Strømforsyningssystem (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Det grundlæggende strømforsyningssystem, der anvendes i strømforsyningen til byggeprojekter, er trefaset tre-leder og tre-faset firetrådssystem osv., Men konnotationen af ​​disse vilkår er ikke særlig streng. Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC) har truffet ensartede bestemmelser for dette, og det kaldes TT-system, TN-system og IT-system. Hvilket TN-system er opdelt i TN-C, TN-S, TN-CS-system. Følgende er en kort introduktion til forskellige strømforsyningssystemer.

strømforsyningssystem

I henhold til de forskellige beskyttelsesmetoder og terminologier, der er defineret af IEC, opdeles lavspændingsdistributionssystemer i tre typer i henhold til de forskellige jordingsmetoder, nemlig TT, TN og IT-systemer, og beskrives som følger.

TN-C strømforsyningssystem

TN-C-tilstandsforsyningssystemet bruger den neutrale ledning som nulkrydsningsbeskyttelseslinje, som kan kaldes beskyttelsesneutral linje og kan repræsenteres af PEN.

TN-CS strømforsyningssystem

For den midlertidige strømforsyning til TN-CS-systemet, hvis den forreste del er forsynet med TN-C-metoden, og konstruktionskoden angiver, at byggepladsen skal bruge TN-S-strømforsyningssystemet, kan den samlede fordelingsboks delt bag på systemet. Uden for PE-linjen er TN-CS-systemets funktioner som følger.

1) Arbejds nul linje N er forbundet med den specielle beskyttelsesledning PE. Når ledningens ubalancerede strøm er stor, påvirkes nulbeskyttelsen af ​​det elektriske udstyr af nul linjepotentialet. TN-CS-systemet kan reducere motorhusets spænding til jorden, men det kan ikke eliminere denne spænding fuldstændigt. Størrelsen af ​​denne spænding afhænger af belastningsubalancen mellem ledningerne og længden af ​​denne linje. Jo mere ubalanceret belastningen og jo længere ledningerne er, jo større er spændingsforskydningen af ​​enhedens hus til jord. Derfor kræves det, at belastningsubalancestrømmen ikke skal være for stor, og at PE-ledningen skal jordes gentagne gange.

2) PE-ledningen kan under ingen omstændigheder komme ind i lækagebeskyttelsen, fordi lækagebeskytteren i slutningen af ​​linjen får den forreste lækagebeskytter til at udløse og forårsage et stort strømsvigt.

3) Ud over at PE-ledningen skal forbindes til N-linjen i den generelle boks, må N-linjen og PE-linjen ikke forbindes i andre rum. Der skal ikke installeres kontakter og sikringer på PE-ledningen, og ingen jord må bruges som PE. linje.

Gennem ovenstående analyse ændres TN-CS-strømforsyningssystemet midlertidigt på TN-C-systemet. Når den trefasede effekttransformator er i god arbejdsgrundlag, og trefasebelastningen er relativt afbalanceret, er virkningen af ​​TN-CS-systemet i byggeforbrug stadig mulig. I tilfælde af ubalanceret trefasebelastning og en dedikeret strømtransformator på byggepladsen skal TN-S-strømforsyningssystemet dog anvendes.

TN-S strømforsyningssystem

TN-S-tilstandsforsyningssystemet er et strømforsyningssystem, der strengt adskiller den arbejdende neutrale N fra den dedikerede beskyttelseslinje PE. Det kaldes TN-S strømforsyningssystemet. TN-S-strømforsyningssystemets egenskaber er som følger.

1) Når systemet kører normalt, er der ingen strøm på den dedikerede beskyttelseslinje, men der er ubalanceret strøm på den nul linje, der fungerer. Der er ingen spænding på PE-ledningen til jorden, så nulbeskyttelsen af ​​metalskallen på det elektriske udstyr er forbundet med den specielle beskyttelsesledning PE, som er sikker og pålidelig.

2) Den arbejdende neutrale linje bruges kun som et enfaset belysningskredsløb.

3) Den specielle beskyttelsesledning PE må ikke bryde linjen, og den kan heller ikke komme ind i lækagekontakten.

4) Hvis jordlækagebeskytteren bruges på L-linjen, skal den nul linje, der arbejder, ikke jordes gentagne gange, og PE-linjen har gentagen jordforbindelse, men den passerer ikke gennem jordlækagebeskyttelsen, så lækagebeskyttelsen kan også installeres på TN-S-systemets strømforsyning L-linje.

5) TN-S-strømforsyningssystemet er sikkert og pålideligt og egnet til lavspændingsforsyningssystemer såsom industrielle og civile bygninger. TN-S-strømforsyningssystemet skal anvendes, før byggeriet påbegyndes.

TT strømforsyningssystem

TT-metoden refererer til et beskyttelsessystem, der direkte grundlægger metalhuset på en elektrisk enhed, der kaldes et beskyttende jordingssystem, også kaldet et TT-system. Det første symbol T indikerer, at det neutrale punkt i elsystemet er direkte jordforbundet; det andet symbol T angiver, at den ledende del af lastenheden, der ikke udsættes for den levende krop, er direkte forbundet med jorden, uanset hvordan systemet er jordforbundet. Al jordforbindelse af belastningen i TT-systemet kaldes beskyttende jordforbindelse. Kendetegnene ved dette strømforsyningssystem er som følger.

1) Når metalskallen på det elektriske udstyr oplades (faselinjen berører skallen, eller udstyrets isolering er beskadiget og lækker), kan jordbeskyttelsen i høj grad reducere risikoen for elektrisk stød. Dog spænder lavspændingsafbrydere (automatiske afbrydere) ikke nødvendigvis, hvilket får jordfejlspændingen til lækageenheden til at være højere end den sikre spænding, hvilket er en farlig spænding.

2) Når lækstrømmen er relativt lille, kan en sikring muligvis ikke blæse. Derfor er der også brug for en lækagebeskytter for beskyttelse. Derfor er TT-systemet vanskeligt at popularisere.

3) Jording af TT-systemet bruger meget stål, og det er svært at genbruge, tid og materialer.

På nuværende tidspunkt bruger nogle bygningsenheder TT-systemet. Når bygningsenheden låner sin strømforsyning til midlertidig brug af elektricitet, anvendes en særlig beskyttelseslinje til at reducere mængden af ​​stål, der bruges til jordforbindelsesanordningen.

Adskil den nyligt tilføjede specielle beskyttelsesledning PE-linje fra den fungerende nul linje N, som er karakteriseret ved:

1 Der er ingen elektrisk forbindelse mellem den fælles jordledning og den arbejdende neutrale ledning;

2 I normal drift kan den nul linje, der arbejder, have strøm, og den specielle beskyttelseslinje ikke har strøm;

3 TT-systemet er velegnet til steder, hvor jordbeskyttelse er meget spredt.

TN-strømforsyningssystem

TN-strømforsyningssystem Denne type strømforsyningssystem er et beskyttelsessystem, der forbinder det elektriske udstyrs metalhus med den neutrale ledning, der fungerer. Det kaldes nulbeskyttelsessystemet, og det er repræsenteret af TN. Dens funktioner er som følger.

1) Når enheden er tilsluttet, kan nulkrydsningsbeskyttelsessystemet øge lækstrømmen til en kortslutningsstrøm. Denne strøm er 5.3 gange større end den for TT-systemet. Faktisk er det en enfaset kortslutningsfejl, og sikringen på sikringen vil sprænge. Udløserenheden til lavspændingsafbryderen udløses straks og udløses, hvilket gør den defekte enhed slukket og sikrere.

2) TN-systemet sparer materiale og arbejdstid og bruges i vid udstrækning i mange lande og lande i Kina. Det viser, at TT-systemet har mange fordele. I TN-tilstands strømforsyningssystem er det opdelt i TN-C og TN-S alt efter, om beskyttelsesnul-linjen er adskilt fra den fungerende nul-linje.

funktionsprincip:

I TN-systemet er de eksponerede ledende dele af alt elektrisk udstyr tilsluttet til beskyttelsesledningen og forbundet til strømforsyningens jordpunkt. Dette grundpunkt er normalt det neutrale punkt i strømfordelingssystemet. TN-systemets elsystem har et punkt, der er direkte jordforbundet. Den udsatte elektrisk ledende del af det elektriske udstyr er forbundet til dette punkt gennem en beskyttende leder. TN-systemet er normalt et neutralt jordet trefaset gittersystem. Dens egenskab er, at den eksponerede ledende del af det elektriske udstyr er direkte forbundet til systemets jordforbindelse. Når der opstår kortslutning, er kortslutningsstrømmen en lukket sløjfe dannet af metaltråden. Der dannes en metallisk enfaset kortslutning, hvilket resulterer i en tilstrækkelig stor kortslutningsstrøm til, at beskyttelsesanordningen kan fungere pålideligt for at fjerne fejlen. Hvis den funktionsneutrale linje (N) gentagne gange er jordforbundet, når sagen kortsluttes, kan en del af strømmen omdirigeres til det gentagne jordforbindelse, hvilket kan medføre, at beskyttelsesanordningen ikke fungerer pålideligt eller undgår fejlen, derved udvide fejlen. I TN-systemet, det vil sige, det trefasede femtrådssystem, N-ledningen og PE-ledningen er lagt separat og isoleret fra hinanden, og PE-ledningen er forbundet til huset til det elektriske apparat i stedet for N-linjen. Derfor er det vigtigste, vi er interesseret i, PE-ledningens potentiale, ikke potentialet i N-ledningen, så gentagen jordforbindelse i et TN-S-system er ikke en gentagen jordforbindelse af N-ledningen. Hvis PE-linjen og N-linjen er jordforbundne, fordi PE-linjen og N-linjen er forbundet ved det gentagne jordforbindelsespunkt, har linjen mellem det gentagne jordforbindelse og distributionstransformatorens arbejdsgrundpunkt ingen forskel mellem PE-ledningen og N-linjen. Den oprindelige linje er N-linjen. Den neutrale strøm, der antages, deles af N-linjen og PE-linjen, og en del af strømmen shuntes gennem det gentagne jordingspunkt. Fordi det kan overvejes, at der ikke er nogen PE-linje på forsiden af ​​det gentagne jordforbindelsespunkt, kun PEN-linjen, der består af den originale PE-linje og N-linjen parallelt, vil fordelene ved det originale TN-S-system gå tabt, så PE-linjen og N-linjen kan ikke være fælles jordforbindelse. Af ovennævnte årsager er det tydeligt angivet i de relevante regler, at den neutrale ledning (dvs. N-ledningen) ikke skal jordes gentagne gange med undtagelse af strømforsyningens neutrale punkt.

IT-system

IT-tilstand strømforsyningssystem I indikerer, at strømforsyningssiden ikke har nogen arbejdsplads eller er jordforbundet med høj impedans. Det andet bogstav T angiver, at det elektriske udstyr på belastningssiden er jordforbundet.

IT-tilstands strømforsyningssystem har høj pålidelighed og god sikkerhed, når afstanden til strømforsyningen ikke er lang. Det bruges generelt steder, hvor der ikke er strømforsyning tilladt, eller steder, hvor der kræves streng kontinuerlig strømforsyning, såsom stålfremstilling, operationsstuer på store hospitaler og underjordiske miner. Strømforsyningsforholdene i underjordiske miner er relativt dårlige, og kablerne er modtagelige for fugt. Selvom strømforsyningens neutrale punkt ikke er jordforbundet, når enheden lækker, er den relative jordlækstrøm stadig lille og beskadiger ikke balancen mellem strømforsyningsspændingen, når det bruger det IT-drevne system. Derfor er det sikrere end strømforsyningens neutrale jordforbindelse. Men hvis strømforsyningen bruges over en lang afstand, kan den distribuerede kapacitans af strømforsyningsledningen til jorden ikke ignoreres. Når en kortslutningsfejl eller lækage af belastningen får enheden til at blive spændt, vil lækstrømmen danne en sti gennem jorden, og beskyttelsesanordningen vil ikke nødvendigvis virke. Dette er farligt. Kun når strømforsyningsafstanden ikke er for lang, er den sikrere. Denne type strømforsyning er sjælden på byggepladsen.

Betydningen af ​​bogstaverne I, T, N, C, S

1) I symbolet på den strømforsyningsmetode, der er fastsat af Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC), repræsenterer det første bogstav forholdet mellem strømforsyningssystemet og jorden. For eksempel angiver T, at det neutrale punkt er direkte jordforbundet; Jeg indikerer, at strømforsyningen er isoleret fra jorden, eller at et punkt i strømforsyningen er forbundet til jorden via en høj impedans (for eksempel 1000 Ω;) (I er det første bogstav i det franske ord Isolering af ordet "isolation").

2) Det andet bogstav angiver den elektrisk ledende enhed, der er udsat for jorden. For eksempel betyder T, at enhedens skal er jordforbundet. Det har ingen direkte forbindelse med noget andet jordforbindelse i systemet. N betyder, at belastningen er beskyttet af nul.

3) Det tredje bogstav angiver kombinationen af ​​arbejdende nul og beskyttende linje. For eksempel angiver C, at den arbejdende neutrale linje og beskyttelseslinjen er en, såsom TN-C; S angiver, at den arbejdende neutrale linje og beskyttelseslinjen er strengt adskilt, så PE-linjen kaldes en dedikeret beskyttelseslinje, såsom TN-S.

I et elektrisk netværk er et jordingssystem en sikkerhedsforanstaltning, der beskytter menneskeliv og elektrisk udstyr. Da jordingssystemer adskiller sig fra land til land, er det vigtigt at have en god forståelse af de forskellige typer jordingssystemer, da den globale PV-installerede kapacitet fortsætter med at stige. Denne artikel sigter mod at udforske de forskellige jordingssystemer i henhold til International Electrotechnical Commission (IEC) -standarden og deres indvirkning på jordingssystemdesignet for Grid-Connected PV-systemer.

Formålet med jordforbindelse
Jordingssystemer giver sikkerhedsfunktioner ved at forsyne den elektriske installation med en lavimpedansvej til eventuelle fejl i det elektriske netværk. Jording fungerer også som et referencepunkt for, at den elektriske kilde og sikkerhedsudstyr fungerer korrekt.

Jording af elektrisk udstyr opnås typisk ved at indsætte en elektrode i en fast jordmasse og forbinde denne elektrode til udstyret ved hjælp af en leder. Der er to antagelser, der kan gøres om ethvert jordingssystem:

1. Jordpotentialer fungerer som en statisk reference (dvs. nul volt) for tilsluttede systemer. Som sådan vil enhver leder, der er forbundet til jordelektroden, også have dette referencepotentiale.
2. Jordledere og jordpælen giver en sti med lav modstand mod jorden.

Beskyttende jordforbindelse
Beskyttende jordforbindelse er installationen af ​​jordledere, der er indrettet til at reducere sandsynligheden for skade på grund af elektrisk fejl i systemet. I tilfælde af en fejl kan de ikke-strømførende metaldele i systemet såsom rammer, hegn og kabinetter osv. Opnå høj spænding i forhold til jorden, hvis de ikke er jordforbundet. Hvis en person kommer i kontakt med udstyret under sådanne forhold, får de et elektrisk stød.

Hvis metaldelene er forbundet til den beskyttende jord, vil fejlstrømmen strømme gennem jordlederen og registreres af sikkerhedsanordninger, som derefter sikkert isolerer kredsløbet.

Beskyttende jordforbindelse kan opnås ved:

• Installation af et beskyttende jordforbindelsessystem, hvor ledende dele er forbundet med den jordede neutrale i distributionssystemet via ledere.
• Installation af overstrøms- eller jordfejlstrømsbeskyttelsesanordninger, der fungerer til at afbryde den berørte del af installationen inden for specificeret tids- og berøringsspændingsgrænser.

Den beskyttende jordledning skal være i stand til at bære den potentielle fejlstrøm i en varighed, der er lig med eller længere end driftstiden for den tilhørende beskyttelsesanordning.

Funktionel jordforbindelse
I funktionel jordforbindelse kan enhver af de strømførende dele af udstyret (enten '+' eller '-') være forbundet med jordforbindelsen med det formål at tilvejebringe et referencepunkt for at muliggøre korrekt drift. Ledere er ikke designet til at modstå fejlstrømme. I overensstemmelse med AS / NZS5033: 2014 er funktionel jordforbindelse kun tilladt, når der findes en simpel adskillelse mellem DC- og AC-siderne (dvs. en transformer) inden i inverteren.

Typer af jordforbindelse
Jordingskonfigurationer kan arrangeres forskelligt på forsynings- og belastningssiden, samtidig med at det samme samlede resultat opnås. Den internationale standard IEC 60364 (Elektriske installationer til bygninger) identificerer tre jordingsfamilier, defineret ved hjælp af en to-bogstavsidentifikator i formen 'XY'. I forbindelse med AC-systemer definerer 'X' konfigurationen af ​​neutrale og jordledere på systemets forsyningsside (dvs. generator / transformer), og 'Y' definerer neutral / jordkonfiguration på systemets belastningsside (dvs. hovedtavle og tilsluttede belastninger). 'X' og 'Y' kan hver tage følgende værdier:

T - Jorden (fra fransk 'Terre')
N - Neutral
Jeg - isoleret

Og delmængder af disse konfigurationer kan defineres ved hjælp af værdierne:
S - Separat
C - Kombineret

Ved hjælp af disse er de tre jordingsfamilier, der er defineret i IEC 60364, TN, hvor strømforsyningen er jordforbundet, og kundebelastningerne jordforbindes via neutral, TT, hvor strømforsyningen og kundebelastningen er jordforbundet separat, og IT, hvor kun kunden indlæser er jordforbundet.

TN-jordingssystem
Et enkelt punkt på kildesiden (normalt det neutrale referencepunkt i et stjerneforbundet trefasesystem) er direkte forbundet med jorden. Ethvert elektrisk udstyr, der er tilsluttet systemet, er jordforbundet via det samme forbindelsespunkt på kildesiden. Denne type jordingssystemer kræver jordelektroder med jævne mellemrum under hele installationen.

TN-familien har tre undergrupper, der varierer efter metode til adskillelse / kombination af jord og neutrale ledere.

TN-S: TN-S beskriver et arrangement, hvor separate ledere til Protective Earth (PE) og Neutral køres til forbrugerbelastninger fra et websteds strømforsyning (dvs. generator eller transformer). PE- og N-lederne er adskilt i næsten alle dele af systemet og er kun forbundet sammen ved selve forsyningen. Denne type jordforbindelse bruges typisk til store forbrugere, der har en eller flere HV / LV-transformatorer dedikeret til deres installation, som er installeret ved siden af ​​eller inden for kundens lokaler.

Fig 1 - TN-S-system

TN-C: TN-C beskriver et arrangement, hvor en kombineret beskyttende jordneutral (PEN) er forbundet til jorden ved kilden. Denne type jordforbindelse bruges ikke almindeligt i Australien på grund af risikoen forbundet med brand i farlige miljøer og på grund af tilstedeværelsen af ​​harmoniske strømme, der gør det uegnet til elektronisk udstyr. Derudover kan en RCD ikke anvendes i et TN-C-system i henhold til IEC 60364-4-41 - (Beskyttelse af sikkerhed- Beskyttelse mod elektrisk stød).

Fig 2 - TN-C-system

TN-CS: TN-CS betegner en opsætning, hvor systemets forsyningsside bruger en kombineret PEN-leder til jordforbindelse, og belastningssiden af ​​systemet bruger en separat leder til PE og N. Denne type jordforbindelse anvendes i distributionssystemer i både Australien og New Zealand og omtales ofte som multiple jordneutrale (MEN). For en LV-kunde installeres et TN-C-system mellem stedstransformatoren og lokalet (neutral er jordet flere gange langs dette segment), og et TN-S-system bruges inde i selve ejendommen (fra hovedtavlen nedstrøms ). Når systemet overvejes som helhed, behandles det som TN-CS.

Fig 3 - TN-CS-system

Derudover kan der ifølge IEC 60364-4-41 - (Beskyttelse af sikkerhed- Beskyttelse mod elektrisk stød), hvor en RCD anvendes i et TN-CS-system, ikke bruges en PEN-leder på belastningssiden. Forbindelsen af ​​beskyttelseslederen til PEN-lederen skal foretages på kildesiden af ​​RCD.

TT-jordingssystem
Med en TT-konfiguration anvender forbrugerne deres egen jordforbindelse i lokalerne, som er uafhængig af enhver jordforbindelse på kildesiden. Denne type jordforbindelse anvendes typisk i situationer, hvor en distributionsnetværksudbyder (DNSP) ikke kan garantere en lavspændingsforbindelse tilbage til strømforsyningen. TT-jording var almindelig i Australien før 1980 og bruges stadig i nogle dele af landet.

Med TT-jordingssystemerne er der brug for en RCD på alle vekselstrømskredse for passende beskyttelse.

I henhold til IEC 60364-4-41 skal alle eksponerede ledende dele, der kollektivt er beskyttet af den samme beskyttelsesanordning, være forbundet med beskyttelseslederne til en jordelektrode, der er fælles for alle disse dele.

Fig 4 - TT-system

IT-jordingssystem
I et IT-jordingsarrangement er der enten ingen jordforbindelse ved forsyningen, eller det sker via en højimpedansforbindelse. Denne type jordforbindelse bruges ikke til distributionsnet, men bruges ofte i understationer og til uafhængige generatorforsynede systemer. Disse systemer er i stand til at tilbyde god kontinuitet i forsyningen under drift.

Fig 5 - IT-system

Konsekvenser for jording af solcelleanlæg
Den type jordforbindelsessystem, der anvendes i ethvert land, dikterer den type jordforbindelsessystemdesign, der kræves til netforbundne PV-systemer; Solcelleanlæg behandles som en generator (eller et kildekredsløb) og skal jordes som sådan.
For eksempel vil lande, der anvender en jordforbindelse af typen TT, kræve en separat jordforbindelse til både DC- og AC-sider på grund af jordforbindelsen. Til sammenligning er det i et land, hvor der anvendes TN-CS-type jordforbindelse, tilslutning af PV-systemet til hovedjordstangen i omstillingsbordet nok til at opfylde kravene til jordingssystemet.

Der findes forskellige jordforbindelsessystemer over hele verden, og en god forståelse af de forskellige jordforbindelseskonfigurationer sikrer, at solcelleanlæg jordes korrekt.