Sistem napajanja (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Osnovni sistem napajanja koji se koristi u napajanju za građevinske projekte je trofazni trožični i trofazni četverožični sistem itd., Ali konotacija ovih pojmova nije vrlo stroga. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) donijela je jedinstvene odredbe za to, a naziva se TT sistem, TN sistem i IT sistem. Koji TN sistem je podijeljen na TN-C, TN-S, TN-CS sistem. Slijedi kratki uvod u različite sisteme napajanja.

sistem napajanja

Prema različitim metodama zaštite i terminologijama koje definira IEC, niskonaponski distribucijski sistemi podijeljeni su u tri tipa prema različitim metodama uzemljenja, naime TT, TN i IT sistemi, i opisani su kako slijedi.

TN-C sistem napajanja

Sistem napajanja u režimu TN-C koristi radnu neutralnu liniju kao zaštitnu liniju prelaska nule, koja se može nazvati zaštitnom neutralnom linijom i može biti predstavljena PEN-om.

TN-CS sistem napajanja

Za privremeno napajanje TN-CS sistema, ako se prednji dio napaja TN-C metodom, a građevinski kod određuje da gradilište mora koristiti TN-S sistem napajanja, ukupna razvodna kutija može se podijeljen na stražnjem dijelu sistema. Izvan linije PE, karakteristike TN-CS sistema su sljedeće.

1) Radna nulta linija N povezana je sa posebnom zaštitnom linijom PE. Kada je neuravnotežena struja vodova velika, na nultu zaštitu električne opreme utječe potencijal nulte linije. TN-CS sistem može smanjiti napon kućišta motora na zemlju, ali ne može u potpunosti eliminirati taj napon. Veličina ovog napona ovisi o neravnoteži opterećenja ožičenja i duljini ovog voda. Što je neuravnoteženije opterećenje i što je ožičenje duže, to je veći pomak napona kućišta uređaja na masu. Stoga je potrebno da struja neravnoteže opterećenja ne bude prevelika i da PE linija bude više puta uzemljena.

2) PE linija ne može ući u zaštitu protiv curenja ni pod kojim okolnostima, jer će zaštita od curenja na kraju linije uzrokovati da se prednja zaštita od curenja spotakne i prouzrokuje veliki nestanak struje.

3) Pored PE linije moraju biti povezane s N linijom u općenitom okviru, N linija i PE linija ne smiju biti povezane u drugim odjeljcima. Na PE liniji se ne smiju instalirati prekidači i osigurači, a kao PE ne smije se koristiti uzemljenje. linija.

Kroz gornju analizu, TN-CS sistem napajanja je privremeno modifikovan na TN-C sistemu. Kada je trofazni energetski transformator u dobrom radnom stanju i kada je trofazno opterećenje relativno uravnoteženo, učinak TN-CS sistema na upotrebu električne energije u građevini i dalje je izvediv. Međutim, u slučaju neuravnoteženih trofaznih opterećenja i namjenskog energetskog transformatora na gradilištu, mora se koristiti TN-S sistem napajanja.

TN-S sistem napajanja

Sistem napajanja u režimu TN-S je sistem napajanja koji strogo odvaja radni neutralni N od namenske zaštitne linije PE. Zove se TN-S sistem napajanja. Karakteristike TN-S sistema napajanja su sljedeće.

1) Kada sistem radi normalno, na namjenskoj zaštitnoj liniji nema struje, ali na radnoj nultoj liniji postoji neuravnotežena struja. Nema napona na PE liniji do zemlje, pa je nulta zaštita metalne ovojnice električne opreme povezana na posebnu zaštitnu liniju PE, koja je sigurna i pouzdana.

2) Radna neutralna linija koristi se samo kao jednofazni krug opterećenja osvjetljenja.

3) Posebni zaštitni vod PE ne smije probiti vod, niti može ući u prekidač za curenje.

4) Ako se koristi zaštitnik od curenja zemlje na L liniji, radna nulta linija ne smije se više puta uzemljivati, a PE linija ima ponovljeno uzemljenje, ali ne prolazi kroz zaštitnik od curenja zemlje, pa se zaštita od curenja može i instalirati na liniji za napajanje sistema TN-S sistema.

5) TN-S sistem napajanja je siguran i pouzdan, pogodan za niskonaponske sisteme napajanja kao što su industrijske i civilne zgrade. Prije početka građevinskih radova mora se koristiti TN-S sistem napajanja.

TT sistem napajanja

TT metoda odnosi se na zaštitni sistem koji direktno uzemljuje metalno kućište električnog uređaja, koji se naziva zaštitni sistem uzemljenja, koji se naziva i TT sistem. Prvi simbol T označava da je neutralna tačka elektroenergetskog sistema direktno uzemljena; drugi simbol T označava da je provodni dio uređaja za opterećenje koji nije izložen tijelu pod naponom direktno povezan sa zemljom, bez obzira na to kako je sistem uzemljen. Sva uzemljenja tereta u sistemu TT nazivaju se zaštitnim uzemljenjem. Karakteristike ovog sistema napajanja su sljedeće.

1) Kada se metalna ovojnica električne opreme napuni (fazna linija dodiruje ljusku ili je izolacija opreme oštećena i curi), zaštita od uzemljenja može uvelike smanjiti rizik od električnog udara. Međutim, niskonaponski prekidači (automatski prekidači) ne moraju se nužno isključiti, uzrokujući da napon propuštanja zemlje uređaja za propuštanje bude veći od sigurnog napona, što je opasan napon.

2) Kada je struja curenja relativno mala, čak i osigurač možda neće moći pregorjeti. Stoga je za zaštitu potreban i zaštitnik od curenja. Stoga je TT sistem teško popularizirati.

3) Uređaj za uzemljenje sistema TT troši puno čelika i teško ga je reciklirati, vrijeme i materijale.

Trenutno neke građevinske jedinice koriste sistem TT. Kada građevinska jedinica posuđuje svoje napajanje za privremenu upotrebu električne energije, koristi se posebna zaštitna linija za smanjenje količine čelika koji se koristi za uzemljenje.

Odvojite novo dodanu posebnu zaštitnu liniju PE vod od radne nulte linije N, koju karakteriziraju:

1 Ne postoji električna veza između zajedničkog voda za uzemljenje i radnog neutralnog voda;

2 U normalnom radu, radna nulta linija može imati struju, a posebna zaštitna linija nema struju;

3 TT sistem pogodan je za mjesta na kojima je zaštita tla vrlo raspršena.

TN sistem napajanja

TN sistem napajanja Ovaj tip sistema napajanja je zaštitni sistem koji povezuje metalno kućište električne opreme sa radnom neutralnom žicom. Zove se sistem nulte zaštite i predstavlja ga TN. Njegove karakteristike su sljedeće.

1) Jednom kada je uređaj pod naponom, sistem zaštite od prelaska nule može povećati struju curenja na struju kratkog spoja. Ova struja je 5.3 puta veća od struje TT sistema. Zapravo je riječ o jednofaznom kvara kratkog spoja i osigurač osigurača će pregorjeti. Jedinica za isključivanje niskonaponskog prekidača odmah će se aktivirati i isključiti, čineći neispravan uređaj isključenim i sigurnijim.

2) TN sistem štedi materijal i radne sate i široko se koristi u mnogim zemljama i zemljama Kine. To pokazuje da TT sistem ima mnogo prednosti. U sistemu napajanja TN način rada podijeljen je na TN-C i TN-S prema tome da li je zaštitna nulta linija odvojena od radne nulte linije.

princip rada:

U TN sistemu, izloženi provodni dijelovi sve električne opreme povezani su na zaštitni vod i povezani sa zemljom tačke napajanja. Ta osnovna tačka je obično neutralna tačka sistema za distribuciju električne energije. Sistem napajanja TN sistema ima jednu tačku koja je direktno utemeljena. Izloženi električno provodljivi dio električnog uređaja povezan je na ovu točku kroz zaštitni vodič. TN sistem je obično neutralno utemeljen trofazni mrežni sistem. Njegova je karakteristika da je izloženi provodni dio električne opreme direktno povezan sa tačkom uzemljenja sistema. Kada se dogodi kratki spoj, struja kratkog spoja je zatvorena petlja koju čini metalna žica. Nastaje metalni jednofazni kratki spoj, što rezultira dovoljno velikom strujom kratkog spoja da zaštitni uređaj može pouzdano djelovati na uklanjanje kvara. Ako je radni neutralni vod (N) više puta uzemljen, kada je kućište kratko spojeno, dio struje može se preusmjeriti na ponovljenu točku uzemljenja, što može dovesti do toga da zaštitni uređaj ne radi pouzdano ili da izbjegne kvar, čime se kvar proširuje. U TN sistemu, odnosno trofaznom petožičnom sustavu, N-linija i PE-linija odvojeno se postavljaju i izoliraju, a PE linija je umjesto na kućište spojena na kućište električnog uređaja N-linija. Stoga je najvažnija stvar do koje nam je stalo potencijal PE žice, a ne potencijal N žice, pa ponovljeno uzemljenje u TN-S sustavu nije ponovljeno uzemljenje N žice. Ako su PE linija i N linija uzemljene zajedno, jer su PE linija i N linija povezane na ponovljenoj tački uzemljenja, linija između ponovljene tačke uzemljenja i radne tačke uzemljenja distributivnog transformatora nema razlike između PE linije i linija N. Originalna linija je N linija. Pretpostavljenu neutralnu struju dijele N linija i PE linija, a dio struje prolazi kroz ponovljenu točku uzemljenja. Budući da se može smatrati da na prednjoj strani ponovljene točke uzemljenja nema PE linije, samo će se PEN linija koja se sastoji od originalne PE linije i paralelno N linije izgubiti prednosti originalnog TN-S sustava, tako da linija PE i linija N ne mogu biti zajedničko uzemljenje. Iz gore navedenih razloga, u relevantnim propisima je jasno rečeno da neutralna linija (tj. N linija) ne smije biti više puta uzemljena, osim za neutralnu točku napajanja.

IT sistem

Sistem napajanja u načinu rada IT označava da strana napajanja nema radno tlo ili je uzemljena na visokoj impedanciji. Drugo slovo T označava da je električna oprema na strani tereta opterećena.

Sistem napajanja u režimu IT ima visoku pouzdanost i dobru sigurnost kada udaljenost napajanja nije duga. Uobičajeno se koristi na mjestima na kojima nije dopušteno zatamnjenje ili na mjestima na kojima je potrebno strogo kontinuirano napajanje električnom energijom, kao što je proizvodnja čelika, operacione sale u velikim bolnicama i podzemni rudnici. Uvjeti napajanja u podzemnim rudnicima su relativno loši, a kablovi osjetljivi na vlagu. Korištenjem IT sistema, čak i ako neutralna tačka napajanja nije uzemljena, kada uređaj procuri, relativna struja curenja iz zemlje i dalje je mala i neće oštetiti ravnotežu napona napajanja. Stoga je sigurnije od neutralnog sistema uzemljenja napajanja. Međutim, ako se napajanje koristi na velike udaljenosti, distribuirani kapacitet napojnog voda na zemlju ne može se zanemariti. Kada kvar kratkog spoja ili curenje tereta uzrokuje aktiviranje kućišta uređaja, struja curenja će stvoriti put kroz zemlju i zaštitni uređaj neće nužno djelovati. Ovo je opasno. Sigurnije je samo kada udaljenost napajanja nije predugačka. Ova vrsta napajanja je rijetka na gradilištu.

Značenje slova I, T, N, C, S

1) U simbolu načina napajanja predviđenim od strane Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC), prvo slovo predstavlja odnos između sistema napajanja (napajanja) i tla. Na primjer, T ukazuje da je neutralna tačka direktno uzemljena; Označavam da je napajanje izolirano od zemlje ili da je jedna tačka napajanja povezana sa zemljom preko velike impedanse (na primjer, 1000 Ω;) (I je prvo slovo francuske riječi Izolacija riječi "izolacija").

2) Drugo slovo označava električno provodljiv uređaj izložen tlu. Na primjer, T znači da je ljuska uređaja uzemljena. Nema direktnu vezu sa bilo kojom drugom tačkom uzemljenja u sistemu. N znači da je teret zaštićen nulom.

3) Treće slovo označava kombinaciju radne nule i zaštitne linije. Na primjer, C označava da su radni neutralni vod i zaštitni vod jedno, kao što je TN-C; S označava da su radna neutralna linija i zaštitna linija strogo odvojene, pa se PE linija naziva namjenskom zaštitnom linijom, poput TN-S.

U električnoj mreži sistem uzemljenja je sigurnosna mjera koja štiti ljudski život i električnu opremu. Kako se sistemi uzemljenja razlikuju od zemlje do zemlje, važno je dobro razumjeti različite vrste sistema uzemljenja jer se globalni instalirani kapacitet PV-a i dalje povećava. Ovaj članak ima za cilj istraživanje različitih sistema uzemljenja prema standardu Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) i njihovog utjecaja na dizajn sistema uzemljenja za mrežne fotonaponske sisteme.

Svrha uzemljenja
Sistemi uzemljenja pružaju sigurnosne funkcije isporučujući električnu instalaciju putem male impedanse za bilo kakve kvarove u električnoj mreži. Uzemljenje takođe služi kao referentna tačka za ispravni rad električnog izvora i sigurnosnih uređaja.

Uzemljenje električne opreme obično se postiže umetanjem elektrode u čvrstu masu zemlje i povezivanjem ove elektrode sa opremom pomoću provodnika. Postoje dvije pretpostavke koje se mogu izvesti o bilo kojem sistemu uzemljenja:

1. Zemaljski potencijali djeluju kao statička referenca (tj. Nula volti) za povezane sisteme. Kao takav, bilo koji vodič koji je povezan sa elektrodom za uzemljenje također će imati taj referentni potencijal.
2. Provodnici za uzemljenje i zemljani kolac pružaju put prema zemlji s malim otporom.

Zaštitno uzemljenje
Zaštitno uzemljenje je instalacija vodiča za uzemljenje koji su raspoređeni tako da smanjuju vjerojatnost ozljeda od električnih kvarova unutar sistema. U slučaju kvara, nestrujni metalni dijelovi sustava kao što su okviri, ograde i kućišta itd. Mogu postići visoki napon u odnosu na zemlju ako nisu uzemljeni. Ako osoba dođe u kontakt s opremom pod takvim uvjetima, primit će strujni udar.

Ako su metalni dijelovi spojeni na zaštitno uzemljenje, struja kvara proći će kroz provodnik uzemljenja i osjetit će ga sigurnosni uređaji koji tada sigurno izoliraju krug.

Zaštitno uzemljenje može se postići:

• Instaliranje zaštitnog sistema uzemljenja gdje su vodljivi dijelovi preko vodiča povezani s uzemljenom neutralnom razvodnom sistemom.
• Instaliranje zaštitnih uređaja za struju od prekomjerne struje ili struje koji rade za odvajanje pogođenog dijela instalacije u zadanom ograničenju vremena i napona dodira.

Zaštitni provodnik za uzemljenje trebao bi biti u stanju provoditi potencijalnu struju kvara tokom trajanja koje je jednako ili duže od vremena rada pridruženog zaštitnog uređaja.

Funkcionalno uzemljenje
U funkcionalnom uzemljenju, bilo koji od dijelova opreme pod naponom (ili '+' ili '-') može biti povezan na sistem uzemljenja u svrhu pružanja referentne točke za omogućavanje ispravnog rada. Provodnici nisu dizajnirani da izdrže struje kvara. U skladu s AS / NZS5033: 2014, funkcionalno uzemljenje dopušteno je samo ako postoji jednostavno razdvajanje između istosmjerne i izmjenične strane (tj. Transformatora) unutar pretvarača.

Vrste konfiguracije uzemljenja
Konfiguracije uzemljenja mogu se različito rasporediti na strani napajanja i opterećenja dok se postiže isti ukupni ishod. Međunarodni standard IEC 60364 (Električne instalacije za zgrade) identificira tri porodice uzemljenja, definirane pomoću dvoslovnog identifikatora oblika „XY“. U kontekstu AC sistema, 'X' definira konfiguraciju nultog i uzemljivačkog provodnika na dovodnoj strani sistema (tj. Generator / transformator), a 'Y' definira neutralnu / uzemljenu konfiguraciju na strani opterećenja sistema (tj. glavna razvodna ploča i priključena opterećenja). 'X' i 'Y' mogu poprimiti sljedeće vrijednosti:

T - Zemlja (iz francuskog 'Terre')
N - Neutralno
I - Izolirano

A podskupovi ovih konfiguracija mogu se definirati pomoću vrijednosti:
S - Odvojeno
C - Kombinovano

Koristeći ih, tri porodice uzemljenja definirane u IEC 60364 su TN, gdje se električno napajanje uzemljuje, a potrošačka opterećenja uzemljuju putem neutralnog, TT, gdje se električno napajanje i potrošačko opterećenje odvojeno uzemljuju, i IT, gdje samo kupac opterećuje su uzemljeni.

TN sistem uzemljenja
Jedna tačka na izvornoj strani (obično neutralna referentna tačka u zvezdanom trofaznom sistemu) direktno je povezana sa zemljom. Bilo koja električna oprema povezana na sistem uzemljena je preko iste priključne tačke na izvornoj strani. Ova vrsta sistema uzemljenja zahtijeva elektrode za uzemljenje u redovnim intervalima tijekom instalacije.

Porodica TN ima tri podskupine, koje se razlikuju prema načinu razdvajanja / kombinacije uzemljenja i neutralnih provodnika.

TN-S: TN-S opisuje raspored u kojem se odvojeni vodiči za zaštitnu zemlju (PE) i neutralni vode do potrošačkih opterećenja iz napajanja lokacije (tj. Generatora ili transformatora). PE i N vodiči su odvojeni u gotovo svim dijelovima sistema i međusobno su povezani samo na samom napajanju. Ova vrsta uzemljenja obično se koristi za velike potrošače koji imaju jedan ili više VN / NN transformatora posvećenih njihovoj instalaciji, a koji se ugrađuju u blizini ili u prostorijama kupca.

Slika 1 - TN-S sistem

TN-C: TN-C opisuje raspored u kojem je kombinirana zaštitna Zemljina-neutralna (PEN) povezana sa zemljom na izvoru. Ova vrsta uzemljenja se često ne koristi u Australiji zbog rizika povezanih s požarom u opasnom okruženju i zbog prisustva harmonskih struja što ga čini neprikladnim za elektroničku opremu. Pored toga, prema IEC 60364-4-41 - (Zaštita za sigurnost - Zaštita od strujnog udara), RCD se ne može koristiti u TN-C sistemu.

Slika 2 - TN-C sistem

TN-CS: TN-CS označava postavku u kojoj opskrbna strana sistema koristi kombinirani PEN vodič za uzemljenje, a opteretna strana sistema koristi zasebni provodnik za PE i N. Ova vrsta uzemljenja koristi se u distributivnim sistemima iu Australiji i na Novom Zelandu i često se naziva višestruko neutralnim prema zemlji (MEN). Za NN kupca, TN-C sistem je instaliran između mrežnog transformatora i prostora ((neutral se uzemljuje više puta duž ovog segmenta), a TN-S sistem se koristi unutar samog posjeda (od glavne razvodne ploče nizvodno ). Kada se sistem razmatra u cjelini, tretira se kao TN-CS.

Slika 3 - TN-CS sistem

Pored toga, prema IEC 60364-4-41 - (Zaštita za sigurnost - Zaštita od strujnog udara), gdje se RCD koristi u TN-CS sistemu, PEN vodič ne može se koristiti na strani opterećenja. Spajanje zaštitnog vodiča na PEN vodič mora biti izvedeno na izvornoj strani RCD-a.

TT sistem uzemljenja
Uz TT konfiguraciju, potrošači koriste vlastiti priključak za uzemljenje unutar prostorija, koji je neovisan o bilo kojem priključku uzemljenja na izvornoj strani. Ova vrsta uzemljenja obično se koristi u situacijama kada dobavljač usluga distributivne mreže (DNSP) ne može garantovati niskonaponski priključak natrag na napajanje. TT uzemljenje bilo je uobičajeno u Australiji prije 1980. godine i još uvijek se koristi u nekim dijelovima zemlje.

Kod TT sistema uzemljenja potreban je RCD na svim krugovima napajanja naizmeničnom strujom radi odgovarajuće zaštite.

Prema IEC 60364-4-41, svi izloženi provodljivi dijelovi koji su zajedno zaštićeni istim zaštitnim uređajem zaštitnim vodičima moraju biti povezani sa uzemljivačkom elektrodom zajedničkom za sve te dijelove.

Slika 4 - TT sistem

IT sistem uzemljenja
U IT aranžmanu uzemljenja, ili nema uzemljenja na napajanju, ili se to vrši putem veze visoke impedance. Ova vrsta uzemljenja se ne koristi za distributivne mreže, ali se često koristi u trafostanicama i za nezavisne sisteme koje napaja generator. Ovi sistemi mogu ponuditi dobar kontinuitet opskrbe tokom rada.

Slika 5 - IT sistem

Implikacije za uzemljenje PV sistema
Tip sistema uzemljenja koji se koristi u bilo kojoj zemlji diktiraće vrstu dizajna sistema uzemljenja potrebnog za PV mrežne sisteme; PV sistemi se tretiraju kao generator (ili izvorni krug) i kao takvi moraju biti uzemljeni.
Na primjer, zemlje koje koriste upotrebu uzemljivača tipa TT zahtijevat će zasebnu jamu za uzemljenje i za istosmjernu i izmjeničnu stranu zbog aranžmana za uzemljenje. U usporedbi s tim, u zemlji u kojoj se koristi raspored uzemljenja tipa TN-CS, jednostavno povezivanje PV sistema na glavnu uzemljivačku cijev na razvodnoj ploči dovoljno je da se zadovolje zahtjevi sistema uzemljenja.

Postoje različiti sistemi uzemljenja širom svijeta, a dobro razumijevanje različitih konfiguracija uzemljenja osigurava da se PV sistemi odgovarajuće uzemljuju.