Maitinimo sistema (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Pagrindinė elektros energijos tiekimo sistema, naudojama elektros energijos tiekimui statybų projektuose, yra trifazė trijų laidų ir trifazių keturių laidų sistema ir pan., Tačiau šių terminų konotacija nėra labai griežta. Tarptautinė elektrotechnikos komisija (IEC) tai patvirtino vienodomis nuostatomis ir vadinama TT sistema, TN sistema ir IT sistema. Kuri TN sistema yra padalinta į TN-C, TN-S, TN-CS sistemą. Toliau pateikiamas trumpas įvairių maitinimo sistemų pristatymas.

maitinimo sistema

Pagal įvairius IEC apibrėžtus apsaugos metodus ir terminologiją, žemos įtampos maitinimo paskirstymo sistemos yra suskirstytos į tris tipus pagal skirtingus įžeminimo metodus, būtent TT, TN ir IT sistemas, ir apibūdinamos taip.

TN-C maitinimo sistema

TN-C režimo maitinimo sistemoje veikianti neutrali linija naudojama kaip nulio kirtimo apsaugos linija, kuri gali būti vadinama apsaugos neutralia linija ir kurią gali pavaizduoti PEN.

TN-CS maitinimo sistema

Laikinajam TN-CS sistemos maitinimui, jei priekinė dalis maitinama TN-C metodu, o statybos kodas nurodo, kad statybvietėje turi būti naudojama TN-S maitinimo sistema, galima paskirstyti visą paskirstymo dėžę. padalinta galinėje sistemos dalyje. Iš PE linijos TN-CS sistemos ypatybės yra šios.

1) Darbinė nulinė linija N yra sujungta su specialia apsaugos linija PE. Kai nesubalansuota linijos srovė yra didelė, nulinę elektros įrangos apsaugą veikia nulinės linijos potencialas. TN-CS sistema gali sumažinti variklio korpuso įtampą iki žemės, tačiau ji negali visiškai pašalinti šios įtampos. Šios įtampos dydis priklauso nuo laidų apkrovos disbalanso ir šios linijos ilgio. Kuo nesubalansuota apkrova ir kuo ilgesni laidai, tuo didesnė prietaiso korpuso įtampa atsispindi žemėje. Todėl reikalaujama, kad apkrovos disbalanso srovė nebūtų per didelė, o PE linija turėtų būti įžeminta pakartotinai.

2) PE linija jokiomis aplinkybėmis negali patekti į nuotėkio apsaugą, nes linijos gale esanti nuotėkio apsauga apsaugo nuo priekinio nuotėkio apsaugą ir sukels didelį elektros energijos tiekimo sutrikimą.

3) Be PE linijos turi būti prijungta prie N linijos bendrojoje dėžutėje, N linija ir PE linija neturi būti sujungtos kituose skyriuose. PE linijoje neturi būti montuojami jokie jungikliai ir saugikliai, o PE neturi būti naudojamas įžeminimas. linija.

Atlikus aukščiau pateiktą analizę, TN-CS maitinimo sistema yra laikinai modifikuota TN-C sistemoje. Kai trifazis maitinimo transformatorius yra geros darbinės žemės būklės ir trifazis krūvis yra santykinai subalansuotas, TN-CS sistemos poveikis statybai naudojama elektros energija vis tiek įmanomas. Tačiau esant nesubalansuotoms trifazėms apkrovoms ir specialiam galios transformatoriui statybvietėje, reikia naudoti TN-S maitinimo sistemą.

TN-S maitinimo sistema

TN-S režimo maitinimo sistema yra maitinimo sistema, griežtai atskirianti veikiantį neutralųjį N nuo specialios apsaugos linijos PE. Jis vadinamas TN-S maitinimo sistema. TN-S maitinimo sistemos charakteristikos yra šios.

1) Kai sistema veikia normaliai, tam skirtoje apsaugos linijoje nėra srovės, tačiau darbinėje nulio linijoje yra nesubalansuota srovė. PE linijoje iki žemės nėra įtampos, todėl elektros įrangos metalinio apvalkalo nulinė apsauga yra prijungta prie specialios apsaugos linijos PE, kuri yra saugi ir patikima.

2) Darbinė neutrali linija naudojama tik kaip vienfazė apšvietimo apkrovos grandinė.

3) Specialia apsaugos linija PE neleidžiama pertraukti linijos, ji taip pat negali patekti į nuotėkio jungiklį.

4) Jei įžeminimo apsauga naudojama L linijoje, darbinė nulinė linija neturi būti įžeminta pakartotinai, o PE linija turi pakartotinį įžeminimą, tačiau ji nepraeina per įžeminimo apsaugą, todėl taip pat galima įdiegti nuotėkio apsaugą. TN-S sistemos maitinimo L linijoje.

5) TN-S maitinimo sistema yra saugi ir patikima, tinka žemos įtampos maitinimo sistemoms, tokioms kaip pramoniniai ir civiliniai pastatai. TN-S maitinimo sistema turi būti naudojama prieš pradedant statybos darbus.

TT maitinimo sistema

TT metodas reiškia apsauginę sistemą, tiesiogiai įžeminančią metalinį elektrinio prietaiso korpusą, kuris vadinamas apsaugine įžeminimo sistema, dar vadinama TT sistema. Pirmasis simbolis T rodo, kad neutralus energijos sistemos taškas yra tiesiogiai įžemintas; antrasis simbolis T rodo, kad laidžioji apkrovos įtaiso dalis, kurios neveikia gyvas kūnas, yra tiesiogiai sujungta su žeme, nepaisant to, kaip sistema įžeminta. Visas apkrovos įžeminimas TT sistemoje vadinamas apsauginiu įžeminimu. Šios maitinimo sistemos charakteristikos yra šios.

1) Kai įkraunamas metalinis elektros įrangos apvalkalas (fazinė linija liečia korpusą arba pažeidžiama įrangos izoliacija ir nesandari), įžeminimo apsauga gali labai sumažinti elektros smūgio riziką. Tačiau žemos įtampos automatiniai jungikliai (automatiniai jungikliai) nebūtinai įsijungia, todėl nuotėkio įtaiso įžeminimo įtampa yra didesnė už saugią įtampą, kuri yra pavojinga.

2) Kai nuotėkio srovė yra santykinai maža, net saugiklis gali neišdegti. Todėl apsaugai reikalinga ir nuotėkio apsauga. Todėl TT sistemą sunku populiarinti.

3) TT sistemos įžeminimo įtaisas sunaudoja daug plieno, todėl sunku perdirbti, laiko ir medžiagų.

Šiuo metu kai kurie statybos padaliniai naudoja TT sistemą. Kai statybinis blokas pasiskolina maitinimo šaltinį laikinam elektros naudojimui, įžeminimo įtaisui sunaudoti naudojamo plieno kiekiui sumažinti naudojama speciali apsaugos linija.

Atskirkite naujai pridėtą specialios apsaugos liniją PE nuo darbinės nulinės linijos N, kuriai būdinga:

1 Nėra elektros jungties tarp bendros įžeminimo linijos ir veikiančios neutralios linijos;

2 Normaliai dirbant, darbinė nulio linija gali turėti srovę, o speciali apsaugos linija neturi srovės;

3 TT sistema tinka toms vietoms, kur žemės apsauga yra labai išsibarsčiusi.

TN maitinimo sistema

TN režimo maitinimo sistema Šio tipo maitinimo sistema yra apsaugos sistema, jungianti metalinį elektros įrangos korpusą su veikiančiu neutraliu laidu. Tai vadinama nulinės apsaugos sistema ir ją žymi TN. Jos ypatybės yra tokios.

1) Įjungus prietaisą, nulio kirtimo apsaugos sistema gali padidinti nuotėkio srovę iki trumpojo jungimo. Ši srovė yra 5.3 karto didesnė nei TT sistemos. Tiesą sakant, tai yra vienfazis trumpojo jungimo gedimas ir suveiks saugiklio saugiklis. Žemos įtampos automatinio jungiklio įjungimo blokas nedelsdamas įsijungs ir įsijungs, todėl sugedęs prietaisas bus išjungtas ir saugesnis.

2) TN sistema taupo medžiagas ir žmogaus valandas ir yra plačiai naudojama daugelyje šalių ir Kinijos šalių. Tai rodo, kad TT sistema turi daug privalumų. TN režimo maitinimo sistemoje jis padalijamas į TN-C ir TN-S pagal tai, ar apsaugos nulinė linija yra atskirta nuo darbinės nulinės linijos.

darbo principas:

TN sistemoje visos elektros įrangos veikiamos laidžios dalys yra sujungtos su apsaugine linija ir prijungtos prie maitinimo šaltinio įžeminimo taško. Šis įžeminimo taškas paprastai yra neutralus energijos paskirstymo sistemos taškas. TN sistemos maitinimo sistemoje yra vienas taškas, kuris yra tiesiogiai įžemintas. Veikiama elektrą praleidžianti elektrinio prietaiso dalis yra sujungta su šiuo tašku per apsauginį laidininką. TN sistema paprastai yra neutraliai įžeminta trifazė tinklo sistema. Jo charakteristika yra ta, kad veikiama laidžioji elektros įrangos dalis yra tiesiogiai sujungta su sistemos įžeminimo tašku. Kai įvyksta trumpasis jungimas, trumpojo jungimo srovė yra uždara kilpa, kurią sudaro metalinė viela. Susidaro metalinis vienfazis trumpasis jungimas, dėl kurio susidaro pakankamai didelė trumpojo jungimo srovė, kad apsauginis įtaisas galėtų patikimai veikti pašalindamas gedimą. Jei veikianti neutrali linija (N) yra pakartotinai įžeminta, kai korpusas yra trumpai sujungtas, dalis srovės gali būti nukreipta į pakartotinį įžeminimo tašką, dėl kurio apsaugos įtaisas gali neveikti patikimai arba išvengti gedimo, tuo išplėsdamas kaltę. TN sistemoje, tai yra, trifazė penkių laidų sistema, N linija ir PE linija yra atskirai išdėstytos ir izoliuotos viena nuo kitos, o PE linija yra prijungta prie elektros prietaiso korpuso, o ne N linija. Todėl svarbiausias dalykas, kuris mums rūpi, yra PE laido potencialas, o ne N laido potencialas, todėl pakartotinis įžeminimas TN-S sistemoje nėra pakartotinis N laido įžeminimas. Jei PE linija ir N linija yra įžemintos kartu, nes PE linija ir N linija yra sujungtos pakartotiniame įžeminimo taške, linija tarp pakartotinio įžeminimo taško ir paskirstymo transformatoriaus darbinio įžeminimo taško neturi skirtumo tarp PE linijos ir N linija. Pradinė linija yra N linija. Manoma, kad neutrali srovė dalijasi N linija ir PE linija, o dalis srovės perkeliama per pakartotinį įžeminimo tašką. Kadangi galima manyti, kad pakartotinio įžeminimo taško priekinėje pusėje nėra PE linijos, tik PEN linija, kurią lygiagrečiai sudaro pirminė PE linija ir N linija, bus prarasti originalios TN-S sistemos pranašumai, taigi PE ir N linijos negali būti bendros įžeminimo. Dėl pirmiau nurodytų priežasčių atitinkamose taisyklėse aiškiai nurodyta, kad neutrali linija (ty N linija) neturėtų būti įžeminta pakartotinai, išskyrus neutralų maitinimo taško tašką.

IT sistema

IT režimo I maitinimo sistema rodo, kad maitinimo šaltinio pusė neturi darbinio įžeminimo arba yra įžeminta esant didelei varžai. Antroji raidė T rodo, kad krovinio pusėje esanti elektros įranga yra įžeminta.

IT režimo maitinimo sistema pasižymi dideliu patikimumu ir geru saugumu, kai maitinimo šaltinis nėra ilgas. Paprastai jis naudojamas tose vietose, kur neleidžiama nutraukti elektros energijos tiekimo, arba vietose, kur reikalingas griežtas nuolatinis maitinimas, pavyzdžiui, plieno gamyba iš elektros, didelių ligoninių operacinės ir požeminės kasyklos. Elektros tiekimo sąlygos požeminėse kasyklose yra gana prastos, o kabeliai yra jautrūs drėgmei. Naudojant IT valdomą sistemą, net jei neutralus maitinimo taško taškas nėra įžemintas, prietaisui nutekėjus, santykinė žemės nuotėkio srovė vis tiek yra maža ir nepakenks maitinimo įtampos pusiausvyrai. Todėl jis yra saugesnis nei neutrali maitinimo šaltinio įžeminimo sistema. Tačiau jei maitinimo šaltinis naudojamas ilgą atstumą, negalima nepaisyti paskirstytos maitinimo linijos talpos į žemę. Kai dėl trumpojo jungimo gedimo ar apkrovos nutekėjimo prietaiso korpusas tampa įtemptas, nuotėkio srovė suformuos kelią per žemę ir apsaugos įtaisas nebūtinai veiks. Tai pavojinga. Tik tada, kai maitinimo atstumas nėra per ilgas, jis yra saugesnis. Tokio tipo maitinimas statybvietėje yra retas.

Raidžių I, T, N, C, S reikšmė

1) Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) nurodytame maitinimo metodo simbolyje pirmoji raidė nurodo santykį tarp maitinimo (elektros) sistemos ir žemės. Pavyzdžiui, T rodo, kad neutralus taškas yra tiesiogiai įžemintas; I rodo, kad maitinimo šaltinis yra izoliuotas nuo žemės arba kad vienas maitinimo šaltinio taškas yra prijungtas prie žemės per didelę varžą (pvz., 1000 Ω;) (I yra pirmoji prancūziško žodžio „Izoliacija“ raidė) "Isolation").

2) Antroji raidė nurodo elektrai laidų įtaisą, veikiamą žemės. Pavyzdžiui, T reiškia, kad įrenginio apvalkalas yra įžemintas. Jis neturi tiesioginio ryšio su jokiu kitu sistemos įžeminimo tašku. N reiškia, kad apkrova yra apsaugota nuliu.

3) Trečioji raidė nurodo darbinio nulio ir apsauginės linijos derinį. Pvz., C rodo, kad veikianti neutrali linija ir apsaugos linija yra viena, pvz., TN-C; S rodo, kad veikianti neutrali linija ir apsaugos linija yra griežtai atskirtos, todėl PE linija vadinama specialia apsaugos linija, tokia kaip TN-S.

Elektros tinkle įžeminimo sistema yra saugos priemonė, sauganti žmogaus gyvybę ir elektros įrangą. Kadangi įžeminimo sistemos skirtingose ​​šalyse skiriasi, svarbu gerai suprasti skirtingus įžeminimo sistemų tipus, nes vis didėja PV įdiegta galia. Šiuo straipsniu siekiama išnagrinėti įvairias įžeminimo sistemas pagal Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) standartą ir jų poveikį tinklui prijungtų fotosistemų įžeminimo sistemos projektavimui.

Įžeminimo tikslas
Įžeminimo sistemos teikia saugos funkcijas, aprūpindamos elektros instaliaciją mažos varžos keliu visiems elektros tinklo gedimams. Įžeminimas taip pat yra atskaitos taškas, kad elektros šaltinis ir saugos įtaisai tinkamai veiktų.

Elektros įrangos įžeminimas paprastai pasiekiamas įterpiant elektrodą į vientisą žemės masę ir prijungiant šį elektrodą prie įrangos naudojant laidininką. Apie dvi įžeminimo sistemas galima daryti dvi prielaidas:

1. Žemės potencialai veikia kaip prijungtų sistemų statinis atskaitos taškas (ty nulis voltų). Bet kuris laidininkas, prijungtas prie įžeminimo elektrodo, taip pat turės tą atskaitos potencialą.
2. Įžeminimo laidininkai ir žemės kuolas suteikia žemo pasipriešinimo kelią į žemę.

Apsauginis įžeminimas
Apsauginis įžeminimas yra įžeminimo laidininkų įrengimas, skirtas sumažinti sužalojimo tikimybę dėl sistemos elektros gedimo. Gedimo atveju, nesant srovės, perduodančios metalines sistemos dalis, tokias kaip rėmai, tvoros, gaubtai ir pan., Žemės atžvilgiu gali būti aukšta įtampa, jei jos nėra įžemintos. Jei asmuo tokiomis sąlygomis susisiekia su įranga, jis patiria elektros šoką.

Jei metalinės dalys yra prijungtos prie apsauginio įžeminimo, gedimo srovė tekės per įžeminimo laidininką ir ją pajus saugos įtaisai, kurie tada saugiai izoliuoja grandinę.

Apsauginį įžeminimą galima pasiekti:

• Apsauginės įžeminimo sistemos įrengimas ten, kur laidžios dalys laidininkais sujungiamos su paskirstymo sistemos įžemintu nuliu.
• Apsauginių įtaisų, turinčių viršįtampį arba nuotėkio srovę, montavimas, kurie veikia atjungti paveiktą įrenginio dalį per nustatytą laiką ir paliesti įtampos ribas.

Apsauginis įžeminimo laidininkas turėtų galėti praleisti būsimą gedimo srovę tiek, kiek ji yra lygi arba ilgesnė už susijusio apsauginio įtaiso veikimo laiką.

Funkcinis įžeminimas
Naudojant funkcinį įžeminimą, bet kuri įtempta įrangos dalis („+“ arba „-“) gali būti prijungta prie įžeminimo sistemos, kad būtų užtikrintas atskaitos taškas, leidžiantis tinkamai veikti. Laidininkai nėra skirti atlaikyti gedimų sroves. Pagal AS / NZS5033: 2014, funkcinis įžeminimas leidžiamas tik tada, kai inverteryje yra paprastas DC ir AC pusių (ty transformatoriaus) atskyrimas.

Įžeminimo konfigūracijos tipai
Įžeminimo konfigūracijos gali būti išdėstytos skirtingai tiekimo ir apkrovos pusėje, kartu pasiekiant tą patį bendrą rezultatą. Tarptautiniame standarte IEC 60364 (Elektros pastatų instaliacijos) nustatomos trys įžeminimo šeimos, apibrėžtos naudojant dviejų raidžių formos „XY“ identifikatorių. Kintamosios srovės sistemų kontekste „X“ apibrėžia nulinių ir įžeminimo laidininkų konfigūraciją sistemos tiekimo pusėje (ty generatorius / transformatorius), o „Y“ - neutralios / įžeminimo konfigūraciją sistemos apkrovos pusėje (t. Y. pagrindinis skirstomasis skydas ir prijungtos apkrovos). „X“ ir „Y“ gali turėti šias reikšmes:

T - Žemė (iš prancūzų „Terre“)
N - neutralus
Aš - izoliuotas

Šių konfigūracijų pogrupius galima apibrėžti naudojant reikšmes:
S - atskirai
C - kombinuotas

Naudojant juos, trys įžeminimo šeimos, apibrėžtos IEC 60364, yra TN, kur elektros tiekimas įžemintas, o kliento apkrovos įžemintos per neutralią, TT, kur elektros energijos tiekimas ir vartotojo apkrovos yra įžemintos atskirai, ir IT, kai tik klientas įkelia yra įžeminti.

TN įžeminimo sistema
Vienas taškas šaltinio pusėje (paprastai neutralus atskaitos taškas su žvaigždėmis sujungtoje trifazėje sistemoje) yra tiesiogiai sujungtas su žeme. Bet kokia prie sistemos prijungta elektros įranga yra įžeminta per tą patį jungties tašką šaltinio pusėje. Tokio tipo įžeminimo sistemoms reikalingi įžeminimo elektrodai reguliariais intervalais.

TN šeima turi tris pogrupius, kurie skiriasi priklausomai nuo įžeminimo ir nulinių laidininkų atskyrimo / derinimo būdo.

TN-S: TN-S apibūdina išdėstymą, kai atskiri apsauginės žemės (PE) ir neutralių laidininkai yra nukreipiami į vartotojo apkrovas iš svetainės maitinimo šaltinio (ty generatoriaus ar transformatoriaus). PE ir N laidininkai yra atskirti beveik visose sistemos dalyse ir sujungiami tik pačiame maitinimo šaltinyje. Šis įžeminimo tipas paprastai naudojamas stambiems vartotojams, turintiems vieną ar daugiau HV / LV transformatorių, skirtų jų montavimui, kurie yra sumontuoti šalia kliento patalpų arba jų viduje.

1 pav. - TN-S sistema

TN-C: TN-C apibūdina išdėstymą, kai kombinuotas apsauginis žemės neutralus (PEN) yra sujungtas su žeme šaltinyje. Šio tipo įžeminimas Australijoje nėra dažnai naudojamas dėl rizikos, susijusios su gaisru pavojingoje aplinkoje, ir dėl harmoninių srovių, dėl kurių jis netinka elektroninei įrangai. Be to, pagal IEC 60364-4-41 - (Apsauga nuo saugos - apsauga nuo elektros smūgio) RCD negali būti naudojamas TN-C sistemoje.

2 pav. - TN-C sistema

TN-CS: TN-CS reiškia sąranką, kai sistemos tiekimo pusėje įžeminimui naudojamas kombinuotas PEN laidininkas, o sistemos apkrovos pusėje PE ir N naudojamas atskiras laidininkas. Šis įžeminimas naudojamas paskirstymo sistemose. tiek Australijoje, tiek Naujojoje Zelandijoje ir dažnai vadinamas daugeliu žemės neutralių (MEN). KS klientui TN-C sistema yra sumontuota tarp vietos transformatoriaus ir patalpos (neutralus yra įžemintas kelis kartus šiame segmente), o TN-S sistema naudojama pačioje nuosavybėje (nuo pagrindinio skydo pasroviui ). Atsižvelgiant į visą sistemą, ji traktuojama kaip TN-CS.

3 pav. - TN-CS sistema

Be to, pagal IEC 60364-4-41 - (Apsauga nuo saugumo - apsauga nuo elektros smūgio), kai TN-CS sistemoje naudojamas RCD, PEN laidininko negalima naudoti apkrovos pusėje. Apsauginis laidininkas turi būti prijungtas prie PEN laidininko RCD šaltinio pusėje.

TT įžeminimo sistema
Turėdami TT konfigūraciją, vartotojai patalpose naudoja savo įžeminimo jungtį, nepriklausančią nuo bet kokio įžeminimo šaltinio pusėje. Šis įžeminimo tipas paprastai naudojamas tais atvejais, kai skirstomojo tinklo paslaugų teikėjas (DNSP) negali garantuoti žemos įtampos jungties prie maitinimo šaltinio. TT įžeminimas buvo įprastas Australijoje iki 1980 m. Ir vis dar naudojamas kai kuriose šalies vietose.

Naudojant TT įžeminimo sistemas, norint tinkamai apsaugoti, visose kintamosios srovės grandinėse reikalingas RCD.

Pagal IEC 60364-4-41, visos veikiamos laidžios dalys, kurias kartu apsaugo tas pats apsauginis įtaisas, apsauginiais laidininkais turi būti sujungtos su įžeminimo elektrodu, kuris yra bendras visoms toms dalims.

4 pav. - TT sistema

IT įžeminimo sistema
IT įžeminimo sistemoje įžeminimo šaltinyje arba nėra, arba jis atliekamas per didelę impedansinę jungtį. Šio tipo įžeminimas nenaudojamas skirstomiesiems tinklams, tačiau dažnai naudojamas pastotėse ir nepriklausomų generatorių tiekiamose sistemose. Šios sistemos gali užtikrinti gerą tiekimo tęstinumą eksploatuojant.

5 pav. - IT sistema

Poveikis PV sistemos įžeminimui
Bet kurioje šalyje naudojamas įžeminimo sistemos tipas nulems įžeminimo sistemos konstrukciją, reikalingą prijungtoms prie tinklo PV sistemoms; PV sistemos traktuojamos kaip generatorius (arba šaltinio grandinė), todėl jas reikia įžeminti.
Pavyzdžiui, šalyse, kuriose naudojamas TT tipo įžeminimo įrenginys, dėl įžeminimo išdėstymo reikės atskiros įžeminimo duobės tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės pusėms. Palyginimui, šalyje, kurioje naudojamas TN-CS tipo įžeminimo įrenginys, pakanka paprasčiausiai prijungti PV sistemą prie pagrindinės skirstomojo skydo įžeminimo juostos, kad būtų įvykdyti įžeminimo sistemos reikalavimai.

Visame pasaulyje egzistuoja įvairios įžeminimo sistemos ir gerai suprantant skirtingas įžeminimo konfigūracijas, užtikrinama, kad PV sistemos būtų tinkamai įžemintos.