TN、TT、IT供电系统的特点及区别

TN、TT、IT供电系统的特点及安装要求

380V/220V低压配电系统按保护接地的形式不同可分为：IT系统、TT系统和TN系统。 IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。

TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。即过去的三相四线制供电系统中的保护接地。

TN系统，在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即过去的三相四线制供电系统中的保护接零。

TN系统的电源中性点直接接地，并有中性线引出。按其保护线形式，TN系统又分为：TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统等三种。

（1）TN-C系统(三相四线制)，该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的，该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线，缺点是三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。

（2）TN-S系统就是三相五线制，该系统的N线和PE线是分开的，从变压器起就用五线供电。它的优点是PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。此外，由于N线与PE线分开，N线断开也不会影响PE线的保护作用。 ③TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)，该系统从变压器到用户配电箱式四线制，中性线和保护地线是合一的；从配电箱到用户中性线和保护地线是分开的，所以它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所。

我国的低压配电系统基本上有三种：即TT系统、TN系统、IT系统。 上述各种保护系统均采用国际标准所用符号，第一字母T：表示中性点直接接地；I表示中性点不直接接地(不接地或经高电阻接地等)；第二个字母T：表示外露可导电部分对地直接电气连接与电力系统任何接地无关；N表示外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接。TT系统就是将电气设备的金属外壳作接地保护的系统；TN系统就是将电气设备的金属外壳作接零保护的系统。

TT系统：

TT电力系统有一个直接接地点，电气设施的外露可导电部分接至电气上与电力系统无关的接地极。

TT系统多用于农村低压电网，其特点如下：

① 可实施单相、三相混合供电，供电灵活，可节省导线。

② 由于中性点直接接地，发生单相接地故障时能抑制电网对地电压的升高。 ③ 容易实施过电流保护设施，包括短路保护和过载保护。

④ 全网可实施漏电分级保护，即漏电总保护、漏电中级保护和漏电末级保护。

⑤ 受电设备外露可导电部分发生带电故障时，不会延伸到其他受电设备的外壳上。

⑥ 受电设备外壳的保护接地电阻，极容易满足DL/T499—2001中的要求。 TT系统的安装要求如下：

① 除变压器低压侧中性点直接接地外，中性线不得再行接地，且应保持与相线同等的绝缘水平。

② 为防止中性线机械断线，中性线截面应当符合规定，即口诀“零线截面看相线，七零三五为界限；七零为铝三五铜，小于相等大一半。”

③ 必须实施剩余电流保护，包括剩余电流总保护、剩余电流中级保护（必要时）和剩余电流末级保护。

④ 中性线不得装设熔断器或单独的开关装置。

⑤ 配电变压器低压侧及各出现回路均应装设过电流保护，包括短路保护和过载保护。

⑥ 同一低压电网不允许采用两种保护系统，否则有触电隐患和危险。 另外，TT系统对实施保护接地的对象，并不是所有电气设备的外露可导体部分都要接地。在某些情况下，接地有可能引入外界的高电位，如接地体附近有大的故障电流或雷电流流过时，接地体上会有高电位出现。又如当三相用电出现严重不平衡时，在保护中性线上也会出现较高的电位。因此，电气设备的外露可导电部分是否要接地，应以设备的触电防护方式来确定。

TN系统：

TN系统有一点直接接地，电气设施的外露可导电部分用保护线与该点连接。按照中性线与保护线的组合情况，TN系统有以下三种型式：

TN-C系统：

TN—C系统多用于城镇和厂矿企业的低压电网，其特点如下：

① 单、三相供电灵活。

② 能抑制电网内发生单相接地时相对地电压的升高。

③ 由于受电设备的外露可导电部分采用了接保护中性线的措施，故人体的间接触电有充分的安全保证。

④ 容易实施过电流保护和漏电保护。

TN—C系统的安装要求如下：

① 为了保证在故障时保护中性线的电位尽可能保持接近大地电位，保护中性线应均匀分配地重复接地，如果条件许可，宜在每一个接户线、引线接线处接地。

② 用户端应装设漏电末级保护。

③ 保护装置的特性必须这样选择：当供电网内相线与保护中性线或外露可导电部分之间发生阻抗可忽略不计的故障时，则应在规定时间内自动切断电源。

④ 保护中性线截面应当符合规定，即口诀“零线截面看相线，七零三五为界限；七零为铝三五铜，小于相等大一半。”

⑤ 中性线不得装设熔断器或单独的开关装置。

⑥ 配电变压器低压侧及各出现回路均应装设过电流保护，包括短路保护和过载保护。

TN-S系统：

TN—S是从电源中性点起专门敷设了一根专用的保护零线（PE），这就形成了平时常说的三相五线制系统。该系统安全可靠性高。目前在许多沿海大城市和内地许多城市普遍采用。

对采用TN—S系统的三相五线制时，要做到以下几点要求： ① 保护零线严禁通过任何开关和熔断器。

② 保护零线作为接零保护的专用线，要单独用一根不能代作他用。目前已有五芯电缆

供应，不用在四芯线上再敷设一根了。

③ 保护零线，除了在工作接地线或总配电箱电源侧从零线引出外，在任何地方不得与工作零线有电气联接。特别注意在配电箱中的接线，防止通过铁质箱壳形成电气连接。

④ 保护零线的截面积应不小于工作零线的截面积，同时必须满足机械强度要求。

⑤ 保护零线的统一标志为绿/黄双色线。在任何情况下不准将绿/黄双色线作负荷线使用。在架空线中的排列和导线的排列一定要按统一要求，严格按标准排列。

⑥ 重复接地必须接在保护零线上。工作零线上不能加重复接地。如果工作零线加了重复接地，漏电保护器将无法使用。

⑦ 保护零线必须在配电室或总配电箱处作重复接地外，还必须在配电线路的中间处或末端处做重复接地。配电线路越长，重复接地的作用越明显。

⑧ 配电变压器低压侧及各出现回路均应装设过电流保护，包括短路保护和过负载保护。

⑨ 必须实施剩余电流保护，包括剩余电流总保护、剩余电流中级保护（必要时）和剩余电流末级保护。

TN-C-S系统：

家用电器等都有单独接地触点的插头。采用 TN-S供电既方便又安全。

TN－C系统

该系统中保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。当发生接地短路故障时，故障电流大，可使电流保护装置动作，切断电源。

该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路，PEN线总有电流流过，其产生的压降，将会呈现在电气设备的金属外壳上，对敏感性电子设备不利。此外，PEN线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸，所以有爆炸危险环境不能使用TN-C系统。

TN-C-S系统

该系统PEN线自A点起分开为保护线（PE）和中性线（N）。分开以后N线应对地绝缘。为防止PE线与N线混淆，应分别给PE线和PEN线涂上黄绿相间的色标，N线涂以浅蓝色色标。此外，自分开后，PE线不能再与N线再合并。

TN－C-S系统是一个广泛采用的配电系统，无论在工矿企业还是在民用建筑中，其线路结构简单，又能保证一定安全水平。

接线方式

5TT

系统

在电源中性点直接接地的三相四线系统中，所有设备的外露可导电部分均经各自的保

护线PE分别直接接地，称之为TT供电系统。

第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地，第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图所示。这种供电系统的特点如下：

1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。

3 ）TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

有的建筑单位是采用 TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。

把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开，其特点是： ①共用接地线与工作零线没有电的联系；

②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流； ③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。

6IT

系统

IT系统是指在电源中性点不接地系统中，将所有设备的外露可导电部分均经各自的保护线PE分别直接接地，称之为IT供电系统。IT系统一般为三相三线制。

IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。第二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。

IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成回路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。

7岗位介绍

调度室

调度室（地调)就是调度地区电网运行的单位。调度员首先要下变电站实习几个月，熟悉变电站运行方式，然后在调度室实习半年左右，期满考试合格，可以任副职调度员。调度员的工作感觉比较乏味，整天都是电话，要倒班，上夜班是很正常的，而且调度命令绝对不可以有错。对于调度员和编制电网运行方式的方式室工作人员都要对电网结构继保工作事故处理有相当的掌握，因为难度在于在事故状态下，他们是事故处理的指挥者。好处就是不累、不脏、平均上两天休息四天，奖金高。

继保班

继保班一般有好几个，分管35kV/110kV/220kV/500kV几个电压等级的变电站的保护工作，这个是新进大学生经常去的而且很有学问的地方。一个搞继电保护的人，一般最少要三四年的实际工作经验才能充分熟悉掌握本局的保护工作。

信息中心

信息中心这也是大量新生涌入的部门。因为供电局都有集控中心，都采用了能量管理系统(EMS)，变电站大都实现了少人值守和无人值守，数据的采集设备的监控微机保护的实现，都离不开通讯。这个所年轻人特别多，多为计算机和通信专业毕业。

检修试验所

这个所主要对一次设备进行检修维护，定期进行试验。设置有系统班(管主变互感器)，开关班(管断路器)，高压班和化验班。修试所的人比较辛苦，工作环境充满油污，很多时候非常需要体力，所以基本上没有女生。以前，修试所的地位比较高，因为他们对一次设备了如指掌，修试所出来的人几乎胜任其他所有位置。修试所的地位有所下降(虽然工资奖金还是高)，因为他们的工作尤其看重经验，而技术难度不高。此外，随着微机保护的普及和计算机通讯的应用，搞修试的对二次回路知道得就越来越少了。

送电工区

就是对35kV~220kV输电线路进行维护的，野外工作，很艰苦。注重经验，没很多技术。

变电所值班员

主管35kV以上变电站的运行。工资不少，但工作相对来说比较乏味，而且承担风险比较大，因为出事故的时候，基本上都可以从值班人员的身上找出一些责任来，所以被扣奖金的几率是最高的。

计量所

设有内校班(校电能表，不出差)，现校班(出差到现场校表，大用户的装表工作)，仪表班(电压表，电流表，温度表，压力表等各种仪表的维护校验工作)。这个所的工作比较轻松，而且相对最安全，风险也极小。当然，相应地，工资比较少。

8技术解析

基于TPS54350型DC/DC变换器的供电系统设计[1]

介绍德州仪器公司推出的内含MOSFET的TPS54350型高效DC—DC变换器的特性及引脚功能。描述TPS54350在某信号处理器供电系统中的应用。给出供电系统的详细设计方案和参考电路.同时也对实际工作中可能出现的问题进行了讨论，供硬件设计者参考。

引言

TPS54350是德州仪器(TI)新推出的一款内置MOSFET的高效DC/DC变换器.采用小型16引脚HISSOP封装.连续输出电流为3 A时，输入电压范围为4.5 V~20 V。该变换器极大地简化了负载电源管理的设计，使得设计人员可直接通过中压总线(而不依赖额外的低电压总线)为数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)及微处理器供电。TPS554350 SWIFT(采用集成FET技术的开关)DC/DC变换器的效率高达90%以上，非常适用于低功耗工业与商用电源、带液晶显示屏(LCD)的监视器与电视、硬盘驱动、视频图像卡以及9 V或12V墙式适配器负载点稳压装置。

TPS54350的特性和功能 2.1 TPS54350的特性

TPS54350型DC/DC变换器的主要特性如下： 连续输出电流为3 A时.效率达90%以上; 输入电压范围为4.5 V一20V：

输出电压可调低至0.891 V(精确度为l%); 可编程外部时钟同步：

宽的脉宽调制(1)WM)频率一固定为250 kHz、500 kHz或250 kHz~700 kHz的可调节范围：

峰值电流限制与热关断保护： 可调节的欠压关断; 内部软启动： 电源安全输出。

2.2 TPS54350引脚功能和电路功能 2.2.1 引脚功能

VIN：电压输入引脚，范围为4.5V～20V，必须旁路连接一个低等效串联电阻(ESR)的10μF陶瓷电容器：

UVL0：欠压闭锁输出：

PWRGD：开漏输出。该引脚为低电平时，表示输出低于期望的输出电压值。PWRGD比较器的输出端有一个内部的上升沿滤波器：

RT：频率设置引脚。在RT引脚与地(AGND)之间接一只电阻器.设置转换频率。将RT引脚接地或悬空可以得到一个内部备选频率;

SYNC：双向I/O同步引脚。当RT引脚悬空或置低电平时，SYNC为输出：当它与一个下降沿信号连接时，亦可作为一个输入端口来同步系统时钟：

ENA：使能引脚。低于0.5 V时。电路停止工作;悬空时被使能; COMP：误差放大器输出：

VSENSE：误差放大器转换节点，基准电压值：

AGND：模拟地，内部与感应模拟地电路连接。与PGND和PowerPAD连接： PGND：电源地，与AGND和PowerPAD连接;

VBIAS：内部8.0 v偏置电压。该引脚要接1只0.1 μF的陶瓷电容器： PH：相位端，与外部LC滤波器连接;

BOOT：在BOOT引脚与PH引脚之间连接一只O.1μF的陶瓷电容器。 2.2.2 电路功能

TPS54530支持中等范围的电流输出.能够将输出电压降至0.891 V.其精度可达l%。TPS54530集成了高端MOSFET和一个可选择的低端外部MOS-FET栅极驱动器。此外，该器件还采用了高性能电压误差放大器，极大地改善了瞬时条件下的性能，从而可灵活选择输出滤波电感器与电容器。开关频率固定在250 kHz或500 kHz，也可以将其升高到7OO kHz，以缩小无源组件的尺寸。

图1示出TPS54350的实际应用电路，图中给出的是其中一种情况，其输出电压是可变的，通过改变电阻器R2的阻值，可得到期望的输出电压值。图l中的输入电压为12 V，输出电压为3.3 V，其中R2的计算公式为：

R2=R1x0.891/(Vo-0.891) R1=1 KΩ

表1给出当Rl=l kΩ和R1=10 kΩ,时的几种输出电压下的R2的值。笔者设计的系统就是应用图1所示的电路来实现。根据不同的输出电压要求赋给R2不同的阻值，其阻值的取法可参照表l。另外，对于设计者来说，设计电路时要考虑到表2所列的几个因素。本系统中的R。=l kΩ。

TPS54350在信号处理系统中应用 3.1 系统组成及供电电路

本信号处理系统采用的是ADl公司的TS201S型ADSP组成的多片某仿真雷达信号处理系统.系统主要由5个DSP、1个FPGA和7个TPS54350组成。在以往使用的MAXl951和。PEGlll7的经验基础上.经过多方面的设计考虑，采用了TPS54350型DC/DC变换器.从表1可以看出.TPS54350可以输出3.3 V、2.5 V和1.2V的电压。系统中的DSP采用240

MHz时钟，每个指令周期约为4.17 ns。根据TS201S型ADSP的工作条件可知，当温度为25℃、时钟CCLK(为250 MHz时，典型情况下的VDD(1.25V)供电电流典型值为1.2 A，VDD的供电电流小于137 mA。TPS54350的额定输出电压为3 A.所以此系统的设计是合理的。

TigerShar DSP有3个电源，其中数字2.5 V(VDD_Io)为I/0供电;数字1.2 V(VDD)为DSP内核供电;模拟1.2 V(VDD_A)内部锁相环和倍频电路供电。系统将主机提供的5V,经过TPS54350得到2.5V和1.2 V的电压。各片DSP的数字1.2V(VDD)电源各由1个TPS54350供给。5个。DSP内部模块1.2V(VDD)由同一个。DSP的VDD(+1.2V)经滤波网络后解决。5个。DSP的FO 2.5V电源直接由主机提供的5V经过TPS54350得到2.5V统一供给，同时提供FPGA(EPU1。K30)的VccM(+2.5 V)电压。其中FPGA的Vcc_IO(+3.3V)利用TPS54350输出的+3.3V电压来供电。本系统的供电电路框图如图2所示。图3示出单个DSP的内核供电电路框图及外围电路配置。

3.2 问题及其解决方案

T37S54350采用小型16引脚HTSSOP封装。根据以往的经验，建议设计PC板时最好给TPS54350加上散热片，电源线尽量粗一点。在TPS54350的前后均加上滤波网络，尽量保证得到比较合适的电压。

系统中的EPlK30产生上电复位波形和时序控制。由于EPlK30需要一个配置电路，而且它和DSP存在一个上电先后的问题。即在上电后，如果FPGA完成配置文件的读入时.DSP仍未上电稳定.则应充分延长TStart_I0的低电平时间，以避免DSP上电未稳定而FPGA上电波形已结束的情况发生。因此。应保证DSP上电稳定先于FPGA配置文件的读入，此问题在系统设计时应予以充分重视.否则DSP将无法正常工作。TigerSharc TS201S要求数字2.5V和l-2V应同时上电。若无法严格同步，则应保证内核1.2V电源先上电.I/0的2.5 V电源后上电。本系统在数字2.5 V输入端并联了一个大容量电容器.在数字1.2 V输入端并联了一个小容量电容器.其目的就是为了保证2.5V充电时间大于1.2V充电时间.来解决电源供电先后的问题。

结束语

设计一个系统时.电源的设计起着重要的作用。电路的选择更为重要，选择一个性价比

高、散热性能好、节省资源的电路是设计的关键。本文是在总结实践经验的基础上进行论述的，该雷达信号处理系统经过实际工作测试.证明其性能是很稳定的.供其他硬件设计者借鉴。

9设计要求

根据住建部、国家质量监督检验检疫总局联合发布的《住宅设计规范》（GB50096-2011）对住宅供电系统的设计作出相关规定，摘录如下：

8.7.2 住宅供电系统的设计, 应符合下列基本要求：

1. 应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式, 并进行总等电位联结；

2. 电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线, 住宅套内的电气管线应采用穿管暗敷设方式配线。导线应采用铜芯绝缘线，每套住宅进户线截面不应小于10m㎡，分支回路截面不应小于2.5m㎡；

3. 住宅套内的空调电源插座、一般电源插座与照明应分路设计，厨房插座应设置独立回路，卫生间插座宜设置独立回路；

4. 除壁挂式分体空调电源插座外，电源插座回路应设置剩余电流保护装置； 5. 设洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结；

6. 每幢住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。

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