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

Osnovni sustav napajanja koji se koristi u napajanju za građevinske projekte je trofazni trožični i trofazni četverožični sustav itd., Ali konotacija ovih pojmova nije vrlo stroga. Međunarodno elektrotehničko povjerenstvo (IEC) donijelo je jedinstvene odredbe za to, a naziva se TT sustav, TN sustav i IT sustav. Koji se TN sustav dijeli na TN-C, TN-S, TN-CS sustav. Slijedi kratki uvod u različite sustave napajanja.

sustav napajanja

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

TN-C sustav napajanja

Sustav napajanja u načinu TN-C koristi radni neutralni vod kao zaštitni vod koji prelazi nula, a koji se može nazvati zaštitnim neutralnim vodom i može biti predstavljen PEN-om.

TN-CS sustav napajanja

Za privremeno napajanje TN-CS sustava, ako se prednji dio napaja TN-C metodom, a građevinski kod određuje da gradilište mora koristiti TN-S sustav napajanja, ukupni razdjelni okvir može se podijeljen na stražnjem dijelu sustava. Izvan linije PE, značajke TN-CS sustava su sljedeće.

1) Radni nulti vod N povezan je s posebnim zaštitnim vodom PE. Kad je neuravnotežena struja vodova velika, na nultu zaštitu električne opreme utječe potencijal nulte linije. TN-CS sustav može smanjiti napon kućišta motora na tlo, 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 dulje, to je veći pomak napona kućišta uređaja na masu. Zbog toga je potrebno da struja neravnoteže opterećenja ne bude prevelika i da PE linija više puta bude 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 prekid napajanja.

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. crta.

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

TN-S sustav napajanja

Sustav napajanja u načinu TN-S sustav je napajanja koji strogo odvaja radni neutralni N od namjenske zaštitne linije PE. Zove se TN-S sustav napajanja. Karakteristike TN-S sustava napajanja su sljedeće.

1) Kada sustav radi normalno, na namjenskoj zaštitnoj liniji nema struje, ali na radnoj nultoj liniji postoji neuravnotežena struja. Nema napona na PE liniji do tla, pa je nulta zaštita metalne ovojnice električne opreme spojena na posebni zaštitni vod PE, koji je siguran i pouzdan.

2) Radni neutralni vod koristi se samo kao jednofazni krug opterećenja osvjetljenja.

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

4) Ako se koristi zaštitnik od istjecanja zemlje na L liniji, radna nulta linija ne smije se više puta uzemljiti, a PE linija ima ponovljeno uzemljenje, ali ne prolazi kroz zaštitnik od curenja zemlje, pa se zaštita od curenja također može instalirati na liniji napajanja sustava TN-S L.

5) TN-S sustav napajanja je siguran i pouzdan, pogodan za niskonaponske sustave napajanja poput industrijskih i civilnih zgrada. Prije početka građevinskih radova potrebno je upotrijebiti TN-S sustav napajanja.

TT sustav napajanja

TT metoda odnosi se na zaštitni sustav koji izravno uzemljuje metalno kućište električnog uređaja, koji se naziva zaštitni sustav uzemljenja, također nazvan TT sustav. Prvi simbol T označava da je neutralna točka elektroenergetskog sustava izravno uzemljena; drugi simbol T označava da je vodljivi dio uređaja za opterećenje koji nije izložen tijelu pod naponom izravno povezan sa zemljom, bez obzira na to kako je sustav uzemljen. Sva uzemljenja tereta u sustavu TT nazivaju se zaštitnim uzemljenjem. Karakteristike ovog sustava napajanja su sljedeće.

1) Kad se napuni metalna ovojnica električne opreme (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 sustav teško popularizirati.

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

Trenutno neke građevinske jedinice koriste sustav 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 crte N, koju karakteriziraju:

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

2 U normalnom radu, radni nulti vod može imati struju, a posebni zaštitni vod nema struju;

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

TN sustav napajanja

Sustav napajanja u načinu rada TN Ovaj sustav napajanja je zaštitni sustav koji povezuje metalno kućište električne opreme s radnom neutralnom žicom. Zove se sustav nulte zaštite i predstavlja ga TN. Njegove su značajke sljedeće.

1) Jednom kada je uređaj pod naponom, sustav zaštite od prelaska nule može povećati struju curenja na struju kratkog spoja. Ova je struja 5.3 puta veća od struje TT sustava. Zapravo se radi 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 sustav štedi materijal i radne sate i široko se koristi u mnogim zemljama i zemljama Kine. To pokazuje da TT sustav ima mnogo prednosti. U sustavu napajanja s načinom rada TN podijeljen je na TN-C i TN-S prema tome je li zaštitni vod nula odvojen od radnog nultog voda.

princip rada:

U TN sustavu, izloženi vodljivi dijelovi sve električne opreme spojeni su na zaštitni vod i spojeni na uzemljenje točke napajanja. Ta je uzemljiva točka obično neutralna točka distribucijskog sustava. Sustav napajanja TN sustava ima jednu točku koja je izravno utemeljena. Izloženi električno vodljivi dio električnog uređaja povezan je s ovom točkom kroz zaštitni vodič. TN sustav je obično neutralno utemeljen trofazni mrežni sustav. Njegova je karakteristika da je izloženi vodljivi dio električne opreme izravno povezan s točkom uzemljenja sustava. 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 točku ponovljenog uzemljenja, što može dovesti do toga da zaštitni uređaj ne radi pouzdano ili da izbjegne kvar, čime se širi kvar. U TN sustavu, odnosno trofaznom petožičnom sustavu, N-linija i PE-linija međusobno se odvojeno polažu 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 točki uzemljenja, linija između ponovljene točke uzemljenja i radne točke uzemljenja distribucijskog transformatora nema razlike između PE linije i linija N. Izvorna 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 izvorne PE linije i N paralelno paralelno izgubiti prednosti izvornog TN-S sustava, tako da linija PE i linija N ne mogu biti zajedničko uzemljenje. Zbog gore navedenih razloga, u relevantnim je propisima jasno navedeno da neutralna linija (tj. N linija) ne smije biti uzemljena više puta, osim za neutralnu točku napajanja.

IT sustav

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

Sustav napajanja u načinu rada IT ima visoku pouzdanost i dobru sigurnost kada udaljenost napajanja nije duga. Općenito se koristi na mjestima na kojima nisu dopuštena nestanka struje ili na mjestima na kojima je potrebno strogo kontinuirano napajanje električnom energijom, poput izrade čelika u električnoj energiji, operacijskih sala u velikim bolnicama i podzemnim rudnicima. Uvjeti napajanja u podzemnim rudnicima relativno su loši, a kabeli osjetljivi na vlagu. Korištenjem IT sustava, čak i ako neutralna točka napajanja nije uzemljena, nakon što uređaj procuri, relativna struja curenja iz zemlje i dalje je mala i neće oštetiti ravnotežu napona napajanja. Stoga je sigurnije od neutralnog sustava uzemljenja napajanja. Međutim, ako se napajanje koristi na velike udaljenosti, raspodijeljeni kapacitet vodova za napajanje na zemlji ne može se zanemariti. Kad kvar kratkog spoja ili curenje tereta uzrokuje aktiviranje kućišta uređaja, struja curenja stvorit će put kroz zemlju i zaštitni uređaj neće nužno djelovati. Ovo je opasno. Sigurnije je samo kada udaljenost napajanja nije predugačka. Ova vrsta napajanja rijetka je na gradilištu.

Značenje slova I, T, N, C, S

1) U simbolu načina napajanja koji je propisala Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC), prvo slovo predstavlja odnos između sustava napajanja (napajanja) i tla. Na primjer, T označava da je neutralna točka izravno uzemljena; Označavam da je napajanje izolirano od zemlje ili da je jedna točka napajanja spojena na masu velikom impedansom (na primjer, 1000 Ω;) (I je prvo slovo francuske riječi Izolacija riječi "izolacija").

2) Drugo slovo označava električno vodljivi uređaj izložen tlu. Na primjer, T znači da je ljuska uređaja uzemljena. Nema izravne veze s bilo kojom drugom točkom uzemljenja u sustavu. N znači da je teret zaštićen nulom.

3) Treće slovo označava kombinaciju radne nule i zaštitne crte. Na primjer, C označava da su radni neutralni vod i zaštitni vod jedno, kao što je TN-C; S označava da su radni neutralni vod i zaštitni vod strogo odvojeni, pa se PE vod naziva namjenskim zaštitnim vodom, poput TN-S.

U električnoj mreži sustav uzemljenja sigurnosna je mjera koja štiti ljudski život i električnu opremu. Kako se sustavi uzemljenja razlikuju od zemlje do zemlje, važno je dobro razumjeti različite vrste sustava uzemljenja jer se globalni instalirani kapacitet PV-a i dalje povećava. Ovaj članak ima za cilj istražiti različite sustave uzemljenja prema standardu Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) i njihov utjecaj na dizajn sustava uzemljenja za mrežne fotonaponske sustave.

Svrha uzemljenja
Sustavi uzemljenja pružaju sigurnosne funkcije opskrbljujući električnu instalaciju putem male impedancije za bilo kakve kvarove u električnoj mreži. Uzemljenje također djeluje kao referentna točka za ispravni rad električnog izvora i sigurnosnih uređaja.

Uzemljenje električne opreme obično se postiže umetanjem elektrode u čvrstu masu zemlje i povezivanjem ove elektrode s opremom pomoću vodiča. Dvije su pretpostavke koje se mogu iznijeti o bilo kojem sustavu uzemljenja:

1. Zemaljski potencijali djeluju kao statička referenca (tj. Nula volti) za povezane sustave. Kao takav, svaki vodič koji je spojen na elektrodu 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 postavljenih tako da smanjuju vjerojatnost ozljeda od električnih kvarova unutar sustava. 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 uspostavi kontakt s opremom pod takvim uvjetima, primit će strujni udar.

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

Zaštitno uzemljenje može se postići:

• Instaliranje zaštitnog sustava uzemljenja gdje su vodljivi dijelovi preko vodiča spojeni na uzemljenu nulu distribucijskog sustava.
• Instaliranje zaštitnih uređaja od struje prekomjerne struje ili struje koji istječu iz zemlje i koji djeluju na odvajanje pogođenog dijela instalacije u zadanom vremenu i ograničenjima napona dodira.

Zaštitni vodič za uzemljenje trebao bi biti u stanju provoditi potencijalnu struju kvara tijekom 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 sustav uzemljenja u svrhu pružanja referentne točke kako bi se omogućio ispravan rad. Vodiči nisu dizajnirani da podnose struje kvara. U skladu s AS / NZS5033: 2014, funkcionalno uzemljenje dopušteno je samo ako postoji jednostavno odvajanje 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 obitelji uzemljenja, definirane pomoću dvoslovnog identifikatora oblika "XY". U kontekstu AC sustava, 'X' definira konfiguraciju nultog i uzemljivača na opskrbnoj strani sustava (tj. Generator / transformator), a 'Y' definira konfiguraciju neutralnog / uzemljenja na strani opterećenja sustava (tj. glavna razvodna ploča i priključena opterećenja). "X" i "Y" mogu imati sljedeće vrijednosti:

T - Zemlja (od francuskog "Terre")
N - Neutralno
Ja - Izolirano

I podskup ove konfiguracije može se definirati pomoću vrijednosti:
S - Odvojeno
C - Kombinirano

Koristeći ih, tri obitelji uzemljenja definirane u IEC 60364 su TN, gdje se električna opskrba uzemljuje, a potrošački tereti uzemljuju putem neutralnog, TT, gdje se električna opskrba i potrošački tereti odvojeno uzemljuju, i IT, gdje samo kupac opterećuje su uzemljeni.

TN sustav uzemljenja
Jedna točka na izvornoj strani (obično neutralna referentna točka u trofaznom sustavu povezanom sa zvijezdom) izravno je povezana sa zemljom. Bilo koja električna oprema koja je spojena na sustav uzemljena je preko iste priključne točke na izvornoj strani. Ova vrsta sustava uzemljenja zahtijeva elektrode za uzemljenje u redovitim intervalima tijekom instalacije.

Obitelj TN ima tri podskupine, koje se razlikuju ovisno o metodi segregacije / kombinacije uzemljenja i neutralnih vodiča.

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 odvojeni su u gotovo svim dijelovima sustava 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 uz ili u prostorijama kupca.

Slika 1 - TN-S sustav

TN-C: TN-C opisuje raspored u kojem je kombinirani Zaštitni Neutral Zemlje (PEN) povezan sa zemljom na izvoru. Ova vrsta uzemljenja nije uobičajena u Australiji zbog rizika povezanih s požarom u opasnom okruženju i zbog prisutnosti harmonskih struja što ga čini neprikladnim za elektroničku opremu. Uz to, prema IEC 60364-4-41 - (Zaštita za sigurnost - Zaštita od električnog udara), RCD se ne može koristiti u TN-C sustavu.

Slika 2 - TN-C sustav

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

Slika 3 - TN-CS sustav

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

TT sustav uzemljenja
S TT konfiguracijom, potrošači koriste vlastiti priključak uzemljenja unutar prostora, koji je neovisan o bilo kojem priključku uzemljenja na izvornoj strani. Ova vrsta uzemljenja obično se koristi u situacijama kada pružatelj usluga distribucijske mreže (DNSP) ne može jamčiti niskonaponski priključak natrag na napajanje. TT uzemljenje bilo je uobičajeno u Australiji prije 1980. godine i još uvijek se koristi u nekim dijelovima zemlje.

S TT sustavima uzemljenja potreban je RCD na svim krugovima napajanja izmjeničnom strujom radi prikladne zaštite.

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

Slika 4 - TT sustav

IT sustav uzemljenja
U IT aranžmanu uzemljenja, ili nema uzemljenja na napajanju, ili se to vrši putem veze visoke impedancije. Ova vrsta uzemljenja ne koristi se za distribucijske mreže, ali se često koristi u trafostanicama i za neovisne sustave opskrbljene generatorom. Ovi sustavi mogu ponuditi dobar kontinuitet opskrbe tijekom rada.

Slika 5 - IT sustav

Implikacije za uzemljenje PV sustava
Vrsta sustava uzemljenja koja se koristi u bilo kojoj zemlji diktirat će vrstu dizajna sustava uzemljenja potrebnog za PV sustave povezane s mrežom; PV sustavi 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 uzemljenja. Za usporedbu, u zemlji u kojoj se koristi raspored uzemljenja tipa TN-CS, jednostavno povezivanje PV sustava na glavnu uzemljivač u razvodnoj ploči dovoljno je da se udovolje zahtjevima sustava uzemljenja.

Postoje različiti sustavi uzemljenja po cijelom svijetu, a dobro razumijevanje različitih konfiguracija uzemljenja osigurava pravilno uzemljenje PV sustava.