电源系统（TN-C，TN-S，TN-CS，TT，IT）

用于建筑项目的电源中使用的基本电源系统是三相三线制和三相四线制等，但是这些术语的含义不是很严格。国际电工委员会（IEC）为此做了统一的规定，被称为TT系统，TN系统和IT系统。哪个TN系统分为TN-C，TN-S，TN-CS系统。以下是各种电源系统的简要介绍。

电源系统

根据IEC定义的各种保护方法和术语，低压配电系统根据接地方法的不同分为三类，即TT，TN和IT系统，如下所述。

TN-C电源系统

TN-C模式电源系统使用工作中性线作为过零保护线，可以将其称为保护中性线，并用PEN表示。

TN-CS电源系统

对于TN-CS系统的临时电源，如果前部采用TN-C方法供电，并且施工代码指定施工现场必须使用TN-S电源系统，则总配电箱可以是在系统的后部分开。在PE线之外，TN-CS系统的功能如下。

1）工作零线N与特殊保护线PE连接。当线路的不平衡电流很大时，电气设备的零保护会受到零线路电位的影响。 TN-CS系统可以降低电动机壳体接地的电压，但不能完全消除该电压。该电压的大小取决于线路的负载不平衡和该线路的长度。负载越不平衡，布线越长，设备外壳到地面的电压偏移就越大。因此，要求负载不平衡电流不要太大，PE线应重复接地。

2）PE线路在任何情况下都不能进入泄漏保护器，因为线路末端的泄漏保护器会导致前部泄漏保护器跳闸并引起大规模停电。

3）除了必须在普通包装盒中将PE线连接到N线之外，在其他隔室中也不得将N线和PE线连接。 PE线路上不得安装任何开关和保险丝，PE不得接地。线。

通过以上分析，在TN-C系统上临时修改了TN-CS电源系统。当三相电力变压器处于良好的工作接地状态并且三相负载相对平衡时，TN-CS系统在建筑用电中的效果仍然是可行的。但是，如果三相负载不平衡并且在施工现场使用专用的电源变压器，则必须使用TN-S电源系统。

TN-S电源系统

TN-S模式电源系统是严格将工作中性点N与专用保护线PE分开的电源系统。它被称为TN-S电源系统。 TN-S电源系统的特性如下。

1）当系统正常运行时，专用保护线路上没有电流，但工作零线上存在不平衡电流。 PE接地线上没有电压，因此电气设备金属外壳的零保护连接到专用保护线PE，这是安全可靠的。

2）工作中性线仅用作单相照明负载电路。

3）专用保护线PE不能断开，也不能进入泄漏开关。

4）如果在L线上使用了漏电保护器，则零工作线一定不能重复接地，并且PE线已经重复接地，但没有穿过漏电保护器，因此也可以安装漏电保护器在TN-S系统电源L线上。

5）TN-S电源系统安全可靠，适用于工业和民用建筑等低压电源系统。在开始施工之前，必须使用TN-S电源系统。

TT电源系统

TT方法是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称为TT系统。第一个符号T表示电源系统的中性点直接接地。第二个符号T表示负载设备的未暴露于带电体的导电部分直接接地，而与系统如何接地无关。 TT系统中负载的所有接地都称为保护性接地。该电源系统的特征如下。

1）当电气设备的金属外壳带电时（相线接触外壳或设备绝缘层损坏并泄漏），接地保护可大大降低电击危险。但是，低压断路器（自动开关）不一定会跳闸，从而导致泄漏设备的漏电电压高于安全电压，该电压是危险电压。

2）当泄漏电流较小时，即使是保险丝也可能无法熔断。因此，还需要使用漏电保护器进行保护。因此，TT系统难以推广。

3）TT系统的接地设备消耗大量钢材，并且很难回收利用，浪费时间和材料。

目前，一些建筑单位使用TT系统。当建筑单位借用其电源暂时使用电力时，将使用一条特殊的保护线来减少用于接地设备的钢材数量。

将新增的专用保护线PE线与工作零线N分开，其特点是：

1公共接地线和工作零线之间没有电气连接；

2在正常运行中，工作零线可以有电流，而特殊保护线没有电流；

3 TT系统适用于地面保护非常分散的地方。

TN电源系统

TN模式电源系统此类电源系统是一种保护系统，可将电气设备的金属外壳与工作中性线连接起来。它称为零保护系统，以TN表示。其特征如下。

1）一旦设备通电，过零保护系统就可以将泄漏电流增加到短路电流。该电流是TT系统的5.3倍。实际上，这是单相短路故障，保险丝的保险丝会烧断。低压断路器的跳闸单元将立即跳闸并跳闸，使有故障的设备断电并更安全。

2）TN系统节省了材料和工时，并在中国许多国家和地区得到广泛使用。它表明TT系统具有许多优点。在TN模式电源系统中，根据保护零线是否与工作零线分开，分为TN-C和TN-S。

工作准则：

在TN系统中，所有电气设备的裸露导电部分均连接至保护线并连接至电源的接地点。该接地点通常是配电系统的中性点。 TN系统的电源系统有一个直接接地的点。电气设备的裸露导电部分通过保护导体连接到该点。 TN系统通常是中性点接地的三相电网系统。其特征是电气设备的裸露导电部分直接连接到系统的接地点。当发生短路时，短路电流是由金属线形成的闭环。形成金属单相短路，从而产生足够大的短路电流，以使保护装置能够可靠地起作用以消除故障。如果工作中性线（N）反复接地，则当外壳短路时，部分电流可能会转移到重复的接地点，这可能会导致保护装置无法可靠运行或避免发生故障，从而扩大了故障。在TN系统（即三相五线系统）中，N线和PE线分开放置并相互绝缘，并且PE线连接到电气设备的外壳，而不是连接到电气设备的外壳。 N线。因此，我们关心的最重要的是PE线的电位，而不是N线的电位，因此在TN-S系统中重复接地并不是N线的重复接地。如果PE线和N线一起接地，则由于PE线和N线在重复接地点连接，因此，重复接地点与配电变压器的工作接地点之间的线在PE线和N线之间没有区别。 N行。原始行是N行。假定的零线电流由N线和PE线共享，一部分电流通过重复的接地点分流。由于可以认为重复接地点的正面没有PE线，只有由原始PE线和N线并联组成的PEN线，将失去原始TN-S系统的优势，因此PE线和N线不能为公共接地。由于上述原因，在相关法规中明确规定，除电源的中性点外，中性线（即N线）不应重复接地。

IT系统

IT模式电源系统I指示电源侧没有工作接地，或以高阻抗接地。第二个字母T表示负载侧电气设备已接地。

供电距离不长时，IT模式供电系统可靠性高，安全性好。它通常用于不允许停电的地方，或需要严格持续供电的地方，例如电力炼钢，大型医院的手术室和地下矿井。地下矿井的供电条件相对较差，电缆易受潮。使用IT供电的系统，即使电源的中性点未接地，一旦设备泄漏，相对的接地泄漏电流仍然很小，并且不会损坏电源电压的平衡。因此，它比电源的中性点接地系统更安全。但是，如果长时间使用电源，则不能忽略电源线对地的分布电容。当短路故障或负载泄漏导致设备外壳带电时，泄漏电流将形成一条穿过大地的路径，并且保护设备不一定会起作用。这很危险。只有当电源距离不太长时，它才更安全。这种电源在建筑工地上很少见。

字母I，T，N，C，S的含义

1）在国际电工委员会（IEC）规定的电源方法符号中，第一个字母表示电源（电源）系统与地面之间的关系。例如，T表示中性点直接接地。 I表示电源与地面隔离或电源的一个点通过高阻抗（例如1000Ω；）连接到地面（I是法语单词的第一个字母“隔离”）。

2）第二个字母表示暴露于地面的导电设备。例如，T表示设备外壳已接地。它与系统中的任何其他接地点没有直接关系。 N表示负载受零保护。

3）第三个字母表示工作零线和保护线的组合。例如，C表示工作中性线和保护线是一条，例如TN-C； S表示工作中性线和保护线严格分开，因此PE线称为专用保护线，例如TN-S。

在电网中，接地系统是保护人命和电气设备的安全措施。由于各国的接地系统不同，因此，随着全球光伏装机容量的不断增加，对不同类型的接地系统有一个很好的了解是很重要的。本文旨在探讨根据国际电工委员会（IEC）标准的不同接地系统及其对并网PV系统接地系统设计的影响。

接地目的
接地系统通过为电气设备提供低阻抗路径来解决电气网络中的任何故障，从而提供安全功能。接地也可作为电源和安全设备正常工作的参考点。

电气设备的接地通常是通过将电极插入固体大地并使用导体将该电极连接到设备来实现的。对于任何接地系统，都可以做出两个假设：

1.接地电势充当连接系统的静态参考（即零伏）。这样，连接到接地电极的任何导体也将具有该参考电位。
2.接地导体和接地桩提供了低电阻的接地路径。

防护接地
保护性接地是指接地导体的安装，其布置可减少系统内部电气故障造成的伤害。发生故障时，如果系统中不带电的金属部件（如框架，栅栏和外壳等）不接地，则相对于大地而言可以达到较高的电压。如果有人在这样的条件下接触设备，他们将受到电击。

如果将金属部件连接到保护性接地，则故障电流将流过接地导体并被安全装置检测到，然后安全隔离电路。

可以通过以下方式实现保护性接地：

安装保护性接地系统，其中导电部件通过导体连接到配电系统的接地零线。
安装过电流或漏电电流保护装置，其作用是在规定的时间和接触电压极限内断开设备的受影响部分。

保护性接地导体应能够在等于或大于相关保护装置工作时间的持续时间内承载预期的故障电流。

功能性接地
在功能性接地中，设备的任何带电部件（“ +”或“-”）都可以连接到接地系统，目的是提供一个参考点以实现正确的操作。导体的设计不能承受故障电流。根据AS / NZS5033：2014，仅当逆变器内直流侧和交流侧（即变压器）之间存在简单的分隔时，才允许功能接地。

接地配置类型
接地配置可以在电源侧和负载侧以不同的方式布置，同时实现相同的总体结果。国际标准IEC 60364（建筑物的电气安装）标识了三个接地系列，它们使用形式为“ XY”的两个字母的标识符来定义。在交流系统中，“ X”定义系统电源侧（即发电机/变压器）的中性线和接地线的配置，“ Y”定义系统负载侧的中性线/接地线的配置（即主配电板和连接的负载）。 “ X”和“ Y”可以分别采用以下值：

T –地球（来自法语“ Terre”）
N –中立
我–孤立

可以使用以下值定义这些配置的子集：
S –独立
C –合并

使用这些，IEC 60364中定义的三个接地系列分别是TN和IT，其中TN的电源接地，客户负载通过中性线接地； TT TT的电源和客户负载分别接地； IT接地接地。

TN接地系统
源侧的单个点（通常在星形连接的三相系统中为中性参考点）直接接地。连接到系统的任何电气设备都通过电源侧的同一连接点接地。这些类型的接地系统在整个安装过程中均需要定期固定接地电极。

TN系列具有三个子集，它们根据接地导体和中性导体的分离/组合方法而有所不同。

TN-S：TN-S描述了一种布置，其中用于保护性接地（PE）和中性线的单独导体通过站点的电源（即发电机或变压器）连接到用户负载。 PE和N导体几乎在系统的所有部分中都分开，并且仅在电源本身处连接在一起。这种接地方式通常用于拥有一个或多个专用于安装的HV / LV变压器的大型用户，这些变压器安装在客户房屋附近或内部。

图1 – TN-S系统

TN-C：TN-C描述了一种组合式保护装置，其中组合式保护性中性线（PEN）在源头接地。这种类型的接地在澳大利亚不常用，因为在危险环境中存在着与火灾相关的风险，并且由于存在谐波电流，因此不适合用于电子设备。此外，根据IEC 60364-4-41 –（安全保护-防触电保护），RCD不能在TN-C系统中使用。

图2 – TN-C系统

TN-CS：TN-CS表示一种设置，其中系统的电源侧使用组合的PEN导体接地，而系统的负载侧使用单独的导体用于PE和N。此类接地用于配电系统在澳大利亚和新西兰，通常被称为多地中性（MEN）。对于LV客户，在站点变压器和房屋之间安装了TN-C系统（中性线在该网段上多次接地），并且在物业内部使用了TN-S系统（从主配电板的下游）。）。当从整体上考虑系统时，将其视为TN-CS。

图3 – TN-CS系统

此外，根据IEC 60364-4-41 –（安全保护-防触电保护），在TN-CS系统中使用RCD时，不能在负载侧使用PEN导体。保护导体与PEN导体的连接必须在RCD的源极侧进行。

TT接地系统
使用TT配置，消费者可以在房屋内使用自己的接地，这独立于源侧的任何接地。这种类型的接地通常用于配电网络服务提供商（DNSP）无法保证与电源的低压连接的情况。 TT接地在1980年前在澳大利亚很普遍，并且在该国的某些地区仍在使用。

对于TT接地系统，所有交流电源电路都需要一个RCD，以提供适当的保护。

根据IEC 60364-4-41，所有由同一保护装置共同保护的裸露导电部件应通过保护导体连接到所有这些部件共用的接地电极上。

图4 – TT系统

IT接地系统
在IT接地布置中，电源要么没有接地，要么通过高阻抗连接完成。这种接地方式不适用于配电网络，但通常用于变电站和独立的发电机供电系统中。这些系统能够在运行期间提供良好的供应连续性。

图5 – IT系统

对光伏系统接地的影响
任何国家/地区采用的接地系统类型将决定并网光伏系统所需的接地系统设计类型； PV 系统被视为发电机（或电源电路），因此需要接地。
例如，使用 TT 型接地装置的国家将由于接地装置的原因需要为直流侧和交流侧设置单独的接地坑。相比之下，在采用TN-CS型接地布置的国家，只需将光伏系统连接到配电盘中的主接地排就足以满足接地系统的要求。

世界各地都有各种接地系统，对不同接地配置的深入了解可确保光伏系统正确接地。