전원 공급 시스템 (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

건설 프로젝트의 전원 공급 장치에 사용되는 기본 전원 공급 시스템은 XNUMX 상 XNUMX 선식 및 XNUMX 상 XNUMX 선식 시스템 등이지만 이러한 용어의 의미는 그다지 엄격하지 않습니다. IEC (International Electrotechnical Commission)는이를 위해 일관된 규정을 마련했으며이를 TT 시스템, TN 시스템 및 IT 시스템이라고합니다. TN 시스템은 TN-C, TN-S, TN-CS 시스템으로 나뉩니다. 다음은 다양한 전원 공급 시스템에 대한 간략한 소개입니다.

전원 공급 시스템

IEC에서 정의한 다양한 보호 방법과 용어에 따라 저전압 배전 시스템은 접지 방법에 따라 TT, TN, IT 시스템의 세 가지 유형으로 구분되며 다음과 같이 설명합니다.

TN-C 전원 공급 시스템

TN-C 모드 전원 공급 시스템은 작동 중성선을 제로 크로싱 보호 선으로 사용하며 보호 중성선이라고 할 수 있으며 PEN으로 나타낼 수 있습니다.

TN-CS 전원 공급 시스템

TN-CS 시스템의 임시 전원 공급을 위해 전면 부가 TN-C 방식으로 전원이 공급되고 건설 코드에 건설 현장에서 TN-S 전원 공급 시스템을 사용해야한다고 명시되어있는 경우 전체 배전함은 시스템의 후면 부분에서 분할됩니다. PE 라인 중 TN-CS 시스템의 특징은 다음과 같습니다.

1) 작업 제로 라인 N은 특수 보호 라인 PE와 연결됩니다. 라인의 불균형 전류가 크면 전기 장비의 제로 보호가 제로 라인 전위의 영향을받습니다. TN-CS 시스템은 모터 하우징의 전압을 접지로 낮출 수 있지만이 전압을 완전히 제거 할 수는 없습니다. 이 전압의 크기는 배선의 부하 불균형과이 라인의 길이에 따라 다릅니다. 부하가 더 불균형하고 배선이 길수록 접지에 대한 장치 하우징의 전압 오프셋이 커집니다. 따라서 부하 불균형 전류가 너무 크지 않아야하며 PE 라인은 반복적으로 접지되어야합니다.

2) PE 라인은 어떤 상황에서도 누수 방지기에 들어갈 수 없습니다. 라인 끝에있는 누수 방지기는 전면 누수 방지기가 트립되어 대규모 정전을 유발하기 때문입니다.

3) PE 라인 외에 일반 박스의 N 라인에 연결해야하며, N 라인과 PE 라인을 다른 구획에 연결해서는 안됩니다. PE 라인에는 스위치와 퓨즈를 설치해서는 안되며 PE로 접지를 사용해서는 안됩니다. 선.

위의 분석을 통해 TN-C 시스템에서 TN-CS 전원 공급 시스템이 일시적으로 수정되었습니다. XNUMX 상 전력 변압기가 양호한 작업 접지 상태에 있고 XNUMX 상 부하가 상대적으로 균형을 이루는 경우 건설 전기 사용에서 TN-CS 시스템의 효과가 여전히 가능합니다. 단, 건설 현장에 불균형 XNUMX 상 부하 및 전용 전력 변압기의 경우에는 TN-S 전원 공급 시스템을 사용해야합니다.

TN-S 전원 공급 시스템

TN-S 모드 전원 공급 시스템은 전용 보호 라인 PE에서 작동 중성 N을 엄격하게 분리하는 전원 공급 시스템입니다. 이를 TN-S 전원 공급 시스템이라고합니다. TN-S 전원 공급 시스템의 특징은 다음과 같습니다.

1) 시스템이 정상적으로 작동 중일 때 전용 보호 라인에는 전류가 없지만 작동하는 제로 라인에는 불균형 전류가 있습니다. PE 라인에는 접지 전압이 없으므로 전기 장비의 금속 쉘에 대한 제로 보호는 안전하고 신뢰할 수있는 특수 보호 라인 PE에 연결됩니다.

2) 작동 중성선은 단상 조명 부하 회로로만 사용됩니다.

3) 특수 보호 라인 PE는 라인을 차단하거나 누설 스위치에 들어갈 수 없습니다.

4) L 라인에 누전 방지기를 사용하는 경우, 작동하는 제로 라인을 반복적으로 접지해서는 안되며, PE 라인은 반복적 인 접지를하였으나 누전 방지기를 통과하지 못하므로 누전 방지 장치도 설치할 수있다. TN-S 시스템 전원 공급 장치 L 라인에서.

5) TN-S 전원 공급 시스템은 안전하고 신뢰할 수 있으며 산업 및 민간 건물과 같은 저전압 전원 공급 시스템에 적합합니다. 건설 작업을 시작하기 전에 TN-S 전원 공급 시스템을 사용해야합니다.

TT 전원 공급 시스템

TT 방법은 TT 시스템이라고도하는 보호 접지 시스템이라고하는 전기 장치의 금속 하우징을 직접 접지하는 보호 시스템을 말합니다. 첫 번째 기호 T는 전력 시스템의 중성점이 직접 접지되었음을 나타냅니다. 두 번째 기호 T는 시스템의 접지 방식에 관계없이 충 전체에 노출되지 않은 부하 장치의 전도성 부분이 접지에 직접 연결되어 있음을 나타냅니다. TT 시스템에서 부하의 모든 접지를 보호 접지라고합니다. 이 전원 공급 시스템의 특징은 다음과 같습니다.

1) 전기 장비의 금속 쉘이 충전되면 (상선이 쉘에 닿거나 장비 절연이 손상되어 누출 됨) 접지 보호가 감전 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 저전압 차단기 (자동 스위치)가 반드시 트립되는 것은 아니므로 누설 장치의 누전 전압이 위험한 전압 인 안전 전압보다 높아집니다.

2) 누설 전류가 상대적으로 적 으면 퓨즈도 끊어지지 않을 수 있습니다. 따라서 보호를 위해 누수 방지 장치도 필요합니다. 따라서 TT 시스템은 대중화가 어렵습니다.

3) TT 시스템의 접지 장치는 철을 많이 소모하고 재활용, 시간, 재료가 어렵다.

현재 일부 건설 단위는 TT 시스템을 사용합니다. 건설 단위가 일시적인 전기 사용을 위해 전원 공급 장치를 빌릴 때 접지 장치에 사용되는 강철의 양을 줄이기 위해 특수 보호 라인이 사용됩니다.

새로 추가 된 특수 보호 라인 PE 라인을 작동하는 제로 라인 N에서 분리합니다.

1 공통 접지선과 작동 중성선 사이에 전기적 연결이 없습니다.

2 정상적인 작동에서 작동하는 제로 라인은 전류를 가질 수 있으며 특수 보호 라인에는 전류가 없습니다.

3 TT 시스템은 접지 보호가 매우 흩어져있는 장소에 적합합니다.

TN 전원 공급 시스템

TN 모드 전원 공급 시스템이 유형의 전원 공급 시스템은 전기 장비의 금속 하우징을 작동중인 중성선으로 연결하는 보호 시스템입니다. 제로 보호 시스템이라고하며 TN으로 표시됩니다. 그 특징은 다음과 같습니다.

1) 장치에 전원이 공급되면 제로 크로싱 보호 시스템이 누설 전류를 단락 전류로 증가시킬 수 있습니다. 이 전류는 TT 시스템보다 5.3 배 더 큽니다. 실제로는 단상 단락 고장이며 퓨즈의 퓨즈가 끊어집니다. 저전압 회로 차단기의 트립 장치는 즉시 트립 및 트립되어 결함이있는 장치의 전원을 끄고 더 안전하게 만듭니다.

2) TN 시스템은 재료 및 인건비를 절약하고 중국의 많은 국가 및 국가에서 널리 사용됩니다. TT 시스템에는 많은 장점이 있음을 보여줍니다. TN 모드 전원 공급 시스템에서는 보호 제로 라인과 작동 제로 라인이 분리되어 있는지 여부에 따라 TN-C와 TN-S로 구분됩니다.

작동 원리:

TN 시스템에서 모든 전기 장비의 노출 된 전도성 부분은 보호 라인에 연결되고 전원 공급 장치의 접지 지점에 연결됩니다. 이 접지 지점은 일반적으로 배전 시스템의 중립 지점입니다. TN 시스템의 전원 시스템에는 직접 접지 된 하나의 지점이 있습니다. 전기 장치의 노출 된 전기 전도성 부분은 보호 도체를 통해이 지점에 연결됩니다. TN 시스템은 일반적으로 중성 접지 XNUMX 상 그리드 시스템입니다. 그 특징은 전기 장비의 노출 된 전도성 부분이 시스템의 접지 지점에 직접 연결된다는 것입니다. 단락이 발생하면 단락 전류는 금속 와이어에 의해 형성된 폐 루프입니다. 금속 단상 단락이 형성되어 보호 장치가 안정적으로 작동하여 오류를 제거 할 수 있도록 충분히 큰 단락 전류가 발생합니다. 작동 중성선 (N)이 반복적으로 접지되면 케이스가 단락 될 때 전류의 일부가 반복 된 접지 지점으로 전환되어 보호 장치가 안정적으로 작동하지 못하거나 고장을 방지 할 수 있습니다. 그로 인해 결함이 확장됩니다. TN 시스템, 즉 XNUMX 상 XNUMX 선식 시스템에서는 N- 라인과 PE- 라인이 별도로 배치되고 서로 절연되어 있으며 PE 라인은 대신 전기 장치의 하우징에 연결됩니다. N- 라인. 따라서 우리가 신경 쓰는 가장 중요한 것은 N 와이어의 전위가 아니라 PE 와이어의 전위이므로 TN-S 시스템에서 반복되는 접지는 N 와이어의 반복 접지가 아닙니다. PE 라인과 N 라인이 함께 접지되면 PE 라인과 N 라인이 반복 접지 지점에 연결되어 있기 때문에 반복 접지 지점과 배전 변압기의 작동 접지 지점 사이의 라인은 PE 라인과 N 라인. 원래 라인은 N 라인입니다. 가정되는 중성 전류는 N 라인과 PE 라인이 공유하고 전류의 일부는 반복되는 접지 지점을 통해 션트됩니다. 반복 접지점 앞면에 PE 선이없는 것으로 판단 할 수 있기 때문에 원래의 PE 선과 N 선으로 병렬로 구성된 PEN 선만 기존 TN-S 시스템의 장점을 잃게됩니다. 따라서 PE 라인과 N 라인은 공통 접지가 될 수 없습니다. 위와 같은 이유로 전원의 중성점을 제외하고는 중성선 (즉, N 선)을 반복적으로 접지하지 말아야한다는 것이 관련 규정에 명확히 명시되어 있습니다.

IT 시스템

IT 모드 전원 공급 시스템 I은 전원 공급 장치 측에 작동 접지가 없거나 높은 임피던스로 접지되었음을 나타냅니다. 두 번째 문자 T는 부하측 전기 장비가 접지되었음을 나타냅니다.

IT 모드 전원 공급 시스템은 전원 공급 거리가 길지 않을 때 높은 신뢰성과 우수한 보안을 제공합니다. 일반적으로 정전이 허용되지 않는 곳이나 전력 제강, 대형 병원 수술실, 지하 광산 등 엄격한 연속 전원 공급이 필요한 곳에서 사용됩니다. 지하 광산의 전원 공급 조건은 비교적 열악하고 케이블은 습기에 취약합니다. IT 전원 시스템을 사용하면 전원 공급 장치의 중성점이 접지되지 않더라도 장치가 누출되면 상대적인 접지 누설 전류가 여전히 작으며 전원 공급 장치 전압 균형을 손상시키지 않습니다. 따라서 전원 공급 장치의 중성 접지 시스템보다 안전합니다. 그러나 전원 공급 장치를 장거리로 사용하는 경우 대지에 대한 전원 공급 라인의 분배 된 커패시턴스를 무시할 수 없습니다. 단락 오류 또는 부하의 누설로 인해 장치 케이스가 활성화되면 누설 전류가 접지를 통해 경로를 형성하고 보호 장치가 반드시 작동하지는 않습니다. 이것은 위험합니다. 전원 공급 장치 거리가 너무 길지 않은 경우에만 안전합니다. 이러한 유형의 전원 공급 장치는 건설 현장에서 드뭅니다.

문자 I, T, N, C, S의 의미

1) IEC (International Electrotechnical Commission)에서 규정 한 전원 공급 방법의 기호에서 첫 글자는 전원 (전원) 시스템과 접지 사이의 관계를 나타냅니다. 예를 들어, T는 중립 점이 직접 접지되었음을 나타냅니다. I는 전원 공급 장치가 접지로부터 분리되어 있거나 전원 공급 장치의 한 지점이 높은 임피던스 (예 : 1000 Ω;)를 통해 접지에 연결되어 있음을 나타냅니다 (I는 프랑스어 단어의 첫 글자입니다. Isolation of the word "격리").

2) 두 번째 문자는 접지에 노출 된 전기 전도성 장치를 나타냅니다. 예를 들어, T는 장치 쉘이 접지되었음을 의미합니다. 시스템의 다른 접지 지점과 직접적인 관련이 없습니다. N은 부하가 XNUMX으로 보호됨을 의미합니다.

3) 세 번째 문자는 작업 제로와 보호 라인의 조합을 나타냅니다. 예를 들어, C는 작동 중성선과 보호 선이 TN-C와 같이 하나임을 나타냅니다. S는 작동 중성선과 보호 선이 엄격하게 분리되어 있음을 나타내므로 PE 선을 TN-S와 같은 전용 보호 선이라고합니다.

전기 네트워크에서 접지 시스템은 인명과 전기 장비를 보호하는 안전 조치입니다. 접지 시스템은 국가마다 다르므로 글로벌 PV 설치 용량이 계속 증가함에 따라 다양한 유형의 접지 시스템을 잘 이해하는 것이 중요합니다. 이 기사는 IEC (International Electrotechnical Commission) 표준에 따른 다양한 접지 시스템과 그리드 연결 PV 시스템의 접지 시스템 설계에 미치는 영향을 탐색하는 것을 목표로합니다.

접지 목적
접지 시스템은 전기 네트워크의 오류에 대해 낮은 임피던스 경로를 전기 설비에 공급하여 안전 기능을 제공합니다. 접지는 전원 및 안전 장치가 올바르게 작동하기위한 기준점 역할도합니다.

전기 장비의 접지는 일반적으로 고체 덩어리에 전극을 삽입하고 도체를 사용하여이 전극을 장비에 연결하여 이루어집니다. 모든 접지 시스템에 대해 두 가지 가정을 할 수 있습니다.

1. 접지 전위는 연결된 시스템에 대한 정적 기준 (예 : XNUMXV) 역할을합니다. 따라서 접지 전극에 연결된 모든 도체도 해당 기준 전위를 갖게됩니다.
2. 접지 컨덕터와 접지 스테이크는 접지에 대한 저 저항 경로를 제공합니다.

보호 접지
보호 접지는 시스템 내의 전기적 결함으로 인한 부상 가능성을 줄이기 위해 배열 된 접지 도체를 설치하는 것입니다. 오류 발생시 프레임, 울타리 및 인클로저 등과 같은 시스템의 비전 류 전달 금속 부품은 접지되지 않은 경우 접지에 대해 고전압을 얻을 수 있습니다. 그러한 조건에서 사람이 장비에 접촉하면 감전을 받게됩니다.

금속 부품이 보호 접지에 연결되면 고장 전류가 접지 도체를 통해 흐르고 안전 장치에 의해 감지되어 회로를 안전하게 분리합니다.

보호 접지는 다음을 통해 달성 할 수 있습니다.

• 전도체를 통해 배전 시스템의 접지 된 중성선에 전도성 부품이 연결된 보호 접지 시스템을 설치합니다.
• 지정된 시간 및 터치 전압 제한 내에 설치의 영향을받는 부분을 분리하도록 작동하는 과전류 또는 누전 전류 보호 장치를 설치합니다.

보호 접지 도체는 관련 보호 장치의 작동 시간과 같거나 그보다 긴 기간 동안 예상 고장 전류를 전달할 수 있어야합니다.

기능적 접지
기능적 접지에서 장비의 충전부 ( '+'또는 '-')는 올바른 작동을 가능하게하는 기준점을 제공하기 위해 접지 시스템에 연결될 수 있습니다. 도체는 고장 전류를 견디도록 설계되지 않았습니다. AS / NZS5033 : 2014에 따라 기능 접지는 인버터 내에서 DC와 AC 측 (예 : 변압기) 사이에 간단한 분리가있는 경우에만 허용됩니다.

접지 구성 유형
접지 구성은 동일한 전체 결과를 달성하면서 공급 및 부하 측에서 다르게 배열 될 수 있습니다. 국제 표준 IEC 60364 (건물 용 전기 설비)는 'XY'형식의 두 글자 식별자를 사용하여 정의 된 세 가지 접지 제품군을 식별합니다. AC 시스템의 맥락에서 'X'는 시스템의 공급 측 (즉, 발전기 / 변압기)에있는 중성선 및 접지 도체의 구성을 정의하고 'Y'는 시스템 부하 측의 중성선 / 접지 구성을 정의합니다 (예 : 주 배전반 및 연결된 부하). 'X'및 'Y'는 각각 다음 값을 가질 수 있습니다.

T – 지구 (프랑스어 'Terre'에서)
N – 중립
I – 절연

이러한 구성의 하위 집합은 다음 값을 사용하여 정의 할 수 있습니다.
S – 분리
C – 결합

이를 사용하여 IEC 60364에 정의 된 세 가지 접지 제품군은 TN이며, 여기서 전기 공급이 접지되고 고객 부하는 중성선을 통해 접지되고, TT (전기 공급 및 고객 부하가 별도로 접지되는 경우) 및 IT (고객 부하 만 부하가되는 경우) 접지되어 있습니다.

TN 접지 시스템
소스 측의 단일 지점 (일반적으로 별 연결 XNUMX 상 시스템의 중성 기준 지점)은 접지에 직접 연결됩니다. 시스템에 연결된 모든 전기 장비는 소스 측의 동일한 연결 지점을 통해 접지됩니다. 이러한 유형의 접지 시스템에는 설치 전체에 걸쳐 정기적으로 접지 전극이 필요합니다.

TN 제품군에는 접지 및 중성 도체의 분리 / 결합 방법에 따라 달라지는 세 가지 하위 집합이 있습니다.

TN-S : TN-S는 보호 접지 (PE) 및 중성선을위한 별도의 컨덕터가 사이트의 전원 공급 장치 (예 : 발전기 또는 변압기)에서 소비자 부하로 실행되는 배열을 설명합니다. PE 및 N 도체는 시스템의 거의 모든 부분에서 분리되어 있으며 전원 공급 장치에서만 함께 연결됩니다. 이러한 유형의 접지는 일반적으로 설치 전용 HV / LV 변압기가 하나 이상있는 대형 소비자에게 사용되며 고객의 구내에 인접하거나 내부에 설치됩니다.

그림 1 – TN-S 시스템

TN-C : TN-C는 결합 된 PEN (Protective Earth-Neutral)이 소스에서 접지에 연결되는 배열을 설명합니다. 이러한 유형의 접지는 위험한 환경에서 화재와 관련된 위험과 고조파 전류의 존재로 인해 전자 장비에 적합하지 않기 때문에 호주에서는 일반적으로 사용되지 않습니다. 또한 IEC 60364-4-41 – (안전 보호-감전 방지)에 따라 RCD는 TN-C 시스템에서 사용할 수 없습니다.

그림 2 – TN-C 시스템

TN-CS : TN-CS는 시스템의 공급측이 접지를 위해 결합 된 PEN 도체를 사용하고 시스템의 부하측이 PE 및 N에 대해 별도의 도체를 사용하는 설정을 나타냅니다.이 유형의 접지는 배전 시스템에 사용됩니다. 호주와 뉴질랜드 모두에서 사용되며 MEN (Multiple Earth-neutral)이라고도합니다. LV 고객의 경우 현장 변압기와 건물 사이에 TN-C 시스템이 설치되고 (중성선은이 세그먼트를 따라 여러 번 접지 됨) TN-S 시스템이 건물 자체 내부 (주 배전반 다운 스트림에서)에 사용됩니다. ). 시스템 전체를 고려하면 TN-CS로 취급됩니다.

그림 3 – TN-CS 시스템

또한 IEC 60364-4-41 – (안전 보호-감전 방지)에 따라 RCD가 TN-CS 시스템에 사용되는 경우 PEN 도체를 부하 측에 사용할 수 없습니다. 보호 도체를 PEN 도체에 연결하는 것은 RCD의 소스 측에서 이루어져야합니다.

TT 접지 시스템
TT 구성을 사용하면 소비자는 소스 측의 모든 접지 연결과 독립적 인 구내 내에서 자체 접지 연결을 사용합니다. 이러한 유형의 접지는 일반적으로 배 전망 서비스 제공 업체 (DNSP)가 전원 공급 장치에 대한 저전압 연결을 보장 할 수없는 상황에서 사용됩니다. TT 접지는 1980 년 이전에 호주에서 일반적이었으며 여전히 일부 지역에서 사용되고 있습니다.

TT 접지 시스템에서는 적절한 보호를 위해 모든 AC 전원 회로에 RCD가 필요합니다.

IEC 60364-4-41에 따라 동일한 보호 장치로 집합 적으로 보호되는 노출 된 모든 전도성 부품은 보호 도체로 모든 부품에 공통 인 접지 전극에 연결되어야합니다.

그림 4 – TT 시스템

IT 접지 시스템
IT 접지 배열에서는 전원에 접지가 없거나 높은 임피던스 연결을 통해 이루어집니다. 이러한 유형의 접지는 배 전망에는 사용되지 않지만 변전소 및 독립 발전기 공급 시스템에 자주 사용됩니다. 이러한 시스템은 작동 중에 양호한 공급 연속성을 제공 할 수 있습니다.

그림 5 – IT 시스템

PV 시스템 접지에 대한 의미
모든 국가에서 사용되는 접지 시스템 유형에 따라 계통 연결형 PV 시스템에 필요한 접지 시스템 설계의 종류가 결정됩니다. PV 시스템은 발전기 (또는 소스 회로)로 취급되므로 접지해야합니다.
예를 들어, TT 유형 접지 장치를 사용하는 국가에서는 접지 장치로 인해 DC 및 AC 측 모두에 대해 별도의 접지 피트가 필요합니다. 이에 비해 TN-CS 유형 접지 장치를 사용하는 국가에서는 PV 시스템을 배전반의 주 접지 막대에 연결하기 만하면 접지 시스템의 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

전 세계적으로 다양한 접지 시스템이 존재하며 다양한 접지 구성을 잘 이해하면 PV 시스템이 적절하게 접지됩니다.