Keskusesimerkki: LOMAKIINTEISTÖN KESKUKSET JA PÄÄJOHTOVERKKO

Transkriptio

1 Keskusesimerkki: LOMAKIINTEISTÖN KESKUKSET JA PÄÄJOHTOVERKKO Esimerkkinä on loma-asuntokiinteistö, jossa on erillinen uusi asuinrakennus sekä vanha, peruskorjattu saunarakennus. Kohteessa uudistetaan kaikki sähköasennukset uuden lomaasunnon rakentamisen yhteydessä. Liittymän mitoitus Keskus P sähköl. /kw P kiuas /kw P koje /kw P valaistus /kw P kok /kw I B /A PK 5, ,2 12,74 19 Liittymän pääsulakkeiden mitoitusvirraksi (I N ) valitaan 3x25 A

2 PÄÄKESKUS Pääkeskuksessa varaudutaan kaksoishinnoitellun sähkön ja sähkölämmityskytkennän käyttöön. Keskus sijoitetaan lähelle liittymispisteenä toimivaa pylvästä ja asennetaan omalle jalustalle. Keskukseksi valitaan ulkomittauskeskus EVNP

3 RYHMÄKESKUKSET RK1 JA RK2 Ryhmäkeskusten mitoitus Keskus P sähköl. /kw P kiuas /kw P koje /kw P valaistus /kw P kok /kw I B /A I N /A RK1 3, ,7 10, RK ,5 5,5 8,4 20 Nousujohto PK-RK1 mitoitetaan siten, että pääsulakkeet toimivat myös nousujohdon suojina. Saunarakennuksen ryhmäkeskuksen RK2 ryhmäjohdon suojalaitteiksi valitaan 3x20 A:n johdonsuojakatkaisija (C-tyyppi). HUOM! Vaikka ryhmäkeskuksen teho on pieni, mitoitetaan nousujohto vähintään 20 A:n suojalaitteen mukaisesti, jotta ryhmäjohtoina voidaan käyttää 16 A:n suojattuja ryhmiä. Nousujohdon mitoitus (SFS SFS6000-B.52) Kaapelia ylikuormitukselta suojaavan suojalaitteen ominaisuuksien on täytettävä epäyhtälöt: I B < I N < I Z (1) I 2 < 1,45*I Z (2) PK-RK1 Suojalaitteena on sulakkeet (3x25 A), jolloin I 2 =1,6 *I N Epäyhtälö (2)=> I Z >1,6/ 1,45 * I N =27,6 A Mitoitustaulukoiden kayttö (SFS 6000:2012 B.52) Asennustapa : Maa (D) Korjauskertoimet: - kaksi kaapelia samassa ojassa B k 1 = 0,79 Mitoitusvirta (taulukoista) I t = I Z / k = 27,6 A/0,79 = 35 A Johtimien poikkipinta (B.52-2) => 4 mm 2 Cu tai 16 mm 2 Al 4 mm 2 Cu -maakaapeli ei ole suosituimmuuskaapeleita, joten nousujohdon vaihtoehdot: MCMK 4x6+6 AMCMK 4x16Al+10Cu Valitaan esimerkkiin AMCMK -kaapeli (edullisempi hinnaltaan). PK-RK2 Suojalaitteena C-tyypin johdonsuojakatkaisijat (3X20 A), jolloin I 2 =1,45 *I N Epäyhtälö (2)=> I Z >1,45/ 1,45 * I N =20 A Johdinpoikkipinnoiksi saadaan 2,5 mm 2 Cu

4 JÄNNITTEENALENEMAT Jännitteen alenema lasketaan pääjohtojen osalta Kaava SFS G u=(ρ 1* L/s *cosφ + λ*l*sinφ )I B ρ 0 johdinaineen resistiivisyys 20 C lämpötilassa ρ Cu = 0,0225 Ωmm 2 /m ρ Al = 0,0036 Ωmm 2 /m S johdinpoikkipinta (mm 2 ) Jännitteen alenema tulee laskea 70 C.een jähdinlämpötilalla=> resistiivisyyden arvot kerrotaan kertoimella 1,25 johtimen reaktanssina/pituus λ voidaan käyttää λ=0,08 mω/m arvoa kaikilla johdinpoikkipinnoilla cosφ tehokerroin, jos ei tiedossa todellista tarvoa, käytetään cosφ=0,8 (sinφ =0,6) Jännitteenleneman %-arvo saadaan u (%) = u/u 0 *100% U 0 = vaihejännite 230 V Johdinpoikkipinta Etäisyys PK-RK1 16 Al 35 m 0,6 % PK-RK2 2,5 Cu 70 m 2,3 % u h Ohuilla johdinpoikkipinnoilla ja tehokertoimen ollessa cosφ 1, voidaan jännitteen alenema laskea myös suoraan pätötehosta u h = 100*P*L*ρ/(U 2 *S) u h = jännitteenalenema (%) P = teho (kw) L=johdon pituus (km) U = pääjännite (kv) S= johdinpoikkipinta (mm 2 ) ρ = resistiivisyys Ωmm 2 /m ρ Cu = 0,0208 μωm (t=70 C) ρ Al = 0,0341 μωm (t=70 C)

5 Pienimmän oikosulkuvirran (L-PE) laskenta (automaattisen poiskytkennän tarkasteluun) I k = c * U Z k 3 U = verkon pääjännite I v = oikosulkuvirta Z v = oikosulkupiirin impedanssi c = kerroin, joka ottaa huomioon jännitteenaleneman keskuksissa (1 0,90) Liittyämän 1-vaiheinen oikosulkuvirta PK:lla saadaan verkkoyhtiöltä. Tässä esimerkissä I k = 250 A => Z v = 0,878 Ω (c=0,95) Oikosulkuvirta (L-PE) RK1:llä Nousujohdon AMCMK4x16Al + 10 Cu vaihe- ja PE-johtimien impedanssi lisätään verkon impedanssiin Z RK1 = 0,878 Ω + 0,07 km * 2,326 Ω/km + 0,07 km * 2,246 Ω/km =1,008 Ω => I krk1 = 218 A Suojalaitteina toimivien sulakkeiden tulee keskusten välisissä johdoissa toimia alle 5 s:ssa. Nousujohtoa suojaavat pääsulakkeet (3x25 A) edellyttävät toimiakseen alle 5 s:ssa vähintään 110 A, joten suojaus tältä osin toimii. Ryhmäjohdoissa tulee automaattisen poiskytkennän toimia pääsääntöisesti 0,4 s:ssa. Johdonsuojakatkaisijoita käytettäessä tulee niiden toimia vikatilanteessa pikalaukaisualueella (magneettinen laukaisu). Tällöin RK:llä saa ryhmäjohtojen maksimipituudet olla: Johdonsuojakatkaisijan tyyppi Ryhmäjohdon poikkipinta-ala /mm 2 B10 1,5 116 B16 2,5 99 C10 1,5 41 C16 2,5 21 Maksimipituus

6 Z RK1 = 0,878 Ω + 0,07 km * 8,77 Ω/km + 0,07 km * 8,77 Ω/km =2,236 Ω => I krk1 = 98 A Suojalaitteiden tulee keskusten välisissä johdoissa toimia alle 5 s:ssa. Kuitenkin, kun käytetään suojina johdonsuojakatkaisijoita, tulee suojien toimia magneettisen laukaisun alueella. Nousujohtoa suojaavat johdonsuojakatkaisijat (3xC20 A) pikalaukaisun rajavirta on 200 A, joten suojaus ei toimi. Vaihtoehdot suojauksen toteutumiseen ovat: Vaihtoehto Muutetaan johdonsuojakatkaisijan tyyppi (C => B) Pienennetään johdonsuojakatkaisijan mitoitusvirtaa Muutetaan johdon poikkipintaa (2,5 mm 2 => 6 mm 2 ) Muutetaan sekä johdonsuojakatkaisijan tyyppi (C => B) että johdon poikkipintaa (2,5 mm 2 => 6 mm 2 ) Suojataan nousujohto 300 ma:n vikavirtasuojakytkimellä Käytetään suojina sulakkeita Vaikutus Oikosulkuvirta I krk2 =98 A Suojalaite (B20) edellyttää 100 A:n virtaa => Suoja ei toimi Oikosulkuvirta I krk2 =98 A Suojalaite (C16) edellyttää 160 A:n virtaa => Suoja ei toimi Oikosulkuvirta I krk2 =144 A Suojalaite (C20) edellyttää 200 A:n virtaa => Suoja ei toimi Johdinpoikkipinnaksi tulisi vaihtaa joko 50 mm 2 Cu tai 70 mm 2 Al, jotta suojaus toimisi Oikosulkuvirta I krk2 =144 A Suojalaite (B20) edellyttää 100 A:n virtaa => Suojaus toimii Saattaa aiheuttaa ongelmia oikosulkusuojauksen toteutumiseen 20 A:n sulake edellyttää toimiakseen alle 5 s:ssa 85 A:n virtaa Oikosulkuvirta RK2:llä Nousujohdon MCMK 4x2,5+2,5 vaihe- ja PE-johtimien impedanssi lisätään verkon impedanssiin Johdonsuojakatkaisijan tyyppi Valitaan nousujohdoksi MCMK 4x6+6. Tällöin RK2:llä saa ryhmäjohtojen maksimipituudet olla (I krk2 =144 A) Ryhmäjohdon poikkipinta-ala /mm 2 B10 1,5 98 B16 2,5 69 C10 1,5 23 Maksimipituus/m C16 2,5 oikosulkuvirta ei riitä Sulake 16 A 2,5 27

7 RK1:n valinta Ryhmä Uudisrakennuksen keskuksen valintaa varten lasketaan sähköpisteiden perusteella tarvittavat ryhmäjohdot. Teho/ kw Liesi 10 3 Valaistus 3 B10 B16 C10 C16 VVSK Pistorasiat (JK,APK,Mikro) 3 Vesipumppu 3 Lämmitys 3 Antennivahvistin, hälytysjärjest. 3 YHTEENSÄ EI VVSK Lattialämmitys 2 x KHH valot 1 x PK pistorasia 1 x LV-varaaja (kylpyhuoneessa) 3 x Vesiputken saattolämmitys 1 x Ulkopistorasiat 3 x YHTEENSÄ VVSK KAIKKI RYHMÄT YHTEENSÄ KESKUKSEN KOKO VÄHINTÄÄN 29 suojaa + vara = 31 ryhmää Valitaan ryhmäkeskukseksi ESSV Keskuksen joudutaan tekemään muutoksia kytkentään: A B Muutos Ryhmä Toteutus LV-varaajan vikavirtasuojakytkin (sijoitus kylpyhuoneessa) Sähkölämmitinryhmän lisäys/muutos (ei VVSK-ryhmään) 4 Siirretään kontaktori 4K1 => 15K1 9 Lisätään ryhmä 9 Muutetaan lämmityskontaktori 14K1 => 9K1 kytkin 14K1 =>9K1 C 1xC10 -ryhmä pumpulle 10 Lisätään ryhmä 10 (3xC10) Lisätään kytkin 10S1

8 Keskus ESSV365.36

9 Lämminvesivaraajan ryhmämuutos Koska lämminvesivaraaja sijaitsee kylpyhuoneessa, tulee se suojata 30 ma:n vikavirtasuojakytkimellä. Varaajan ohjaus muutetaan vikavirtasuojakytkimen suojaamaan ryhmään 15 siirtämällä keskuksen sisäinen johdostus suojasta 4 suojaan 15. Esimerkkikeskuksessa lämminvesivaraajan ohjaus on kytketty ryhmään 4, joka saa syöttönsä virtakiskosta yhdessä ryhmien 1-6 kanssa.

10 Lämmittimien ryhmä Osassa huoneita on sähkölämmittimet, jotka eivät edellytä vikavirtasuojakytkimen käyttöä. Niitä varten lisätään ryhmä 9 ja siirretään lämmitysohjauskontaktori 14K1 ja kytkin 14S1 ryhmään 9. Syöttökisko jatketaan ryhmästä 6. Johdonsuojakatkaisijoiden liittimet ovat kiskon puolella käyttämättöminä, koska syöttökisko kytkeytyy omaan liitospaikkaansa. Johdotus muutetaan ryhmästä 14 ryhmään 9. Tunnukset muutetaan 14K1 => 9K1 14S1 => 9S1 Lämmittimille viedään lämpötilan pudotus -ohjaus, jota varten lisätään kontaktori 2K2. Kontaktoria ohjataan ulkopuolisella kytkimellä tai se voidaan liittää etähallintajärjestelmään. Lämmittimille ja lattialämmitykselle menevä lämpötilan pudotusohjauksen tarvitsema ohjausjännite otetaan vastavasta lämmitysryhmästä.

11 Vesipumpun ryhmän lisäys Vesipumppun moottori edellyttää C-tyypin johdosuojien käyttöä. Koska keskuksessa ei ole vikavirtasuojakytkimen ulkopuolella C10 -tyyppisiä johdonsuojakatkaisjoita, lisätään yksi ryhmä varatilaan (ryhmä 10). Yksivaiheiselle pumpulle asentaan käyttökytkin 10S1. Syöttökisko jatketaan ryhmästä 5. Johdotus suojalta 10.2 kytkimelle voidaan mitoittaa suojalaitteen mukaan (10 A => 1,5 mm 2 )

12

13 Alkuun