现代居民小区,户数多、负荷集中,对供电的安全性、可靠性要求也更高。因此,科学选择低压配电网中性点运行方式显得尤为重要。而常用的TN-C系统、TT系统及TN-S系统中性点接地方式均有其固有缺陷,比如:TN-C系统中用户不能采用保护接地作为末级保护;在TT系统中由于中性线(N)没有重复接地,一旦中性线开路会导致严重事故;而TN-S系统的建设成本高则是其硬伤。
根据多年电力工作实践,笔者总结出居民小区用电的现状:①家庭用户基本上采用剩余电流动作保护器作为总保护,设备外壳一般不会直接接保护中性线(PEN),通常采用接保护线(PE)保护;②干线一般未安装剩余电流动作保护器,安全隐患突出;③保护中性线开路造成的事故较多;④三相五线制即TN-S系统因成本高也未得到大面积推广。
为了弥补常用中性点接地方式的缺点,针对居民小区用电的现状,我们从2015年开始尝试在新建小区中使用TN-C-S系统,取得了良好的效果。所谓TN-C-S系统是一种结合TN-C和TN-S两种系统优点的接线方式,即在系统前部分采用TN-C方式供电,在系统后部分采用TN-S方式供电。具体的接线方式是:配电变压器一低压总配电屏一单元总配电箱一楼层电缆分支箱均采用三相四线制常规布线,导线采用等截面积四芯电缆,低压总配电屏、单元总配电箱、楼层电缆分支箱处保护中性线重复接地;在楼层电缆分支箱处分出保护线,电缆分支箱到楼层分配电箱采用4+1型五芯电缆连接,分配电箱处保护线应重复接地,中性线(N)不得接地;分配电箱到用户采用三线进户,保护线进户一般采用BV-4铜芯导线。根据现场实际情况,保护线分出位置可灵活调整,前移至单元总配电箱或后移至楼层分配电箱均不会有明显影响。
通过实际运行发现TN-C-S系统有如下优点:①符合常用家装布线习惯,与家庭采用保护方式完美结合;②可在楼层电缆分支箱、分配电箱、末端用户采用2-3级剩余电流保护,极大保证用电安全;③在楼层电缆分支箱、总配电箱设置重复接地点,便于施工,质量也容易保证,能极大降低故障时保护线的残压;④楼层电缆分支箱后端发生中性线断线故障不会使故障范围设备外壳带电,而楼层电缆分支箱前端干线保护中性线断线的可能性较小;⑤相对于TN-S系统,节约建设投资。
虽然TN-C-S系统优点明显,但在应用中还应注意以下几个问题:①因不平衡电流会使中性点电位偏移,故负载不平衡电流不能太大,而且保护线应作重复接地;②保护线在任何情况下都不能进人剩余电流动作保护器,否则会造成保护器拒动,使前级保护器跳闸造成大范围停电;③保护线除了在楼层电缆分支箱处必须和中性线相接以外,其他各分配电箱处均不得把中性线和保护线相连;④保护线上不允许安装单独的开关装置和熔断器,也不得用大地兼作保护线。