火力发电厂电气设计中低压配电系统安全性探讨

曹剑锋

摘 要：火力发电厂的电气设计中，低压配电系统的设计尤为重要，若没有进行合理的设计和规范的施工，必然会造成一定的安全隐患。对于火力发电厂来说，其电压负荷量非常大，一旦低压配电系统的安全性出现问题，会造成难以估量的损失。

关键词：火力发电厂；电气设计；低压配电系统；安全性

1 引言

火力发电厂的低压配电系统与使用者的用电情况有着直接的关系，只要在低压配电系统负责的区域内，任何一个使用者都会直接使用低压配电系统，因此，低压配电系统是火力发电厂的重要组成部分，其安全性问题不容忽视，如果低压配电系统发生故障，就会造成安全隐患，故火力发电厂电气设计中的低压配电系统的安全性必须得到应用的重视。

2 接地保护形式

火力发电厂的长期发展过程中，管理人员也逐渐认识到低压配电系统的作用，为了维护低压配电系统的安全运行，消除系统故障，火力发电厂的管理人员也开始制定相应的保护措施，以保证其正常运行，其中，比较常见的就是系统的接地保护形式。在火力发电厂的实际运行中，需要按照其运行特点，设置相应的接地保护措施，通常情况下，火力发电厂接地保护的设置要以设备的使用情况以及电厂的内部系统为依据，同时，设置接地保护时，对于任何形式的接地保护，都应该严格控制电位连接过程，避免因为疏忽而导致失误，进而对火力发电厂的低压配电系统的安全性造成影响。按照规定，可以将火力发电厂低压配电系统的接地形式分为以下三种，即IT系统、TT系统和TN系统[1]。

2.1 IT系统

低压配电IT系统中，对于电源端口带电位置不用采取接地保护措施，电源端口的带电位置经过阻抗、电抗或者高电阻时，需要采取接地保护措施。此外，低压配电IT系统的用电设备如果存在外漏导电部分，也应该采取接地保护措施。使用低压配电IT系统供应电力，可以保证系统供电的稳定性，同时，还能提高系统供电的安全性。比较适合应用于用电量比较大、供电时间比较长以及供电要求比较高的场所，目前，大多数的火力发电厂都采用低压配电IT系统进行供电[2]。在电气设备中，使用缺少接地保护措施的配电网，如果用电设备的外壳发生故障，可能会出现带电现象，管理不善的话，容易发生触电事故。因此，火力发电厂应该强化安全观念，采用高效的接地措施，避免安全隐患，保证火力发电厂能够正常运行。

2.2 TT系统

低压配电TT系统中，应该在电源的中性点位置采用直接的接地保护措施，同时，对于电气设备的外漏导电部分，也应该采用接地保护措施。低压配电TT系统在整个电气系统中占有非常重要的作用，运行过程中，电气系统的中性线N和PE没有直接的通电关系，即电气系统的PE线没有电流经过。一般来说，低压配电TT系统常用于用电设备比较少、用电量比较小以及用电要求比较低的场所，比如偏远地区或者农村等[3]。从应用范围来看，低压配电TT系统远没有低压配电IT系统的应用广泛，然而，我国的农村地区覆盖面积比较大，恰好低压配电TT系统在农村的应用较多，故火力发电厂的管理人员也要相应的重视低压配电TT系统的应用和发展，让低压配电TT系统能够发挥最大的作用，保证农村地区的供电安全，避免供电事故的发生。

2.3 TN系统

在火力发电厂的低压配电系统中，TN系统也会用于供电，设计低压配电TN系统时，要将系统负责的电气设备的外壳用一个保护线连接起来，并采取相应的保护措施，此外，还要保证低压配电TN系统的中性点之间的连接。低压配电TN系统的模式有很多种，比如TN-C-S模式、TN-S模式、TN-C模式等，可以按照保护线和中心线合并的关系来确定低压配电TN系统的模式，这三种模式使用情况不同，在各自的适用范围内，具有明显的优势。以TN-C模式为例，这种模式容易设计，属于三相四线系统；TN-S模式也属于三相四线系统，并增设PE线进行接地保护，常用于存在易爆场所或者保存精密电子仪器的场所；而TN-C-S系统在工矿企业的应用较多。火力发电厂的管理人员应该最大限度的利用信息化技术，对上述三种模式进行补充和完善，在保留各自优势的同时，拓展适用范围，以提高火力发电厂的工作效率，维护火力发电厂的运行安全。

上文对火力发电厂的低压配电接地保护形式进行分析，采用这种接地保护措施可以明显的降低火力发电厂的供电事故，维护火力发电厂的正常运行，保证供电的稳定性，提高供电的安全性，但是，火力发电厂的低压配电系统接地保护措施还需要进一步的完善，以满足火力发电厂的发展需求。

3 接地保护设计

火力发电厂的低压配电系统设计时，不仅要让低压配电系统接地保护措施符合火力发电厂的实际特点和使用需求，还要让低压配电系统接地保护措施与保护线的截面情况、电气设备的使用情况以及系统接地形式等相匹配。设置低压配电系统的接地保护过程中，采用任何一种接地保护形式，都应该采用总等电位联结，避免低压配电系统之外的电压对电路系统产生影响。上文介绍到，火力发电厂的低压配电系统存在三种模式，包括低压配电IT系统、低压配电TT系统和低压配电TN系统。其中，低压配电IT系统主要保护电气设备的外漏导电部分，在发生危险时，会立即切断回路电流，以保证系统的使用安全；低壓配电TT系统则是保护供电网络的外漏导电部分，当TT系统正常运行时，若供电网络的外漏导电部分发生故障，只要电压没有超过相应的限值，TT系统会通过报警装置提示管理人员，以便进行供电网络的维修，当电压超过相应的限值时，TT系统会直接切断供电系统，防止供电事故的发生；低压配电TN系统的接地保护主要是防护故障电流过大或者金属性短路对系统的影响，在接地保护设计时，以电流保护器的应用为主，对电流短路或者电路负荷进行保护，可以将TN系统成为低压配电系统的接地故障保护模式，然而，当低压配电系统的导线截面过小或者线路长度过大时，需要使用相应的漏电保护器，以保护供电网络，同时，也可以作为接地保护措施。

4 漏电断路器的应用

火力发电厂低压配电系统的接地保护中，肯定会应用到漏电保护器，但是，为了保证低压配电系统的安全，在选择漏电保护器的过程中，也必须让漏电保护器的相关参数和低压配电系统相匹配，特别是漏电保护器的额定电流的选择。确定漏电保护器的额定电流时，需要注意以下几点。第一，漏电保护器应用于低压配电系统的末端装置时，要保证电击能量的上限不能超过限定值；第二，漏电保护器的额定电流必须必低压配电系统的泄漏电流大，避免泄漏电流对系统的影响。在火力发电厂低压配电系统的设计过程中，在系统的供电网络干线位置、供电网络支线位置以及供电系统的末端设备位置都要设置相应的漏电保护器，从系统的整体角度出发，对低压配电系统进行全面的保护。

5 结束语

火力发电厂的电气设计过程中，要想保证低压配电系统运行的稳定性，提高低压配电系统的安全性，就应该从火力发电厂的多个层面进行分析，认真对待火力发电厂的每一个环节，包括低压配电系统的设计、供电网络的布置和末端设备的安装等，真正起到保护火力发电厂低压配电系统的作用，最大限度的避免安全隐患，维护火力发电厂的正常运行，以保障使用者的生命财产安全。

参考文献

[1]曾德慧.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息，2010（29）.

[2]剑飞.高层建筑低压配电系统用电安全研究[J].科技创新导报，2009（14）.

[3]陈天华，陈梁星.浅谈高层建筑供配电系统存在的问题及对策[J].中华民居，2011（10）.