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 5,54 +3-3 1,2 12,74 19 Liittymän pääsulakkeiden mitoitusvirraksi (I N ) valitaan 3x25 A
PÄÄKESKUS Pääkeskuksessa varaudutaan kaksoishinnoitellun sähkön ja sähkölämmityskytkennän käyttöön. Keskus sijoitetaan lähelle liittymispisteenä toimivaa pylvästä ja asennetaan omalle jalustalle. Keskukseksi valitaan ulkomittauskeskus EVNP163.06.
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 3,54 + 3 3 0,7 10,24 16 25 RK2 2 3 0,5 5,5 8,4 20 Saunarakennuksen ryhmäkeskuksen RK2 ryhmäjohdon suojalaitteiksi valitaan 3x20 A:n johdonsuojakatkaisija (C-tyyppi). Nousujohdon mitoitus (SFS6000-433.1 + SFS6000-A.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 6000:2007 A.52) Asennustapa : Maa (D) Korjauskertoimet: - kaksi kaapelia samassa ojassa A.52-18 k 1 = 0,79 Mitoitusvirta (taulukoista) I t = I Z / k = 27,6 A/0,79 = 35 A Johtimien poikkipinta (A.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 Johdon poikkipinnoiksi saadaan 2,5 mm 2 Cu JÄNNITTEENALENEMAT Nousujohto PK-RK1 mitoitetaan siten, että pääsulakkeet toimivat myös nousujohdon suojina. Johdinpoikkipinta Etäisyys PK-RK1 16 Al 35 m 0,48 % PK-RK2 2,5 Cu 70 m 2,05 % u h
AUTOMAATTISEN POISKYTKENNÄN TOTEUTUMINEN Pienimmän oikosulkuvirran 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) Pienin oikosulkuvirta PK:lla saadaan verkkoyhtiöltä. Tässä esimerkissä I k = 250 A => Z v = 0,878 Ω (c=0,95) Oikosulkuvirta 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
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 500 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 Valitaan nousujohdoksi MCMK 4x6+6. Tällöin RK2:llä saa ryhmäjohtojen maksimipituudet olla (I krk2 =144 A) Oikosulkuvirta RK2:llä Nousujohdon MCMK 4x2,5+2,5 vaihe- ja PE-johtimien impedanssi lisätään verkon impedanssiin Johdonsuojakatkaisijan tyyppi Ryhmäjohdon poikkipinta-ala /mm 2 Maksimipituus/m B10 1,5 98 B16 2,5 69 C10 1,5 23 C16 2,5 oikosulkuvirta ei riitä Sulake 16 A 2,5 27
RK1:n valinta Uudisrakennuksen keskuksen valintaa varten lasketaan sähköpisteiden perusteella tarvittavat ryhmäjohdot. Ryhmä 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 9 3 3 3 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 6 1 4 KAIKKI RYHMÄT YHTEENSÄ 15 3 4 7 KESKUKSEN KOKO VÄHINTÄÄN Valitaan ryhmäkeskukseksi ESSV165.36 29 suojaa + vara = 31 ryhmää Keskuksen joudutaan tekemään muutoksia kytkentään: A B Muutos Ryhmä Toteutus LV-varaajan vikavirtasuojakytkin 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 Lisäksi loma-asunnon etähallintaa voidaan parantaa lisäämällä keskukseen ECO600.1 etahallintalaite.
Keskus ESSV365.36
Lämminvesivaraajan ryhmämuutos Koska lämminvesivaraaja sijaitsee kylpyhuoneessa, tulee se suojata 30 ma:n vikavirtasuojakytkimellä. Esimerkkikeskuksessa lämminvesivaraajan ohjaus on kytketty ryhmään 4, joka saa syöttönsä virtakiskosta yhdessä ryhmien 1-6 kanssa. Varaajan ohjaus muutetaan vikavirtasuojakytkimen suojaamaan ryhmään 15 siirtämällä keskuksen sisäinen johdostus suojasta 4 suojaan 15.
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.
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 )
Alkuun