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

Det grundläggande strömförsörjningssystemet som används i strömförsörjningen för byggprojekt är trefas tretråds och trefas fyrtrådssystem etc, men konnotationen av dessa termer är inte särskilt strikt. International Electrotechnical Commission (IEC) har gjort enhetliga bestämmelser för detta, och det kallas TT-system, TN-system och IT-system. Vilket TN-system är uppdelat i TN-C, TN-S, TN-CS-system. Följande är en kort introduktion till olika strömförsörjningssystem.

strömförsörjningssystem

Enligt de olika skyddsmetoderna och terminologierna som definieras av IEC delas lågspänningseffektfördelningssystem upp i tre typer enligt de olika jordningsmetoderna, nämligen TT, TN och IT-system, och beskrivs enligt följande.

TN-C strömförsörjningssystem

TN-C-strömförsörjningssystemet använder den fungerande neutrallinjen som nollövergångsskyddslinje, som kan kallas skyddsneutral linje och kan representeras av PEN.

TN-CS strömförsörjningssystem

För den tillfälliga strömförsörjningen av TN-CS-systemet, om den främre delen drivs med TN-C-metoden och konstruktionskoden anger att byggarbetsplatsen måste använda TN-S-nätaggregatet, kan den totala fördelningsboxen delad på systemets bakre del. Utanför PE-linjen är funktionerna i TN-CS-systemet följande.

1) Arbetande nollinje N är ansluten till den speciella skyddsledningen PE. När ledningens obalanserade ström är stor påverkas nollskyddet av den elektriska utrustningen av nollinjspotentialen. TN-CS-systemet kan reducera motorhusets spänning till marken, men det kan inte helt eliminera denna spänning. Storleken på denna spänning beror på belastningsobalansen i ledningarna och längden på denna linje. Ju mer obalanserad belastning och ju längre ledningar, desto större spänningsförskjutning av enhetens hus till jord. Därför krävs det att belastningsobalansströmmen inte ska vara för stor och att PE-ledningen ska jordas upprepade gånger.

2) PE-ledningen kan inte komma in i läckageskyddet under några omständigheter, eftersom läckageskyddet i slutet av ledningen kommer att orsaka att det främre läckageskyddet löser ut och orsakar ett storskaligt strömavbrott.

3) Förutom att PE-ledningen måste anslutas till N-linjen i den allmänna rutan, måste N-linjen och PE-ledningen inte anslutas i andra fack. Inga brytare och säkringar ska installeras på PE-ledningen och ingen jord får användas som PE. linje.

Genom ovanstående analys ändras TN-CS strömförsörjningssystem tillfälligt i TN-C-systemet. När trefasströmstransformatorn är i bra arbetsmiljöförhållande och trefasbelastningen är relativt balanserad, är effekten av TN-CS-systemet vid elanvändning fortfarande möjlig. Vid obalanserade trefasbelastningar och en dedikerad effekttransformator på byggarbetsplatsen måste TN-S-nätaggregatet användas.

TN-S strömförsörjningssystem

TN-S-strömförsörjningssystemet är ett strömförsörjningssystem som strikt separerar arbetsneutral N från den dedikerade skyddslinjen PE. Det kallas TN-S strömförsörjningssystem. Egenskaperna hos TN-S strömförsörjningssystem är följande.

1) När systemet körs normalt finns det ingen ström på den dedikerade skyddsledningen, men det finns obalanserad ström på den fungerande nollinjen. Det finns ingen spänning på PE-ledningen till marken, så nollskyddet av metallskalet på den elektriska utrustningen är anslutet till den speciella skyddsledningen PE, som är säker och pålitlig.

2) Den fungerande neutrala linjen används endast som enfasbelysningskrets.

3) Den speciella skyddsledningen PE får inte bryta ledningen och den kan inte heller komma in i läckageomkopplaren.

4) Om jordläckageskyddet används på L-linjen får den fungerande nollinjen inte jordas upprepade gånger och PE-linjen har upprepad jordning, men den passerar inte genom jordläckageskyddet, så läckageskyddet kan också installeras på TN-S-systemets strömförsörjningsledning L.

5) TN-S strömförsörjningssystem är säkert och pålitligt, lämpligt för lågspänningsförsörjningssystem som industriella och civila byggnader. TN-S-nätaggregatet måste användas innan byggnadsarbeten påbörjas.

TT strömförsörjningssystem

TT-metoden hänvisar till ett skyddssystem som direkt jordar metallhöljet i en elektrisk anordning, som kallas ett skyddande jordningssystem, även kallat ett TT-system. Den första symbolen T indikerar att kraftsystemets neutrala punkt är direkt jordad; den andra symbolen T indikerar att den ledande delen av lastanordningen som inte utsätts för den levande kroppen är direkt ansluten till marken, oavsett hur systemet är jordat. All jordning av lasten i TT-systemet kallas skyddsjordning. Egenskaperna hos detta strömförsörjningssystem är som följer.

1) När metallhöljet på den elektriska utrustningen laddas (fasledningen berör skalet eller isoleringen på utrustningen är skadad och läcker) kan jordningsskyddet kraftigt minska risken för elchock. Lågspänningsbrytare (automatiska brytare) utlöses dock inte nödvändigtvis, vilket orsakar att läckageanordningens jordläckagespänning är högre än den säkra spänningen, vilket är en farlig spänning.

2) När läckströmmen är relativt liten kan till och med en säkring inte blåsa. Därför krävs också ett läckageskydd för skydd. Därför är TT-systemet svårt att popularisera.

3) Jordningssystemet i TT-systemet förbrukar mycket stål och det är svårt att återvinna, tid och material.

För närvarande använder vissa byggenheter TT-systemet. När byggenheten lånar sin strömförsörjning för tillfällig användning av el används en speciell skyddslinje för att minska mängden stål som används till jordningsanordningen.

Separera den nyligen tillagda specialskyddslinjen PE-linjen från den fungerande nollinjen N, som kännetecknas av:

1 Det finns ingen elektrisk anslutning mellan den gemensamma jordningslinjen och den neutrala ledningen.

2 I normal drift kan den fungerande nollinjen ha ström och den speciella skyddslinjen har ingen ström.

3 TT-systemet är lämpligt för platser där markskyddet är mycket utspritt.

TN-strömförsörjningssystem

TN-läge strömförsörjningssystem Denna typ av strömförsörjningssystem är ett skyddssystem som ansluter metallhöljet på den elektriska utrustningen med den fungerande neutrala ledningen. Det kallas nollskyddssystemet och det representeras av TN. Dess funktioner är som följer.

1) När enheten är strömförande kan nollkorsningsskyddssystemet öka läckströmmen till en kortslutningsström. Denna ström är 5.3 gånger större än TT-systemets. Egentligen är det ett enfas kortslutningsfel och säkringens säkring kommer att gå. Utlösningsenheten för lågspänningsbrytaren utlöses omedelbart och utlöses, vilket gör den defekta enheten avstängd och säkrare.

2) TN-systemet sparar material och arbetstid och används ofta i många länder och länder i Kina. Det visar att TT-systemet har många fördelar. I TN-läge strömförsörjningssystem är det uppdelat i TN-C och TN-S beroende på om skyddsnollinjen är separerad från den fungerande nollinjen.

arbetssätt:

I TN-systemet är de exponerade ledande delarna av all elektrisk utrustning ansluten till skyddsledningen och ansluten till strömförsörjningens jordpunkt. Denna grundpunkt är vanligtvis den neutrala punkten i kraftfördelningssystemet. TN-systemets kraftsystem har en punkt som är direkt jordad. Den exponerade elektriskt ledande delen av den elektriska anordningen är ansluten till denna punkt genom en skyddsledare. TN-systemet är vanligtvis ett neutralt jordat trefasnät. Dess kännetecken är att den exponerade ledande delen av den elektriska utrustningen är direkt ansluten till systemets jordningspunkt. När en kortslutning uppstår är kortslutningsströmmen en sluten slinga som bildas av metalltråden. En enfas metallisk kortslutning bildas, vilket resulterar i en tillräckligt stor kortslutningsström för att skyddsanordningen ska fungera pålitligt för att avlägsna felet. Om den funktionsneutrala linjen (N) jordas upprepade gånger, när höljet är kortslutet, kan en del av strömmen avledas till den upprepade jordningspunkten, vilket kan orsaka att skyddsanordningen inte fungerar tillförlitligt eller undviker felet, därigenom utvidga felet. I TN-systemet, det vill säga, det trefasiga femtrådssystemet, N-linjen och PE-linjen läggs separat och isoleras från varandra, och PE-ledningen är ansluten till den elektriska anordningens hus istället för N-linjen. Därför är det viktigaste vi bryr oss om PE-ledningens potential, inte potentialen för N-ledningen, så upprepad jordning i ett TN-S-system är inte en upprepad jordning av N-ledningen. Om PE-linjen och N-linjen är jordade tillsammans, eftersom PE-linjen och N-linjen är anslutna vid den upprepade jordningspunkten, har linjen mellan den upprepade jordningspunkten och arbetsmarkpunkten för distributionstransformatorn ingen skillnad mellan PE-ledningen och N-linjen. Den ursprungliga linjen är N-linjen. Den neutrala strömmen som antas delas av N-linjen och PE-linjen, och en del av strömmen shuntas genom den upprepade jordningspunkten. Eftersom det kan anses att det inte finns någon PE-linje på framsidan av den upprepade jordningspunkten, bara PEN-linjen som består av den ursprungliga PE-linjen och N-linjen parallellt, kommer fördelarna med det ursprungliga TN-S-systemet att gå förlorade, så PE-linjen och N-linjen kan inte vara gemensamma. Av ovanstående skäl står det tydligt i relevanta föreskrifter att den neutrala ledningen (dvs. N-linjen) inte ska jordas upprepade gånger förutom den neutrala punkten för strömförsörjningen.

IT-system

IT-läge strömförsörjningssystem I indikerar att strömförsörjningssidan inte har någon arbetsplats eller är jordad med hög impedans. Den andra bokstaven T indikerar att den elektriska utrustningen på lasten är jordad.

Strömförsörjningssystemet för IT-läge har hög tillförlitlighet och god säkerhet när strömförsörjningsavståndet inte är långt. Det används vanligtvis på platser där ingen strömavbrott är tillåtet, eller platser där strikt kontinuerlig strömförsörjning krävs, såsom stålkraftverk, operationsrum på stora sjukhus och underjordiska gruvor. Strömförsörjningsförhållandena i underjordiska gruvor är relativt dåliga och kablarna är känsliga för fukt. Även om strömförsörjningens neutrala punkt inte är jordad, när enheten läcker, är den relativa jordläckströmmen fortfarande liten och kommer inte att skada balansen mellan strömförsörjningsspänningen. Därför är det säkrare än strömförsörjningens neutrala jordningssystem. Men om strömförsörjningen används på ett långt avstånd kan den distribuerade kapacitansen hos strömförsörjningsledningen till jorden inte ignoreras. När ett kortslutningsfel eller läckage av lasten gör att enhetens hölje blir strömförande kommer läckströmmen att bilda en väg genom jorden och skyddsanordningen kommer inte nödvändigtvis att fungera. Detta är farligt. Först när strömförsörjningsavståndet inte är för långt är det säkrare. Denna typ av strömförsörjning är sällsynt på byggarbetsplatsen.

Betydelsen av bokstäverna I, T, N, C, S

1) I symbolen för den strömförsörjningsmetod som föreskrivs av International Electrotechnical Commission (IEC), representerar den första bokstaven förhållandet mellan kraften (kraft) och marken. Till exempel indikerar T att den neutrala punkten är direkt jordad; I indikerar att strömförsörjningen är isolerad från marken eller att en punkt av strömförsörjningen är ansluten till marken via en hög impedans (till exempel 1000 Ω;) (I är den första bokstaven i det franska ordet Isolering av ordet "isolering").

2) Den andra bokstaven anger den elektriskt ledande anordningen som är utsatt för marken. Till exempel betyder T att enhetens skal är jordat. Det har ingen direkt relation till någon annan jordningspunkt i systemet. N betyder att lasten skyddas av noll.

3) Den tredje bokstaven anger kombinationen av noll och skyddande linje. Exempelvis indikerar C att den fungerande neutrala linjen och skyddsledningen är en, såsom TN-C; S indikerar att den fungerande neutrala linjen och skyddslinjen är strikt åtskilda, så PE-linjen kallas en dedikerad skyddslinje, såsom TN-S.

I ett elektriskt nätverk är ett jordningssystem en säkerhetsåtgärd som skyddar människors liv och elektrisk utrustning. Eftersom jordningssystem skiljer sig från land till land är det viktigt att ha en god förståelse för de olika typerna av jordningssystem eftersom den globala PV-installerade kapaciteten fortsätter att öka. Den här artikeln syftar till att utforska de olika jordningssystemen enligt standarden International Electrotechnical Commission (IEC) och deras inverkan på jordningssystemets design för Grid-Connected PV-system.

Syfte med jordning
Jordningssystem erbjuder säkerhetsfunktioner genom att förse den elektriska installationen med en lågimpedansväg för eventuella fel i det elektriska nätverket. Jordning fungerar också som en referenspunkt för att den elektriska källan och säkerhetsanordningarna ska fungera korrekt.

Jordning av elektrisk utrustning uppnås typiskt genom att sätta in en elektrod i en fast jordmassa och ansluta denna elektrod till utrustningen med hjälp av en ledare. Det finns två antaganden som kan göras om vilket jordningssystem som helst:

1. Jordpotentialer fungerar som en statisk referens (dvs. noll volt) för anslutna system. Som sådan kommer varje ledare som är ansluten till jordelektroden också att ha denna referenspotential.
2. Jordledare och jordstången ger en låg motståndsväg till marken.

Skyddande jordning
Skyddsjordning är installationen av jordledare som är anordnade för att minska sannolikheten för skador på grund av elektriska fel i systemet. I händelse av ett fel kan de icke-strömförande metalldelarna i systemet såsom ramar, stängsel och kapslingar etc. uppnå hög spänning i förhållande till jord om de inte är jordade. Om en person kommer i kontakt med utrustningen under sådana förhållanden får de en elektrisk stöt.

Om metalldelarna är anslutna till skyddsjorden, kommer felströmmen att strömma genom jordledaren och kännas av säkerhetsanordningar, som sedan säkert isolerar kretsen.

Skyddsjordning kan uppnås genom att:

• Installera ett skyddande jordningssystem där ledande delar är anslutna till den jordade neutralen i distributionssystemet via ledare.
• Installera skyddsanordningar för överström eller jordläckström som fungerar för att koppla bort den berörda delen av installationen inom angiven tids- och beröringsspänningsgränser.

Skyddsledaren ska kunna bära den potentiella felströmmen under en varaktighet som är lika med eller längre än driftstiden för tillhörande skyddsanordning.

Funktionell jordning
Vid funktionell jordning kan någon av de spänningsförande delarna av utrustningen (antingen '+' eller '-') anslutas till jordningssystemet i syfte att tillhandahålla en referenspunkt för att möjliggöra korrekt drift. Ledarna är inte konstruerade för att motstå felströmmar. I enlighet med AS / NZS5033: 2014 är funktionell jordning endast tillåten när det finns en enkel separering mellan DC- och AC-sidorna (dvs. en transformator) i omformaren.

Typer av jordkonfiguration
Jordningskonfigurationer kan ordnas olika på tillförsel- och lastsidan samtidigt som de uppnår samma totala resultat. Den internationella standarden IEC 60364 (Elektriska installationer för byggnader) identifierar tre jordningsfamiljer, definierade med hjälp av en tvåbokstavsidentifierare med formen 'XY'. I samband med växelströmssystem definierar 'X' konfigurationen av neutrala och jordledare på systemets matningssida (dvs. generator / transformator) och 'Y' definierar neutral / jordkonfiguration på systemets belastningssida (dvs. huvudväxel och anslutna laster). 'X' och 'Y' kan ha följande värden:

T - Earth (från franska 'Terre')
N - Neutral
Jag - Isolerad

Och delmängder av dessa konfigurationer kan definieras med hjälp av värdena:
S - Separat
C - kombinerad

Med dessa är de tre jordningsfamiljer som definieras i IEC 60364 TN, där strömförsörjningen är jordad och kundens belastning jordas via neutral, TT, där elförsörjningen och kundbelastningen är jordad separat, och IT, där endast kunden laddar är jordade.

TN-jordningssystem
En enda punkt på källsidan (vanligtvis den neutrala referenspunkten i ett stjärnanslutet trefassystem) är direkt ansluten till jorden. All elektrisk utrustning som är ansluten till systemet är jordad via samma anslutningspunkt på källsidan. Denna typ av jordningssystem kräver jordelektroder med jämna mellanrum under hela installationen.

TN-familjen har tre delmängder, som varierar beroende på metod för segregering / kombination av jord och neutrala ledare.

TN-S: TN-S beskriver ett arrangemang där separata ledare för Protective Earth (PE) och Neutral körs till konsumentbelastningar från en anläggnings strömförsörjning (dvs. generator eller transformator). PE- och N-ledarna är åtskilda i nästan alla delar av systemet och är endast anslutna vid själva matningen. Denna typ av jordning används vanligtvis för stora konsumenter som har en eller flera HV / LV-transformatorer dedikerade till deras installation, som installeras i anslutning till eller inom kundens lokaler.

Fig 1 - TN-S-system

TN-C: TN-C beskriver ett arrangemang där en kombinerad skyddande jordneutral (PEN) är ansluten till jorden vid källan. Denna typ av jordning används inte ofta i Australien på grund av riskerna med brand i farliga miljöer och på grund av närvaron av harmoniska strömmar som gör den olämplig för elektronisk utrustning. Dessutom, enligt IEC 60364-4-41 - (Skydd för säkerhet- Skydd mot elektrisk stöt) kan en RCD inte användas i ett TN-C-system.

Fig 2 - TN-C-system

TN-CS: TN-CS betecknar en inställning där systemets försörjningssida använder en kombinerad PEN-ledare för jordning, och belastningssidan av systemet använder en separat ledare för PE och N. Denna typ av jordning används i distributionssystem i både Australien och Nya Zeeland och kallas ofta multipel jordneutral (MEN). För en LV-kund installeras ett TN-C-system mellan platstransformatorn och lokalen (neutralen är jordad flera gånger längs detta segment) och ett TN-S-system används inuti fastigheten (från huvudväxeln nedströms ). När man betraktar systemet som helhet behandlas det som TN-CS.

Fig 3 - TN-CS-system

Dessutom, enligt IEC 60364-4-41 - (Skydd för säkerhet- Skydd mot elchock), där en RCD används i ett TN-CS-system, kan en PEN-ledare inte användas på lastsidan. Anslutningen av skyddsledaren till PEN-ledaren måste göras på RCD: ns källsida.

TT-jordningssystem
Med en TT-konfiguration använder konsumenterna sin egen jordanslutning i lokalerna, vilket är oberoende av jordanslutning på källsidan. Denna typ av jordning används vanligtvis i situationer där en distributör (DNSP) inte kan garantera en lågspänningsanslutning tillbaka till strömförsörjningen. TT-jordning var vanlig i Australien före 1980 och används fortfarande i vissa delar av landet.

Med TT-jordningssystem behövs en jordfelsbrytare på alla växelströmskretsar för lämpligt skydd.

Enligt IEC 60364-4-41 ska alla exponerade ledande delar som kollektivt skyddas av samma skyddsanordning anslutas av skyddsledarna till en jordelektrod som är gemensam för alla dessa delar.

Fig 4 - TT-system

IT-jordningssystem
I ett IT-jordningsarrangemang finns det antingen ingen jordning vid strömförsörjningen eller så sker det via en högimpedansanslutning. Denna typ av jordning används inte för distributionsnät men används ofta i transformatorstationer och för oberoende generatorlevererade system. Dessa system kan erbjuda god kontinuitet i leveransen under drift.

Fig 5 - IT-system

Konsekvenser för jordning av solcellssystem
Den typ av jordningssystem som används i vilket land som helst kommer att diktera vilken typ av jordningssystem som krävs för nätanslutna solcellssystem; PV-system behandlas som en generator (eller en källkrets) och måste jordas som sådana.
Till exempel kommer länder som använder ett jordningsarrangemang av TT-typ att behöva en separat jordningsgrop för både DC- och AC-sidor på grund av jordningsarrangemanget. I jämförelse, i ett land där jordning av TN-CS-typ används, är det bara att ansluta PV-systemet till huvudjordstången i växeln för att uppfylla kraven för jordningssystemet.

Olika jordningssystem finns över hela världen och en god förståelse för de olika jordningskonfigurationerna säkerställer att PV-system är jordade på rätt sätt.