Uchambuzi wa Mlinzi wa Kosa la Dunia katika Mfumo wa Tengeneza Chini ya Umeme kwa Data Centers
Mistari ya umeme wa kiwango cha chini yamefikiwa kwa ufanisi sana katika nyanja tofauti, na mazingira za upatikanaji ni magumu na tofauti. Mistari haya hutumika si tu na wataalamu bali pia mara nyingi na watu wasio na ujuzi, ambayo hii inongeza hatari ya matukio. Mipango au muundo usio sahihi zinaweza kuwapeleka kwenye hatari ya kupata mapiga (hasa mapiga ya msingi), kuvunjika kwa mistari, au hata moto wa umeme.
Mfumo wa kutambua ni anuwai muhimu katika mitandao ya umeme wa kiwango cha chini—anuwai ya teknolojia yenye utaratibu na ya umuhimu mkubwa wa usalama. Aina ya mfumo wa kutambua unategemea na ufanisi wa usalama wa matukio ya kutambua.
Sasa, mitandao ya umeme wa kiwango cha chini katika data centers nchini China zinatumia uwezekano wa kutambua wa TN-S. Mitandao haya yanajumuisha vifaa vya kutengeneza umeme vingi na mistari mengi, ambayo yanadai pesa nyingi. Matukio yoyote, ikiwa hayajulikana kwa haraka, yanaweza kusababisha maambukizi makubwa na hasara la mali, kwa hiyo inahitaji ufafanuliza mkubwa sana kutoka kwa mfumo wa kutengeneza umeme.
Kutokana na hili, sekta ifuatayo itajaribu kutoa maelezo zaidi na ya umuhimu wa usalama wa matukio ya kutambua katika mitandao ya umeme wa kiwango cha chini, kwa kutosha na kwa njia ya kijamii.
Maelezo Yenye Umuhimu wa Usalama wa Matukio ya Kutambua
- Mfumo wa usalama wa matukio ya kutambua unapaswa kutengenezwa kwa ufanisi ili kuzuia mapiga ya msingi kwa wapenzi, pamoja na matukio kama moto wa umeme na kuvunjika kwa mistari.
- Sehemu za kushiriki umeme za vifaa vya umeme vinapaswa kukabiliana kwa uaminifu na conductor wa usalama (PE conductor) kulingana na maelezo ya mfumo. Sehemu za kushiriki umeme ambazo zinaweza kutumika na watu wanaweza kutumika pamoja lazima zikabiliane na mfumo wa kutambua moja ili kuhakikisha kuwa voltage ni sawa.
- Ikiwa usalama wa matukio ya kutambua wa tanzania ya umeme haipaswi kufanya kutoa kwa kasi ya matukio ndani ya muda uliyotakribishwa, baada ya kujitambua, lazima kuunda viunganisho vya voltage sawa ndani ya eneo la chini ili kurudisha voltage na kuongeza usalama.
Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo TN
Katika mfumo TN, tabia za usalama wa matukio ya kutambua kwa mistari ya tanzania lazima yafanane na hii:
Zs × Ia ≤ Uo
Ambapo:
- Zs — Impedance jumla ya circuit ya matukio ya kutambua (Ω);
- Ia — Kiasi cha current kilicho hitaji kufanya kasi ya usalama kutofautiana kwa circuit ya matukio ndani ya muda uliyotakribishwa (A);
- Uo — Voltage nominal kati ya phase na earth (V).
Kama inavyoelezwa kwenye picha chini, wakati matukio ya kutambua yanatosha kwenye L3, current ya matukio (Id) huenda kwa kasi ya phase L3, kifuniko cha metali cha vifaa, na conductor ya usalama PE, kufanya loop fulani. Zs inaelezea impedance jumla ya phase kwa conductor ya usalama, na Uo ni 220V.
Maelezo ya Muda wa Kutofautiana kwa Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo TN
Kwa mitandao ya distribution ya mfumo TN na voltage nominal ya 220V, muda unaohitajika kwa usalama wa matukio ya kutambua kutofautiana na circuit ya matukio lazima ufanye kwa hii:
- Kwa mitandao ya distribution au mitandao ya mwisho yanayotoa vifaa vya umeme vilivyovunjika, muda huo lazima asifiwe zaidi ya 5 sekunde;
- Kwa mitandao yanayotoa vifaa vya kuchukua na kurekebisha au mitandao ya socket-outlet, muda huo lazima asifiwe zaidi ya 0.4 sekunde.
Chaguo la Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo TN:
a. Waktu maelezo ya muda huo yanaweza kufanyika, overcurrent protection inaweza kutumika kama usalama wa matukio ya kutambua;
b. Waktu overcurrent protection haiwezi kufanya maelezo ya muda huo, lakini zero-sequence current protection inaweza, zero-sequence current protection lazima itumike. Thamani ya setting inapaswa kuwa zaidi ya current ya maximum unbalanced kwenye maelezo ya normal;
c. Waktu midomo yoyote hayo hayawezi kufanya maelezo, residual current operated protection (RCD, au "leakage current protection") lazima itumike.
Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo TT
Tabia ya usalama wa matukio ya kutambua katika mitandao ya distribution ya mfumo TT lazima yafanane na hii:
RA × Ia ≤ 50 V
Ambapo:
- RA — Jumla ya resistance ya electrode ya earth ya sehemu za kushiriki umeme na resistance ya earth ya conductor neutral (N) (Ω);
- Ia — Current kilicho hitaji kuhakikisha kasi ya usalama kutofautiana na circuit ya matukio (A).
Kama inavyoelezwa kwenye picha chini, wakati matukio ya kutambua yanatosha kwenye L3, current ya matukio (Id) huenda kwa kasi ya L3, kifuniko cha metali cha vifaa, resistance ya grounding ya vifaa, earth, na kurudi kwenye chanzo kwa resistance ya grounding ya neutral point, kufanya loop ya matukio. Thamani ya 50 V inaonyesha limit ya safety ya touch voltage, kuhakikisha kwamba voltage ambayo mtu anaweza kupata wakati wa matukio haipaswi kuwa hatari.
Chaguo la Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo TT:
- Wakati overcurrent protective devices zinatumika, current Ia linapaswa kuwa thamani iliyohitaji kutoa circuit ya matukio ndani ya 5 sekunde;
- Wakati instantaneous-trip overcurrent protective devices zinatumika, Ia linapaswa kuwa current minimum kilicho hitaji kuhakikisha operation ya instant;
- Wakati residual current operated protective devices (RCDs, au "leakage current protection") zinatumika, Ia linapaswa kuwa rated residual operating current In.
Usalama wa Matukio ya Kutambua katika Mfumo IT
Kwenye maelezo ya normal, leakage current katika kila phase ya mfumo IT ina capacitance current kwa earth—denoted kama Iac, Ibc, Ica—na vector sum ya capacitance currents hizo za three-phase earth ni zero. Hivyo, voltage ya neutral point inaweza kuangaliwa kama 0V.
Wakati matukio ya kutambua ya kwanza, voltage-to-earth kwenye phases safi (non-faulted) inaruka kwa factor wa √3. Hii inaonyesha kwamba mfumo IT inahitaji insulation level zaidi kwa vifaa vya umeme kuliko mfumo TN na TT. Lakini, tangu current wakati wa matukio ya kwanza ni kidogo sana (kapitia capacitance current), mfumo unaweza endelea kufanya kazi. Hata hivyo, itabu ya monitoring ya insulation lazima liwekwe ili kutoa alarm wakati matukio ya kwanza yanapatikana, kuhakikisha watu wa kazi na maintenance wanaweza kupata na kurekebisha matukio kwa haraka.
- Wakati sehemu za kushiriki umeme zinatambuliwa individual, kutofautiana kwa circuit ya matukio wakati ya matukio ya pili kwenye phase tofauti lazima ifufuliwe kwa maelezo ya usalama wa matukio ya kutambua ya mfumo TT;
- Wakati sehemu za kushiriki umeme zinakabiliana na earthing system moja, kutofautiana kwa circuit ya matukio wakati ya matukio ya pili kwenye phase tofauti lazima ifufuliwe kwa maelezo ya usalama wa matukio ya kutambua ya mfumo TN;
- Mfumo IT haipaswi kuwa na neutral conductor (N line) derived.
Kwa mujibu, mitandao mbalimbali ya supply ya earth ina tabia tofauti za matukio ya kutambua. Tu kwa kuelewa kamili tabia ya matukio kwa kila mfumo, inaweza kutengeneza schemu sahihi na compatible ya usalama wa matukio ya kutambua, kuhakikisha kazi ya salama na ya imani ya mitandao ya supply na kutumia umeme.
