Strømforsyningssystem (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

Det grunnleggende strømforsyningssystemet som brukes i strømforsyningen til byggeprosjekter er trefaset tre-leder og tre-faset firetrådssystem osv., Men konnotasjonen av disse vilkårene er ikke veldig streng. Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen (IEC) har gjort ensartede bestemmelser for dette, og det kalles TT-system, TN-system og IT-system. Hvilket TN-system er delt inn i TN-C, TN-S, TN-CS-system. Følgende er en kort introduksjon til forskjellige strømforsyningssystemer.

strømforsyningssystem

I henhold til de forskjellige beskyttelsesmetodene og terminologiene definert av IEC, er spenningsdistribusjonssystemer med lav spenning delt inn i tre typer i henhold til de forskjellige jordingsmetodene, nemlig TT, TN og IT-systemer, og er beskrevet som følger.

TN-C strømforsyningssystem

TN-C-modus strømforsyningssystem bruker den nøytrale linjen som fungerer som null-kryssende beskyttelseslinje, som kan kalles beskyttelsesnøytral linje og kan representeres av PEN.

TN-CS strømforsyningssystem

For den midlertidige strømforsyningen til TN-CS-systemet, hvis den fremre delen drives av TN-C-metoden, og konstruksjonskoden angir at byggeplassen må bruke TN-S-strømforsyningssystemet, kan den totale fordelingsboksen være delt på den bakre delen av systemet. Utenfor PE-linjen er funksjonene til TN-CS-systemet som følger.

1) Arbeidende nullinje N er koblet til den spesielle beskyttelseslinjen PE. Når ledningens ubalanserte strøm er stor, påvirkes nullbeskyttelsen av det elektriske utstyret av nullinjepotensialet. TN-CS-systemet kan redusere spenningen til motorhuset til bakken, men det kan ikke eliminere denne spenningen helt. Størrelsen på denne spenningen avhenger av lastens ubalanse i ledningene og lengden på denne linjen. Jo mer ubalansert belastning og jo lengre ledninger, jo større er spenningsforskyvningen til enhetens hus til jord. Derfor kreves det at belastningsubalansestrømmen ikke skal være for stor, og at PE-ledningen skal jordes gjentatte ganger.

2) PE-ledningen kan ikke komme inn i lekkasjebeskytteren under noen omstendigheter, fordi lekkasjebeskytteren ved enden av linjen vil føre til at frontlekkasjebeskytteren utløses og forårsaker et storstilt strømbrudd.

3) I tillegg til at PE-ledningen må være koblet til N-linjen i den generelle boksen, må ikke N-linjen og PE-linjen kobles til i andre rom. Ingen brytere og sikringer skal installeres på PE-ledningen, og ingen jord skal brukes som PE. linje.

Gjennom analysen ovenfor blir TN-CS strømforsyningssystem midlertidig modifisert på TN-C-systemet. Når den trefasede krafttransformatoren er i god arbeidsforhold og trefasebelastningen er relativt balansert, er effekten av TN-CS-systemet i konstruksjonselektrisk bruk fremdeles mulig. Imidlertid, i tilfelle ubalanserte trefasebelastninger og en dedikert strømtransformator på byggeplassen, må TN-S-strømforsyningssystemet brukes.

TN-S strømforsyningssystem

TN-S-modus strømforsyningssystem er et strømforsyningssystem som skiller arbeidsnøytral N strengt fra den dedikerte beskyttelseslinjen PE. Det kalles TN-S strømforsyningssystem. Egenskapene til TN-S strømforsyningssystem er som følger.

1) Når systemet kjører normalt, er det ingen strøm på den dedikerte beskyttelseslinjen, men det er ubalansert strøm på den fungerende nullinjen. Det er ingen spenning på PE-ledningen til bakken, så nullbeskyttelsen til metallskallet på det elektriske utstyret er koblet til den spesielle beskyttelsesledningen PE, som er trygg og pålitelig.

2) Arbeidsnøytral ledning brukes bare som enfaset belysningslastekrets.

3) Den spesielle beskyttelsesledningen PE har ikke lov til å bryte linjen, og den kan heller ikke komme inn i lekkasjebryteren.

4) Hvis jordlekkasjebeskyttelsen brukes på L-linjen, må ikke arbeidsledningslinjen jordes gjentatte ganger, og PE-linjen har gjentatt jording, men den passerer ikke gjennom jordlekkasjebeskyttelsen, slik at lekkasjebeskyttelsen også kan installeres på TN-S-systemets strømforsyning L-linje.

5) TN-S strømforsyningssystem er trygt og pålitelig, egnet for lavspente strømforsyningssystemer som industrielle og sivile bygninger. TN-S strømforsyningssystemet må brukes før byggearbeidene begynner.

TT strømforsyningssystem

TT-metoden refererer til et beskyttelsessystem som direkte begrunner metallhuset til en elektrisk enhet, som kalles et beskyttende jordingssystem, også kalt et TT-system. Det første symbolet T indikerer at det nøytrale punktet til kraftsystemet er direkte jordet; det andre symbolet T indikerer at den ledende delen av lastenheten som ikke utsettes for den levende kroppen er direkte koblet til bakken, uavhengig av hvordan systemet er jordet. All jording av lasten i TT-systemet kalles beskyttende jording. Egenskapene til dette strømforsyningssystemet er som følger.

1) Når metallskallet på det elektriske utstyret er ladet (faselinjen berører skallet eller isolasjonen på utstyret er skadet og lekker), kan jordingsbeskyttelsen i stor grad redusere risikoen for elektrisk støt. Lavspenningsbrytere (automatiske brytere) utløses imidlertid ikke nødvendigvis, noe som fører til at jordlekkaspenningen til lekkasjeanordningen er høyere enn sikker spenning, som er en farlig spenning.

2) Når lekkasjestrømmen er relativt liten, er det ikke sikkert at en sikring kan blåse. Derfor kreves det også en lekkasjebeskytter for beskyttelse. Derfor er TT-systemet vanskelig å popularisere.

3) Jordingsenheten til TT-systemet bruker mye stål, og det er vanskelig å resirkulere, tid og materialer.

For tiden bruker noen konstruksjonsenheter TT-systemet. Når konstruksjonsenheten låner strømforsyningen for midlertidig bruk av elektrisitet, brukes en spesiell beskyttelseslinje for å redusere mengden stål som brukes til jording.

Skill den nylig tilførte spesielle beskyttelseslinjen PE-linjen fra den fungerende nullinjen N, som er preget av:

1 Det er ingen elektrisk forbindelse mellom den felles jordledningen og den nøytrale ledningen.

2 I normal drift kan den fungerende nulllinjen ha strøm, og den spesielle beskyttelseslinjen har ikke strøm;

3 TT-systemet er egnet for steder der bakkebeskyttelsen er veldig spredt.

TN strømforsyningssystem

TN-modus strømforsyningssystem Denne typen strømforsyningssystem er et beskyttelsessystem som kobler metallhuset til det elektriske utstyret med den nøytrale ledningen som fungerer. Det kalles nullbeskyttelsessystemet og det er representert av TN. Funksjonene er som følger.

1) Når enheten er aktivert, kan nullkryssingsbeskyttelsessystemet øke lekkasjestrømmen til en kortslutningsstrøm. Denne strømmen er 5.3 ganger større enn den for TT-systemet. Egentlig er det en enfaset kortslutningsfeil, og sikringen på sikringen vil blåse. Utløserenheten til lavspenningsbryteren vil øyeblikkelig utløses og utløses, noe som gjør den defekte enheten slått av og sikrere.

2) TN-systemet sparer materiale og arbeidstid og brukes mye i mange land og land i Kina. Det viser at TT-systemet har mange fordeler. I TN-modus strømforsyningssystem er den delt inn i TN-C og TN-S i henhold til om beskyttelsesnullinjen er skilt fra den fungerende nullinjen.

virkemåte:

I TN-systemet er de eksponerte ledende delene av alt elektrisk utstyr koblet til beskyttelsesledningen og koblet til strømforsyningens jordpunkt. Dette bakkepunktet er vanligvis det nøytrale punktet i kraftfordelingssystemet. Kraftsystemet til TN-systemet har ett punkt som er direkte jordet. Den eksponerte elektrisk ledende delen av den elektriske enheten er koblet til dette punktet gjennom en beskyttende leder. TN-systemet er vanligvis et nøytralt jordet trefaset nettsystem. Karakteristikken er at den eksponerte ledende delen av det elektriske utstyret er direkte koblet til systemets jordingspunkt. Når det oppstår kortslutning, er kortslutningsstrømmen en lukket sløyfe dannet av metalltråden. En metallisk enfaset kortslutning dannes, noe som resulterer i en tilstrekkelig stor kortslutningsstrøm for at beskyttelsesanordningen skal fungere pålitelig for å fjerne feilen. Hvis arbeidsnøytral ledning (N) er jordet gjentatte ganger, når saken er kortsluttet, kan en del av strømmen viderekobles til det gjentatte jordingspunktet, noe som kan føre til at beskyttelsesanordningen ikke fungerer pålitelig eller for å unngå feilen, og utvider dermed feilen. I TN-systemet, det vil si det trefasede fem-ledersystemet, N-linjen og PE-linjen legges separat og isoleres fra hverandre, og PE-ledningen er koblet til huset til den elektriske enheten i stedet for N-linjen. Derfor er det viktigste vi bryr oss om potensialet til PE-ledningen, ikke potensialet til N-ledningen, så gjentatt jording i et TN-S-system er ikke en gjentatt jording av N-ledningen. Hvis PE-linjen og N-linjen er jordet sammen, fordi PE-linjen og N-linjen er koblet til det gjentatte jordingspunktet, har linjen mellom det gjentatte jordingspunktet og arbeidsjordpunktet til distribusjonstransformatoren ingen forskjell mellom PE-linjen og N-linjen. Den opprinnelige linjen er N-linjen. Den nøytrale strømmen som antas deles av N-linjen og PE-linjen, og en del av strømmen shuntes gjennom det gjentatte jordingspunktet. Fordi det kan anses at det ikke er noen PE-linje på forsiden av det gjentatte jordingspunktet, bare PEN-linjen som består av den opprinnelige PE-linjen og N-linjen parallelt, vil fordelene med det opprinnelige TN-S-systemet gå tapt. så PE-linjen og N-linjen kan ikke være vanlig jording. På grunn av ovennevnte årsaker er det tydelig angitt i de relevante forskriftene at den nøytrale ledningen (dvs. N-ledningen) ikke skal jordes gjentatte ganger med unntak av strømforsyningens nøytrale punkt.

IT-system

IT-modus strømforsyningssystem I indikerer at strømforsyningssiden ikke har noen arbeidsplass, eller er jordet med høy impedans. Den andre bokstaven T indikerer at lastesiden er utstyrt med jord.

IT-modus strømforsyningssystem har høy pålitelighet og god sikkerhet når strømforsyningsavstanden ikke er lang. Den brukes vanligvis på steder der ingen strømavbrudd er tillatt, eller steder der det kreves streng kontinuerlig strømforsyning, som for eksempel stålkraftverk, operasjonsrom på store sykehus og underjordiske gruver. Strømforsyningsforholdene i underjordiske gruver er relativt dårlige, og kablene er utsatt for fuktighet. Selv om det nøytrale punktet på strømforsyningen ikke er jordet, bruker det IT-drevne systemet den relative jordlekkasjestrømmen når enheten lekker, og vil ikke skade balansen mellom strømforsyningsspenningen. Derfor er det tryggere enn strømforsyningens nøytrale jordingssystem. Imidlertid, hvis strømforsyningen brukes over lang avstand, kan den distribuerte kapasitansen til strømforsyningslinjen til jorden ikke ignoreres. Når en kortslutningsfeil eller lekkasje av lasten får enheten til å bli strøm, vil lekkasjestrømmen danne en sti gjennom jorden, og beskyttelsesanordningen vil ikke nødvendigvis virke. Dette er farlig. Bare når strømforsyningsavstanden ikke er for lang, er den tryggere. Denne typen strømforsyning er sjelden på byggeplassen.

Betydningen av bokstavene I, T, N, C, S

1) I symbolet på strømforsyningsmetoden som er fastsatt av Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen (IEC), representerer første bokstav forholdet mellom strømforsyningssystemet og bakken. For eksempel indikerer T at nøytralpunktet er direkte jordet; Jeg indikerer at strømforsyningen er isolert fra bakken eller at ett punkt på strømforsyningen er koblet til bakken via en høy impedans (for eksempel 1000 Ω;) (I er første bokstav i det franske ordet Isolering av ordet "isolering").

2) Den andre bokstaven angir den elektrisk ledende enheten som er utsatt for bakken. For eksempel betyr T at enhetens skall er jordet. Det har ingen direkte sammenheng med noe annet jordingspunkt i systemet. N betyr at lasten er beskyttet med null.

3) Den tredje bokstaven angir kombinasjonen av arbeids null og beskyttende linje. For eksempel indikerer C at den fungerende nøytrale linjen og beskyttelseslinjen er en, slik som TN-C; S indikerer at arbeidsnøytral linjen og beskyttelseslinjen er strengt skilt, så PE-linjen kalles en dedikert beskyttelseslinje, for eksempel TN-S.

I et elektrisk nettverk er et jordingssystem et sikkerhetstiltak som beskytter menneskeliv og elektrisk utstyr. Siden jordingssystemer er forskjellige fra land til land, er det viktig å ha god forståelse for de forskjellige typene jordingssystemer ettersom den globale installerte kapasiteten på PV fortsetter å øke. Denne artikkelen tar sikte på å utforske de forskjellige jordingssystemene i henhold til International Electrotechnical Commission (IEC) -standarden og deres innvirkning på jordingssystemdesignet for Grid-Connected PV-systemer.

Formålet med jording
Jordingssystemer gir sikkerhetsfunksjoner ved å forsyne den elektriske installasjonen med en lavimpedansbane for eventuelle feil i det elektriske nettverket. Jording fungerer også som et referansepunkt for at den elektriske kilden og sikkerhetsinnretningene fungerer korrekt.

Jording av elektrisk utstyr oppnås vanligvis ved å sette inn en elektrode i en solid jordmasse og koble denne elektroden til utstyret ved hjelp av en leder. Det er to antagelser som kan gjøres om ethvert jordingssystem:

1. Jordpotensialer fungerer som en statisk referanse (dvs. null volt) for tilkoblede systemer. Som sådan vil enhver leder som er koblet til jordelektroden også ha dette referansepotensialet.
2. Jordledere og jordstangen gir en motstandsvei til bakken.

Beskyttende jording
Beskyttende jording er installasjon av jordledere som er arrangert for å redusere sannsynligheten for skade på grunn av elektrisk feil i systemet. I tilfelle en feil kan de ikke-strømførende metalldelene i systemet som rammer, gjerder og innkapslinger etc. oppnå høy spenning i forhold til jord hvis de ikke er jordet. Hvis en person tar kontakt med utstyret under slike forhold, vil de få elektrisk støt.

Hvis metalldelene er koblet til den beskyttende jorden, vil feilstrømmen strømme gjennom jordlederen og bli registrert av sikkerhetsinnretninger, som deretter trygt isolerer kretsen.

Beskyttende jording kan oppnås ved:

• Installere et beskyttende jordingssystem der ledende deler er koblet til jordet nøytral i distribusjonssystemet via ledere.
• Installere beskyttelsesanordninger for overstrøm eller jordlekkasje som fungerer for å koble fra den berørte delen av installasjonen innen spesifisert tids- og berøringsspenningsgrense.

Den beskyttende jordlederen skal kunne bære den potensielle feilstrømmen i en varighet som er lik eller større enn driftstiden til den tilhørende beskyttelsesanordningen.

Funksjonell jordforbindelse
I funksjonell jording kan hvilken som helst av de strømførende delene av utstyret (enten '+' eller '-') kobles til jordingssystemet for å gi et referansepunkt for å muliggjøre riktig drift. Ledere er ikke konstruert for å tåle feilstrømmer. I samsvar med AS / NZS5033: 2014 er funksjonell jording kun tillatt når det er en enkel separasjon mellom DC- og AC-siden (dvs. en transformator) i omformeren.

Typer av jordingskonfigurasjon
Jordingskonfigurasjoner kan ordnes forskjellig på forsynings- og lastesiden mens de oppnår samme generelle resultat. Den internasjonale standarden IEC 60364 (Electrical Installations for Buildings) identifiserer tre familier av jording, definert ved hjelp av en to-bokstavsidentifikator av skjemaet 'XY'. I sammenheng med vekselstrømssystemer definerer 'X' konfigurasjonen av nøytrale og jordledere på forsyningssiden av systemet (dvs. generator / transformator), og 'Y' definerer nøytral / jordkonfigurasjonen på systemets lasteside (dvs. hovedtavle og tilkoblede laster). 'X' og 'Y' kan ha følgende verdier:

T - Earth (fra fransk 'Terre')
N - nøytral
Jeg - Isolert

Og delmengder av disse konfigurasjonene kan defineres ved hjelp av verdiene:
S - Separat
C - kombinert

Ved hjelp av disse er de tre jordingsfamiliene definert i IEC 60364 TN, der strømforsyningen er jordet og kundelastene jordes via nøytral, TT, der strømforsyningen og kundelastene er jordet separat, og IT, der kun kunden laster er jordet.

TN-jordingssystem
Et enkelt punkt på kildesiden (vanligvis det nøytrale referansepunktet i et stjernekoblet trefasesystem) er direkte koblet til jorden. Alt elektrisk utstyr som er koblet til systemet, er jordet via samme tilkoblingspunkt på kildesiden. Denne typen jordingssystemer krever jordelektroder med jevne mellomrom gjennom hele installasjonen.

TN-familien har tre undergrupper, som varierer etter metode for segregering / kombinasjon av jord og nøytrale ledere.

TN-S: TN-S beskriver en ordning der separate ledere for Protective Earth (PE) og Neutral kjøres til forbrukerbelastninger fra strømforsyningen til et sted (dvs. generator eller transformator). PE- og N-lederne er atskilt i nesten alle deler av systemet og er bare koblet sammen ved selve forsyningen. Denne typen jording brukes vanligvis til store forbrukere som har en eller flere HV / LV-transformatorer dedikert til installasjonen, som er installert ved siden av eller innenfor kundens lokaler.

Fig 1 - TN-S System

TN-C: TN-C beskriver et arrangement hvor en kombinert Protective Earth-Neutral (PEN) er koblet til jorden ved kilden. Denne typen jording brukes ikke ofte i Australia på grunn av risikoen forbundet med brann i farlige omgivelser og på grunn av tilstedeværelsen av harmoniske strømmer som gjør den uegnet for elektronisk utstyr. I tillegg, i henhold til IEC 60364-4-41 - (Beskyttelse for sikkerhet- Beskyttelse mot elektrisk støt), kan en RCD ikke brukes i et TN-C-system.

Fig 2 - TN-C-system

TN-CS: TN-CS betegner et oppsett der forsyningssiden av systemet bruker en kombinert PEN-leder for jording, og belastningssiden av systemet bruker en separat leder for PE og N. Denne typen jording brukes i distribusjonssystemer i både Australia og New Zealand og blir ofte referert til som flere jordnøytrale (MEN). For en LV-kunde installeres et TN-C-system mellom stedstransformatoren og lokalet (nøytralen er jordet flere ganger langs dette segmentet), og et TN-S-system brukes inne i selve eiendommen (fra hovedtavlen nedstrøms ). Når man vurderer systemet som helhet, blir det behandlet som TN-CS.

Fig 3 - TN-CS-system

I tillegg, i henhold til IEC 60364-4-41 - (Beskyttelse for sikkerhet- Beskyttelse mot elektrisk støt), der en RCD brukes i et TN-CS-system, kan en PEN-leder ikke brukes på lastesiden. Tilkoblingen av beskyttelseslederen til PEN-lederen må skje på kildesiden av RCD.

TT jordingssystem
Med en TT-konfigurasjon benytter forbrukerne sin egen jordforbindelse i lokalene, som er uavhengig av jordforbindelse på kildesiden. Denne typen jording brukes vanligvis i situasjoner der en distribusjonsnettleverandør (DNSP) ikke kan garantere en lavspent tilkobling til strømforsyningen. TT-jording var vanlig i Australia før 1980 og brukes fortsatt i noen deler av landet.

Med TT-jordingssystemene er det nødvendig med en jordfeilbryter på alle vekselstrømskretser for passende beskyttelse.

I henhold til IEC 60364-4-41 skal alle eksponerte ledende deler som er kollektivt beskyttet av samme beskyttelsesanordning, være koblet av beskyttelsesledere til en jordelektrode som er felles for alle disse delene.

Fig 4 - TT-system

IT-jordingssystem
I et IT-jordingsarrangement er det enten ingen jording ved forsyningen, eller det gjøres via en høyimpedansforbindelse. Denne typen jording brukes ikke til distribusjonsnettverk, men brukes ofte i nettstasjoner og for uavhengige generatorforsynte systemer. Disse systemene er i stand til å tilby god kontinuitet i leveransen under drift.

Fig 5 - IT-system

Implikasjoner for jording av solcelleanlegg
Typen av jordingssystem som brukes i ethvert land, vil diktere hvilken type jordingssystemdesign som kreves for Grid-Connected PV-systemer; Solcelleanlegg behandles som en generator (eller en kildekrets) og må jordes som sådan.
For eksempel vil land som benytter bruk av et jordingsarrangement av typen TT, kreve en separat jordingsgrop for både DC- og AC-sider på grunn av jordingsarrangementet. Til sammenligning, i et land der TN-CS-type jording brukes, er det bare å koble PV-systemet til hovedjordstangen i sentralbordet nok til å oppfylle kravene til jordingssystemet.

Det finnes forskjellige jordingssystemer over hele verden, og en god forståelse av de forskjellige jordingskonfigurasjonene sørger for at PV-anlegg blir jordet riktig.