Kiinteistön sähköverkko. Pekka Rantala Kevät 2016

Transkriptio

1 Kiinteistön sähköverkko Pekka Rantala Kevät 2016

2 Suomen sähköverkon rakenne Suomen Kantaverkko Jakeluverkko Jakeluverkko Fingrid Jakeluverkko Voimalaitos Voimalaitos kiinteistöjen sähköverkot

3 Erilaisia tyypillisiä jännitteitä Sähkön syntysijoilla voimalaitoksessa kv Pitkän matkan siirto, kantaverkko, kv Sähkön jakelu, jakeluverkot, 20 kv = keskijännite (välijännite) Jakeluverkkojen viimeinen pätkä, pienjännitejakelu, 400 V Kiinteistön sisäverkko 400 V

4 Ihmeteltävää Matkalla voimalaitokselta kuluttajalle jännitettä ensin nostetaan ja sitten lasketaan, miksi? Miksi jännite nostetaan siirron ajaksi mahdollisimman suureksi, 400 kv? Miksi sähköä ei tehdä voimalaitoksella jo heti 400 kv:ksi? Missä verkon osissa sähkö on 1-vaiheista, missä 3-vaiheista?

5 Päätavoite: tehon siirto Varsinaisena tehtävänä sähköverkolla on siirtää tehoa voimalaitokselta kulutuskohteille Kaikki sähkön siirto ja jakelu pääsulakkeille asti on 3-vaiheista! Vähänkin isommat yksittäiset kuormat ovat myös 3-vaiheisia: P = 3 U P I cosϕ I = 3 U P cosφ 3-vaiheinen teho oletetaan laskuissa AINA symmetriseksi nollajohdon virta = 0 Vain pienimmät kulutuspisteet (valaistus, pistorasia, ) ovat 1-vaiheisia P = U V I cosϕ I = P P U V cosφ

6 Mikä on kiinteistö? Sähköliittymä jakeluyhtiön sähköverkkoon tehdään kiinteistökohtaisesti. Omakotitalo on yleensä oma kiinteistö. Rivi- ja kerrostalo ovat kiinteistöjä sekä toimistorakennus, koulu, tehdas yms. Rivi- tai kerrostalon huoneistolla ei ole omaa sähköliittymää. Se on kuitenkin laskutuksen kannalta oma käyttöpaikka.

7 Sähköliittymä Liityntäkohta paikallisen jakeluverkkoyhtiön sähköverkkoon. Liittymä on yleensä pienjänniteliittymä, 400 V Suurissa kiinteistöissä on keskijänniteliittymä, esim. 20 kv. Tällöin kiinteistöllä on oma muuntaja. Liittymän hankintahinta + perusmaksu/kk määräytyvät liittymän sulakekoon (liittymistehon) perusteella.

8 Kiinteistön sähköverkon tehtäviä Siirtää sähköenergiaa jakeluverkosta kulutuslaitteille. Jos on omaa energian pientuotantoa, niin siirtää energiaa myös toiseen suuntaan (ehkä). Tehdä kiinteistön sisältämien käyttöpaikkojen energiamittaus. Toimia niin turvallisesti, että ihmisille tai omaisuudelle ei synny vahinkoja. Pitää sähkön laatu riittävän hyvänä.

9 Kiinteistön sähköverkon osia Pääkeskus Kulutuslaitteet Jakeluverkko Sähköliittymä Jakokeskuksia ja johdotuksia

10 Sähköliittymä Sähköliittymä on sähköntoimittajana toimivan jakeluverkkoyhtiön ja kiinteistön välinen kontaktipiste Jakeluverkkoyhtiöllä on monopoli oman toimialueensa sähköliittymiin ja sähköenergian siirtoon Sähköenergian voi ostaa nykyisin keltä vaan sähköenergian myyjältä, sitä voi kilpailuttaa.

11 Liittymispiste Sopimuksessa määritellään, mikä on tarkka liittymiskohta Sähköyhtiö vastaa sähköverkon osista ja niiden toiminnasta syötön puolelta liittymiskohtaan asti Asiakas vastaa sisäverkon osista ja niiden toiminnasta liittymiskohdasta alkaen Kuka omistaa sähkömittarin ja vastaa sen toiminnasta?

12 Sähköverkon pakolliset osat Kiinteistön koosta riippumatta sen sähköverkosta löytyy seuraavat osat: Liittyminen sähkönjakeluverkkoon, liittymisjohto Pääsulakkeet, pääkeskus ja pääkytkin Sähköenergian mittauskohta, yksi tai useita Ryhmäjohtoja + mahdollisesti pää- ja nousujohtoja Kulutuskojeita ja kulutuspisteitä Maadoituksia ja potentiaalintasauksia Jakokeskuksia

13 Kiinteistön sähköverkon muoto Rakenne on puumainen, jossa oksat ovat sähköjohtoja oksanhaarat ovat jakokeskuksia Erilaisista toteutusvaihtoehdoista pyritään valitsemaan teknis-taloudellisesti paras

14 Sähköverkon oikea muoto Ei ole olemassa vain yhtä tapaa, jolla sähkö saadaan jaettu kaikkiin tarvittaviin pisteisiin. Verkon muodolle on olemassa aina useita erilaisia toteutustapoja sekä suuren että pienen mittakaavan verkoissa. Esim. kodin pistorasiat ketjussa tai tähdessä syöttö syöttö

15 Pieni sähköverkko, vain yksi keskus

16 Etäluettava mittari Etäluettavan mittarin pitää olla kytkettynä verkkoon koko ajan. Mittarin lukemisen ja vikatilanteiden selvittämisen vuoksi pitää olla sähköt päällä jatkuvasti.

17 Erilliset pää- ja ryhmäkeskus

18 Rivi- tai kerrostalon sähköverkko

19 Termejä Kulutuskoje, kulutuslaite Laite, joka muuttaa sähköenergiaa muuksi energiaksi, esim. lämmöksi, valoksi, liikkeeksi Jokaisella kulutuslaitteella on tietty teho, joka vastaa tiettyä kuormitusvirtaa (johtojen mitoitusperuste) Ryhmäjohto (final circuit) viimeinen pätkä sähkön matkalla voimalaitoksesta kuluttajalle Kulutuskojetta syöttävä virtapiiri Ryhmäkeskus Ryhmäjohtoja syöttävä keskus Ryhmä Yhden ryhmäjohdon syöttämä rypäs Yksittäinen tehokas laite: liesi, kiuas, LVV tms. Tyypillisesti enintään noin 10 erillistä pienitehoista kulutuspistettä: valaisimia, pistorasioita

20 Termejä lisää Pääjohto Pääkeskuksen syöttämä johto, joka syöttää joko ryhmäkeskusta tai nousukeskusta Nousukeskus Pääkeskuksen ja ryhmäkeskuksen välissä oleva jakokeskus Nousukeskus syöttää nousujohtoja Jakokeskus (termi käytössä < 1000 V verkoissa) Pää-, mittaus-, nousu- tai ryhmäkeskus, jossa on kytkin-, suoja-, ohjaus-, mittaus- tai valvontalaitteita

21 Sähköliittymän tehon mitoitus Kiinteistön sähköverkon mitoitus perustuu aina kohteen käyttötarkoitukseen. Asuinkiinteistössä perusteena on mm. asunnon pinta-ala ja onko sähkölämmitystä Omakotitaloille omat ohjeet Rivi- ja kerrostaloille omat ohjeet Liike- ja teollisuuskiinteistöille omat ohjeensa Loistehon mitoitukselle voidaan käyttää seuraavia tehokertoimen arvoja, jos muuta tietoa ei ole: - Asuminen cosφ=0,95 - Liiketila cosφ=0,87 - Pienteollisuus cosφ=0,75

22 Asuinhuoneiston huipputeho Jotkin sähkölaitteet löytyvät suunnilleen saman tehoisina sekä pienestä että suuresta asunnosta. Osa sähkötehosta on puolestaan riippuvainen pinta-alasta. Huoneistokohtainen peruskuorma - Keittiön lämpökojeet kojekuorma - Kodin kylmälaitteet kojekuorma - Vaatehuollon sähkölaitteet kojekuorma - Kodin elektroniikkalaitteet kojekuorma - Sähkökiuas sähkölämpökuorma - Sähköinen lämminvesivaraaja sähkölämpökuorma - Auton sähkölämmityslaitteet sähkölämpökuorma - Muut kodin sähkölaitteet kojekuorma Pinta-alariippuva kuorma - Valaistus valaistuskuorma - Sähkölämmitys sähkölämpökuorma - LVI-laitteet kojekuorma

23 Tasaus Saman keskuksen syöttämistä useasta samantyyppisestä rinnakkaisesta kuormasta harvoin kaikki ovat yhtä aikaa päällä. Todennäköisyyksien perusteella voidaan keskuksen huippukuorma mitoittaa pienemmäksi kuin kaikkien osakuormien summa. Käytetään tasauskerrointa, jonka arvo on < 1

24 Tasauskerroin lähde: Pienjännitesähkölaitteiston mitoitus, Sähköinfo, 2015 Tasauskertoimen arvoon vaikuttaa kuormitusten tyypin lisäksi erityisesti virtapiirien määrä. Jos ei ole parempaa tietoa, niin voidaan käyttää alla olevia tyypillisiä tasoituskertoimia. Virtapiirien määrä Nimellinen tasoituskerroin 2 tai 3 0,9 4 tai 5 0, ,7 > 9 0,6