第4章 住宅配电组成、选材与走线规划

4.1 住宅配电系统

4.1.1 电能的传输环节

一般住宅用户的用电由当地电网提供,而当地电网的电能来自发电站。电能的传输环节如图4-1所示,发电站的发电机输出电压先经升压变压器升至220kV电压,然后通过高压输电线进行远距离传输;到达用电区后,先送到一次高压变电所,由降压变压器将220kV电压转换成110kV电压;接着送到二次高压变压所,由降压变压器将110kV电压转换成10kV电压;10kV电压一部分送到需要高压的工厂使用,另一部分送到低压变电所,由降压变压器转换成220/380V电压,提供给一般用户使用。

图4-1 电能的传输环节

4.1.2 TN-C供电方式和TN-S供电方式

住宅用户使用220/380V电压,它由低压变电所(或小区配电房)提供,低压变电所的降压变压器将10kV的交流电压转换成220/380V的交流电压,然后提供给用户。低压变电所为住宅用户供电主要有两种方式:TN-C供电方式(三相四线制)和TN-S供电方式(三相五线制)。

1.TN-C供电方式

TN-C供电方式属于三相四线制,如图4-2所示。在该供电方式中,中性线直接与大地连接,并且接地线和中性线合二为一(即只有一根接地的中性线,无接地线)。TN-C供电方式常用在低压公用电网及农村集体电网等小负荷系统。

图4-2 TN-C供电方式

在TN-C供电系统中,低压变电所的降压变压器将10kV电压降为220/380V(相线与中性线之间的电压为220V,相线之间的电压为380V),为了平衡变压器输出电能,将L1相电源分配给A、B村庄,将L2相电源分配给C、D村庄,将L3相电源分配给E、F村庄,将L1、L2、L3三相电源提供给三相电用户,每个村庄的入户线为两根,而三相电用户的输入线为四根。电能表分别用来计量各个村庄及三相电用户的用电量,断路器分别用来切换各个村庄和三相电用户的用电。图4-2中方框内的部分通常设在低压变电所内。

2.TN-S供电方式

TN-S供电方式属于三相五线制,如图4-3所示。在该供电方式中,中性线和接地线是分开的,在送电端,中性线和地线都与大地连接,在正常情况下,中性线与相线构成回路,有电流流过,而接地线无电流流过。TN-S供电方式的安全性好,欧美各国普通采用这种供电方式,我国也在逐步推广采用,一些城市小区普遍采用这种供电方式。

在TN-S供电系统中,单相电用户的入户线有三根(相线、中性线和接地线),三相电用户的输入线有五根(三根相线、一根中性线和一根接地线)。电能表分别用来计量各幢楼及三相电用户的用电量,断路器分别用来切换各幢楼及三相电用户的用电。图4-3中方框内的部分通常设在小区配电房内。

图4-3 TN-S供电方式

4.1.3 用户配电系统

当小区配电房将电源送到某幢楼后,就需要开始为每个用户分配电源。图4-4所示是一幢8层16个用户的配电系统图。

第1幢楼电能表用于计量整幢楼的用电量,断路器用于接通或切断整幢楼的用电,整幢楼的每户都安装有电能表,用于计量每户的用电量,为了便于管理,这些电能表一般集中安装在一起(如安装在楼梯间或地下车库),用户可到电能表集中区查看电量。电能表的输出端接至室内配电箱,用户可根据需要,在室内配电箱安装多个断路器、漏电保护器等配电电器。

图4-4 一幢8层16个用户的配电系统图