電源系統（TN-C，TN-S，TN-CS，TT，IT）

用於建築項目的電源中使用的基本電源系統是三相三線製和三相四線製等，但是這些術語的含義不是很嚴格。 國際電工委員會（IEC）為此做了統一的規定，被稱為TT系統，TN系統和IT系統。 哪個TN系統分為TN-C，TN-S，TN-CS系統。 以下是各種電源系統的簡要介紹。

電源系統

根據IEC定義的各種保護方法和術語，低壓配電系統根據接地方法的不同分為三類，即TT，TN和IT系統，如下所述。

TN-C電源系統

TN-C模式電源系統使用工作中性線作為過零保護線，可以將其稱為保護中性線，並用PEN表示。

TN-CS電源系統

對於TN-CS系統的臨時電源，如果前部採用TN-C方法供電，並且施工代碼指定施工現場必須使用TN-S電源系統，則總配電箱可以是在系統的後部分開。 在PE線之外，TN-CS系統的功能如下。

1）工作零線N與特殊保護線PE連接。 當線路的不平衡電流很大時，電氣設備的零保護會受到零線路電位的影響。 TN-CS系統可以降低電動機殼體接地的電壓，但不能完全消除該電壓。 該電壓的大小取決於線路的負載不平衡和該線路的長度。 負載越不平衡，佈線越長，設備外殼到地面的電壓偏移就越大。 因此，要求負載不平衡電流不要太大，PE線應重複接地。

2）PE線路在任何情況下都不能進入漏電保護器，因為線路末端的漏電保護器會導致前部漏電保護器跳閘並引起大規模停電。

3）除了必須在普通包裝盒中將PE線連接到N線之外，在其他隔室中也不得將N線和PE線連接。 PE線路上不得安裝任何開關和保險絲，PE不得接地。 線。

通過以上分析，在TN-C系統上臨時修改了TN-CS電源系統。 當三相電力變壓器處於良好的工作接地狀態並且三相負載相對平衡時，TN-CS系統在建築用電中的效果仍然是可行的。 但是，如果三相負載不平衡並且在施工現場使用專用的電源變壓器，則必須使用TN-S電源系統。

TN-S電源系統

TN-S模式電源系統是嚴格將工作中性點N與專用保護線PE分開的電源系統。 它被稱為TN-S電源系統。 TN-S電源系統的特性如下。

1）當系統正常運行時，專用保護線路上沒有電流，但工作零線上存在不平衡電流。 PE接地線上沒有電壓，因此電氣設備金屬外殼的零保護連接到專用保護線PE，這是安全可靠的。

2）工作中性線僅用作單相照明負載電路。

3）專用保護線PE不能斷開，也不能進入洩漏開關。

4）如果在L線上使用了漏電保護器，則零工作線一定不能重複接地，並且PE線已經重複接地，但沒有穿過漏電保護器，因此也可以安裝漏電保護器在TN-S系統電源L線上。

5）TN-S電源系統安全可靠，適用於工業和民用建築等低壓電源系統。 在開始施工之前，必須使用TN-S電源系統。

TT電源系統

TT方法是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統，也稱為TT系統。 第一個符號T表示電源系統的中性點直接接地。 第二個符號T表示負載設備的未暴露於帶電體的導電部分直接接地，而與系統如何接地無關。 TT系統中負載的所有接地都稱為保護性接地。 該電源系統的特徵如下。

1）當電氣設備的金屬外殼帶電時（相線接觸外殼或設備絕緣層損壞並洩漏），接地保護可大大降低電擊危險。 但是，低壓斷路器（自動開關）不一定會跳閘，從而導致洩漏設備的漏電電壓高於安全電壓，該電壓是危險電壓。

2）當洩漏電流較小時，即使是保險絲也可能無法熔斷。 因此，還需要使用漏電保護器進行保護。 因此，TT系統難以推廣。

3）TT系統的接地設備消耗大量鋼材，並且很難回收利用，浪費時間和材料。

目前，一些建築單位使用TT系統。 當施工單位借用其電源暫時使用電力時，將使用一條特殊的保護線來減少用於接地設備的鋼材數量。

將新添加的特殊保護線PE線與工作零線N分開，其特點是：

1公共接地線和工作零線之間沒有電氣連接；

2在正常運行中，工作零線可以有電流，而特殊保護線沒有電流；

3 TT系統適用於地面保護非常分散的地方。

TN電源系統

TN模式電源系統此類電源系統是一種保護系統，可將電氣設備的金屬外殼與工作中性線連接起來。 它稱為零保護系統，以TN表示。 其特徵如下。

1）一旦設備通電，過零保護系統就可以將洩漏電流增加到短路電流。 該電流是TT系統的5.3倍。 實際上，這是單相短路故障，保險絲的保險絲會燒斷。 低壓斷路器的跳閘單元將立即跳閘並跳閘，使有故障的設備斷電並更安全。

2）TN系統節省了材料和工時，並在中國許多國家和地區得到廣泛使用。 它表明TT系統具有許多優點。 在TN模式電源系統中，根據保護零線是否與工作零線分開，分為TN-C和TN-S。

工作準則：

在TN系統中，所有電氣設備的裸露導電部分均連接至保護線並連接至電源的接地點。 該接地點通常是配電系統的中性點。 TN系統的電源系統有一個直接接地的點。 電氣設備的裸露導電部分通過保護導體連接到這一點。 TN系統通常是中性點接地的三相電網系統。 其特徵是電氣設備的裸露導電部分直接連接到系統的接地點。 當發生短路時，短路電流是由金屬線形成的閉環。 形成金屬單相短路，從而產生足夠大的短路電流，以使保護裝置能夠可靠地起作用以消除故障。 如果工作中性線（N）重複接地，則當外殼短路時，部分電流可能會轉移到重複的接地點，這可能會導致保護裝置無法可靠運行或避免發生故障，從而擴大了故障。 在TN系統（即三相五線系統）中，N線和PE線分開放置並相互絕緣，並且PE線連接到電氣設備的外殼，而不是連接到電氣設備的外殼。 N線。 因此，我們關心的最重要的是PE線的電位，而不是N線的電位，因此在TN-S系統中重複接地並不是N線的重複接地。 如果PE線和N線一起接地，則由於PE線和N線在重複接地點連接，因此，重複接地點與配電變壓器的工作接地點之間的線在PE線和N線之間沒有區別。 N行。 原始行是N行。 假定的零線電流由N線和PE線共享，一部分電流通過重複的接地點分流。 由於可以認為在重複接地點的正面沒有PE線，只有由原始PE線和N線並聯組成的PEN線，將失去原始TN-S系統的優勢，因此PE線和N線不能為公共接地。 由於上述原因，在相關法規中明確規定，除電源的中性點外，中性線（即N線）不應重複接地。

IT系統

IT模式電源系統I指示電源側沒有工作接地，或以高阻抗接地。 第二個字母T表示負載側電氣設備已接地。

供電距離不長時，IT模式供電系統可靠性高，安全性好。 它通常用於不允許停電的地方，或需要嚴格連續供電的地方，例如電力煉鋼，大型醫院的手術室和地下礦井。 地下礦井的供電條件相對較差，電纜易受潮。 使用IT供電的系統，即使電源的中性點未接地，一旦設備洩漏，相對的接地洩漏電流仍然很小，並且不會損壞電源電壓的平衡。 因此，它比電源的中性點接地系統更安全。 但是，如果長時間使用電源，則不能忽略電源線對地的分佈電容。 當短路故障或負載洩漏導致設備外殼帶電時，洩漏電流將形成一條穿過大地的路徑，並且保護設備不一定會起作用。 這很危險。 只有當電源距離不太長時，它才更安全。 這種電源在建築工地上很少見。

字母I，T，N，C，S的含義

1）在國際電工委員會（IEC）規定的電源方法符號中，第一個字母表示電源（電源）系統與地面之間的關係。 例如，T表示中性點直接接地。 I表示電源與地面隔離，或者電源的一個點通過高阻抗（例如1000Ω;）連接到地面（I是法語單詞的第一個字母“隔離”）。

2）第二個字母表示暴露於地面的導電設備。 例如，T表示設備外殼已接地。 它與系統中的任何其他接地點沒有直接關係。 N表示負載受零保護。

3）第三個字母表示工作零線和保護線的組合。 例如，C表示工作中性線和保護線是一條，例如TN-C； S表示工作中性線和保護線嚴格分開，因此PE線稱為專用保護線，例如TN-S。

在電網中，接地系統是保護人命和電氣設備的安全措施。 由於各國的接地系統不同，因此，隨著全球光伏裝機容量的不斷增加，對不同類型的接地系統有充分的了解很重要。 本文旨在探討根據國際電工委員會（IEC）標準的不同接地系統及其對並網PV系統接地系統設計的影響。

接地目的
接地系統通過為電氣設備提供低阻抗路徑來解決電氣網絡中的任何故障，從而提供安全功能。 接地也可作為電源和安全設備正常工作的參考點。

電氣設備的接地通常是通過將電極插入固體土壤中並使用導體將該電極連接到設備來實現的。 關於任何接地系統，可以有兩個假設：

1.接地電勢充當所連接系統的靜態參考（即零伏）。 這樣，連接到接地電極的任何導體也將具有該參考電位。
2.接地導體和接地樁提供了低電阻的接地路徑。

防護接地
保護性接地是指接地導體的安裝，其佈置可減少系統內部電氣故障造成的傷害。 發生故障時，如果系統中不帶電的金屬部件（如框架，柵欄和外殼等）不接地，則相對於大地而言可以達到較高的電壓。 如果有人在這樣的條件下接觸設備，他們將受到電擊。

如果將金屬部件連接到保護性接地，則故障電流將流過接地導體並被安全裝置檢測到，然後安全地隔離電路。

可以通過以下方式實現保護性接地：

• 安裝保護性接地系統，其中導電部件通過導體連接到配電系統的接地零線。
• 安裝過電流或漏電電流保護裝置，其作用是在規定的時間和接觸電壓極限內斷開設備的受影響部分。

保護性接地導體應能夠在等於或大於相關保護裝置工作時間的持續時間內承載預期的故障電流。

功能性接地
在功能性接地中，設備的任何帶電部件（“ +”或“-”）都可以連接到接地系統，目的是提供一個參考點以實現正確的操作。 導體的設計不能承受故障電流。 根據AS / NZS5033：2014，僅當逆變器內直流側和交流側（即變壓器）之間存在簡單的分隔時，才允許功能接地。

接地配置類型
接地配置可以在電源和負載側以不同的方式佈置，同時實現相同的總體結果。 國際標準IEC 60364（建築物的電氣安裝）標識了三個接地系列，它們使用形式為“ XY”的兩個字母的標識符來定義。 在交流系統中，“ X”定義系統電源側（即發電機/變壓器）的中性線和接地線的配置，“ Y”定義系統負載側的中性線/接地線的配置（即主配電板和連接的負載）。 “ X”和“ Y”可以分別採用以下值：

T –地球（來自法語“ Terre”）
N –中立
我–孤立

可以使用以下值定義這些配置的子集：
S –獨立
C –合併

使用這些，IEC 60364中定義的三個接地系列分別是TN和IT，其中TN的電源接地，客戶負載通過中性線接地； TT TT的電源和客戶負載分別接地； IT則只有客戶負載接地。

TN接地系統
源側的單個點（通常在星形連接的三相繫統中為中性參考點）直接接地。 連接到系統的任何電氣設備都通過電源側的同一連接點接地。 這些類型的接地系統在整個安裝過程中均需要定期固定接地電極。

TN系列具有三個子集，它們根據接地導體和中性導體的分離/組合方法而有所不同。

TN-S：TN-S描述了一種佈置，其中用於保護性接地（PE）和零線的單獨導體從站點的電源（即發電機或變壓器）引向用戶負載。 PE和N導體幾乎在系統的所有部分中都分開，並且僅在電源本身處連接在一起。 這種接地方式通常用於大型用戶，這些用戶具有一個或多個專用於其安裝的HV / LV變壓器，這些變壓器安裝在客戶房屋附近或內部。

圖1 – TN-S系統

TN-C：TN-C描述了一種組合方式，其中組合式保護性接地零線（PEN）在源頭接地。 這種類型的接地在澳大利亞不常用，因為在危險環境中存在著與火災相關的風險，並且由於存在諧波電流，因此不適合用於電子設備。 此外，根據IEC 60364-4-41 –（安全保護-防觸電保護），RCD不能在TN-C系統中使用。

圖2 – TN-C系統

TN-CS：TN-CS表示一種設置，其中系統的電源側使用組合的PEN導體接地，而係統的負載側使用單獨的PE和N導體。這種類型的接地用於配電系統在澳大利亞和新西蘭，通常被稱為多地中性（MEN）。 對於LV客戶，在站點變壓器和房屋之間安裝了TN-C系統（中性線在該網段上多次接地），並且在物業內部使用了TN-S系統（從主配電板的下游）。 ）。 當從整體上考慮系統時，將其視為TN-CS。

圖3 – TN-CS系統

此外，根據IEC 60364-4-41 –（安全保護-防觸電保護），在TN-CS系統中使用RCD時，不能在負載側使用PEN導體。 保護導體與PEN導體的連接必須在RCD的源極側進行。

TT接地系統
使用TT配置，消費者可以在房屋內使用自己的接地，這獨立於源側的任何接地。 這種類型的接地通常用於配電網絡服務提供商（DNSP）無法保證與電源的低壓連接的情況。 TT接地在1980年前在澳大利亞很普遍，並且在該國的某些地區仍在使用。

對於TT接地系統，所有交流電源電路都需要一個RCD，以提供適當的保護。

根據IEC 60364-4-41，所有由同一保護裝置共同保護的裸露導電部件應通過保護導體連接到所有這些部件共用的接地電極上。

圖4 – TT系統

IT接地系統
在IT接地佈置中，電源要么沒有接地，要么通過高阻抗連接完成。 這種接地方式不適用於配電網絡，但通常用於變電站和獨立的發電機供電系統中。 這些系統能夠在運行期間提供良好的供應連續性。

圖5 – IT系統

對光伏系統接地的影響
任何國家/地區採用的接地系統類型將決定並網光伏系統所需的接地系統設計； 光伏系統被視為發電機（或源電路），因此需要接地。
例如，由於採用了接地裝置，因此採用TT型接地裝置的國家/地區需要在DC和AC側都有一個單獨的接地槽。 相比之下，在使用TN-CS型接地裝置的國家，僅將光伏系統連接到配電盤中的主接地條即可滿足接地系統的要求。

世界各地都有各種接地系統，對不同接地配置的深入了解可確保光伏系統正確接地。