Keskusesimerkki:LOMAKIINTEISTÖN KESKUKSET JA PÄÄJOHTOVERKKO

Esimerkkinä on loma-asuntokiinteistö, jossa on erillinen uusi asuinrakennus sekä vanha, peruskorjattu saunarakennus. Kohteessa uudistetaan kaikki sähköasennukset uuden loma-asunnon rakentamisen yhteydessä.

Liittymän mitoitusKeskus Psähköl./kW Pkiuas /kW Pkoje/kW Pvalaistus/kW Pkok/kW IB /APK 5,54 +3 - 3 1,2 12,74 19

Liittymän pääsulakkeiden mitoitusvirraksi (IN) valitaan 3x25 A

Jatka

PÄÄKESKUS

Pääkeskuksessa varaudutaan kaksoishinnoitellun säh-kön ja sähkölämmityskytkennän käyttöön. Keskus sijoitetaan lähelle liittymispisteenä toimivaa pylvästä ja asennetaan omalle jalustalle.

Keskukseksi valitaan ulkomittauskeskus EVNP163.06.

Jatka

Ryhmäkeskusten mitoitusKeskus Psähköl./kW Pkiuas /kW Pkoje/kW Pvalaistus/kW Pkok/kW IB /A IN /ARK1 3,54 + 3 3 0,7 10,24 16 25RK2 2 3 0,5 5,5 8,4 20

RYHMÄKESKUKSET RK1 JA RK2

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 (SFS6000-433.1 + SFS6000-B.52)Kaapelia ylikuormitukselta suojaavan suojalaitteen ominaisuuksien on täytettävä epäyhtälöt:

IB < IN < IZ (1) I2 < 1,45*IZ (2)

PK-RK1

Suojalaitteena on sulakkeet (3x25 A), jolloin I2=1,6 *INEpäyhtälö (2)=> IZ >1,6/ 1,45 * IN =27,6 A

Mitoitustaulukoiden kayttö (SFS 6000:2012 B.52)Asennustapa : Maa (D)Korjauskertoimet: - kaksi kaapelia samassa ojassa B.52-18 k1 = 0,79Mitoitusvirta (taulukoista)It = IZ / k = 27,6 A/0,79 = 35 AJohtimien poikkipinta (B.52-2) => 4 mm2 Cu tai 16 mm2Al4 mm2 Cu -maakaapeli ei ole suosituimmuuskaapeleita, joten nousujohdon vaihtoehdot:MCMK 4x6+6AMCMK 4x16Al+10Cu

Valitaan esimerkkiin AMCMK -kaapeli (edullisempi hinnaltaan).

PK-RK2Suojalaitteena C-tyypin johdonsuojakatkaisijat (3X20 A), jolloin I2=1,45 *INEpäyhtälö (2)=> IZ >1,45/ 1,45 * IN =20 A

Johdinpoikkipinnoiksi saadaan 2,5 mm2 Cu

Jatka

JÄNNITTEENALENEMAT

Johdin-poikkipinta

Etäisyys uh

PK-RK1 16 Al 35 m 0,6 %PK-RK2 2,5 Cu 70 m 2,3 %

Jatka

Jännitteen alenema lasketaan pääjohtojen osaltaKaava SFS 6000-52G

u=(ρ1*L/s *cosφ + λ*L*sinφ )IB ρ0 johdinaineen resistiivisyys 20◦C lämpötilassa ρCu = 0,0225 Ωmm2/m ρAl = 0,0036 Ωmm2/mS johdinpoikkipinta (mm2)

Jännitteenalenematuleelaskea70◦C.eenjähdinlämpötilalla=>resistiivisyydenarvotkerrotaankertoimella1,25

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 saadaanu (%) = u/U0 *100%

U0 =vaihejännite230V

Ohuilla johdinpoikkipinnoilla ja tehokertoimen ollessa cosφ ≈1, voidaan jännitteen alenema laskea myös suoraan pätötehosta

uh=100*P*L*ρ/(U2*S)

uh = jännitteenalenema (%)P = teho (kW)L=johdon pituus (km)U = pääjännite (kV)S= johdinpoikkipinta (mm2)ρ = resistiivisyys Ωmm2/m ρCu= 0,0208 μΩm (t=70 ˚C) ρAl= 0,0341 μΩm (t=70 ˚C)

Liittyämän 1-vaiheinen oikosulkuvirta PK:lla saadaan verkkoyhtiöltä. Tässä esimerkissä Ik = 250 A => Zv = 0,878 Ω (c=0,95)

Oikosulkuvirta (L-PE) RK1:lläNousujohdon AMCMK4x16Al + 10 Cu vaihe- ja PE-johtimien impedanssi lisätään verkon impedanssiin ZRK1 = 0,878 Ω + 0,07 km * 2,326 Ω/km + 0,07 km * 2,246 Ω/km =1,008 Ω => IkRK1 = 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 vähin-tään 110 A, joten suojaus tältä osin toimii.

Ryhmäjohdoissa tulee automaattisen poiskytkennän toimia pääsääntöisesti 0,4 s:ssa. Joh-donsuojakatkaisijoita käytettäessä tulee niiden toimia vikatilanteessa pikalaukaisualueella (magneettinen laukaisu). Tällöin RK:llä saa ryhmäjohtojen maksimipituudet olla:

3ZU*cI

kk =

Pienimmän oikosulkuvirran (L-PE) laskenta (automaattisen poiskytkennän tarkasteluun)

Johdonsuoja-katkaisijan tyyppi

Ryhmäjohdon poikkipinta-ala /mm2

Maksimipituus

B10 1,5 116B16 2,5 99C10 1,5 41C16 2,5 21

U = verkon pääjänniteIv= oikosulkuvirtaZv= oikosulkupiirin impedanssi c = kerroin, joka ottaa huomioon jännitteen-aleneman keskuksissa (1 … 0,90)

Jatka

Oikosulkuvirta RK2:lläNousujohdon MCMK 4x2,5+2,5 vaihe- ja PE-johtimien impedanssi lisätään verkon impe-danssiin ZRK1 = 0,878 Ω + 0,07 km * 8,77 Ω/km + 0,07 km * 8,77 Ω/km =2,236 Ω => IkRK1 = 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:

Johdonsuoja-katkaisijan tyyppi

Ryhmäjohdon poikkipinta-ala /mm2

Maksimipituus/m

B10 1,5 98B16 2,5 69C10 1,5 23C16 2,5 oikosulkuvirta ei

riitäSulake 16 A 2,5 27

Valitaan nousujohdoksi MCMK 4x6+6. Tällöin RK2:llä saa ryhmäjohtojen maksimipituudet olla (IkRK2=144 A)

Vaihtoehto VaikutusMuutetaan johdonsuojakat-kaisijan tyyppi (C => B)

Oikosulkuvirta IkRK2=98 ASuojalaite (B20) edellyttää 100 A:n virtaa => Suoja ei toimi

Pienennetään johdonsuoja-katkaisijan mitoitusvirtaa

Oikosulkuvirta IkRK2=98 ASuojalaite (C16) edellyttää 160 A:n virtaa => Suoja ei toimi

Muutetaan johdon poikkipin-taa (2,5 mm2 => 6 mm2)

Oikosulkuvirta IkRK2=144 ASuojalaite (C20) edellyttää 200 A:n virtaa => Suoja ei toimiJohdinpoikkipinnaksi tulisi vaihtaa joko 50 mm2 Cu tai 70 mm2Al, jotta suojaus toimisi

Muutetaan sekä johdonsuo-jakatkaisijan tyyppi (C => B) että johdon poikkipintaa (2,5 mm2 => 6 mm2)

Oikosulkuvirta IkRK2=144 ASuojalaite (B20) edellyttää 100 A:n virtaa => Suojaus toimii

Suojataan nousujohto 300 mA:n vikavirtasuojakyt-kimellä

Saattaa aiheuttaa ongelmia oikosulkusuojauksen toteutumiseen

Käytetään suojina sulakkeita 20 A:n sulake edellyttää toimiakseen alle 5 s:ssa 85 A:n virtaa

Jatka

RK1:n valinta

Ryhmä Teho/kW

B10 B16 C10 C16 VVSK

Liesi 10 3Valaistus 3Pistorasiat (JK,APK,Mikro) 3Vesipumppu 3Lämmitys 3Antennivahvistin, hälytysjärjest. 3YHTEENSÄ EI VVSK 9 3 3 3Lattialämmitys 2 xKHH valot 1 xPK pistorasia 1 xLV-varaaja (kylpyhuoneessa) 3 xVesiputken saattolämmitys 1 xUlkopistorasiat 3 xYHTEENSÄ VVSK 6 1 4KAIKKI RYHMÄT YHTEENSÄ 15 3 4 7KESKUKSEN KOKO VÄHINTÄÄN 29 suojaa + vara = 31 ryhmää

Valitaan ryhmäkeskukseksi ESSV165.36

Keskuksen joudutaan tekemään muutoksia kytkentään:

Muutos Ryhmä Toteutus

A LV-varaajan vikavirta-suojakytkin (sijoitus kylpyhuoneessa)

4 Siirretään kontaktori 4K1 => 15K1

B Sähkölämmitinryhmän lisäys/muutos(ei VVSK-ryhmään)

9 Lisätään ryhmä 9Muutetaan lämmityskontaktori 14K1 => 9K1kytkin 14K1 =>9K1

C 1xC10 -ryhmä pumpulle 10 Lisätään ryhmä 10 (3xC10)Lisätään kytkin 10S1

Uudisrakennuksen keskuksen valintaa varten lasketaan sähköpisteiden perusteella tarvittavat ryhmäjohdot.

Jatka

Keskus ESSV365.36

Jatka

Lämminvesivaraajan ryhmämuutos

Koska lämminvesivaraaja sijaitsee kylpyhuo-neessa, tulee se suojata 30 mA:n vikavirta-suojakytkimellä.

Esimerkkikeskuksessa läm-minvesivaraajan ohjaus on kytketty ryhmään 4, joka saa syöttönsä virtakiskos-ta yhdessä ryhmien 1 - 6 kanssa.Varaajan ohjaus muutetaan

vikavirtasuojakytkimen suojaamaan ryhmään 15 siirtämällä keskuksen sisäi-nen johdostus suojasta 4 suojaan 15.

Jatka

Lämmittimien ryhmä

Osassa huoneita on sähkölämmittimet, jotka eivät edellytä vikavirtasuojakytki-men 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 kyt-keytyy omaan liitospaikkaansa.

Johdotus muutetaan ryh-mästä 14 ryhmään 9.

Tunnukset muutetaan 14K1 => 9K114S1 => 9S1

Lämmittimille viedään lämpöti-lan pudotus -ohjaus, jota varten lisätään kontaktori 2K2. Kon-taktoria ohjataan ulkopuolisella kytkimellä tai se voidaan liittää etähallintajärjestelmään.

Lämmittimille ja lattialäm-mitykselle menevä lämpötilan pudotusohjauksen tarvitsema ohjausjännite otetaan vastavasta lämmitysryhmästä.

Jatka

Vesipumpun ryhmän lisäys

Vesipumppun moottori edellyttää C-tyypin johdosuojien käyttöä. Koska keskuk-sessa ei ole vikavirtasuojakytkimen ulkopuolella C10 -tyyppisiä johdonsuojakat-kaisjoita, 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 mm2)

Jatka

Jatka

Alkuun