Kragvoorraadstelsel (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)
Die basiese kragtoevoerstelsel wat in die kragtoevoer vir konstruksieprojekte gebruik word, is driefasige dradraad- en driefasige vierdradstelsels, ens., Maar die konnotasie van hierdie terme is nie baie streng nie. Die Internasionale Elektrotegniese Kommissie (OVK) het eenvormige bepalings hiervoor getref, en dit word TT-stelsel, TN-stelsel en IT-stelsel genoem. Watter TN-stelsel is verdeel in TN-C, TN-S, TN-CS-stelsel. Die volgende is 'n kort inleiding tot verskillende kragtoevoerstelsels.
kragbronstelsel
Volgens die verskillende beskermingsmetodes en terminologieë wat deur IEC gedefinieer word, word laespanningkragverspreidingstelsels in drie tipes verdeel volgens die verskillende aardingsmetodes, naamlik TT-, TN- en IT-stelsels, en word dit soos volg beskryf.
TN-C kragbronstelsel
Die TN-C-kragvoorsieningstelsel gebruik die neutrale lyn as die nul-kruisingsbeskermingslyn, wat die beskermingsneutrale lyn genoem kan word en deur PEN voorgestel kan word.
TN-CS kragstelsel
Vir die tydelike kragvoorsiening van die TN-CS-stelsel, as die voorste deel deur die TN-C-metode aangedryf word, en die konstruksiekode spesifiseer dat die konstruksieterrein die TN-S-kragvoorsieningstelsel moet gebruik, kan die totale verspreidingsboks verdeel aan die agterkant van die stelsel. Buite die PE-lyn is die funksies van die TN-CS-stelsel soos volg.
1) Werkende nullyn N is verbind met die spesiale beskermingslyn PE. As die ongebalanseerde stroom van die lyn groot is, word die nullynpotensiaal beïnvloed deur die nulbeskerming van die elektriese toerusting. Die TN-CS-stelsel kan die spanning van die motorhuis tot op die grond verminder, maar dit kan hierdie spanning nie heeltemal uitskakel nie. Die grootte van hierdie spanning hang af van die laswanbalans van die bedrading en die lengte van hierdie lyn. Hoe meer onbalansering die las is en hoe langer die bedrading is, hoe groter is die spanningsverstelling van die apparaatbehuizing tot die aarde. Daarom word vereis dat die onbalansstroom nie te groot is nie en dat die PE-lyn herhaaldelik geaard moet wees.
2) Die PE-lyn kan onder geen omstandighede in die lekkasiebeschermer ingaan nie, omdat die lekkasiebeskermer aan die einde van die lyn die voorste lekkasiebeskermer sal laat uitstap en 'n grootskaalse kragonderbreking kan veroorsaak.
3) Behalwe dat die PE-lyn in die algemene boks met die N-lyn verbind moet word, moet die N-lyn en die PE-lyn nie in ander kompartemente verbind word nie. Geen skakelaars en versmeltings mag op die PE-lyn geïnstalleer word nie, en geen aarde mag as die PE gebruik word nie. lyn.
Deur die bostaande analise word die TN-CS-kragstelsel tydelik op die TN-C-stelsel aangepas. As die driefasige kragtransformator in 'n goeie werkende grondtoestand is en die driefasebelasting relatief gebalanseerd is, is die effek van die TN-CS-stelsel in die gebruik van elektrisiteit in konstruksie steeds haalbaar. In die geval van ongebalanseerde driefasebelastings en 'n toegewyde kragtransformator op die konstruksieterrein, moet die TN-S-kragvoorsieningstelsel gebruik word.
TN-S kragstelsel
Die TN-S-kragvoorsieningstelsel is 'n kragstelsel wat die werkende neutrale N streng van die toegewyde beskermingslyn PE skei. Dit word die TN-S kragstelsel genoem. Die kenmerke van die TN-S kragstelsel is soos volg.
1) As die stelsel normaal loop, is daar geen stroom op die beskermingslyn nie, maar daar is ongebalanseerde stroom op die werkende nullyn. Daar is geen spanning op die PE-lyn tot op die grond nie, dus word die nulbeskerming van die metaalhulsel van die elektriese toerusting gekoppel aan die spesiale beskermingslyn PE, wat veilig en betroubaar is.
2) Die werkende neutrale lyn word slegs as 'n enkelfase-beligtingsstroombaan gebruik.
3) Die spesiale beskermingslyn PE mag nie die lyn breek nie en kan ook nie die lekkasieskakelaar binnedring nie.
4) As die aardlekbeveiliging op L-lyn gebruik word, moet die werkende nullyn nie herhaaldelik geaard word nie, en die PE-lyn het herhaalde aarding, maar dit gaan nie deur die aardlekbeskermer nie, dus kan die lekbeskerming ook geïnstalleer word op die TN-S-kragbron L-lyn.
5) Die TN-S kragstelsel is veilig en betroubaar, geskik vir lae spanning kragstelsels soos industriële en burgerlike geboue. Die TN-S-kragvoorsieningstelsel moet gebruik word voordat die konstruksiewerk begin.
TT kragstelsel
Die TT-metode verwys na 'n beveiligingstelsel wat die metaalbehuizing van 'n elektriese toestel direk grond, wat 'n beskermende aardstelsel genoem word, ook 'n TT-stelsel genoem. Die eerste simbool T dui aan dat die neutrale punt van die kragstelsel direk geaard is; die tweede simbool T dui aan dat die geleidende deel van die vragapparaat wat nie aan die lewende liggaam blootgestel word nie, direk aan die grond gekoppel is, ongeag hoe die stelsel geaard is. Alle aarding van die las in die TT-stelsel word beskermende aarding genoem. Die kenmerke van hierdie kragtoevoerstelsel is soos volg.
1) As die metaaldop van die elektriese toerusting gelaai word (die faselyn raak aan die dop of die isolasie van die toerusting word beskadig en lek), kan die aardbeskerming die risiko van elektriese skok aansienlik verminder. Laagspanningsonderbrekers (outomatiese skakelaars) skakel egter nie noodwendig uit nie, wat veroorsaak dat die aardlekspanning van die lekkasie-toestel hoër is as die veilige spanning, wat 'n gevaarlike spanning is.
2) As die lekstroom relatief klein is, kan selfs 'n lont nie blaas nie. Daarom is 'n lekkasiebeskermer ook nodig vir beskerming. Daarom is die TT-stelsel moeilik om te populariseer.
3) Die aardapparaat van die TT-stelsel verbruik baie staal, en dit is moeilik om te herwin, tyd en materiaal te herwin.
Op die oomblik gebruik sommige konstruksie-eenhede die TT-stelsel. Wanneer die konstruksie-eenheid sy kragtoevoer leen vir tydelike gebruik van elektrisiteit, word 'n spesiale beskermingslyn gebruik om die hoeveelheid staal wat gebruik word vir die aardingstoestel te verminder.
Skei die pas toegevoegde spesiale beskermingslyn PE-lyn van die werkende zero-lyn N, wat gekenmerk word deur:
1 Daar is geen elektriese verbinding tussen die gemeenskaplike aardlyn en die werkende neutrale lyn nie;
2 In die normale werking kan die werkende nullyn stroom hê, en die spesiale beskermingslyn het nie stroom nie;
3 Die TT-stelsel is geskik vir plekke waar die grondbeskerming baie versprei is.
TN-kragstelsel
TN-modus kragstelsel Hierdie tipe kragstelsel is 'n beskermingstelsel wat die metaalbehuizing van die elektriese toerusting verbind met die werkende neutrale draad. Dit word die zero-beskermingstelsel genoem en word deur TN voorgestel. Die kenmerke daarvan is soos volg.
1) Sodra die toestel aangeskakel is, kan die nuloorgangsbeskermingstelsel die lekstroom na 'n kortsluitstroom verhoog. Hierdie stroom is 5.3 keer groter as dié van die TT-stelsel. Eintlik is dit 'n enkelfasige kortsluitingsfout en die lont van die lont sal waai. Die uitskeidingseenheid van die laespanningsbreker sal onmiddellik uit- en uitskakel, wat die foutiewe toestel afskakel en veiliger maak.
2) Die TN-stelsel bespaar materiaal en werksure en word baie gebruik in baie lande en lande in China. Dit toon dat die TT-stelsel baie voordele het. In die kragstelsel van die TN-modus word dit in TN-C en TN-S verdeel volgens die vraag of die beskermings-nul-lyn van die werkende nul-lyn geskei is.
werkbeginsel:
In die TN-stelsel word die blootgestelde geleidende dele van alle elektriese toerusting met die beskermingslyn verbind en aan die grondpunt van die kragbron gekoppel. Hierdie grondpunt is gewoonlik die neutrale punt van die kragverspreidingstelsel. Die kragstelsel van die TN-stelsel het een punt wat direk geaard is. Die blootgestelde elektries geleidende deel van die elektriese toestel word met 'n beskermende geleier aan hierdie punt verbind. Die TN-stelsel is gewoonlik 'n neutraal-geaarde driefasige roosterstelsel. Die kenmerk daarvan is dat die blootgestelde geleidende deel van die elektriese toerusting direk gekoppel is aan die aardingspunt van die stelsel. Wanneer 'n kortsluiting voorkom, is die kortsluitstroom 'n geslote lus wat deur die metaaldraad gevorm word. 'N Metaal-enkelfasige kortsluiting word gevorm, wat lei tot 'n voldoende groot kortsluitstroom om die beveiligingstoestel betroubaar te laat optree om die fout te verwyder. As die werkende neutrale lyn (N) herhaaldelik geaard is, kan die stroom van die stroom na die herhaalde aardingspunt herlei word, wat kan veroorsaak dat die beskermingstoestel nie betroubaar werk nie of om die mislukking te vermy, waardeur die fout uitgebrei word. In die TN-stelsel, dit wil sê, die driefasige vyfdraadstelsel, die N-lyn en die PE-lyn word afsonderlik van mekaar gelê en geïsoleer, en die PE-lyn word met die behuising van die elektriese toestel verbind in plaas van die N-lyn. Daarom is die belangrikste ding waaroor ons omgee, die potensiaal van die PE-draad, nie die potensiaal van die N-draad nie, dus herhaalde aarding in 'n TN-S-stelsel is nie 'n herhaalde aarding van die N-draad nie. As die PE-lyn en N-lyn saam geaard is, omdat die PE-lyn en N-lyn by die herhaalde aardingspunt verbind is, het die lyn tussen die herhaalde aardingspunt en die werkgrondpunt van die verspreidingstransformator geen verskil tussen die PE-lyn en die N-lyn. Die oorspronklike lyn is die N-lyn. Die neutrale stroom wat aangeneem word, word gedeel deur die N-lyn en die PE-lyn, en 'n deel van die stroom word deur die herhaalde aardingspunt beweeg. Omdat daar beskou kan word dat daar geen PE-lyn aan die voorkant van die herhaalde aardingspunt is nie, slegs die PEN-lyn wat bestaan uit die oorspronklike PE-lyn en N-lyn in parallel, sal die voordele van die oorspronklike TN-S-stelsel verlore gaan, die PE-lyn en die N-lyn kan dus nie Common grounding wees nie. Vanweë bogenoemde redes word in die toepaslike regulasies duidelik gestel dat die neutrale lyn (dws N-lyn) nie herhaaldelik geaard moet wees nie, behalwe vir die neutrale punt van die kragbron.
IT-stelsel
IT-modus kragstelsel I dui aan dat die kragvoorsieningskant geen werkgrond het nie, of dat dit op 'n hoë impedansie gegrond is. Die tweede letter T dui aan dat die elektriese toerusting aan die laskant geaard is.
Die kragstelsel van die IT-modus het 'n hoë betroubaarheid en goeie sekuriteit as die kragvoorsieningsafstand nie lank is nie. Dit word meestal gebruik op plekke waar geen verduisterings toegelaat word nie, of plekke waar streng deurlopende kragvoorsiening benodig word, soos staalvervaardiging vir elektriese krag, operasiesale in groot hospitale en ondergrondse myne. Die kragtoevoertoestande in ondergrondse myne is relatief swak en die kabels is vatbaar vir vog. Al gebruik die IT-aangedrewe stelsel, selfs al is die neutrale punt van die kragtoevoer nie geaard nie, is die relatiewe grondlekstroom steeds klein as die toestel lek, en sal dit nie die balans van die kragtoevoer beskadig nie. Daarom is dit veiliger as die neutrale aardstelsel van die kragbron. As die kragtoevoer egter oor 'n lang afstand gebruik word, kan die verspreide kapasitansie van die kragtoevoerleiding na die aarde nie geïgnoreer word nie. Wanneer 'n kortsluiting of lekkasie van die las veroorsaak dat die behuizing van die toestel lewendig word, sal die lekstroom 'n baan deur die aarde vorm en sal die beskermingstoestel nie noodwendig werk nie. Dit is gevaarlik. Dit is net veiliger as die kragvoorsieningsafstand nie te lank is nie. Hierdie tipe kragvoorsiening is skaars op die konstruksieterrein.
Die betekenis van die letters I, T, N, C, S
1) In die simbool van die kragvoorsieningsmetode wat die Internasionale Elektrotegniese Kommissie (OVK) bepaal, stel die eerste letter die verband tussen die kragstelsel (krag) en die grond voor. T dui byvoorbeeld aan dat die neutrale punt direk geaard is; I dui aan dat die kragtoevoer van die grond afgesonder is of dat een punt van die kragtoevoer via 'n hoë impedansie met die grond verbind is (byvoorbeeld 1000 Ω;) (I is die eerste letter van die Franse woord Isolasie van die woord "isolasie").
2) Die tweede letter dui die elektries geleidende toestel aan wat aan die grond blootgestel is. T beteken byvoorbeeld dat die apparaat se dop geaard is. Dit het geen direkte verband met enige ander grondpunt in die stelsel nie. N beteken dat die las deur nul beskerm word.
3) Die derde letter dui die kombinasie van werkende nul en beskermende lyn aan. C dui byvoorbeeld aan dat die werkende neutrale lyn en die beskermingslyn een is, soos TN-C; S dui aan dat die werkende neutrale lyn en die beskermingslyn streng van mekaar geskei is, dus word die PE-lyn 'n toegewyde beskermingslyn genoem, soos TN-S.
In 'n elektriese netwerk is 'n aardstelsel 'n veiligheidsmaatreël wat menselewens en elektriese toerusting beskerm. Aangesien aardstelsels van land tot land verskil, is dit belangrik om 'n goeie begrip te hê van die verskillende soorte aardstelsels, aangesien die globale PV-geïnstalleerde kapasiteit steeds toeneem. Hierdie artikel het ten doel om die verskillende aardstelsels volgens die standaard van die Internasionale Elektrotegniese Kommissie (OVK) te ondersoek en die impak daarvan op die ontwerp van die aardstelsel vir PV-stelsels met rooster.
Doel van Aarding
Aardingstelsels bied veiligheidsfunksies deur die elektriese installasie met 'n lae impedansieweg te voorsien vir enige foute in die elektriese netwerk. Aarding dien ook as verwysingspunt vir die elektriese bron en veiligheidstoestelle om korrek te werk.
Aarding van elektriese toerusting word gewoonlik bereik deur 'n elektrode in 'n vaste massa aarde te plaas en hierdie elektrode met 'n geleier aan die toerusting te koppel. Daar is twee aannames oor enige aardstelsel:
1. Aardpotensiale dien as 'n statiese verwysing (dws nul volt) vir gekoppelde stelsels. As sodanig sal enige geleier wat aan die aardelektrode gekoppel is ook oor daardie verwysingspotensiaal beskik.
2. Aardgeleiers en die aardpaal bied 'n lae weerstandspad na die grond.
Beskermende aarding
Beskermende aarding is die installering van aardgeleiers wat gereël is om die waarskynlikheid van letsel as gevolg van elektriese foute binne die stelsel te verminder. In die geval van 'n fout kan die nie-stroomdraende metaaldele van die stelsel soos raamwerke, omheinings en omhulsels, ens. Hoë spanning bereik ten opsigte van die aarde as hulle nie geaard is nie. As iemand onder sulke toestande met die toerusting kontak maak, sal hulle 'n elektriese skok kry.
As die metaaldele aan die beskermende aarde gekoppel is, sal die foutstroom deur die aardgeleier vloei en deur veiligheidsapparate waargeneem word, wat dan die stroombaan veilig isoleer.
Beskermende aarding kan bereik word deur:
- Die installering van 'n beskermende aardstelsel waar geleidende onderdele via geleiers aan die geaarde neutraal van die verspreidingstelsel gekoppel is.
- Die installering van oorstroom- of aardlekstroombeveiligingstoestelle wat werk om die geaffekteerde deel van die installasie binne die gespesifiseerde tyd en raakspanningsgrense te ontkoppel.
Die beskermende aardgeleier moet die potensiële foutstroom kan dra vir 'n duur wat gelyk is aan of langer is as die werktyd van die gepaardgaande beskermingsapparaat.
Funksionele Aarding
In funksionele aarding kan enige van die lewendige dele van die toerusting ('+' of '-') met die aardstelsel verbind word om 'n verwysingspunt te verskaf om die korrekte werking moontlik te maak. Die geleiers is nie ontwerp om foutstrome te weerstaan nie. In ooreenstemming met AS / NZS5033: 2014 is funksionele aarding slegs toegelaat as daar 'n eenvoudige skeiding tussen die DC- en AC-sye (dit wil sê 'n transformator) in die omskakelaar bestaan.
Tipes aardkonfigurasie
Aardingkonfigurasies kan verskillend aan die aanbod- en laaikant gerangskik word, terwyl dieselfde algehele uitkoms behaal word. Die internasionale standaard IEC 60364 (Elektriese installasies vir geboue) identifiseer drie families van aarding, gedefinieer met behulp van 'n tweeletter-identifiseerder van die vorm 'XY'. In die konteks van WS-stelsels definieer 'X' die konfigurasie van neutrale en aardgeleiers aan die toevoerkant van die stelsel (dws kragopwekker / transformator) en 'Y' definieer die neutrale / aardkonfigurasie aan die laaiskant van die stelsel (dws die hoofskakelbord en gekoppelde vragte). 'X' en 'Y' kan elk die volgende waardes hê:
T - Aarde (van Frans 'Terre')
N - Neutraal
Ek - Geïsoleer
En onderstelle van hierdie konfigurasies kan met behulp van die waardes gedefinieer word:
S - Afsonderlik
C - Gekombineer
Met behulp hiervan is die drie aardingsfamilies wat in IEC 60364 gedefinieer word, TN, waar die elektriese toevoer geaard is en die kliënte se vragte geaard word via neutraal, TT, waar die elektriese toevoer en kliëntebelading afsonderlik geaard is, en IT, waar slegs die kliënt laai is geaard.
TN aardingsstelsel
'N Enkele punt aan die bronkant (gewoonlik die neutrale verwysingspunt in 'n sterverbinde driefasestelsel) word direk met die aarde verbind. Enige elektriese toerusting wat aan die stelsel gekoppel is, word geaard via dieselfde aansluitingspunt aan die bronkant. Hierdie tipe aardstelsels benodig aardelektrodes met gereelde tussenposes gedurende die installasie.
Die TN-familie het drie onderstelle, wat wissel volgens die metode van skeiding / kombinasie van aarde en neutrale geleiers.
TN-S: TN-S beskryf 'n opstelling waar afsonderlike geleiers vir beskermende aarde (PE) en neutraal na verbruikersladings vanaf die kragbron van 'n werf (dws kragopwekker of transformator) gevoer word. Die PE- en N-geleiers is in byna alle dele van die stelsel geskei en word slegs met mekaar verbind. Hierdie aarding word gewoonlik gebruik vir groot verbruikers wat een of meer HV / LV-transformators het wat vir hul installasie toegewy is, wat aangrensend aan of binne die perseel van die klant geïnstalleer word.
Fig 1 - TN-S-stelsel
TN-C: TN-C beskryf 'n rangskikking waar 'n gekombineerde beskermende aarde-neutrale (PEN) aan die aarde gekoppel word. Hierdie tipe aarding word nie algemeen in Australië gebruik nie weens die risiko's verbonde aan brand in gevaarlike omgewings en as gevolg van die teenwoordigheid van harmoniese strome wat dit ongeskik maak vir elektroniese toerusting. Daarbenewens, volgens IEC 60364-4-41 - (Beskerming vir veiligheid - Beskerming teen elektriese skok), kan 'n RCD nie in 'n TN-C-stelsel gebruik word nie.
Fig 2 - TN-C-stelsel
TN-CS: TN-CS dui op 'n opstelling waar die toevoerkant van die stelsel 'n gekombineerde PEN-geleider gebruik vir aarding, en die laskant van die stelsel 'n aparte geleier gebruik vir PE en N. Hierdie aarding word in verspreidingsisteme gebruik in sowel Australië as Nieu-Seeland en word gereeld as veelvuldige aardneutraal (MEN) genoem. Vir 'n LV-klant word 'n TN-C-stelsel geïnstalleer tussen die terreintransformator en die perseel (die neutrale is meerdere kere geaard langs hierdie segment), en 'n TN-S-stelsel word binne die eiendom gebruik (vanaf die hoofskakelbord stroomaf ). As die stelsel as geheel beskou word, word dit as TN-CS behandel.
Fig 3 - TN-CS-stelsel
Daarbenewens, volgens IEC 60364-4-41 - (Veiligheidsbeskerming - Beskerming teen elektriese skok), waar 'n RCD in 'n TN-CS-stelsel gebruik word, kan 'n PEN-geleier nie aan die laaikant gebruik word nie. Die verbinding van die beskermende geleier met die PEN-geleier moet aan die bronkant van die RCD gemaak word.
TT-aardingsstelsel
Met 'n TT-konfigurasie gebruik verbruikers hul eie aardverbinding binne die perseel, wat onafhanklik is van enige aardverbinding aan die bronkant. Hierdie tipe aarding word gewoonlik gebruik in situasies waar 'n verspreidingsnetwerkdiensverskaffer (DNSP) nie 'n laespanningsverbinding met die kragbron kan waarborg nie. TT-aarding was voor 1980 algemeen in Australië en word steeds in sommige dele van die land gebruik.
Met die TT-aardstelsels is 'n RCD nodig op alle wisselstroombane vir geskikte beskerming.
Volgens IEC 60364-4-41 moet al die blootgestelde geleidende onderdele wat gesamentlik deur dieselfde beskermingsapparaat beskerm word, deur die beskermende geleiers verbind word met 'n aardelektrode wat gemeen is vir al die onderdele.
Fig 4 - TT-stelsel
IT-aardingsstelsel
In 'n IT-aardingsreëling is daar geen aarding by die toevoer nie, of dit word via 'n hoë-impedansieverbinding gedoen. Hierdie aarding word nie vir verspreidingsnetwerke gebruik nie, maar word gereeld in substasies en vir onafhanklike kragopwekkers gebruik. Hierdie stelsels is in staat om 'n goeie kontinuïteit van die aanbod tydens werking te bied.
Fig 5 - IT-stelsel
Implikasies vir aardings van die PV-stelsel
Die tipe aardstelsel wat in enige land gebruik word, bepaal die aard van die aardingsstelselontwerp wat benodig word vir roosterverbinde PV-stelsels; PV-stelsels word behandel as 'n kragopwekker (of as 'n bron) en moet as sodanig geaard wees.
Byvoorbeeld, lande wat die gebruik van 'n TT-aardingsopstelling benodig, sal 'n aparte aardingsput benodig vir beide DC- en AC-kante as gevolg van die aardingsopstelling. Ter vergelyking, in 'n land waar TN-CS-aardingsopstelling gebruik word, is die koppeling van die PV-stelsel eenvoudig met die hoofaardbalk in die skakelbord genoeg om aan die vereistes van die aardstelsel te voldoen.
Verskeie aardingstelsels bestaan regoor die wêreld en 'n goeie begrip van die verskillende aardingsinstellings verseker dat PV-stelsels op die regte manier geaard is.
