Система за захранване (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Основната система за захранване, използвана в захранването за строителни проекти, е трифазна трипроводна и трифазна четирипроводна система и т.н., но конотацията на тези термини не е много строга. Международната електротехническа комисия (IEC) е направила единни разпоредби за това и се нарича система TT, TN система и IT система. Коя TN система е разделена на TN-C, TN-S, TN-CS система. По-долу е кратко въведение в различни системи за захранване.

система за захранване

Съгласно различните методи за защита и терминологии, дефинирани от IEC, системите за нисковолтово разпределение на енергия се разделят на три типа според различните методи на заземяване, а именно TT, TN и IT системи, и са описани, както следва.

TN-C система за захранване

Системата за захранване в режим TN-C използва работещата неутрална линия като защитна линия за пресичане на нула, която може да се нарече защитна неутрална линия и може да бъде представена от PEN.

TN-CS система за захранване

За временното захранване на системата TN-CS, ако предната част се захранва по метода TN-C и строителният код указва, че строителната площадка трябва да използва захранващата система TN-S, общата разпределителна кутия може да бъде разделени в задната част на системата. Извън линията PE характеристиките на системата TN-CS са както следва.

1) Работната нулева линия N е свързана със специалната защитна линия PE. Когато небалансираният ток на линията е голям, нулевата защита на електрическото оборудване се влияе от нулевия потенциал на линията. Системата TN-CS може да намали напрежението на корпуса на двигателя към земята, но не може напълно да елиминира това напрежение. Размерът на това напрежение зависи от дисбаланса на натоварване на окабеляването и дължината на тази линия. Колкото по-небалансиран е товарът и колкото по-дълго е окабеляването, толкова по-голямо е изместването на напрежението на корпуса на устройството към земята. Следователно се изисква токът на дисбаланса на натоварването да не е прекалено голям и линията PE да се заземява многократно.

2) PE линията не може да влезе в протектора за течове при никакви обстоятелства, тъй като протекторът за течове в края на линията ще доведе до изключване на предния протектор за течове и ще доведе до мащабен прекъсване на захранването.

3) В допълнение към линията PE трябва да бъде свързана към линията N в общото поле, линията N и линията PE не трябва да бъдат свързани в други отделения. На PE линията не трябва да се монтират превключватели и предпазители и не се използва земя като PE. линия.

Чрез горния анализ системата за захранване TN-CS временно се модифицира в системата TN-C. Когато трифазният силов трансформатор е в добро работно състояние и трифазното натоварване е относително балансирано, ефектът от системата TN-CS при използването на електроенергия в строителството все още е осъществим. Въпреки това, в случай на небалансирани трифазни товари и специален силов трансформатор на строителната площадка, трябва да се използва захранващата система TN-S.

TN-S система за захранване

Системата за захранване в режим TN-S е система за захранване, която стриктно разделя работната неутрална N от специалната защитна линия PE. Нарича се TN-S захранваща система. Характеристиките на системата за захранване TN-S са както следва.

1) Когато системата работи нормално, на специалната защитна линия няма ток, но има небалансиран ток на работната нулева линия. Няма напрежение на PE линията към земята, така че нулевата защита на металната обвивка на електрическото оборудване е свързана със специалната защитна линия PE, която е безопасна и надеждна.

2) Работната неутрална линия се използва само като еднофазна верига за натоварване на осветлението.

3) Специалната защитна линия PE не може да прекъсва линията, нито може да влиза в ключа за течове.

4) Ако се използва защитник срещу изтичане на земя на L линия, работната нулева линия не трябва да се заземява многократно и PE линията има повторно заземяване, но не преминава през защитата срещу изтичане на земя, така че може да се монтира и защитата срещу изтичане на захранващата линия L на системата TN-S.

5) Системата за захранване TN-S е безопасна и надеждна, подходяща за системи за захранване с ниско напрежение като промишлени и граждански сгради. Преди започване на строителните работи трябва да се използва захранващата система TN-S.

TT система за захранване

Методът TT се отнася до защитна система, която директно заземява металния корпус на електрическо устройство, която се нарича защитна система за заземяване, наричана още система TT. Първият символ Т показва, че неутралната точка на електроенергийната система е директно заземена; вторият символ Т показва, че проводящата част на товарното устройство, която не е изложена на тялото под напрежение, е директно свързана със земята, независимо от това как системата е заземена. Цялото заземяване на товара в системата TT се нарича защитно заземяване. Характеристиките на тази система за захранване са както следва.

1) Когато металната обвивка на електрическото оборудване е заредена (фазовата линия докосва корпуса или изолацията на оборудването е повредена и тече), защитата на заземяването може значително да намали риска от токов удар. Прекъсвачите с ниско напрежение (автоматични превключватели) не е задължително да се задействат, причинявайки напрежението на земното изтичане на устройството за изтичане да бъде по-високо от безопасното напрежение, което е опасно напрежение.

2) Когато токът на утечка е относително малък, дори предпазител може да не успее да изгори. Следователно за защита е необходим и протектор за течове. Следователно системата за ТТ е трудна за популяризиране.

3) Заземителното устройство на системата TT консумира много стомана и е трудно да се рециклира, време и материали.

Понастоящем някои строителни единици използват системата TT. Когато строителната единица заема захранването си за временно използване на електричество, се използва специална защитна линия, за да се намали количеството стомана, използвано за заземяващото устройство.

Отделете новодобавената специална защитна линия PE линия от работната нулева линия N, която се характеризира с:

1 Няма електрическа връзка между общата заземителна линия и работещата неутрална линия;

2 При нормална работа работната нулева линия може да има ток, а специалната защитна линия няма ток;

3 Системата TT е подходяща за места, където защитата от земята е много разпръсната.

TN система за захранване

Система за захранване в режим TN Този тип система за захранване е защитна система, която свързва металния корпус на електрическото оборудване с работещия неутрален проводник. Тя се нарича система за нулева защита и е представена от TN. Характеристиките му са следните.

1) След като устройството е под напрежение, системата за защита от пресичане на нула може да увеличи тока на изтичане до ток на късо съединение. Този ток е 5.3 пъти по-голям от този на системата TT. Всъщност това е еднофазна неизправност при късо съединение и предпазителят на предпазителя ще изгори. Устройството за изключване на нисковолтовия прекъсвач незабавно ще се изключи и ще се изключи, което прави дефектното устройство изключено и по-безопасно.

2) Системата TN спестява материал и човекочасове и се използва широко в много страни и страни в Китай. Това показва, че системата TT има много предимства. В системата за захранване в режим TN тя се разделя на TN-C и TN-S според това дали защитната нулева линия е отделена от работната нулева линия.

принцип на работа:

В системата TN откритите проводящи части на цялото електрическо оборудване са свързани към защитната линия и свързани към точката на заземяване на захранването. Тази основна точка обикновено е неутралната точка на разпределителната система. Електрическата система на TN системата има една точка, която е пряко заземена. Откритата електропроводима част на електрическото устройство е свързана към тази точка чрез защитен проводник. TN системата обикновено е трифазна мрежова система с неутрално основание. Характеристиката му е, че откритата проводяща част на електрическото оборудване е директно свързана с точката на заземяване на системата. Когато възникне късо съединение, токът на късо съединение е затворен контур, образуван от металната жица. Образува се метално еднофазно късо съединение, което води до достатъчно голям ток на късо съединение, за да може защитното устройство да действа надеждно за отстраняване на повредата. Ако работната неутрална линия (N) е многократно заземена, когато корпусът е късо съединен, част от тока може да бъде отклонена към повтарящата се точка на заземяване, което може да доведе до това, че защитното устройство не работи надеждно или да избегне повредата, като по този начин разширява вината. В системата TN, т.е. трифазната петжилна система, N-линията и PE-линията са отделно положени и изолирани една от друга, а PE линията е свързана към корпуса на електрическото устройство вместо N-линията. Следователно най-важното, което ни интересува, е потенциалът на PE проводника, а не потенциалът на N проводника, така че многократното заземяване в TN-S система не е повторно заземяване на N проводника. Ако PE линия и N линия са заземени заедно, тъй като PE линия и N линия са свързани в повтарящата се точка на заземяване, линията между повтарящата се точка на заземяване и работната точка на заземяване на разпределителния трансформатор няма разлика между PE линията и линията N. Оригиналният ред е N ред. Неутралният ток, който се приема, се споделя от линията N и линията PE и част от тока се шунтира през повтарящата се точка на заземяване. Тъй като може да се счита, че няма PE линия от предната страна на повтарящата се точка на заземяване, а само линията PEN, състояща се от първоначалната линия PE и паралелно N линия, предимствата на оригиналната система TN-S ще бъдат загубени, така че линията PE и линията N не могат да бъдат общи заземяване. Поради горните причини в съответните разпоредби е ясно посочено, че неутралната линия (т.е. N линия) не трябва да се заземява многократно, с изключение на неутралната точка на захранването.

информационна система

Система за захранване I в режим I показва, че страната на захранването няма работна земя или е заземена с висок импеданс. Втората буква Т показва, че електрическото оборудване от страната на товара е заземено.

Системата за захранване в режим IT има висока надеждност и добра сигурност, когато разстоянието на захранването не е дълго. Обикновено се използва на места, където не са разрешени затъмнения или места, където се изисква стриктно непрекъснато захранване, като производство на електрическа стомана, операционни зали в големи болници и подземни мини. Условията за електрозахранване в подземните мини са сравнително лоши и кабелите са податливи на влага. Използвайки IT-захранвана система, дори ако неутралната точка на захранването не е заземена, след като устройството изтече, относителният ток на изтичане на земята все още е малък и няма да навреди на баланса на захранващото напрежение. Поради това е по-безопасно от неутралната система за заземяване на захранването. Ако обаче захранването се използва за голямо разстояние, разпределеният капацитет на захранващата линия към земята не може да бъде пренебрегнат. Когато повреда в късо съединение или изтичане на товара доведе до включване на корпуса на устройството, токът на утечка ще образува път през земята и защитното устройство няма да действа непременно. Това е опасно. Само когато разстоянието на захранването не е твърде голямо, е по-безопасно. Този тип захранване е рядкост на строителната площадка.

Значението на буквите I, T, N, C, S

1) В символа на метода за захранване, предвиден от Международната електротехническа комисия (IEC), първата буква представлява връзката между силовата (енергийната) система и земята. Например T показва, че неутралната точка е директно заземена; I показва, че захранването е изолирано от земята или че една точка на захранването е свързана към земята чрез висок импеданс (например 1000 Ω;) (I е първата буква на френската дума Изолация на думата "изолация").

2) Втората буква показва електропроводимото устройство, изложено на земята. Например T означава, че черупката на устройството е заземена. Той няма пряка връзка с друга заземяваща точка в системата. N означава, че товарът е защитен от нула.

3) Третата буква показва комбинацията от работеща нула и защитна линия. Например C показва, че работната неутрална линия и защитната линия са едно цяло, като TN-C; S показва, че работната неутрална линия и защитната линия са строго разделени, така че PE линията се нарича специална защитна линия, като TN-S.

В електрическата мрежа заземителната система е мярка за безопасност, която защитава човешкия живот и електрическото оборудване. Тъй като системите за заземяване се различават в различните държави, важно е да имате добро разбиране за различните видове заземителни системи, тъй като инсталираният капацитет на глобалната PV продължава да се увеличава. Тази статия има за цел да изследва различните заземителни системи съгласно стандарта на Международната електротехническа комисия (IEC) и тяхното въздействие върху конструкцията на заземителната система за свързани в мрежа PV системи.

Цел на заземяването
Системите за заземяване осигуряват функции за безопасност, като снабдяват електрическата инсталация с нисък импеданс за всякакви повреди в електрическата мрежа. Заземяването действа и като отправна точка за правилната работа на електрическия източник и предпазните устройства.

Заземяването на електрическото оборудване обикновено се постига чрез вкарване на електрод в твърда земна маса и свързване на този електрод към оборудването с помощта на проводник. Има две предположения, които могат да бъдат направени за всяка система за заземяване:

1. Земните потенциали действат като статичен еталон (т.е. нула волта) за свързани системи. Като такъв, всеки проводник, който е свързан със заземителния електрод, също ще притежава този референтен потенциал.
2. Заземяващите проводници и земният стълб осигуряват път с ниско съпротивление към земята.

Защитно заземяване
Защитното заземяване е инсталирането на заземителни проводници, подредени така, че да намалят вероятността от нараняване от електрическа повреда в системата. В случай на повреда, нетоковите метални части на системата като рамки, огради и заграждения и т.н. могат да постигнат високо напрежение по отношение на земята, ако не са заземени. Ако човек осъществи контакт с оборудването при такива условия, ще получи токов удар.

Ако металните части са свързани към защитната земя, токът на повредата ще тече през земния проводник и ще бъде усетен от предпазни устройства, които след това безопасно изолират веригата.

Защитното заземяване може да бъде постигнато чрез:

• Инсталиране на защитна заземителна система, където проводящите части са свързани към заземената неутрала на разпределителната система чрез проводници.
• Инсталиране на устройства за защита от ток срещу свръхток или земно изтичане, които работят за изключване на засегнатата част от инсталацията в рамките на определено време и граници на напрежение на допир.

Защитният заземителен проводник трябва да може да пренася потенциалния ток на повреда за продължителност, която е равна или по-голяма от времето за работа на свързаното защитно устройство.

Функционално заземяване
При функционално заземяване всяка от частите под напрежение на оборудването („+“ или „-“) може да бъде свързана към системата за заземяване с цел осигуряване на референтна точка, за да се даде възможност за правилна работа. Проводниците не са проектирани да издържат на токове на повреда. В съответствие с AS / NZS5033: 2014, функционалното заземяване е разрешено само когато съществува просто разделяне между DC и AC страните (т.е. трансформатор) в инвертора.

Видове конфигурация на заземяване
Конфигурациите за заземяване могат да бъдат подредени по различен начин от страна на захранването и товара, като същевременно се постига еднакъв общ резултат. Международният стандарт IEC 60364 (Електрически инсталации за сгради) идентифицира три фамилии заземители, определени с помощта на двубуквен идентификатор на формата „XY“. В контекста на променливотоковите системи „X“ дефинира конфигурацията на неутрални и земни проводници от захранващата страна на системата (т.е. генератор / трансформатор), а „Y“ определя неутралната / земната конфигурация от страната на товара на системата (т.е. главно разпределително табло и свързани товари). „X“ и „Y“ могат да приемат следните стойности:

T - Земя (от френски „Terre“)
N - неутрално
I - Изолиран

И подмножествата от тези конфигурации могат да бъдат дефинирани, като се използват стойностите:
S - Отделно
C - Комбиниран

Използвайки тях, трите семейства заземители, дефинирани в IEC 60364, са TN, където електрическото захранване е заземено, а натоварването на клиента е заземено чрез неутрално, TT, където електрическото захранване и натоварването на клиента са заземени отделно, и IT, където се зарежда само клиентът са заземени.

TN система за заземяване
Една точка от страната на източника (обикновено неутралната референтна точка в свързана със звезда трифазна система) е директно свързана със земята. Всяко електрическо оборудване, свързано към системата, се заземява през същата точка на свързване от страната на източника. Този тип заземителни системи изискват земни електроди на равни интервали по време на инсталацията.

Семейството TN има три подгрупи, които варират в зависимост от метода на сегрегация / комбинация от земни и неутрални проводници.

TN-S: TN-S описва механизъм, при който отделни проводници за защитна земя (PE) и неутрален се пускат към потребителски товари от захранването на обекта (т.е. генератор или трансформатор). PE и N проводниците са разделени в почти всички части на системата и са свързани единствено на самото захранване. Този тип заземяване обикновено се използва за големи потребители, които имат един или повече HV / LV трансформатори, предназначени за тяхната инсталация, които са инсталирани в непосредствена близост до или в помещенията на клиента.

Фигура 1 - TN-S система

TN-C: TN-C описва устройство, при което комбиниран защитен земен-неутрален (PEN) е свързан със земята при източника. Този тип заземяване не се използва често в Австралия поради рисковете, свързани с пожар в опасна среда и поради наличието на хармонични токове, което го прави неподходящ за електронно оборудване. Освен това, съгласно IEC 60364-4-41 - (Защита за безопасност - Защита срещу токов удар), RCD не може да се използва в TN-C система.

Фигура 2 - TN-C система

TN-CS: TN-CS означава настройка, при която захранващата страна на системата използва комбиниран PEN проводник за заземяване, а товарната страна на системата използва отделен проводник за PE и N. Този тип заземяване се използва в разпределителните системи както в Австралия, така и в Нова Зеландия и често се споменава като множество неутрални спрямо земята (MEN). За клиенти на ниско ниво, TN-C система е инсталирана между трансформатора на обекта и помещенията (неутралът е заземен няколко пъти по този сегмент), а TN-S система се използва вътре в самия имот (от Главното разпределително табло надолу по веригата ). Когато се разглежда системата като цяло, тя се третира като TN-CS.

Фигура 3 - TN-CS система

В допълнение, съгласно IEC 60364-4-41 - (Защита за безопасност - Защита от токов удар), когато RCD се използва в TN-CS система, PEN проводник не може да се използва от страната на товара. Свързването на защитния проводник с PEN проводника трябва да бъде направено от страната на източника на RCD.

TT система за заземяване
С TT конфигурация потребителите използват собствена земна връзка в помещенията, която е независима от всяка земна връзка от страната на източника. Този тип заземяване обикновено се използва в ситуации, когато доставчик на разпределителна мрежа (DNSP) не може да гарантира връзката с ниско напрежение обратно към захранването. TT заземяването е било често в Австралия преди 1980 г. и все още се използва в някои части на страната.

Със системите за заземяване TT е необходим RCD във всички вериги за променлив ток за подходяща защита.

Съгласно IEC 60364-4-41 всички изложени проводящи части, които са колективно защитени от едно и също защитно устройство, трябва да бъдат свързани чрез защитните проводници към заземителен електрод, общ за всички тези части.

Фигура 4 - TT система

IT система за заземяване
При ИТ устройство за заземяване или няма заземяване на захранването, или се извършва чрез връзка с висок импеданс. Този тип заземяване не се използва за разпределителни мрежи, но често се използва в подстанции и за независими системи, доставяни от генератор. Тези системи могат да предложат добра непрекъснатост на доставката по време на работа.

Фигура 5 - ИТ система

Последици за заземяването на PV система
Видът на системата за заземяване, използвана във всяка държава, ще диктува вида на конструкцията на системата за заземяване, необходима за PV мрежови системи; Фотоволтаичните системи се третират като генератор (или верига източник) и трябва да бъдат заземени като такива.
Например, страните, използващи използването на заземително устройство тип TT, ще изискват отделна заземяваща яма както за DC, така и за променлив ток поради устройството за заземяване. За сравнение, в държава, в която се използва заземяващо устройство тип TN-CS, простото свързване на PV системата към основната заземителна шина в разпределителното табло е достатъчно, за да отговори на изискванията на заземителната система.

По целия свят съществуват различни системи за заземяване и доброто разбиране на различните конфигурации на заземяване гарантира, че PV системите са заземени по подходящ начин.