Système d'alimentation (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)
Le système d'alimentation de base utilisé dans l'alimentation électrique pour les projets de construction est un système triphasé à trois fils et triphasé à quatre fils, etc., mais la connotation de ces termes n'est pas très stricte. La Commission électrotechnique internationale (CEI) a pris des dispositions uniformes à cet effet, et cela s'appelle système TT, système TN et système informatique. Quel système TN est divisé en système TN-C, TN-S, TN-CS. Ce qui suit est une brève introduction à divers systèmes d'alimentation électrique.
système d'alimentation
Selon les diverses méthodes de protection et terminologies définies par la CEI, les systèmes de distribution d'énergie basse tension sont divisés en trois types selon les différentes méthodes de mise à la terre, à savoir les systèmes TT, TN et IT, et sont décrits comme suit.
Système d'alimentation TN-C
Le système d'alimentation en mode TN-C utilise la ligne neutre de travail comme ligne de protection de passage à zéro, qui peut être appelée ligne neutre de protection et peut être représentée par PEN.
Système d'alimentation TN-CS
Pour l'alimentation temporaire du système TN-CS, si la partie avant est alimentée par la méthode TN-C, et le code de construction spécifie que le chantier doit utiliser le système d'alimentation TN-S, le coffret de distribution total peut être divisé à la partie arrière du système. En dehors de la ligne PE, les caractéristiques du système TN-CS sont les suivantes.
1) La ligne zéro de travail N est connectée à la ligne de protection spéciale PE. Lorsque le courant déséquilibré de la ligne est important, la protection zéro de l'équipement électrique est affectée par le potentiel de ligne zéro. Le système TN-CS peut réduire la tension du carter du moteur à la terre, mais il ne peut pas éliminer complètement cette tension. L'amplitude de cette tension dépend du déséquilibre de charge du câblage et de la longueur de cette ligne. Plus la charge est déséquilibrée et plus le câblage est long, plus le décalage de tension du boîtier de l'appareil à la masse est important. Par conséquent, il est nécessaire que le courant de déséquilibre de charge ne soit pas trop important et que la ligne PE soit mise à la terre à plusieurs reprises.
2) La ligne PE ne peut en aucun cas entrer dans le protecteur de fuite, car le protecteur de fuite à l'extrémité de la ligne provoquera le déclenchement du protecteur de fuite avant et provoquera une panne de courant à grande échelle.
3) En plus de la ligne PE doit être connectée à la ligne N dans le boîtier général, la ligne N et la ligne PE ne doivent pas être connectées dans d'autres compartiments. Aucun interrupteur ni fusible ne doit être installé sur la ligne PE, et aucune terre ne doit être utilisée comme PE. ligne.
Grâce à l'analyse ci-dessus, le système d'alimentation TN-CS est temporairement modifié sur le système TN-C. Lorsque le transformateur de puissance triphasé est en bon état de fonctionnement au sol et que la charge triphasée est relativement équilibrée, l'effet du système TN-CS dans l'utilisation de l'électricité dans la construction est toujours possible. Cependant, dans le cas de charges triphasées déséquilibrées et d'un transformateur de puissance dédié sur le chantier, le système d'alimentation TN-S doit être utilisé.
Système d'alimentation TN-S
Le système d'alimentation en mode TN-S est un système d'alimentation qui sépare strictement le neutre de travail N de la ligne de protection dédiée PE. C'est ce qu'on appelle le système d'alimentation TN-S. Les caractéristiques du système d'alimentation TN-S sont les suivantes.
1) Lorsque le système fonctionne normalement, il n'y a pas de courant sur la ligne de protection dédiée, mais il y a un courant déséquilibré sur la ligne zéro de travail. Il n'y a pas de tension sur la ligne PE à la terre, de sorte que la protection zéro de la coque métallique de l'équipement électrique est connectée à la ligne de protection spéciale PE, qui est sûre et fiable.
2) La ligne neutre de travail est uniquement utilisée comme circuit de charge d'éclairage monophasé.
3) La ligne de protection spéciale PE n'est pas autorisée à couper la ligne, ni à entrer dans l'interrupteur de fuite.
4) Si le protecteur de fuite à la terre est utilisé sur la ligne L, la ligne zéro de travail ne doit pas être mise à la terre à plusieurs reprises et la ligne PE a une mise à la terre répétée, mais elle ne passe pas à travers le protecteur de fuite à la terre, de sorte que le protecteur de fuite peut également être installé sur la ligne L d'alimentation du système TN-S.
5) Le système d'alimentation TN-S est sûr et fiable, adapté aux systèmes d'alimentation basse tension tels que les bâtiments industriels et civils. Le système d'alimentation TN-S doit être utilisé avant le début des travaux de construction.
Système d'alimentation TT
La méthode TT fait référence à un système de protection qui met directement à la terre le boîtier métallique d'un appareil électrique, appelé système de mise à la terre de protection, également appelé système TT. Le premier symbole T indique que le point neutre du système d'alimentation est directement relié à la terre; le deuxième symbole T indique que la partie conductrice du dispositif de charge qui n'est pas exposée au corps sous tension est directement reliée à la terre, quel que soit le mode de mise à la terre du système. Toute mise à la terre de la charge dans le système TT est appelée mise à la terre de protection. Les caractéristiques de ce système d'alimentation sont les suivantes.
1) Lorsque la coque métallique de l'équipement électrique est chargée (la ligne de phase touche la coque ou l'isolation de l'équipement est endommagée et fuit), la protection de mise à la terre peut réduire considérablement le risque de choc électrique. Cependant, les disjoncteurs basse tension (interrupteurs automatiques) ne se déclenchent pas nécessairement, ce qui fait que la tension de fuite à la terre du dispositif de fuite est supérieure à la tension de sécurité, qui est une tension dangereuse.
2) Lorsque le courant de fuite est relativement faible, même un fusible peut ne pas pouvoir sauter. Par conséquent, un protecteur de fuite est également nécessaire pour la protection. Par conséquent, le système TT est difficile à vulgariser.
3) Le dispositif de mise à la terre du système TT consomme beaucoup d'acier et il est difficile de recycler, de temps et de matériaux.
Actuellement, certaines unités de construction utilisent le système TT. Lorsque l'unité de construction emprunte son alimentation électrique pour une utilisation temporaire de l'électricité, une ligne de protection spéciale est utilisée pour réduire la quantité d'acier utilisée pour le dispositif de mise à la terre.
Séparez la ligne PE de la ligne de protection spéciale nouvellement ajoutée de la ligne zéro de travail N, qui se caractérise par:
1 Il n'y a pas de connexion électrique entre la ligne de mise à la terre commune et la ligne neutre de travail;
2 En fonctionnement normal, la ligne zéro de travail peut avoir du courant et la ligne de protection spéciale n'a pas de courant;
3 Le système TT convient aux endroits où la protection du sol est très dispersée.
Système d'alimentation TN
Système d'alimentation en mode TN Ce type de système d'alimentation est un système de protection qui relie le boîtier métallique de l'équipement électrique au fil neutre de travail. Il est appelé le système de protection zéro et il est représenté par TN. Ses caractéristiques sont les suivantes.
1) Une fois l'appareil sous tension, le système de protection de passage à zéro peut augmenter le courant de fuite jusqu'à un courant de court-circuit. Ce courant est 5.3 fois supérieur à celui du système TT. En fait, il s'agit d'un défaut de court-circuit monophasé et le fusible du fusible sautera. Le déclencheur du disjoncteur basse tension se déclenchera et se déclenchera immédiatement, rendant le dispositif défectueux hors tension et plus sûr.
2) Le système TN économise du matériel et des heures de travail et est largement utilisé dans de nombreux pays et pays de Chine. Cela montre que le système TT présente de nombreux avantages. Dans le système d'alimentation en mode TN, il est divisé en TN-C et TN-S selon que la ligne zéro de protection est séparée de la ligne zéro de travail.
principe de fonctionnement:
Dans le système TN, les parties conductrices exposées de tous les équipements électriques sont connectées à la ligne de protection et connectées au point de masse de l'alimentation. Ce point de masse est généralement le point neutre du système de distribution électrique. Le système d'alimentation du système TN a un point qui est directement mis à la terre. La partie électriquement conductrice exposée du dispositif électrique est connectée à ce point par un conducteur de protection. Le système TN est généralement un système de réseau triphasé avec mise à la terre neutre. Sa caractéristique est que la partie conductrice exposée de l'équipement électrique est directement connectée au point de mise à la terre du système. Lorsqu'un court-circuit se produit, le courant de court-circuit est une boucle fermée formée par le fil métallique. Un court-circuit métallique monophasé est formé, ce qui entraîne un courant de court-circuit suffisamment important pour permettre au dispositif de protection d'agir de manière fiable pour éliminer le défaut. Si la ligne neutre de travail (N) est mise à la terre à plusieurs reprises, lorsque le boîtier est court-circuité, une partie du courant peut être détournée vers le point de mise à la terre répété, ce qui peut empêcher le dispositif de protection de fonctionner de manière fiable ou éviter la panne, élargissant ainsi le défaut. Dans le système TN, c'est-à-dire le système triphasé à cinq fils, la ligne N et la ligne PE sont posées séparément et isolées l'une de l'autre, et la ligne PE est connectée au boîtier de l'appareil électrique au lieu de la N-line. Par conséquent, la chose la plus importante qui nous importe est le potentiel du fil PE, pas le potentiel du fil N, donc une mise à la terre répétée dans un système TN-S n'est pas une mise à la terre répétée du fil N. Si la ligne PE et la ligne N sont mises à la terre ensemble, parce que la ligne PE et la ligne N sont connectées au point de mise à la terre répété, la ligne entre le point de mise à la terre répété et le point de masse de travail du transformateur de distribution n'a pas de différence entre la ligne PE et la ligne N. La ligne d'origine est la ligne N. Le courant neutre supposé est partagé par la ligne N et la ligne PE, et une partie du courant est shuntée par le point de mise à la terre répété. Parce qu'il peut être considéré qu'il n'y a pas de ligne PE sur la face avant du point de mise à la terre répété, seule la ligne PEN composée de la ligne PE d'origine et de la ligne N en parallèle, les avantages du système TN-S d'origine seront perdus, ainsi la ligne PE et la ligne N ne peuvent pas être mises à la terre commune. Pour les raisons ci-dessus, il est clairement indiqué dans les réglementations applicables que la ligne neutre (c'est-à-dire la ligne N) ne doit pas être mise à la terre à plusieurs reprises, sauf pour le point neutre de l'alimentation électrique.
Système informatique
Le système d'alimentation en mode IT I indique que le côté alimentation n'a pas de terre de travail ou est mis à la terre à haute impédance. La deuxième lettre T indique que l'équipement électrique côté charge est mis à la terre.
Le système d'alimentation en mode informatique présente une fiabilité élevée et une bonne sécurité lorsque la distance d'alimentation n'est pas longue. Il est généralement utilisé dans des endroits où aucune panne de courant n'est autorisée, ou dans des endroits où une alimentation électrique continue stricte est requise, tels que la fabrication de l'acier électrique, les salles d'opération dans les grands hôpitaux et les mines souterraines. Les conditions d'alimentation électrique dans les mines souterraines sont relativement mauvaises et les câbles sont sensibles à l'humidité. En utilisant le système alimenté par les TI, même si le point neutre de l'alimentation n'est pas mis à la terre, une fois que l'appareil fuit, le courant de fuite à la terre relatif est encore faible et n'endommagera pas l'équilibre de la tension d'alimentation. Par conséquent, il est plus sûr que le système de mise à la terre neutre de l'alimentation. Cependant, si l'alimentation est utilisée sur une longue distance, la capacité distribuée de la ligne d'alimentation à la terre ne peut pas être ignorée. Lorsqu'un défaut de court-circuit ou une fuite de la charge provoque la mise sous tension du boîtier de l'appareil, le courant de fuite forme un chemin à travers la terre et le dispositif de protection n'agit pas nécessairement. C'est dangereux. Ce n'est que lorsque la distance d'alimentation n'est pas trop longue que cela est plus sûr. Ce type d'alimentation électrique est rare sur le chantier.
La signification des lettres I, T, N, C, S
1) Dans le symbole de la méthode d'alimentation électrique stipulé par la Commission électrotechnique internationale (CEI), la première lettre représente la relation entre le système d'alimentation (alimentation) et la terre. Par exemple, T indique que le point neutre est directement mis à la terre; I indique que l'alimentation est isolée de la terre ou qu'un point de l'alimentation est connecté à la terre via une impédance élevée (par exemple, 1000 Ω;) (I est la première lettre du mot français Isolation du mot "isolement").
2) La deuxième lettre indique le dispositif électriquement conducteur exposé à la terre. Par exemple, T signifie que la coque de l'appareil est mise à la terre. Il n'a aucune relation directe avec aucun autre point de mise à la terre du système. N signifie que la charge est protégée par zéro.
3) La troisième lettre indique la combinaison du zéro de travail et de la ligne de protection. Par exemple, C indique que la ligne neutre de travail et la ligne de protection ne font qu'un, comme TN-C; S indique que la ligne neutre de travail et la ligne de protection sont strictement séparées, de sorte que la ligne PE est appelée ligne de protection dédiée, telle que TN-S.
Dans un réseau électrique, un système de mise à la terre est une mesure de sécurité qui protège la vie humaine et les équipements électriques. Étant donné que les systèmes de mise à la terre diffèrent d'un pays à l'autre, il est important d'avoir une bonne compréhension des différents types de systèmes de mise à la terre, car la capacité photovoltaïque mondiale continue d'augmenter. Cet article vise à explorer les différents systèmes de mise à la terre selon la norme de la Commission électrotechnique internationale (CEI) et leur impact sur la conception du système de mise à la terre des systèmes PV connectés au réseau.
But de la mise à la terre
Les systèmes de mise à la terre assurent des fonctions de sécurité en alimentant l'installation électrique avec un chemin à faible impédance pour tout défaut du réseau électrique. La mise à la terre sert également de point de référence pour le bon fonctionnement de la source électrique et des dispositifs de sécurité.
La mise à la terre d'un équipement électrique est généralement réalisée en insérant une électrode dans une masse solide de terre et en connectant cette électrode à l'équipement à l'aide d'un conducteur. Il y a deux hypothèses qui peuvent être faites à propos de tout système de mise à la terre:
1. Les potentiels de terre agissent comme une référence statique (c'est-à-dire zéro volt) pour les systèmes connectés. Ainsi, tout conducteur connecté à l'électrode de mise à la terre possédera également ce potentiel de référence.
2. Les conducteurs de mise à la terre et le piquet de terre fournissent un chemin à faible résistance vers la terre.
Mise à la terre de protection
La mise à la terre de protection consiste en l'installation de conducteurs de mise à la terre conçus pour réduire le risque de blessure par défaut électrique dans le système. En cas de défaut, les parties métalliques non conductrices de courant du système telles que les cadres, les clôtures et les boîtiers, etc. peuvent atteindre une haute tension par rapport à la terre si elles ne sont pas mises à la terre. Si une personne entre en contact avec l'équipement dans de telles conditions, elle recevra un choc électrique.
Si les pièces métalliques sont connectées à la terre de protection, le courant de défaut circulera à travers le conducteur de terre et sera détecté par des dispositifs de sécurité, qui isoleront alors le circuit en toute sécurité.
La mise à la terre de protection peut être réalisée par:
- Installation d'un système de mise à la terre de protection où les parties conductrices sont connectées au neutre mis à la terre du système de distribution via des conducteurs.
- Installer des dispositifs de protection contre les surintensités ou les courants de fuite à la terre qui fonctionnent pour déconnecter la partie affectée de l'installation dans le temps spécifié et toucher les limites de tension.
Le conducteur de mise à la terre de protection doit être capable de transporter le courant de défaut présumé pendant une durée égale ou supérieure à la durée de fonctionnement du dispositif de protection associé.
Mise à la terre fonctionnelle
Dans la mise à la terre fonctionnelle, n'importe laquelle des parties actives de l'équipement («+» ou «-») peut être connectée au système de mise à la terre dans le but de fournir un point de référence pour permettre un fonctionnement correct. Les conducteurs ne sont pas conçus pour résister aux courants de défaut. Conformément à AS / NZS5033: 2014, la mise à la terre fonctionnelle n'est autorisée que lorsqu'il existe une simple séparation entre les côtés DC et AC (c'est-à-dire un transformateur) à l'intérieur de l'onduleur.
Types de configuration de mise à la terre
Les configurations de mise à la terre peuvent être disposées différemment du côté de l'alimentation et de la charge tout en obtenant le même résultat global. La norme internationale CEI 60364 (Installations électriques pour les bâtiments) identifie trois familles de mise à la terre, définies à l'aide d'un identifiant à deux lettres de la forme «XY». Dans le contexte des systèmes CA, `` X '' définit la configuration des conducteurs neutre et de terre du côté alimentation du système (c.-à-d. Générateur / transformateur), et `` Y '' définit la configuration neutre / terre du côté charge du système (c.-à-d. tableau principal et charges connectées). 'X' et 'Y' peuvent chacun prendre les valeurs suivantes:
T - Terre (du français 'Terre')
N - Neutre
I - Isolé
Et des sous-ensembles de ces configurations peuvent être définis à l'aide des valeurs:
S - Séparé
C - combiné
En utilisant ceux-ci, les trois familles de mise à la terre définies dans la CEI 60364 sont TN, où l'alimentation électrique est mise à la terre et les charges du client sont mises à la terre via le neutre, TT, où l'alimentation électrique et les charges du client sont mises à la terre séparément, et IT, où seul le client charge sont mis à la terre.
Système de mise à la terre TN
Un point unique du côté source (généralement le point de référence neutre dans un système triphasé connecté en étoile) est directement connecté à la terre. Tout équipement électrique connecté au système est mis à la terre via le même point de connexion côté source. Ces types de systèmes de mise à la terre nécessitent des électrodes de terre à intervalles réguliers tout au long de l'installation.
La famille TN comprend trois sous-ensembles, qui varient selon la méthode de ségrégation / combinaison de conducteurs de terre et de neutre.
TN-S: TN-S décrit un agencement dans lequel des conducteurs séparés pour la terre de protection (PE) et le neutre sont acheminés vers les charges des consommateurs à partir de l'alimentation électrique d'un site (c.-à-d. Générateur ou transformateur). Les conducteurs PE et N sont séparés dans presque toutes les parties du système et ne sont connectés ensemble qu'au niveau de l'alimentation elle-même. Ce type de mise à la terre est généralement utilisé pour les gros consommateurs qui ont un ou plusieurs transformateurs HT / BT dédiés à leur installation, qui sont installés à côté ou dans les locaux du client.
Fig 1 - Système TN-S
TN-C: TN-C décrit un agencement dans lequel un combiné terre-neutre de protection (PEN) est connecté à la terre à la source. Ce type de mise à la terre n'est pas couramment utilisé en Australie en raison des risques liés aux incendies dans des environnements dangereux et en raison de la présence de courants harmoniques le rendant inadapté aux équipements électroniques. De plus, conformément à la norme CEI 60364-4-41 - (Protection pour la sécurité - Protection contre les chocs électriques), un DDR ne peut pas être utilisé dans un système TN-C.
Fig 2 - Système TN-C
TN-CS: TN-CS désigne une configuration où le côté alimentation du système utilise un conducteur PEN combiné pour la mise à la terre, et le côté charge du système utilise un conducteur séparé pour PE et N. Ce type de mise à la terre est utilisé dans les systèmes de distribution à la fois en Australie et en Nouvelle-Zélande et est souvent appelé multiple terre neutre (MEN). Pour un client BT, un système TN-C est installé entre le transformateur du site et les locaux (le neutre est mis à la terre plusieurs fois le long de ce segment), et un système TN-S est utilisé à l'intérieur même de la propriété (à partir du tableau principal en aval ). Lorsque l'on considère le système dans son ensemble, il est traité comme TN-CS.
Fig 3 - Système TN-CS
En outre, conformément à la norme CEI 60364-4-41 - (Protection pour la sécurité - Protection contre les chocs électriques), lorsqu'un RCD est utilisé dans un système TN-CS, un conducteur PEN ne peut pas être utilisé du côté charge. Le raccordement du conducteur de protection au conducteur PEN doit être effectué du côté source du RCD.
Système de mise à la terre TT
Avec une configuration TT, les consommateurs utilisent leur propre connexion à la terre dans les locaux, qui est indépendante de toute connexion à la terre côté source. Ce type de mise à la terre est généralement utilisé dans les situations où un fournisseur de service de réseau de distribution (DNSP) ne peut pas garantir une connexion basse tension à l'alimentation électrique. La mise à la terre TT était courante en Australie avant 1980 et est encore utilisée dans certaines régions du pays.
Avec les systèmes de mise à la terre TT, un disjoncteur différentiel est nécessaire sur tous les circuits d'alimentation CA pour une protection appropriée.
Conformément à la CEI 60364-4-41, toutes les parties conductrices exposées qui sont protégées collectivement par le même dispositif de protection doivent être connectées par les conducteurs de protection à une électrode de terre commune à toutes ces parties.
Fig 4 - Système TT
Système de mise à la terre informatique
Dans un dispositif de mise à la terre IT, il n'y a pas de mise à la terre à l'alimentation, ou cela se fait via une connexion à haute impédance. Ce type de mise à la terre n'est pas utilisé pour les réseaux de distribution mais est fréquemment utilisé dans les sous-stations et pour les systèmes alimentés par des générateurs indépendants. Ces systèmes sont capables d'offrir une bonne continuité d'alimentation pendant le fonctionnement.
Fig 5 - Système informatique
Implications pour la mise à la terre du système PV
Le type de système de mise à la terre utilisé dans n'importe quel pays dictera le type de conception de système de mise à la terre requis pour les systèmes PV connectés au réseau; Les systèmes PV sont traités comme un générateur (ou un circuit source) et doivent être mis à la terre en tant que tels.
Par exemple, les pays qui utilisent un dispositif de mise à la terre de type TT exigeront une fosse de mise à la terre séparée pour les côtés DC et AC en raison du dispositif de mise à la terre. En comparaison, dans un pays où un dispositif de mise à la terre de type TN-CS est utilisé, il suffit de connecter le système PV à la barre de mise à la terre principale du tableau pour répondre aux exigences du système de mise à la terre.
Différents systèmes de mise à la terre existent à travers le monde et une bonne compréhension des différentes configurations de mise à la terre garantit que les systèmes PV sont correctement mis à la terre.
