CN208571603U - 多电源配电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多电源配电系统，该系统包括：N个电源、N个出线开关、接地端子，其中，N为大于1的整数；N个所述电源与N个所述出线开关一一对应，每个所述电源与对应的所述出线开关的一端连接，所述出线开关的另一端用于连接负载设备，且N个所述电源之间均并联连接；每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，所述PEN线的另一端与所述接地端子连接；所述接地端子与大地连接。通过将多个电源的中性点引出的PEN线连接至接地端子，使多电源配电系统具有良好的接地条件，避免杂散电流、电磁干扰等情况发生，从而提高用电安全水平。

Description

多电源配电系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种多电源配电系统。

背景技术

随着经济的快速发展，用电设备的品种越来越多，配电系统的容量也随之不断扩大，因此，出现了多种形式的配电系统，例如：多个电源并列供电。在实际应用中配电系统接地处理不当的情况下，会使配电系统出现多种不良的后果，例如：出现杂散电流干扰电子信息设备正常工作和通讯、会形成电化学腐蚀、容易在易燃易爆场所引起爆炸和火灾、导致保护电气错误动作降低用电安全水平，这些不良的后果会严重威胁人身及财产安全。

配电系统的接地分为系统接地和保护接地，其中，系统接地是指配电系统内的电源端带电导体的接地，保护接地是指电气装置的外露导电部分的接地。现有技术中，电源端带电导体接地通常是将电源端保护中性线或者中性线上的一点与大地直接连接。

因此，国际电工委员会提出规定，即使是多电源配电系统中也必须采用一点接地的方式，即由电源装置中性点引出的保护中性PEN线只能在低压电气装置内与接地的PE母排一点接地，除此以外电源装置的中性线不得再次接地。

实用新型内容

本实用新型提供一种多电源配电系统，并基于国际电工委员会提出的相关规定，进行系统接地，以防止多电源配电系统中电气事故的发生，同时避免杂散电流、电磁干扰等情况的出现，从而提升用电安全水平。

所述系统包括：N个电源、N个出线开关、接地端子，其中，N为大于1的整数；

N个所述电源与N个所述出线开关一一对应，每个所述电源与对应的所述出线开关的一端连接，所述出线开关的另一端用于连接负载设备，且N个所述电源之间均并联连接；

每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，所述PEN线的另一端与所述接地端子连接；

所述接地端子与大地连接，其中，所述大地上任何一点的电位为零。

进一步地，所述每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，包括：

每个所述电源的中性线都与相应的所述PEN线的一端连接。

进一步地，所述系统还包括：保护接地PE线，其中，所述PE线与所述接地端子连接。

进一步地，所述接地端子与大地连接包括：

所述接地端子连接至所述接地体，所述接地体按照预设条件埋设于所述大地中。

进一步地，所述接地端子连接至所述接地体包括：

所述接地端子与接地母线的一端连接，所述接地母线的另一端与所述接地体连接。

进一步地，所述接地体为热镀锌扁钢接地体。

进一步地，所述系统还包括：低压配电柜；其中，所述PE线与所述低压配电柜的柜体连接。

进一步地，所述PE线与所述低压配电柜的柜体的柜下槽钢处连接，且连接点至少为两个。

进一步地，所述系统还包括：等电位联结MEB母排，其中，所述MEB母排通过等电位连接线与所述N个所述电源的外露导电部分、建筑物中的金属结构件以及进入所述建筑物的供应设施的金属管道中的一个或多个连接；

所述MEB母排通过等电位连接线与所述接地端子连接。

进一步地，所述所述等电位连接线为铜质导线，所述等电位连接线的横截面积不小于所述接地母线的横截面积的二分之一。

本实用新型提供的多电源配电系统，包括：N个电源、N个出线开关、接地端子，其中，N为大于1的整数；N个所述电源与N个所述出线开关一一对应，每个所述电源与对应的所述出线开关的一端连接，所述出线开关的另一端用于连接负载设备，且N个所述电源之间均并联连接；每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，所述PEN线的另一端与所述接地端子连接；所述接地端子与大地连接。通过将多个电源的中性点引出的PEN线连接至接地端子，使多电源配电系统具有良好的系统接地，避免杂散电流、电磁干扰等情况发生，从而提高用电安全水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为多电源配电系统中系统接地原理示意图；

图2为本实用新型提供的多电源配电系统实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型提供的多电源配电系统电路图。

附图标记说明：

1-第一电源；

2-第二电源；

3-第三电源；

4-断路器；

5-大地；

21-电源；

22-出线开关；

23-接地端子；

31-第一三相变压器；

32第二三相变压器；

33第一断路器；

34-第二断路器；

35-接地端子；

36-大地；

37-第三断路器；

38-等电位联结母排。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

低压配电系统一般分为两种接地，系统接地和保护接地。按照系统接地和保护接地的接地方式不同，低压接地系统分为TT、TN、IT三种类型，其中，第一个字母表示电源端带电导体与大地的连接关系，第二个字母表示电气装置的外露导电部分与大地的连接关系，另外，需要说明的是字母T、I、N分别表示大地(Terre，简称T)、隔离(Isolation，简称I)、中性点(Neture，简称N)。

具体地，TT接地系统是将配电系统中电源端带电导体上的一点，通常为保护中性线或中性线上一点与大地直接连接，同时将电气装置的外露导电部分与大地直接连接，其中，电气装置的外露导电部分的接地与电源端带电导体接地无电气关系。

TN接地系统是将配电系统中电源端带电导体上的一点，通常为保护中性线或中性线上一点直接与大地连接，同时将电气装置的外露导电部分与已接地的电源中性点连接。

IT接地系统是将配电系统中电源与大地隔离或经带电导体的一点高阻抗与大地连接，同时将电气装置的外露导电部分直接与大地连接，其中，电气装置的外露导电部分的接地与电源端带电导体接地无电气关系。

另外，按照国际电工委员会的规定，目前多电源配电系统中系统接地采用一点接地的方式，使多电源配电系统具有良好接地，以避免因多电源配电系统中产生的故障电流或故障电压而引起严重威胁人身及财产安全的事故的发生。接下来对多电源配电系统的系统接地进行详细说明。需要说明的是，本实用新型所提供的多电源配电系统为低压电网配电系统。

图1为一种多电源配电系统中系统接地原理示意图，参照图1所示，该系统包括第一电源1、第二电源2、第三电源3，其中，第一电源1和第二电源2用于为负载设备提供电能，第三电源3为备用电源，用于在第一电源1和/或第二电源2出现突发情况，无法正常供电时，为负载设备提供电能。第一电源1、第二电源2和第三电源3之间均并联连接。

在图1所示的原理示意图中，第一电源1、第二电源2以及第三电源3的中性线均通过保护中性PEN线连接至低压装置内的PEN线上，低压装置内的PEN线与保护接地(Protecting Earthing，简称PE)线相连接，PE线与大地5连接，实现多电源配电系统的系统接地。其中，第一电源1、第二电源2以及第三电源3各自的中性线均未与大地5连接。通过上述方式实现多电源配电系统中系统接地。

需要说明的是，大地上任何一点电位为零。

在上述多电源配电系统进行系统接地的基础上，可进一步将低压电气装置进行保护接地，从而形成多种形式的接地系统，本实用新型中对于低压电气装置的保护接地形式不做限定。

图1所示的原理示意图是以三个电源为例，当有三个以上的电源并列供电构成多电源配电系统，同样可以通过上述方式实现多电源配电系统的系统接地。

在图1所示多电源配电系统中系统接地的原理的基础上，本实用新型提供一种多电源配电系统。

图2为本实用新型提供的多电源配电系统实施例一的结构示意图，请参照图2所示，本实施例中，多电源配电系统包括：N个电源21，N个出线开关22、接地端子23，其中，N为大于1的整数。

N个电源21与N个出线开关22之间一一对应，每个电源21的输出端与对应的出线开关22的一端连接，出线开关22的另一端用于连接负载设备，且N个电源21之间均并联连接。

可选地，在低压供电系统中，上述电源21为变压器，用于将中压电网输出的较高电压转换为低压电网所需的电压。在低压电网供电时，多采用三相四线制，因此，上述N个电源21均可为三相变压器，三相变压器输出三相交流电。

具体地，三相变压器的原边连接至中压电网的输出端，三相变压器的副边连接至相应的出线开关22。其中，出线开关22为三极断路器，三极断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如出现过负荷、短路、欠压和漏电保护等情况，三极断路器可自动断开，以保证用电安全。

其中，N个电源21并联连接时，可在连接线上设置相应的开关，如图2中所示。

另外，每个电源21的输出端都与相应的PEN线的一端连接，PEN线的另一端与接地端子23连接，而接地端子23与大地连接。这里以电源21为变压器进行说明。

可选地一种实现方式中，每个三相变压器的中性线与相应的PEN线的一端相连接，PEN线的另一端与接地端子23连接，而接地端子23与大地连接，从而实现多电源配电系统的系统接地，且整个系统只有唯一接地点。由于接地端子23能够为多电源配电系统提供良好的接地条件，当多电源配电系统发生故障时，将多电源配电系统中的故障电流或故障电压导入大地中。

需要说明的是，由每个变压器的中性点引出的PEN线的长度根据实际需求来确定，

本实施例中，N个电源与N个出线开关一一对应，每个电源与对应的出线开关的一端连接，出线开关的另一端用于连接负载设备，且N个电源之间均并联连接，进一步地，每个电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，PEN线的另一端与接地端子连接，接地端子与大地连接。通过将多个电源的中性点引出的PEN线连接至接地端子，接地端子与大地连接，使多电源配电系统具有良好的系统接地，避免杂散电流、电磁干扰等情况发生，从而提高用电安全水平。

图3为本实用新型提供的多电源配电系统电路图，本实施例中以由两个电源为例对本实用新型内容进行详细介绍，且两个电源均为三相变压器。具体地，该系统包括：第一三相变压器31、第二三相变压器32、与第一三相变压器31、第二三相变压器32相对应的第一断路器33和第二断路器34、以及接地端子35。

第一三相变压器31的输出端与第一断路器33的一端连接，第一断路器33的另一端与第一负载设备连接，第一三相变压器31将输出的电能输送至第一负载设备，为第一负载设备提供电能。第二三相变压器32的输出端与第二断路器34的一端连接，第二断路器34的另一端与第二负载设备连接，为第二负载设备提供电能。

另外，第一三相变压器31与第二三相变压器32并联连接，当负载设备的用电量较大时，由两个变压器并联连接，为负载设备提供电能。可选地一种实现方式中，通过控制多电源配电系统中的第一断路器33和第二断路器34开关状态实现由两个电源并列进行供电，也就是说，当第一断路器33闭合且第二断路器34也闭合时，第一三相变压器31与第二三相变压器32并联进行供电，当第一断路器33闭合，第二断路器34断开时，由第一三相变压器31为与第一三相变压器31连接的负载设备进行供电。当第一断路器33断开，第二断路器34闭合时，由第二三相变压器32为与第二三相变压器32相连的负载设备进行供电。

可选地另一种实现方式中，如图3所示的多电源配电系统，第一三相变压器31与第二三相变压器32并联连接时，在连接线上设置第三断路器37。具体地，当第三断路器37断开、第一断路器33和第二断路器34均闭合时，第一三相变压器31为与与第一三相变压器31连接的负载设备进行供电，第二三相变压器32为与第二三相变压器32相连的负载设备进行供电。当第一断路器33、第二断路器34以及第三断路器37均闭合时，第一三相变压器31与第二三相变压器32并联进行供电。

进一步地，第一三相变压器31与第二三相变压器32的中性线与相应的PEN线的一端连接，PEN线的另一端与接地端子35连接，而接地端子35与大地连接，从而实现多电源配电系统的系统接地，且整个系统只有唯一一个接地点。PEN线的长度可根据实际需求确定。

可选地一种实现方式中，本实施例所提供的多电源配电系统还包括：PE线，PE线与接地端子35连接，且PE线与接地端子35之间只有一个连接点。

可选地，接地端子35与大地连接可通过以下方式实现，首先，将接地端子35连接至接地体，接地体按照预设条件埋设于大地中。接地体埋设于大地中使接地体与大地土壤之间密切接触，能够将故障电流导入大地，降低人体触电的危险。

可选地，接地体可为热镀锌扁钢。接地体的形状可为长方形、圆形、三角形或环形，还可为其他不规则形状，本实用新型对接地体的形状不做限定。

可选地一种实现方式中，接地体可由多个导体按照预设的规则形成排列并连接，实现与大地的充分接触，提升多电源配电系统的安全性能。

可选地一种实现方式中，接地端子35通过接地母线连接至接地体上。具体地，接地端子35与接地母线的一端连接，所述接地母线的另一端与所述接地体连接。

可选地，上述多电源配电系统还包括：低压配电柜，其中，PE线与低压配电柜连接。具体地，PE线与所述低压配电柜的柜体的柜下槽钢处连接，且连接点至少为两个。其中，低压配电柜以及PE线与低压配电柜的连接未在图3中示出。

需要说明的是，在多电源配电系统中，将PE线与低压配电柜的柜体的柜下槽钢处连接，能够增强多电源配电系统的系统接地。

可选地，通过等电位联结(Main Equipotential Bondin，简称：MEB)母排38将第一三相变压器31、第二三相变压器32的外露导电部分、建筑物中的金属结构件以及进入建筑物的供应设施的金属管道，形成等电位体，避免由于第一三相变压器31、第二三相变压器32故障在电气装置上造成故障电位传递，还可以有效防止间接触电，提升多电源配电系统的安全。需要说明的是，若由两个以上电源形成的多电源配电系统，将多个电源的外露导电部分、建筑物中的金属结构件以及进入建筑物的供应设施的金属管道，进行等电位联结。建筑物中的金属结构件可以为建筑物混凝土中的钢筋结构。进入建筑物的供应设施的金属管道可为给排水管、燃气管道、电缆金属屏蔽层等。

其中，等电位连接线为铜质导线，本实施例中等电位连接线的横截面积为25平方毫米。

可选地一种实现方式，等电位连接线的横截面积根据上述多电源配电系统中所使用的接地母线的横截面积来确定。

另外，本实用新型多提供的多电源配电系统中所使用的PEN线、PE线的横截面积根据三相变压器输出端的相线的横截面积来确定。

具体地，对本实用新型提供的多电源配电系统中所使用的PEN线、PE线以及等电位连接线的横截面积计算方法进行介绍。

首先，对于PEN线和PE线，横截面积的计算方法如表1中所示：

其中，S_ph表示三相变压器输出端所使用的相线横截面积。

当相线S_ph≤16时，PE线横截面积等于相线横截面积，PEN线为铜质导线和/或铝质导线时，PEN线横截面积等于相线横截面积。

当相线横截面积满足16＜S_ph≤25时，PE线横截面积为16mm²，PEN线为铜质导线时，PEN线横截面积为16mm²，PEN线为铝质导线时，PEN线横截面积等于相线横截面积。

当相线横截面积满足25＜S_ph≤35时，PE线横截面积为16mm²，PEN线为铜质导线时，PEN线横截面积为16mm²，PEN线为铝质导线时，PEN线横截面积为25mm²。

当相线横截面积满足35＜S_ph≤50时，PE线横截面积为S_ph/2，PEN线为铜质导线时，PEN线横截面积为S_ph/2，PEN线为铝质导线时，PEN线横截面积为25mm²。

当相线横截面积满足S_ph＞50时，PE线横截面积为S_ph/2，PEN线为铜质导线时，PEN线横截面积为S_ph/2，PEN线为铝质导线时，PEN线横截面积为S_ph/2。

在实际的工程应用中，可根据以上方法来确定多电源配电系统中所使用的PEN线以及PE线的横截面积。

对于等电位连接线来说，等电位连接线的横截面积根据接地母线的横截面积来确定。具体地，等电位连接线的横截面积不小于接地母线横截面积的二分之一，且等电位连接线的横截面积的最小值为6mm²、最大值为25mm²。

本实施例中，当系统的PEN线在接地端子板分开成为N线和PE线后，二者就不能再有交点，全系统范围内的接地点有且只这一个，三相不平衡电流只能通过PEN线返回各自电源，彻底杜绝了杂散电流的产生。对于PEN线，必须首先与PE排连接，再与N排连接，二者顺序不能颠倒。

本实用新型提供的多电源配电系统中的系统接地方式能够有效避免杂散电流、电磁干扰等情况发生，从而降低电气装置故障率，提升用电安全水平。

在多电源配电系统中采用上述系统接地的方式的基础上，进一步可将电气装置的外露导电部分与大地连接，也可将电气装置的外露导电部分与电源中性线上一点连接，从而形成多种形式的接地系统。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种多电源配电系统，其特征在于，所述系统包括：N个电源、N个出线开关、接地端子，其中，N为大于1的整数；

N个所述电源与N个所述出线开关一一对应，每个所述电源与对应的所述出线开关的一端连接，所述出线开关的另一端用于连接负载设备，且N个所述电源之间均并联连接；

每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，所述PEN线的另一端与所述接地端子连接；

所述接地端子与大地连接，其中，所述大地上任何一点的电位为零。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个所述电源的输出端都与相应的保护中性PEN线的一端连接，包括：

每个所述电源的中性线都与相应的所述PEN线的一端连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：保护接地PE线，其中，所述PE线与所述接地端子连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接地端子与大地连接包括：

所述接地端子连接至接地体，所述接地体按照预设条件埋设于大地中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接地端子连接至所述接地体包括：

所述接地端子与接地母线的一端连接，所述接地母线的另一端与所述接地体连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接地体为热镀锌扁钢接地体。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：低压配电柜；

其中，所述PE线与所述低压配电柜的柜体连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PE线与所述低压配电柜的柜体的柜下槽钢处连接，且连接点至少为两个。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：等电位联结MEB母排，其中，所述MEB母排通过等电位连接线与所述N个所述电源的外露导电部分、建筑物中的金属结构件以及进入所述建筑物的供应设施的金属管道中的一个或多个连接；

所述MEB母排通过等电位连接线与所述接地端子连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述等电位连接线为铜质导线，所述等电位连接线的横截面积不小于所述接地母线的横截面积的二分之一。