需要按照其運行特點，設置相應的接地保護措施，通常情況下，火力發電廠接地保護的設置要以設備的使用情況以及電廠的內部系統為依據，同時，設置接地保護時，對于任何形式的接地保護，都應該嚴格控制電位連接過程，避免因為疏忽而導致失誤，進而對火力發電廠的低壓配電系統的安全性造成影響。按照規定，可以將火力發電廠低壓配電系統的接地形式分為以下三種，即IT系統、TT系統和TN系統[1]。

2.1 IT系統

低壓配電IT系統中，對于電源端口帶電位置不用采取接地保護措施，電源端口的帶電位置經過阻抗、電抗或者高電阻時，需要采取接地保護措施。此外，低壓配電IT系統的用電設備如果存在外漏導電部分，也應該采取接地保護措施。使用低壓配電IT系統供應電力，可以保證系統供電的穩定性，同時，還能提高系統供電的安全性。比較適合應用于用電量比較大、供電時間比較長以及供電要求比較高的場所，目前，大多數的火力發電廠都采用低壓配電IT系統進行供電[2]。在電氣設備中，使用缺少接地保護措施的配電網，如果用電設備的外殼發生故障，可能會出現帶電現象，管理不善的話，容易發生觸電事故。因此，火力發電廠應該強化安全觀念，采用高效的接地措施，避免安全隱患，保證火力發電廠能夠正常運行。

2.2 TT系統

低壓配電TT系統中，應該在電源的中性點位置采用直接的接地保護措施，同時，對于電氣設備的外漏導電部分，也應該采用接地保護措施。低壓配電TT系統在整個電氣系統中占有非常重要的作用，運行過程中，電氣系統的中性線N和PE沒有直接的通電關系，即電氣系統的PE線沒有電流經過。一般來說，低壓配電TT系統常用于用電設備比較少、用電量比較小以及用電要求比較低的場所，比如偏遠地區或者農村等[3]。從應用范圍來看，低壓配電TT系統遠沒有低壓配電IT系統的應用廣泛，然而，我國的農村地區覆蓋面積比較大，恰好低壓配電TT系統在農村的應用較多，故火力發電廠的管理人員也要相應的重視低壓配電TT系統的應用和發展，讓低壓配電TT系統能夠發揮最大的作用，保證農村地區的供電安全，避免供電事故的發生。

2.3 TN系統

在火力發電廠的低壓配電系統中，TN系統也會用于供電，設計低壓配電TN系統時，要將系統負責的電氣設備的外殼用一個保護線連接起來，并采取相應的保護措施，此外，還要保證低壓配電TN系統的中性點之間的連接。低壓配電TN系統的模式有很多種，比如TN-C-S模式、TN-S模式、TN-C模式等，可以按照保護線和中心線合并的關系來確定低壓配電TN系統的模式，這三種模式使用情況不同，在各自的適用范圍內，具有明顯的優勢。以TN-C模式為例，這種模式容易設計，屬于三相四線系統；TN-S模式也屬于三相四線系統，并增設PE線進行接地保護，常用于存在易爆場所或者保存精密電子儀器的場所；而TN-C-S系統在工礦企業的應用較多。火力發電廠的管理人員應該最大限度的利用信息化技術，對上述三種模式進行補充和完善，在保留各自優勢的同時，拓展適用范圍，以提高火力發電廠的工作效率，維護火力發電廠的運行安全。

上文對火力發電廠的低壓配電接地保護形式進行分析，采用這種接地保護措施可以明顯的降低火力發電廠的供電事故，維護火力發電廠的正常運行，保證供電的穩定性，提高供電的安全性，但是，火力發電廠的低壓配電系統接地保護措施還需要進一步的完善，以滿足火力發電廠的發展需求。

3 接地保護設計

火力發電廠的低壓配電系統設計時，不僅要讓低壓配電系統接地保護措施符合火力發電廠的實際特點和使用需求，還要讓低壓配電系統接地保護措施與保護線的截面情況、電氣設備的使用情況以及系統接地形式等相匹配。設置低壓配電系統的接地保護過程中，采用任何一種接地保護形式，都應該采用總等電位聯結，避免低壓配電系統之外的電壓對電路系統產生影響。上文介紹到，火力發電廠的低壓配電系統存在三種模式，包括低壓配電IT系統、低壓配電TT系統和低壓配電TN系統。其中，低壓配電IT系統主要保護電氣設備的外漏導電部分，在發生危險時，會立即切斷回路電流，以保證系統的使用安全；低壓配電TT系統則是保護供電網絡的外漏導電部分，當TT系統正常運行時，若供電網絡的外漏導電部分發生故障，只要電壓沒有超過相應的限值，TT系統會通過報警裝置提示管理人員，以便進行供電網絡的維修，當電壓超過相應的限值時，TT系統會直接切斷供電系統，防止供電事故的發生；低壓配電TN系統的接地保護主要是防護故障電流過大或者金屬性短路對系統的影響，在接地保護設計時，以電流保護器的應用為主，對電流短路或者電路負荷進行保護，可以將TN系統成為低壓配電系統的接地故障保護模式，然而，當低壓配電系統的導線截面過小或者線路長度過大時，需要使用相應的漏電保護器，以保護供電網絡，同時，也可以作為接地保護措施。

4 漏電斷路器的應用

火力發電廠低壓配電系統的接地保護中，肯定會應用到漏電保護器，但是，為了保證低壓配電系統的安全，在選擇漏電保護器的過程中，也必須讓漏電保護器的相關參數和低壓配電系統相匹配，特別是漏電保護器的額定電流的選擇。確定漏電保護器的額定電流時，需要注意以下幾點。第一，漏電保護器應用于低壓配電系統的末端裝置時，要保證電擊能量的上限不能超過限定值；第二，漏電保護器的額定電流必須必低壓配電系統的泄漏電流大，避免泄漏電流對系統的影響。在火力發電廠低壓配電系統的設計過程中，在系統的供電網絡干線位置、供電網絡支線位置以及供電系統的末端設備位置都要設置相應的漏電保護器，從系統的整體角度出發，對低壓配電系統進行全面的保護。

5 結束語

火力發電廠的電氣設計過程中，要想保證低壓配電系統運行的穩定性，提高低壓配電系統的安全性，就應該從火力發電廠的多個層面進行分析，認真對待火力發電廠的每一個環節，包括低壓配電系統的設計、供電網絡的布置和末端設備的安裝等，真正起到保護火力發電廠低壓配電系統的作用，最大限度的避免安全隱患，維護火力發電廠的正常運行，以保障使用者的生命財產安全。

參考文獻

[1]曾德慧.高層建筑低壓配電系統漏電的火災危險性及其防范措施研究[J].科技信息，2010（29）.

[2]劍飛.高層建筑低壓配電系統用電安全研究[J].科技創新導報，2009（14）.

[3]陳天華，陳梁星.淺談高層建筑供配電系統存在的問題及對策[J].中華民居，2011（10）.