对照国际电工委员会IEC60364-5-562002要求应急供电“在第一次故障,时不宜自动切断电源”,即发生接地故障时电击间接接触防护装置不动作于跳闸;对于火灾情况下工作的应急供电,当作第一次故障时不自动切断电源能断续保证供电,才可能做到“应急电源的选择应使其保证足够持续时间的供电”的要求。
TN系统装置中所有外露可导电部分通过保护导体与电源系统的接地点连接。国家标准GB50054-95第4.4.6条规定“TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合”保护电器规定的时间内自动切断电源,其切断时间国家标准GB50054-95第4.4.7条规定为“相线对地标称电压为220V的TN系统配电线路的接地故障保护,其切断故障回路的时间应符合:”“配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路,不宜大于5s;”“供电给手握式电气设备和移动式用电设备的末端线路或插座回路,不应大于0.4s.”国家标准GB16895.21-2004表41A“TN系统的最长切断时间”规定220V的切断时间“对配电回路,不超过5s的约定切断时间通常是允许的。”“切断时间超过表41A的要求,但不超过5s,对于只给固定式设备供电的末端回路是允许的…。”在TN系统中,若动作电流I a满足过电流保护器在规定的自动切断电源的时间,则采用电流保护器(熔断器、断路器)作电击间接接触防护。在TN-S和TN-C-S(TN-S侧)系统中,过电流保护器不能满足在规定的时间内自动切断电源,电击间接接触防护需选用剩余电流保护器。TN-C系统中不能采用剩余电流保护器作电击间接接触防护。TT系统中,受同一电击间接接触防护保护电器保护的所有外露可导电部分连同其保护导体一起接至这些部分共用的接地极上;当几个保护电器串联使用时,所有外露可导电部分连同其保护导体接至各自的接地极上;每个发电站或变电所的中性点接地,没有中性点时采用一个相导体通过阻抗接地。
虽然TT系统内电源接地点和负荷侧电气装置外露可导电保护部分连接的接地极无电气联系,故障回路阻抗大,故障电流小,验算公式中交流接触电压限制在不大于50V IT系统中,装置与地绝缘或通过足够大的阻抗接地。接地点或是系统的中性点,或是一个人工中性点。装置的所有外露可导电部分可单独地、成组地或集中地接地。
IT系统有电源中性点对地绝缘或经高组抗(约1000Ω)接地两种型式。由于IT系统不接地或高阻抗接地,在发生相对外露可导电部分或对地的单一故障时,即发生第一次接地故障,通向大地的故障电流很小,故障电压也不超过50V,所以切断供电并非必要。国家标准GB50054-95第“在IT系统的配电线路中,当发生第一次接地故障时,应由绝缘监视电器发出音响或灯光信号,其动作电流应符合下式要求:”IT系统的配电线路中,当发生第二次异向接地故障时,应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路…。“IT系统第一次接地故障时不切断电源,是其最大的优点。显然,IT系统满足IEC60364-5-562002标准对应急电源提出的要求。综上所述,各种接地型式中,IT系统适用于应急电源供电。IT系统自备应急柴油发电机组有没有中性导体引出和有中性导体引出两种做法。IT系统配出N线时,若N线接地,则IT系统将按TT系统运行,线路绝缘监察器不能发出信号,无法发现故障。如果此时再发生相线对地故障,则成为非电容性接地故障,但线路不能切断此故障电路,此时危险故障电压和对地电弧、电火花都可能发生,所以国家标准GB50054-95第国内市电220/380V供电多数采用IN系统,自备应急柴油发电机组采用IT系统,国家建筑标准设计图集03D501《接地装置安装》第53页“接地系统实例”
提供了具体做法,现介绍如下:国家建筑标准设计图集03D501《接地装置安装》第53页“接地系统实例”是按照美国一设计公司为北京某重要工程设计的接地系统实例绘制的接地概略图。为了便于说明IT系统自备应急柴油发电机组的接地做法1kV-(1×120)接至应急发电机房PE总接地端子板。应急开关柜的PE母与应急开关室PE总接地端子板连接;发电机控制屏的PE母与应急发电机房PE总接地端子板连接。
送至发电机控制屏的N母;发电机控制屏和应急开关柜的PE板和N采用多芯电缆连接。从应急开关柜馈出的N线和PE线采用多芯电缆,馈出的N线设有断路器作线路的保护电器。发电机的中性点没有接地;发电机的导电外壳接保护线,PE线和N线都采用绝缘电缆,防止N线接地,有效避免了接地型式IT系统成为TT系统,所以IT系统自备应急柴油发电机组采取有效措施后,在有条件的前提下,可以有中性导体(N线)引出。5.2IT系统没有中性导体(N线)引出IT系统自备应急柴油发电组没有中性导体(N线)引出,输出的电压为线电压,例如线电压为 ̄380V,若负荷的标称电压为 ̄220V时, ̄220V电源是通过单相变压器来取得。我国辽阳石油化纤公司七十年代从法国引进的石化装置配电系统的接地型式是IT系统, ̄220V照明负荷的电源就是在变电所通过三个单相干式变压器的组合提供的。
1.自备备用柴油发电机组与自备应急柴油发电机组的功能含意是不同的。备用电源的功能是主用电源失电,解决供电连续性的问题;应急电源的功能是市电失电,确保安全的问题,所以必须界定设置柴油发电机组的目的。
2.柴油发电机组用于应急供电时,接地型式应采用IT系统。
3.IT系统自备应急柴油发电机组是否中性导体(N线)引出,需根据市电配电系统的接地型式综合考虑。上述做法供参考。
笔者在学习、理解设计规范的过程中,感到行业标准JGJ/T16-92在应急电源的柴油发电机组的中性点接地问题上的规定有不当之处。在看到的一些柴油发电机站的设计,存在功能接地做法不交待的问题,严重影响应急电源供电可靠性。目前安全问题各级都十分重视,应急电源肩负责任重大,为了确保安全用电的可靠性,笔者将学习设计规范的心得写成文字,希望起到抛砖引玉的作用,供同行确定应急柴油发电机组的接地型式时参考。