Sistem Bekalan Kuasa (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Sistem bekalan kuasa asas yang digunakan dalam bekalan kuasa untuk projek pembinaan ialah sistem tiga wayar tiga fasa dan sistem empat wayar tiga fasa dan lain-lain, tetapi konotasi syarat-syarat ini tidak begitu ketat. Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa (IEC) telah membuat peruntukan yang seragam untuk ini, dan ini disebut sistem TT, sistem TN, dan sistem IT. Sistem TN mana yang terbahagi kepada sistem TN-C, TN-S, TN-CS. Berikut ini adalah pengenalan ringkas mengenai pelbagai sistem bekalan kuasa.

sistem bekalan kuasa

Mengikut pelbagai kaedah dan terminologi perlindungan yang ditentukan oleh IEC, sistem pengagihan kuasa voltan rendah dibahagikan kepada tiga jenis mengikut kaedah pembumian yang berbeza, iaitu sistem TT, TN, dan IT, dan dijelaskan sebagai berikut.

Sistem bekalan kuasa TN-C

Sistem bekalan kuasa mod TN-C menggunakan garis neutral berfungsi sebagai garis perlindungan persilangan sifar, yang dapat disebut sebagai garis neutral perlindungan dan dapat diwakili oleh PEN.

Sistem bekalan kuasa TN-CS

Untuk bekalan kuasa sementara sistem TN-CS, jika bahagian depan dikuasakan oleh kaedah TN-C, dan kod pembinaan menetapkan bahawa tapak pembinaan mesti menggunakan sistem bekalan kuasa TN-S, jumlah kotak pengedaran dapat dibahagi di bahagian belakang sistem. Di luar garis PE, ciri sistem TN-CS adalah seperti berikut.

1) Garis sifar N berfungsi dengan garis perlindungan khas PE. Apabila arus talian yang tidak seimbang besar, perlindungan sifar peralatan elektrik dipengaruhi oleh potensi garis sifar. Sistem TN-CS dapat mengurangkan voltan perumahan motor ke tanah, tetapi tidak dapat sepenuhnya menghilangkan voltan ini. Besarnya voltan ini bergantung pada ketidakseimbangan beban pendawaian dan panjang garisan ini. Semakin banyak beban yang tidak seimbang dan semakin lama pendawaiannya, semakin besar pengimbangan voltan perumahan peranti ke tanah. Oleh itu, diperlukan agar arus ketidakseimbangan beban tidak terlalu besar, dan garis PE harus dibumikan berulang kali.

2) Saluran PE tidak dapat memasuki pelindung kebocoran dalam keadaan apa pun, kerana pelindung kebocoran di hujung talian akan menyebabkan pelindung kebocoran depan tersendat dan menyebabkan kegagalan daya skala besar.

3) Di samping garis PE mesti disambungkan ke garis N di kotak umum, garis N dan garis PE tidak boleh dihubungkan di petak lain. Tidak ada suis dan sekering yang akan dipasang pada saluran PE, dan tidak ada bumi yang akan digunakan sebagai PE. garisan.

Melalui analisis di atas, sistem bekalan kuasa TN-CS diubahsuai buat sementara waktu pada sistem TN-C. Apabila transformer kuasa tiga fasa berada dalam keadaan tanah kerja yang baik dan beban tiga fasa relatif seimbang, kesan sistem TN-CS dalam penggunaan elektrik pembinaan masih dapat dilaksanakan. Walau bagaimanapun, dalam hal beban tiga fasa yang tidak seimbang dan pengubah daya khusus di tapak pembinaan, sistem bekalan kuasa TN-S mesti digunakan.

Sistem bekalan kuasa TN-S

Sistem bekalan kuasa mod TN-S adalah sistem bekalan kuasa yang secara tegas memisahkan N neutral yang berfungsi dari garis perlindungan khusus PE. Ia dipanggil sistem bekalan kuasa TN-S. Ciri-ciri sistem bekalan kuasa TN-S adalah seperti berikut.

1) Ketika sistem berjalan normal, tidak ada arus pada saluran perlindungan khusus, tetapi ada arus tidak seimbang pada garis sifar yang berfungsi. Tidak ada voltan pada garis PE ke tanah, jadi perlindungan sifar shell logam peralatan elektrik disambungkan ke saluran perlindungan khas PE, yang selamat dan boleh dipercayai.

2) Garis neutral berfungsi hanya digunakan sebagai litar beban pencahayaan fasa tunggal.

3) Jalur perlindungan khas PE tidak dibenarkan memecahkan garis, juga tidak boleh memasuki suis kebocoran.

4) Jika pelindung kebocoran bumi digunakan pada garis L, garis sifar kerja tidak boleh dibumikan berulang kali, dan garis PE mempunyai pembumian berulang, tetapi tidak melewati pelindung kebocoran bumi, sehingga pelindung kebocoran juga dapat dipasang pada talian L bekalan kuasa sistem TN-S.

5) Sistem bekalan kuasa TN-S selamat dan boleh dipercayai, sesuai untuk sistem bekalan kuasa voltan rendah seperti bangunan perindustrian dan awam. Sistem bekalan kuasa TN-S mesti digunakan sebelum kerja-kerja pembinaan dimulakan.

Sistem bekalan kuasa TT

Kaedah TT merujuk kepada sistem pelindung yang secara langsung membumikan perumahan logam dari alat elektrik, yang disebut sebagai sistem pembumian pelindung, juga disebut sistem TT. Simbol pertama T menunjukkan bahawa titik neutral sistem kuasa dibumikan secara langsung; simbol kedua T menunjukkan bahawa bahagian konduktif dari alat muatan yang tidak terkena badan langsung dihubungkan langsung ke tanah, tanpa mengira bagaimana sistem dibumikan. Semua pembumian beban dalam sistem TT disebut pembumian pelindung. Ciri-ciri sistem bekalan kuasa ini adalah seperti berikut.

1) Apabila cengkerang logam peralatan elektrik diisi (garis fasa menyentuh cangkang atau penebat peralatan rosak dan bocor), pelindung pembumian dapat mengurangkan risiko kejutan elektrik. Walau bagaimanapun, pemutus litar voltan rendah (suis automatik) tidak semestinya tersekat, menyebabkan voltan kebocoran bumi dari peranti kebocoran lebih tinggi daripada voltan selamat, yang merupakan voltan berbahaya.

2) Apabila arus kebocoran agak kecil, sekering mungkin tidak dapat meletup. Oleh itu, pelindung kebocoran juga diperlukan untuk perlindungan. Oleh itu, sistem TT sukar dipopularkan.

3) Peranti pembumian sistem TT menggunakan banyak keluli, dan sukar untuk mengitar semula, masa, dan bahan.

Pada masa ini, beberapa unit pembinaan menggunakan sistem TT. Apabila unit pembinaan meminjam bekalan kuasa untuk penggunaan elektrik sementara, garis perlindungan khas digunakan untuk mengurangkan jumlah keluli yang digunakan untuk peranti pembumian.

Pisahkan garis perlindungan khas PE yang baru ditambahkan dari garis sifar N yang berfungsi, yang dicirikan oleh:

1 Tidak ada hubungan elektrik antara garis pembumian biasa dan garis neutral berfungsi;

2 Dalam operasi biasa, garis sifar berfungsi boleh mempunyai arus, dan garis perlindungan khas tidak mempunyai arus;

3 Sistem TT sesuai untuk tempat di mana perlindungan tanah sangat tersebar.

Sistem bekalan kuasa TN

Sistem bekalan kuasa mod TN Jenis sistem bekalan kuasa ini adalah sistem perlindungan yang menghubungkan perumahan logam peralatan elektrik dengan wayar neutral yang berfungsi. Ia dipanggil sistem perlindungan sifar dan diwakili oleh TN. Keistimewaannya adalah seperti berikut.

1) Setelah peranti dihidupkan, sistem perlindungan melintasi sifar dapat meningkatkan arus kebocoran ke arus litar pintas. Arus ini 5.3 kali lebih besar daripada sistem TT. Sebenarnya, ini adalah kerosakan litar pintas fasa tunggal dan sekering fius akan meletup. Unit perjalanan pemutus litar voltan rendah akan segera bergerak dan tersandung, menjadikan peranti yang rosak dimatikan dan lebih selamat.

2) Sistem TN menjimatkan bahan dan jam kerja dan digunakan secara meluas di banyak negara dan negara di China. Ini menunjukkan bahawa sistem TT mempunyai banyak kelebihan. Dalam sistem bekalan kuasa mod TN, ia dibahagikan kepada TN-C dan TN-S mengikut sama ada garis sifar perlindungan dipisahkan dari garis sifar berfungsi.

prinsip kerja:

Dalam sistem TN, bahagian konduktif yang terdedah dari semua peralatan elektrik disambungkan ke saluran pelindung dan disambungkan ke titik dasar bekalan kuasa. Titik asas ini biasanya merupakan titik neutral sistem pengagihan kuasa. Sistem kuasa sistem TN mempunyai satu titik yang dibumikan secara langsung. Bahagian konduktif elektrik yang terdedah pada alat elektrik disambungkan ke titik ini melalui konduktor pelindung. Sistem TN biasanya merupakan sistem grid tiga fasa yang dibumikan secara neutral. Ciri khasnya ialah bahagian konduktif yang terdedah dari peralatan elektrik disambungkan secara langsung ke titik pembumian sistem. Apabila berlaku litar pintas, arus litar pintas adalah gelung tertutup yang terbentuk oleh wayar logam. Litar pintas fasa tunggal logam terbentuk, menghasilkan arus litar pintas yang cukup besar untuk membolehkan alat pelindung bertindak dengan pasti untuk menghilangkan kesalahan. Sekiranya garisan neutral berfungsi (N) berulang kali dibumikan, ketika casing dilitar pintas, sebahagian arus dapat dialihkan ke titik pembumian berulang, yang dapat menyebabkan alat pelindung gagal beroperasi dengan pasti atau untuk mengelakkan kegagalan, dengan itu memperluaskan kesalahan. Dalam sistem TN, iaitu sistem lima wayar tiga fasa, garis-N dan garis-PE diletakkan secara terpisah dan bertebat antara satu sama lain, dan garis PE disambungkan ke perumahan peranti elektrik dan bukannya garis-N. Oleh itu, perkara paling penting yang kita ambil berat adalah potensi wayar PE, bukan potensi wayar N, jadi pembumian berulang dalam sistem TN-S bukanlah pembumian berulang dari wayar N. Sekiranya garis PE dan garis N dibumikan bersama, kerana garis PE dan garis N dihubungkan pada titik pembumian berulang, garis antara titik pembumian berulang dan titik tanah kerja pengubah pengedaran tidak mempunyai perbezaan antara garis PE dan garis N. Garis asal ialah garis N. Arus neutral yang diasumsikan dikongsi oleh garis N dan garis PE, dan sebahagian arus dihilangkan melalui titik pembumian berulang. Kerana dapat dianggap bahawa tidak ada garis PE di sisi depan titik pembumian berulang, hanya garis PEN yang terdiri dari garis PE asli dan garis N secara selari, kelebihan sistem TN-S yang asal akan hilang, jadi garis PE dan garis N tidak boleh menjadi pembumian biasa. Atas sebab-sebab di atas, dengan jelas dinyatakan dalam peraturan yang relevan bahawa garis neutral (iaitu garis N) tidak boleh dibumikan berulang kali kecuali untuk titik bekalan kuasa netral.

Sistem IT

Sistem bekalan kuasa mod IT menunjukkan bahawa bahagian bekalan kuasa tidak mempunyai aras kerja, atau dibumikan pada impedans tinggi. Huruf kedua T menunjukkan bahawa peralatan elektrik sisi beban dibumikan.

Sistem bekalan kuasa mod IT mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi dan keselamatan yang baik apabila jarak bekalan kuasa tidak panjang. Umumnya digunakan di tempat-tempat di mana tidak ada pemadaman yang diizinkan, atau tempat di mana bekalan kuasa berterusan yang ketat diperlukan, seperti pembuatan keluli elektrik, bilik operasi di hospital besar, dan lombong bawah tanah. Keadaan bekalan elektrik di lombong bawah tanah agak buruk dan kabel mudah terdedah kepada kelembapan. Menggunakan sistem bertenaga IT, walaupun titik neutral dari bekalan kuasa tidak dibumikan, apabila peranti bocor, arus kebocoran tanah relatif masih kecil dan tidak akan merosakkan keseimbangan voltan bekalan kuasa. Oleh itu, ia lebih selamat daripada sistem pembumian kuasa pembumian neutral. Namun, jika bekalan kuasa digunakan untuk jarak jauh, kapasitansi saluran bekalan elektrik yang tersebar ke bumi tidak dapat diabaikan. Apabila kerosakan litar pintas atau kebocoran beban menyebabkan kes peranti menjadi hidup, arus kebocoran akan membentuk jalan melalui bumi dan alat pelindung tidak semestinya bertindak. Ini berbahaya. Hanya apabila jarak bekalan kuasa tidak terlalu lama, ia lebih selamat. Jenis bekalan kuasa ini jarang terdapat di tapak pembinaan.

Makna huruf I, T, N, C, S

1) Dalam simbol kaedah bekalan kuasa yang ditetapkan oleh Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa (IEC), huruf pertama mewakili hubungan antara sistem kuasa (kuasa) dan tanah. Sebagai contoh, T menunjukkan bahawa titik neutral dibumikan secara langsung; Saya menunjukkan bahawa bekalan kuasa diasingkan dari tanah atau satu titik bekalan kuasa disambungkan ke tanah melalui impedans tinggi (misalnya, 1000 Ω;) (I adalah huruf pertama dari perkataan Perancis Pengasingan kata "pengasingan").

2) Huruf kedua menunjukkan alat konduktif elektrik yang terkena tanah. Sebagai contoh, T bermaksud bahawa shell peranti dibumikan. Ia tidak mempunyai hubungan langsung dengan titik dasar lain dalam sistem. N bermaksud bahawa beban dilindungi oleh sifar.

3) Huruf ketiga menunjukkan gabungan garis sifar dan garis pelindung. Sebagai contoh, C menunjukkan bahawa garis neutral berfungsi dan garis perlindungan adalah satu, seperti TN-C; S menunjukkan bahawa garis neutral yang berfungsi dan garis perlindungan dipisahkan dengan ketat, jadi garis PE disebut sebagai garis perlindungan khusus, seperti TN-S.

Dalam rangkaian elektrik, sistem pembumian adalah langkah keselamatan yang melindungi nyawa manusia dan peralatan elektrik. Oleh kerana sistem pembumian berbeza dari satu negara ke negara, adalah penting untuk memiliki pemahaman yang baik mengenai pelbagai jenis sistem pembumian kerana kapasiti pemasangan PV global terus meningkat. Artikel ini bertujuan untuk meneroka sistem pembumian yang berbeza mengikut standard Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa (IEC) dan kesannya terhadap reka bentuk sistem pembumian untuk sistem PV yang Terhubung dengan Grid.

Tujuan Pembumian
Sistem pembumian memberikan fungsi keselamatan dengan memasangkan pemasangan elektrik dengan jalan impedans rendah untuk sebarang kerosakan pada rangkaian elektrik. Pembumian juga berfungsi sebagai titik rujukan sumber elektrik dan keselamatan berfungsi dengan betul.

Pembumian peralatan elektrik biasanya dicapai dengan memasukkan elektrod ke dalam jisim pepejal bumi dan menghubungkan elektrod ini ke peralatan menggunakan konduktor. Terdapat dua andaian yang boleh dibuat mengenai mana-mana sistem pembumian:

1. Potensi bumi bertindak sebagai rujukan statik (iaitu sifar volt) untuk sistem yang bersambung. Oleh itu, sebarang konduktor yang disambungkan ke elektrod pembumian juga akan mempunyai potensi rujukan tersebut.
2. Konduktor pembumian dan tiang bumi memberikan jalan rintangan rendah ke tanah.

Pembumian Pelindung
Pembumian pelindung adalah pemasangan konduktor pembumian yang diatur untuk mengurangkan kemungkinan kecederaan akibat kerosakan elektrik di dalam sistem. Sekiranya berlaku kerosakan, bahagian logam yang tidak dibawa semasa sistem seperti bingkai, pagar dan penutup dll boleh mencapai voltan tinggi berkenaan dengan bumi jika tidak dibumikan. Sekiranya seseorang bersentuhan dengan peralatan dalam keadaan seperti itu, mereka akan mendapat kejutan elektrik.

Sekiranya bahagian-bahagian logam disambungkan ke bumi pelindung, arus kerosakan akan mengalir melalui konduktor bumi dan dirasakan oleh alat keselamatan, yang kemudian mengasingkan litar dengan selamat.

Pembumian pelindung dapat dicapai dengan:

• Memasang sistem pembumian pelindung di mana bahagian-bahagian konduktif disambungkan ke sistem pembahagian yang dibumikan secara neutral melalui konduktor.
• Memasang alat pelindung arus bocor atau arus bocor bumi yang beroperasi untuk memutuskan bahagian pemasangan yang terjejas dalam masa yang ditentukan dan had voltan sentuhan.

Konduktor pembumian pelindung harus dapat membawa arus kerosakan yang mungkin untuk jangka masa yang sama atau lebih besar daripada masa operasi alat pelindung yang berkaitan.

Pembumian Berfungsi
Dalam pembumian fungsional, mana-mana bahagian hidup peralatan (sama ada '+' atau '-') boleh disambungkan ke sistem pembumian untuk tujuan menyediakan titik rujukan untuk membolehkan operasi yang betul. Konduktor tidak dirancang untuk menahan arus kerosakan. Sesuai dengan AS / NZS5033: 2014, pembumian fungsional hanya dibenarkan apabila terdapat pemisahan sederhana antara sisi DC dan AC (iaitu pengubah) di dalam penyongsang.

Jenis konfigurasi pembumian
Konfigurasi pembumian dapat disusun secara berbeza di sisi bekalan dan beban sambil mencapai hasil keseluruhan yang sama. Piawaian antarabangsa IEC 60364 (Pemasangan Elektrik untuk Bangunan) mengenal pasti tiga keluarga pembumian, yang ditentukan menggunakan pengecam dua huruf dari bentuk 'XY'. Dalam konteks sistem AC, 'X' menentukan konfigurasi konduktor neutral dan bumi di bahagian bekalan sistem (iaitu penjana / pengubah), dan 'Y' menentukan konfigurasi neutral / bumi di sisi beban sistem (iaitu papan suis utama dan beban yang disambungkan). 'X' dan 'Y' masing-masing dapat mengambil nilai berikut:

T - Bumi (dari bahasa Perancis 'Terre')
N - Neutral
Saya - Terpencil

Dan subset konfigurasi ini dapat ditentukan menggunakan nilai:
S - Berasingan
C - Gabungan

Menggunakan ini, tiga keluarga pembumian yang ditakrifkan dalam IEC 60364 adalah TN, di mana bekalan elektrik dibumikan dan beban pelanggan dibumikan melalui neutral, TT, di mana bekalan elektrik dan beban pelanggan dibumikan secara terpisah, dan IT, di mana hanya pelanggan yang memuat dibumikan.

Sistem pembumian TN
Titik tunggal di sisi sumber (biasanya titik rujukan neutral dalam sistem tiga fasa bersambung bintang) secara langsung dihubungkan ke bumi. Sebarang peralatan elektrik yang disambungkan ke sistem dibumikan melalui titik sambungan yang sama di sisi sumber. Jenis sistem pembumian ini memerlukan elektrod bumi secara berkala sepanjang pemasangan.

Keluarga TN mempunyai tiga subset, yang berbeza mengikut kaedah pengasingan / kombinasi bumi dan konduktor neutral.

TN-S: TN-S menerangkan susunan di mana konduktor berasingan untuk Bumi Pelindung (PE) dan Neutral dijalankan ke beban pengguna dari bekalan kuasa tapak (iaitu penjana atau pengubah). Konduktor PE dan N dipisahkan di hampir semua bahagian sistem dan hanya dihubungkan bersama pada bekalan itu sendiri. Pembumian jenis ini biasanya digunakan untuk pengguna besar yang mempunyai satu atau lebih transformer HV / LV khusus untuk pemasangannya, yang dipasang berdekatan dengan atau di dalam premis pelanggan.

Rajah 1 - Sistem TN-S

TN-C: TN-C menerangkan susunan di mana gabungan Pelindung Bumi-Neutral (PEN) disambungkan ke bumi di sumbernya. Pembumian jenis ini tidak biasa digunakan di Australia kerana risiko yang berkaitan dengan kebakaran di persekitaran berbahaya dan disebabkan oleh adanya arus harmonik menjadikannya tidak sesuai untuk peralatan elektronik. Sebagai tambahan, sesuai IEC 60364-4-41 - (Perlindungan untuk keselamatan- Perlindungan terhadap kejutan listrik), RCD tidak dapat digunakan dalam sistem TN-C.

Rajah 2 - Sistem TN-C

TN-CS: TN-CS menunjukkan penyediaan di mana sisi bekalan sistem menggunakan konduktor PEN gabungan untuk pembumian, dan sisi beban sistem menggunakan konduktor yang berasingan untuk PE dan N. Jenis pembumian ini digunakan dalam sistem pengedaran di Australia dan New Zealand dan sering disebut sebagai neutral bumi (MEN). Untuk pelanggan LV, sistem TN-C dipasang di antara pengubah tapak dan premis, (netral dibumikan berkali-kali di sepanjang segmen ini), dan sistem TN-S digunakan di dalam harta itu sendiri (dari hilir Papan Suis Utama di hilir ). Apabila mempertimbangkan sistem secara keseluruhan, ia dianggap sebagai TN-CS.

Rajah 3 - Sistem TN-CS

Sebagai tambahan, sesuai IEC 60364-4-41 - (Perlindungan untuk keselamatan- Perlindungan terhadap kejutan listrik), di mana RCD digunakan dalam sistem TN-CS, konduktor PEN tidak dapat digunakan di sisi beban. Sambungan konduktor pelindung ke konduktor PEN harus dibuat di sisi sumber RCD.

Sistem pembumian TT
Dengan konfigurasi TT, pengguna menggunakan sambungan bumi mereka sendiri di dalam premis, yang tidak bergantung pada sambungan bumi di sisi sumber. Pembumian jenis ini biasanya digunakan dalam keadaan di mana penyedia perkhidmatan rangkaian pengedaran (DNSP) tidak dapat menjamin sambungan voltan rendah kembali ke bekalan kuasa. Pembumian TT adalah biasa di Australia sebelum tahun 1980 dan masih digunakan di beberapa tempat di negara ini.

Dengan sistem pembumian TT, RCD diperlukan pada semua litar kuasa AC untuk perlindungan yang sesuai.

Sesuai IEC 60364-4-41, semua bahagian konduktif yang terdedah yang dilindungi secara kolektif oleh alat pelindung yang sama harus dihubungkan oleh konduktor pelindung ke elektrod bumi yang umum untuk semua bahagian tersebut.

Rajah 4 - Sistem TT

Sistem pembumian IT
Dalam pengaturan pembumian IT, tidak ada pembumian pada bekalan, atau dilakukan melalui sambungan impedans tinggi. Pembumian jenis ini tidak digunakan untuk rangkaian pengedaran tetapi sering digunakan di pencawang dan untuk sistem pembangkit yang dibekalkan secara bebas. Sistem ini mampu memberikan kesinambungan bekalan yang baik semasa operasi.

Rajah 5 - Sistem IT

Implikasi untuk pembumian sistem PV
Jenis sistem pembumian yang digunakan di mana-mana negara akan menentukan jenis reka bentuk sistem pembumian yang diperlukan untuk sistem PV Bersambung Grid; Sistem PV diperlakukan sebagai penjana (atau litar sumber) dan perlu dibumikan seperti itu.
Contohnya, negara yang menggunakan penggunaan susunan pembumian jenis TT akan memerlukan lubang pembumian yang terpisah untuk kedua sisi DC dan AC kerana pengaturan pembumian. Sebagai perbandingan, di negara di mana susunan pembumian jenis TN-CS digunakan, hanya menghubungkan sistem PV ke bar pembumian utama di papan suis sudah cukup untuk memenuhi keperluan sistem pembumian.

Pelbagai sistem pembumian wujud di seluruh dunia dan pemahaman yang baik mengenai konfigurasi pembumian yang berlainan memastikan sistem PV dibumikan dengan betul.