seminar energetska postrojenja

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBUELEKTROTEHNIKA

Specijalistički diplomski stručni studijelektrotehnike

Seminarski rad

ENERGETSKA POSTROJENJA

Proračun električne instalacije pomoću softverskog paketa Ecodial

Izradio: Kovačić Siniša, ing.el.

Zagreb, 19. rujan 2010. godine

TVZ

SADRŽAJ

1. Uvod..................................................................................................22. Osnovne karakteristike

2.1 .Osnovno o Ecodial.................................................................32.2 .Kreiranje projekta...................................................................3

3. Izrada električne mreže.....................................................................53.1 .Osnovni unos podataka...........................................................73.2 .Složeniji unos podataka...........................................................8

4. Opis električnih elemenata za kreiranje mreže4.1 .Transformator........................................................................94.2 .Bilo koji izvor........................................................................114.3 .Generator............................................................................114.4 .Kompenzacija jalove energije..................................................124.5 .Kabel..................................................................................164.6 .Sabirnice.............................................................................244.7 .Šinski razvod........................................................................264.8 .Prekidač ili osigurač...............................................................274.9 .Motor..................................................................................324.10.Raznovrsne spojne veze.......................................................344.11.Izračun i izvještaj električne mreže..........................................35

5. Selektivnost.....................................................................................376. Kaskadiranje....................................................................................387. Krivulja prekidača „CURVE DIRECT“..............................................408. Zaključak..........................................................................................429. Popis literature.................................................................................43

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU 1

TVZ

1.UVOD

Da bi za neku niskonaponsku (dalje NN) mrežu izvršili proračun kablova i sabirnica, odabrali odgovarajuće zaštitne naprave te puno drugih stvari potrebno je dosta vremena i truda.

Ušteda u vremenu može biti značajna ako se poslužimo odgovarajućim softverskim alatima koji su namjenjeni za takvu vrstu proračuna.

Jedan od navedenih softverskih alata zove se Ecodial-a, a tema ovog seminarskog rada je, kao što i sam njegov naslov govori – proračun električne instalacije pomoću softverskog paketa Ecodial.

U ovom seminarskom radu opisati ću kako se pomoću Ecodiala može učinkovito izračunati električne instalacije, kako odabrati uređaj koji odgovara vašim potrebama, što je to selektivnost i kako ona utječe na odabir prekidača, kako usporediti odnosno vizualizirati krivulju okidanja uređaja, prema kojim formulama program vrši odabir prekidača i izračun presjeka kablova itd.

Brzina kojom dolazimo do željenih rezultata daje veću učinkovitost i produktivnost poslovanju te štedi vrijeme omogućavajući nam da se koncentriramo na druge zadatke.


TVZ

2. OSNOVNE KARAKTERISTIKE

2.1. Osnovno o Ecodial-u

Francuski proizvođač elektroopreme prisutan u Hrvatskoj od 1990.godine, Schneider Electric razvio je softverski alat za proračun NN mreža Ecodial. U ovom seminarskom radu prikazati ću Hrvatsku inačicu Ecodial-a verzija 3.3 koja je besplatana i slobodna za korištenje.

Najnovija inačica koju je izdao Schneider Electric je Ecodial L i može se koristiti u periodu od 30 dana. Nakon toga potrebno je izvršiti registraciju programa.

Rezultati proračuna u skladu su sa vodičem CENELEC R064-003 (Europski odbor za elektrotehničku normizaciju), a način polaganja vodiča prema standardu IEC364-5-523.

Softverski program koristi se za proračun NN mreža do napona 1000VAC.

2.2. Kreiranje projekta

Za pokretanje programa potrebno je kliknuti na ikonu . Prilikom prvog pokretanja programa potrebno je unijeti osnovne parametre da bismo mogli izvršiti proračun mreže (Slika 2.2.1.).

Slika 2.2.1. Unos osnovnih parametara


TVZ

Osnovni parametri su:

Nazivni linijski napon: napon između dviju faza Ph-Ph na niskonaponskoj strani (220-230-240-380-400-415-440-500-525-660-690) V,

Sustav zaštite: TT - IT - TNC – TNS,

Frekvencija sustava: 50, 60Hz,

Ciljani faktor snage: 0,96 – (Kod prijenosa električne energije jalovi dio je beskoristan i nepotrebno opterećuje mrežu te ga je potrebno održavati na najmogućim nižim vrijednostima pomoću kondenzatorskih baterija. Faktor jalove snage (cos ø) u granicama normale iznosi od 0,95-1 induktivno. Vrijednost cos ø =0,95-1 induktivno osigurava da potrošnja jalove energije ne prelazi 1/3 utrošene radne energije (što HEP ne naplaćuje),

Maksimalni dozvoljeni presjek: najveći dozvoljeni presjek kablova koji program može uzeti u obzir prilikom proračuna, (To je presjek kabla nizvodno od transformatora),

Selektivnost: Da, Ne (selektivnost je pobliže opisana u petom poglavlju),

Presjek nultog vodiča: 1, (½ - ako želimo da presjek nultog i faznog vodiča bude isti odabiremo 1, a ako je presjek nultog vodiča pola faznog odabiremo ½),

Tolerancija presjeka: 5% - najveće dopušteno odstupanje presjeka vodiča u postocima od nazivne vrijednosti (vrijednosti koje izračuna Ecodial),

Provjera termičkog otpora: Da ili Ne,

Standard: IEC 947,IEC 60-898 električne karakteristike prekidača, (Naprimjer, prekidne moći prekidača drugačije su definirane za IEC 947 standard nego za IEC-898 standard),

Kaskadiranje: Da ili Ne - omogućava upotrebu prekidača manje granične prekidne moći od zahtjevane prekidne moći u određenoj točki mreže (kaskadiranje je pobliže opisano u šestom poglavlju).


TVZ

3. IZRADA ELEKTRIČNE MREŽE

Nakon što smo unijeli osnovne parametre prikazati će nam se glavni prozor za izradu električne mreže (Slika 3.1.).

Slika 3.1. Glavni prozor za izradu električne mreže

Glavni prozor za izradu električne mreže sadrži, kako slijedi:

1. Traka sa alatima „Toolbar“,2. Stablo mreže „Network tree“ - prikazuje stablastu strukturu mreže koju smo

kreirali u polju mreže, (da bi nam se prikazala cijela električna mreža potrebno je staviti kvačicu kraj dijaloga „Display all circuits“),

3. Polje mreže, (povlačenjem električnih elemenata u polje mreže kreiramo odgovarajuču strukturu električne mreže),

4. Tekstualni prikaz određenih djelova električnih strujnih krugova,5. Grupa elemenata, (odabirom odgovarajuće grupe prikazuju nam se električni

elementi za kreiranje mreže),


TVZ

Za izradu mreže možemo odabrati sljedeće elemente:

Izvor napajanja : Transformator, generator, bilo koji izvor, kompenzacija jalove enerije,

Sabirnice : Plosnate sabirnice, canalis sabirnički sustav,

Odabir prekidnog uređaja : Prekidači, sklopke,

Potrošači : Motor, rasvjeta, opčenita potrošnja, pokretanje pomoču frekventnih pretvarača,

Određivanje NN/NN ulaznih parametara : Zaštitni uređaj-vodič-NN/NN transformator, Zaštitni uređaj-vodič-rastavna sklopka-NN/NN transformator,

Raznovrsne spojne veze : Odvodi, dovodi, električne veze, povezivanje sa drugim projektom,

Međublokada : Međublokada između prekidača.

Uzimanjem odgovarajućeg elementa i povlačenjem u glavni prozor možemo kreirati mrežu kao na Slici 3.2.

Slika 3.2. Primjer električne mreže


TVZ

3.1. Osnovni unos podataka

Ako dvaput brzo klikom miša odaberemo odgovarajući strujni krug otvori se dodatni dijaloški okvir u kojem možemo unijeti ili promjeniti osnovne parametre (ime strujnog kruga, oznake elemenata itd.).

Da bi dobili proračun mreže potrebno je definirati osnovne parametre i na temelju toga Ecodial će izračunati potrebnu snagu transformatora, presjeke kablova i sabirnica, struje kratkog spoja itd.

Međutim, za što točniji unos podataka električne mreže koju želimo kreirati, a

time i što točniji izračun, potrebno je kliknuti na ikonu ili odabrati Calculation -> calculate step by step...Tada se otvora dijaloški okvir s puno više parametara koje možemo definirati (Slika 3.2.1.)

U nastavku ću opisati koje osnovne parametre možemo unijeti za strujni krug „Circuit1“.

Ako odaberemo strujni krug „Circuit1“ otvoriti će nam se dijaloški okvir (Slika 3.1.1.).

Slika 3.1.1. Osnovni unos podataka za strujni krug“Circuit 1“

U polje „Name“ možemo unijeti ime za koje želimo da se odabrani strujni krug zove. Isto tako, oznake trasformatora T1, kabela C1 i prekidač Q1 možemo promjeniti prema našim potrebama.

Prilikom ispisa svaki strujni krug imati će ime koje smo mu dodjelili pa je poželjno da dajemo logička i prepoznatljiva imena strujnim krugovima i elementima.

Iz padajučeg izbornika oznake C1 (Slika 3.1.1.) možemo odabrati kabel ili šinski razvod. Osnovna namjena Canalisa sabirničkog sustava (šinski razvod) je u trafo-


TVZ

stanicama za distribuciju el. energije od transformatora do niskonaponskog ormara tj. dovodnog prekidača u njemu, zatim za dalju distribuciju od NN ormara pa do nekog podrazvodnog ormara ili trošila (Slika 3.2. strujni krug „Circuit2“ prekidač Q2-trošilo L2).

Za zaštitu strujnog kruga može se odabrati osigurač ili prekidač. Prilikom odabira prekidača možemo odabrati da li će prekidač imati:

diferencijalnu zaštitu (zaštita od direktnog ili indirektnog dodira), motorni pogon (motorni pogon služi za automatsko navijanje opruge prekidača

prilikom uklopa), izvlačiva izvedba, (prekidač se stavlja u odovarajuču šasiju „podnožje“, naime

zamjena takvog prekidača zahtjeva puno manje vremena nago fiksni prekidači).

U nastavku je potrebno unijeti nekoliko osnovnih parametara: duljinu kabla ili šinskog razvoda, snagu transformatora, sustav zaštite, linijski napon, napon krtkog spoja transformatora te srednjenaponsku rasklopnu snagu.

3.2. Složeniji unos podataka

Za strujni krug „Circuit1“, opisao sam koje osnove parametre treba unijeti dok ću za ostale strujne krugove pikazati samo složeniji unos podataka (Slika 3.2.1.)

Slika 3.2.1. Složeniji unos podataka za strujni krug prikazan na Slici 3.2.


TVZ

Na slici 3.2.1. vidi se da postoji puno više parametara za svaki element strujnog kruga koji se nalazi u električnoj mreži.

Nakon što smo unijeli potrebne postavke pokrenemo sumiranje svih snaga trošila

klikom na ikonu „calculates the power sum“, a nakon toga pokrenemo izračunavanje električne mreže klikom na oznaku „Calculate all“. Ako su parametri dobro uneseni, sve zastavice u polju desno kraj strujnih krugova biti će zelene boje. Kod neizračunatih strujnih krugova, pogrešnog unosa ili krivo unesenih parametara zastavica će biti crvene boje. Također, prikazati će nam se prozor sa napomenom za krivo definirani strujni krug. U potprozoru „Detalis“ nalaze se opširnije obavjesti i upozorenja o izračunatom strujnom krugu. Da bi vidjeli sve postavke u okviru „Components“ koje nam se nude potrebno je staviti kvačicu pored natpisa“All characteristics“, a za ručni unos postavki pojedinog elementa potrebno je uključiti opciju pored natpisa „Manual“.

4. OPIS ELEKTRIČNIH ELEMENATA ZA KREIRANJE ELEKTRIČNE MREŽE

4.1. Transformator

Kod odabira transformatora možemo odabrati ili unijeti sljedeće parametre:

Snaga transformatora: 50 do 3200 [kVA], Sustav zaštite: TNC, TNS, IT, TT, Razdvojena nula: da, ne, Linijski napon: 220...690 [V], Napon kratkog spoja u postocima [%], Gubici u bakru [W], Srednjenaponska rasklopna snaga [MVA], Spoj: Trokut-zvijezda, zvijezda-zvijezda, zvijezda-cikcak, Frekvencija sustava: 50, 60 [Hz], Vrijeme isklopa srednjenaponske strane: 200ms, 500ms, Otpor elektrode nula Rs: (samo kod TT sustava) [Ω], Otpor elektrode uzemljenja Rm: (samo kod TT sustava) [Ω].

Ecodial odabire snagu transformatora zbrajanjem svih snaga potrošača u mreži, uzimajući u obzir i faktor istodobnosti. Snagu transformatora možemo odabrati i ručno, ali ako smo podimezionirali transformator prikazati će nam se upozorenje. Napon kratkog spoja i gubitke u bakru možemo očitati iz tehničkih karakteristika transformatora proizvođača. Vrijeme isklopa srednjenaponske strane i srednjenaponska rasklopna snaga u nastavku SkQ (snaga kratkog spoja visokonaponske mreže) možemo dobiti od elektroopskrbnog društva.


TVZ

Snaga SkQ nam je potrebna da izračunamo impendanciju (hight voltag) HV mreže gledano iz (low voltage) LV strane zbog proračuna kratkog spoja mreže. Formula prema kojoj Ecodial vrši proračun daje se u nastavku.

Impendancija izvora HV mreže:

ZQ=(m×U n )2

SkQ

[mΩ] (4.1 .1)

U n- Nazivni linijski napon [V]SkQ- snaga kratkog spoja visokonaponske mreže [kVA]m- napon praznog hoda. U nedostatku točnijeg podatka uzima se 1,05

RQ=0,100×X Q[mΩ](4.1 .2)XQ=0,995×ZQ[mΩ](4.1.3)

Otpori RQ i XQ izračunavaju se prema gornjoj formuli u nedostatku točnijih podataka, a sve prema IEC 60909.

Impedanciju transformatora možemo izračunati, kako slijedi:

ZT=(m×Un )2

SrT

×ukr100

[mΩ](4.1.4)

ukr- napon kratkog spoja [%]SrT- nazivna snaga transformatora [kVA]

Radni i jalovi otpori mogu se dobiti od proizvođača, a u nedostatku točnijih podataka RT i XT računaju se prema formuli:

RT=0,31×ZT [mΩ](4.1.5)XT=0,95×ZT [mΩ](4.1 .6)

Struja transformatora I n, može se dobiti koristeći formulu:

I n=SrT

√3×U×m[ A ] (4.1 .7)

Ako ne unesemo gubitke u namotima transformatora PcuEcodial ih izračunava prema normi IEC 60364:

Pcu=RT×3×I n2×10−3 [W ](4.1.8)


TVZ

4.2. Bilo koji izvor

Umjesto transformatora ili generatora možemo staviti da se naša mreža napaja iz nekog drugog izvora. Međutim, za takav izvor napajanja potrebno je unijeti dolje navedene postavke da bi Ecodial mogao izvršiti traženi proračun:

Nazivni linijski napon: 220...690VAC, Jakost veze: Max struja koju izvor može dati, Sustav zaštite: TNC, TNS, IT, TT, Razdvojena nula: Da, Ne, Dodatno izjednačenje potencijala: Da, Ne, Ik3 max (kA): Upisati tropolnu struju kratkog spoja, Ik1 min (kA): Upisati jednopolnu struju kratkog spoja, Faktor snage, Faktor snage kratkog spoja, Frekvencija sustava: 50, 60 [Hz], Početni pad napona [%], Otpor elektrode nula Rs: (samo kod TT sustava) [Ω], Otpor elektrode uzemljenja Rm: (samo kod TT sustava) [Ω].

Ovisno o odabiru sustava zaštite pokazati će nam se određene postavke za navedeni tip zaštite TNC, TNS, TT, IT.

4.3. Generator

U slučaju nestanka glavog napajanja većina električnih instalacija koristi generator kao pomoćno napajanje.

Budući da se neke mreže napajaju samo iz generatora Ecodial dopušta da generator koristimo kao glavno napajanje i na temelju unesenih podataka dobijemo potreban izračun električne mreže.

Unos parametara:

Snaga: Snaga generatora [kVA], Sustav zaštite: TNS, IT, TT, TNC, Razdvojena nula, Nazivni linijski napon: 220...690VAC, Frekvencija sustava: 50, 60 [Hz], Faktor snage, Prolazna reaktancija: 6%, Nulta reaktancija: 30%,


TVZ

Prolazna direktna reaktancija:

X d = left (U rsub n right ) ^ 2 over S rsub rG × x rsub d rsup ¿

100[mΩ ] (4.3 .1)

SrG - snaga generatora [kVA]xd

¿ – prolazna reaktancija [%]

Nulta reaktancija:

X 0=(U n )2

SrG

×x0

100[mΩ ] (4.3.2)

x0 - nulta reaktancija [%]

Tražene reaktancije se mogu dobiti od proizvođača. U pomanjkanju točnijih podataka Ecodil uzima da su reaktancije: xd

=30¿ x0=6 %

4.4. Kompenzacija jalove energije

Kod prijenosa električne energije jalovi dio je beskoristan i nepotrebno opterećuje mrežu te ga je potrebno održavati na najmogućim nižim vrijednostima pomoću kondenzatorskih baterija. Faktor jalove snage (cos ø) u granicama normale iznosi od 0,95-1 induktivno. Vrijednost cos ø =0,95-1 induktivno osigurava da potrošnja jalove energije ne prelazi 1/3 utrošene radne energije (što HEP ne naplaćuje).

Kondenzatorske baterije možemo smjestiti na nekoliko lokacija u mreži:

Pojedinačna kompenzacija: kondenzatorske baterije se stavljaju što bliže potrošaču,

Grupna kompenzacija: kod grupne kompenzacije kompenzira se više potrošača koji su istovremeno u radu,

Centralna kompenzacija: kod centralne kompenzacije kondenzatorske baterije priključene su na glavne sabirnice od kuda se napajaju svi potrošači. (Kondenzatorski sklopnici kojima upravlja regulator uključuju i isključuju određeni stupanj baterija ovisno o priključenim potrošačima).

Prilikom izrade mreže, Ecodial dopušta samo centralnu kompenzaciju (Slika 4.4.1.)


TVZ

Slika 4.4.1. Prikaz smještaja centralne kompenzacije 60kVAr na glavnom sabirničkom razvodu

Kada kreiramo mrežu kao na Slici 4.4.1., potrebno je pokrenuti kalkulaciju „Calculates

the power sum“ ikona . U novootvorenom prozoru „Power sum“ nalaze se definirani strujni krugovi (Slika 4.4.2.) Circuit 3 i Circuit 4. U polje Ku možemo upisati faktor istodobnosti koje Ecodial koristi prilikom proračuna kompenzacije. U slučaju da nismo predvidjeli kompenzaciju Ecodil će nam javiti upozorenje.


TVZ

Slika 4.4.2. Definirani strujni krugovi Circuit 3 i Circuit 4 sa faktorima istodobnosti Ku

Unos složenijh parametara za kompenzaciju, dan je u nastavku:

Faktor snage prije kompenzacije, Snaga harmonika, Snaga [kVAr]: ukupna snaga priključene kompenzacije, Tip kompenzacije: Standard, SAH, H, Regulacija [kVAr]: broj koraka, Ib [A]: nazivna struja, Sustav zaštite: TNS, IT, TT, TNC, dovodni.

Faktor snage mreže prije kompenzacije, Ecodial računa prema sljedečoj formuli:

cosφ=∑ P

∑ S(4.4 .1)


TVZ

∑ P – zbroj svih radni snaga mreže

∑ S - zbroj svih prividnih snaga mreže

Snaga uređaja za kompenzaciju, izračunava se prema formuli:

Qc=Pv ( tanφ1−tanφ2 ) [kVAr ](4.4 .2)

Qc - snaga uređaja za kompenzaciju. Ecodial odabire prvi veći tipski uređaj.Pv - vršna snaga je umnožak instalirane snage i faktora istodobnostitanφ1 – faktor snage prije kompenzacijetanφ2 - faktor snage koji želimo postiči

gdje tanφ1 dobijemo prema formuli:

tanφ1=cos−1(∑ P

∑ S )(4.4 .3)

Prema snazi harmonika Gh Ecodil određuje potreban napon kondenzatorskih baterija (H, SAH ili Standard, tipovi baterija Schneider Electric-k proizvođača) i potrebene prigušnice.

H – kondenzatorske baterije za napon 440/480VACSAH – kondenzatorske baterije za napon 440/480VAC i ugrađenim prigušnicamaStandard – kondenzatorske baterije za napon 400/415VAC

Koji tip baterija odabrati, ovisi o snazi harmonika.

Gh

Sn

<15 % tipbaterija Standard

Gh

Sn

=15do25 % tipbaterijaH

Gh

Sn

=25do50 % tipbaterija SAH

Sn - prividna snaga transformatoraGh - prividna snaga generatora viših harmonika

Odabir kondenzatorskih baterija može se izvršiti i prema izmjerenom postotku viših harmonika struje:


TVZ

THD ( I )× SSn

<5 % tipbaterije Standard

5 %<THD ( I )× SSn

<10 % tipbaterije H

10 %<THD ( I )× SSn

<20 % tipbaterije SAH

Sn - prividna snaga transformatora [kVA]Sn – izmjerena snaga tereta na sekundaru [kVA]

Zaštitni prekidač koji štiti kondenzatorske baterije mora biti tako odabran da je njegovu termičku zaštitu moguče podesiti na K f I n.

I n - struja kondenzatorskih baterijaK f - 1,5

I n=Qc

U n√3[ A ] (4.4 .4 )

Qc - snaga kondenzatorskih baterijaU n - nazivni napon mreže na koju se priključuju kondenzatorske baterije

U katalogu proizvođača koeficjent K f se razlikuje od tipa upotrebljenih kondenzatorskih baterija i kreće se od 1,12 do 1,5. Ecodial novisno o tipu kondenzatorskih baterija uzima da je koeficjent K f=1,5. Povećanje termičke zaštite 1,5 puta nazivne struje uzima se zbog viših harmonika, oscilacije napona u mreži i same tolerancije kondenzatorskih baterija.

Iako se dobiveni rezultati odnose na Schneider Electric kondenzatorske baterije, svi proračuni ovdje navedeni mogu se upotrijebiti i za kondenzatorske baterije drugih proizvođača sličnih tehničkih karakteristika.

4.5. Kabel

Za prijenos energije od transformatora do niskonaponskog (u nastavku NN) razvodnog ormara pa dalje do potrošača, možemo koristiti kabele ili šinski razvod.

Prilikom unosa parametara za kabel potrebno je odrediti:

Duljinu: Duljina trase kabela [m],


TVZ

Način ugradnje: ugradnja kabela u zid, na perforirane nosače, na kanale itd., Izolacija: izolacija kabela PVC, PR, guma 60°, guma 85°, Tip vodiča: jednožilni vodič, višežilni vodiči, Nula pod naponom: Da ( korekcijski faktor 0,84 zbog 3 harmonika), Ne, Raspored vodiča: U trokut, ravno dodiruju se, ravno razmaknuti, Tip vodiča za uzemljenje: odvojeni vodič za uzemljenje, PE uključeno, goli vodič

za uzemljenje, Broj dodatnih krugova koji se dodiruju, Broj slojeva, K korisnika, Temperatura okoline: Trajna temperatura u kojoj se polaže vodič, Max pad napona segmenta %: Dozvoljeni pad napona za promatrani strujni krug, Oznaka, Broj faznih vodiča, Presjek faznog vodiča, Broj nultih vodiča, Presjek nultog vodiča, Broj vodiča za uzemljenje, Presjek vodiča za uzemljenje, Metal faznog vodiča: Bakar, aluminij, Metal nultog vodiča: Bakar, aluminij, Metal vodiča za uzemljenje: Bakar, aluminij, Granični napon: Napon dodira 25, 50 [V], Max. Vrijeme isklopka zemljospoja: 5s, <5s.

Struja koja teče vodičem ne smije zagrijati izolaciju vodiča iznad dopuštenih granica. Ecodial dopušta odabir četiri temperaturne granice za određenu vrstu izolacije:

PVC izolacija – polivinilklorid ( granica temperatura vodiča 70°C)XPRE izolacija – umreženi polietilen (granica temperature vodiča 90°C)Guma izolacija - (granica temperature vodiča 60°C)Guma izolacija - (granica temperature vodiča 85°C)

Za točan podatak o dopuštenoj temperaturi kablova i vodiča potrebno je koristiti tehnički katalog proizođača.

Prilikom odabira ugradnje kablova ili vodiča možemo odabrati način polaganja (tablica 52.B1) prema IEC 60364-5-523 odnosno prema dokumentu za usklađivanje (harmonizaciskom dokumentu) HD 384.5.523 S2.

Ecodial iz tablice 52.B1, 52.C3 i 52.C4 odabire prvi veći presjek vodiča S prema struji zaštitne jedinice I zaš, a m i A su koeficjenti prema IEC 60364-5-523.

S=m√ I zašA

[mm2 ] (4.5.1)


TVZ

Referentni načini polaganja

Tablica i stupac Trajno podnosive struje

za pojedinačne strujne krugoveFaktor okolne tempe-rature

Grupni reduk-cijskifaktors PVC izolacijom

s XLPE/EPR izolacijom

s mineralnom

izolaci-jom

Broj žila2 3 2 3 1,2 i 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

prostor(soba)

Izolirani vodiči u cijevi u toplinski izoliranom zidu

A1 52-C1stupac

2

52-C3stup. 2

52-C2stup. 3

52-C4stup. 3

- 52-D1 52-E1

prostor(soba)

Višežilni kabel/vod u cijevi u toplinski izoliranom zidu

A2 52-C1stupac

4

52-C3stup. 4

52-C2stup. 5

52-C4stup. 5

- 52-D1 52-E1

Izolirani vodiči u cijevi na drvenom zidu

B1 52-C1stupac

6

52-C3stup. 6

52-C2stup. 7

52-C4stup. 7

- 52-D1 52-E1

Višežilni kabel u cijevi na drvenom zidu

B2 52-C1stupac

8

52-C3stup. 8

52-C2stup. 9

52-C4stup. 9

- 52-D1 52-E1

Jednožilni ili višežilni kabel na drvenom zidu

C 52-C1stupac

10

52-C3stup. 10

52-C2stup. 11

52-C4stup. 11

70°Cplašt

52-C5105°Cplašt

52-C6

52-D1 52-E1

Višežilni kabel/vod u cijevi/kanaluu zemlji ili u kabelskom rovu u zemlji

D 52-C1stupac

12

52-C3stup. 12

52-C2stup. 13

52-C4stup. 13

- 52-D2 52-E3

Zračni raz-mak prema zidu nije manji od 0,3 puta promjer kabela

Višežilni kabel slobodno u zraku

E bakar52-C9

aluminij52-C10

bakar52-C11aluminij52-C12

70°Cplašt

52-C7105°Cplašt

52-C8

52-D1 52-E1

Zračni raz-mak prema zidu nije manji od promjera kabela

Jednožilni kabeli koji se dodiruju slobodno u zraku

F bakar52-C9

aluminij52-C10


70°Cplašt

52-C7105°Cplašt

52-C8

52-D1 52-E1

Najmanje 1 puta promjer kabela/ /voda

Jednožilni kabeli razmaknuti slobodno u zraku

G bakar52-C9

aluminij52-C10


70°Cplašt

52-C7105°Cplašt

52-C8

52-D1 -

Tablica 52-B1 - Popis referentnih načina polaganja kabela


TVZ

Nazivni presjek vodiča mm2

Metode polaganja iz tablice 52-B1A1 A2 B1 B2 C D

52-C370°C

52-C490°C

52-C370°C

52-C490°C

52-C370°C

52-C490°C

52-C370°C

52-C490°C

52-C370°C

52-C490°C

52-C370°C

52-C490°C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Bakar 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95120150185240300

13,5 18 24 31 42 56 73 89108136164188216245286328

17 23 31 40 54 73 95117141179216249285324380435

13 17,5 23 29 39 52 68 83 99125150172196223261298

16,5 22 30 38 51 68 89109130164197227259295346396

15,5 21 28 36 50 68 89110134171207239 - - - -

20 28 37 48 66 88117144175222269312 - - - -

15 20 27 34 46 62 80 99118149179206 - - - -

19,5 26 35 44 60 80105128154194233268 - - - -

17,5 24 32 41 57 76 96119144184223259299341403464

22 30 40 52 71 96119147179229278322371424500576

18 24 31 39 52 67 86103122151179203230258297336

22 29 37 46 61 79101122144178211240271304351396

Aluminij 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95120150185240300

14 18,5 24 32 43 57 70 84107129149170194227261

19 25 32 44 58 76 94113142171197226256300344

13,5 17,5 23 31 41 53 65 78 98118135155176207237

18 24 31 41 55 71 87104131157180206233273313

16,5 22 28 39 53 70 86104133161186----

22 29 38 52 71 93116140179217251----

15,5 21 27 36 48 62 77 92116139160----

21 28 35 48 64 84103124156188216----

18,5 25 32 44 59 73 90110140170197227259305351

24 32 41 57 76 90112136174211245283323382440

18,5 24 30 40 52 66 80 94117138157178200230260

22 29 36 47 61 78 94112138164186210236272308

NAPOMENA: U stupcima 4,5,8,9,10,11,12 i 13 okrugli se vodiči pretpostavljaju za presjeke do i uključivo 16mm2. Vrijednosti za veće presjeke odnose se na sektorske vodiče i mogu se sigurno primijeniti na okrugle vodiče.

Tablica 52-C3 i 52-C4 – Trajno podnosive struje u amperima za načine polaganja iz tablice 52-B1

Tablica 52-C3 i 52-C4 vrijedi za tri opterećena vodiča, bakar ili aluminij pri okolnoj temperaturi od 30°C u zraku i 20°C u zemlji. PVC izolacija, temperatura vodiča 70°C (parni stupci) – tablica 52-C3 XLPE ili EPR izolacija, temperatura vodiča 90°C (neparni stupci) – tablica 52-C4.


TVZ

Opis ostalih načina polaganja kablova nalazi se u međunarodnoj normi IEC 60364-5-523.

Ako se upotrijebi tablica iz ove norme, a okolna temperatura na mjestu ugradnje kabela razlikuje se od referentne okolne temperature, mora se upotrijebiti odgovarajući korekcijski faktor u tablicama 52-D1 i 52-D2. Za ukopane kabove nije potreban ispravak ako temperatura tla ne prelazi 25°C nekoliko tjedana godišnje.

Pod referentnom temperaturom zraka bez obzira na metodu polaganja smatra se 30°C, a za ukopane kablove 20°C.

Ecodial određuje struju kabela prema korekcijskom faktoru. Ako se struja koja protiče kroz kabel nakon korekcije poveća ili smanji program će automatski dodijeliti odgovarajući presjek kabla prema tablici 52-C3 i 52-C4.

I ´ z=I zk

[ A ] (4.5 .2 )

I ´ z - dozvoljena stuja kabela nakon korekcijeI z - dozvoljena struja kabla prije korekcijek- korekciski faktor

k=( temperaturavodiča×nul vodič×raspored vodiča×korisnik ) / zaštita

temperatura vodiča – ako se referenta temperatura razlikuje od predviđene temperature zraka ili tla potrebno je uzeti faktor korekcije prema tablici 52-D1 ili 52-D2

nul vodič – odnosi se na opremu koja može prozročiti znatne harmonike.Ako imamo takav slučaj iz padajućeg izbornika odaberemo Da kraj natpisa „nula pod naponom“ i Ecodil će automatski unijeti korekcioni faktor 0,84.

raspored vodiča – ovisno o broju strujnih krugova koji se dodiruju potrebno je uzeti faktor iz tablice 52-E1

korisnik – korisnik sam određuje potreban faktor prema iskustvu, prema dodatnom utjecaju okoline na kabel itd. U polje kraj natpisa „K korisnika“ upisujemo potreban faktor

zaštita - Ecodila za automatske osigurače uzima koeficijent 1 a za trome osigurače 1,2


TVZ

Okolna temperatura

°C

IzolacijaPVC XLPE ili EPR Mineralna*

obložena s PVC ili gola i izložena dodiru 70°C

gola nije izložena dodiru 105°C

1015202535404550556065707580859095

1,221,171,121,060,940,870,790,710,610,50

-------

1,151,121,081,040,960,910,870,820,760,710,650,580,500,41

---

1,261,201,141,070,930,850,770,670,570,45

-------

1,141,111,071,040,960,920,880,840,800,750,700,650,600,540,470,400,32

* Za više okolne temperature savjetuj se s proizvođačem

Tablica 52-D1– Korekcijski faktori za okolne temperature zraka koje se razlikuju od 30°C, a primjenjuju se na trajno podnosive struje kabela u zraku

Temperature zemlje°C

IzolacijaPVC XLPE ili EPR

1015253035404550556065707580

1,101,050,950,890,840,770,710,630,550,45

----

1,071,040,960,930,890,850,800,760,710,650,600,530,460,38

Tablica 52-D2 - Korekcijski faktori za okolne temperature zemlje koje se razlikujuod 20°C, a primjenjuju se na trajno podnosive struje kabela u kanalima (oknima) u

zemlji


TVZ

Stavka Razmještaj (kabeli se dodiruju)

Broj strujnih krugova ili višežilnih kabela/vodovaRabi se s trajno podnosivim strujama, upućuju se na tablice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20

1 Snopovi u zraku, na zidu (plohi), uzidani ili zatvoreni

1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 52-C1 do 52-C12metode A do F

2 Jedan sloj na zidu, u podu ili u kabelskoj polici bez rupa

1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70

Za više od 9 strujnih krugova ili višežilnih kabela korekcijski faktor je isti kao za 9.

52-C1 do 52-C6metoda C

3 Jedan sloj učvršćen izravno pod drveni strop

0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61

4 Jedan sloj na vodoravnoj ili uspravnoj polici s rupama

1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72

52-C7 do 52-C12metode E i F5 Jedan sloj na

kabelskim ljestvama ili obujmicama itd.

1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78

Tablica 52-E1 – Redukcijski faktori za skupine (grupe) od više od jednog strujnog kruga ili više od jednog višežilnog kabela, a rabe se s trajno podnosivim strujama iz tablica 52-

C1 do 52-C12

Kod natpisa „max pad napona segmenta“, upisujemo dopušteni pad napona za određeni strujni krug.

Ecodial automatski upisuje pad napona za rasvjetu 3%, a za ostala trošila 5%. Ako ručno upisujemo željeni pad napona za određeni strujni krug, Ecodial će sukladno tome povećavati ili smanjivati presjek kabela da zadovolji traženi uvjet.

Pad napona se računa prema sljedećoj jednadžbi:

u=b (Rph cosφ+X ph sinφ)×I b×10−3 [V ](4.5.3)

u - pad napona u voltimab - jednako 1 za trofazne stujne krugove

jednako 2 za jednofazne strujne krugove

jednako 2

√3 za dvopolne strujne krugove


TVZ

I b - nazivna struja trošila

Rph=ρ0

S ×n×l [mΩ](4.5 .4)

Rph - otpor vodiča [mΩ]ρ0 - specifični otpor vodiča [mΩ.mm2/m]S - presjek vodiča [mm2]n - broj paralelnih vodiča po fazil - duljina vodiča [m]

X ph=λn×l [mΩ](4.5 .5)

X ph - jalovi otpor vodiča [mΩ]λ - za višežilne kablove ili jednožilni kabel u trokut spoju uzima se 0,08 [mΩ/m]

Relativni pad napona izražen u postocima uzima se da iznosi:

u=100×uU 0

[ % ] (4.5 .6)

U 0 - fazni napon [V]

Temperatura faznog, neutralnog i zaštitnog vodiča ne smije prekoračiti najveću dopuštenu temperaturu u uvjetima kratkog spoja i kvara.

Da toplinsko naprezanje vodiča ili kablova ne prijeđe dopuštene granice vrijeme isklopa zaštitne naprave mora isklopiti u vremenu koje je manje prema formuli:

t<(k× SI k )

2

[s ] (4.5 .7)

t - isklopno vrijeme za struju I k [s]k – koeficijent tablica 4.5.1S - presjek vodiča [mm2]I k – iznosi: za aktivne vodiče , najmanja struja kratkog spoja I k 1min ili I k 2min

za zaštitni vodič i PEN vodič, struja kvara I f


TVZ

Izolacija vodičaPVC70°C≤ 300mm2

PVC70°C>300mm2

PVC90°C≤ 300mm2

PVC90°C>300mm2

PR/EPR Guma60°C

Mine-ralna

Mine-ralna

s PVC-om

gola

Početna temperatura °C

70 70 90 90 90 60 70 105

Krajnja tem-peratura °C

160 140 160 140 250 200 160 250

Materijal vodiča:bakaraluminijspojevi lem-ljeni kositrom u bakrenimvodičima

11576115

10368-

10066-

8657-

14394-

14193-

115*)

--

135--

*) Ova vrijednost mora se uporabiti za gole kabele izložene dodiru

Tablica 4.5.1 Vrijednost koeficijenta k

4.6. Sabirnice

Ecodial nam nudi različite tipove sabirnica koje mogu biti bakrene ili aluminijske. Na sabirnice možemo priključiti zaštitne elemente direktno ili indirektno.

Unos parmetara:

Tip sabirnice: Osim odabira sabirnica koje nudi proizvođač Schneider electric-a možemo odabrati i sabirice koje su standardno u uporabi (plosnate sabirnice),

In [A] : Ovdje upisujemo nazivnu struju koja prolazi kroz sabirnice. Ako ne unesemo nazivnu struju sabirnica Ecodial će sam izračunati potrebnu struju uzimajući u obzir snagu potrošača, struju kratkog spoja i IP zaštitu ormara,

Duljina sabirnica: Najveća duljina sabirnice koje se ugrađuje, Broj šina u paraleli: Sa većom strujom potrošača potreban je i veći presjek

sabirnica. Ako nam je struja potrošača prevelika za zadani presjek sabirnica sabirnice možemo spojiti u paralelu,

Debljina [mm]: debljina sabirnice u milimetrima, Širina [mm]: debljina sabirnice u milimetrima, Faktor snage, Polaritet odvodog kruga: TNC, TNS, IT, TT, Dovodni (prilikom odabira dovodnog

sustava zaštite strujni krug nizvodno od promatranog imati će isti sustav zaštite kao i promatrani krug),

Temperatura okoline,


TVZ

Max dozvoljena temperatura: Možemo pronaći u katalogu proizvođača, Nivo zaštite: Nivo zaštite sabirnica od indirektnog dodira. Što je veći nivo zaštite

to je manje hlađenje sabirnica pa je potrebno povećati presjek sabirnica, Sustav zaštite: TNC, TNS, IT, TT, Dovodni (prilikom odabira dovodnog sustava

zaštite promatrani krug imati će isti sustav zaštite kao i uzvodni krug), Metal: Bakar, aluminij.

Za izračun struja kratkog spoja i padove napona na sabirnicama upotrebljavaju se slični proračuni kao i za vodiče.Sam postupak izračuna može se pronaći u CENELEC-ovom izvještaju R064-003. Ovo vrijedi za plosnate sabirnice. Za Linergy sabirnice proizvođač je definirao tehničke karakteristike sabirnica za nazivnu struju koje se mogu pronaći u katalozima.

Slika 4.6.1. Prikaz profila linergy aluminiske sabirnice i njihov smještaj u ormaru proizvođača Schneider Electric

Slika 4.6.2. Prikaz standardnih bakrenih šina smještenihu NN ormaru proizvođača Erico


TVZ

4.7. Šinski razvod

Oklopljeni šinski razvod pod nazivom Canalis tvornički je projektiran za raspon struja od 50 do 5000A. Pojednostavljeno, to su bakrene ili aluminijske sabirnice određenih dimenzija zaštićene oklopom, tvornički izvedene tako da se mogu brzo i efikasno montirati. Na oklopu se nalaze konektori u koje se mogu umetnuti ocjepne kutije (Slika 4.7.1.).

U ocjepnu kutiju mogu se staviti automatski prekidači ili osiguračke patrone, ovisno o odabiru kutije.

Slika 4.7.1. Prikaz šinskog razvoda sa ocjepnim kutijama

U Ecodialu možemo odabrati šinski razvod za distribuciju električne energije gdje je prilikom odabira potrebno unijeti sljedeće parametre:

Primjena: odvojive ocjepne kutije, vijčane ocjepne kutije, podna razdioba, Metoda proračuna: jednolika razdioba, nejdnaka razdioba. Potrošači mogu biti

spojeni preko ocjepnih kutija na šinski razvod jednoliko npr. na svaki metar šinskog razvoda dolazi jedan potrošač. Kod nejednake raspodjele postoji nejednolika rapodjela potrošača dužinom šinskog razvoda,

Iksmax za izabranu prekidnu moć: početak, za razdjelnik,


TVZ

Oznaka: Ovdje biramo tip šinskog razvoda. Neke oznake šinskog razvoda u Hrvatskoj verziji Ecodial-a su zastarjele i više se ne proizvode. U novijoj verziji Ecodila mogu se pronaći najnovije oznake za šinski razvod,

Ib[A]: Nazivna struja šinskog razvoda, Duljina: duljina šinskog razvoda, K korisnika: Projektant sam određuje potreban K faktor prema iskustvu, prema

dodatnom utjecaju okoline na šinski razvod i.td. Promjenom K faktora mijenja se i odabrani tip šinskog razvoda ovisno o nazivnoj stuji,

Max pad napona, Sustav zaštite: TNS, TNC, IT, TT, dovodni, Nula pod naponom, Instalacija: standardo, sa strane, vertikalno (određivanje kako će se montirati

šinski razvod), Temperatura okoline, Granični napon: Napon dodira, Polaritet odvodnog kruga: TNS, TNC, IT, TT, dovodni.

Za sabirnički sustav, struje kratkog spoja i padovi napona po segmentima tvornički su izračunati i određeni, a mogu se pronaći u katalozima proizvođača.

Nakon izračuna iz tablice kataloga proizvođača, Ecodial odabire prvu standardnu nazivnu struju šinskog razvoda.

4.8. Prekidač ili osigurač

Prekidač je element strujnog kruga koji štiti strujni krug od kratkog spoja i opterećenja.Ovisno o tipu odabranog prekidača neke postavke mogu biti prikazane, a neke ne.

Za prekidač je potrebno unijeti sljedeće postavke:

Opseg: Multi9, Compact, Masterpact (označavaju grupe prekidača Schneider Electrick proizvođača),

Oznaka: odabire se tip prekidača, Zaštitna jedinica: odabir krivulje prekidača (B, C, D, K, Z), Broj zaštičenih polova: (broj polova koje želimo zaštititi), Zaštita od požara: Da (Ecodial automtski stavlja FID sklopku diferencijalne struje

manje ili jednake 500mA u slučaju požara), Ne, Diferencijalna zaštita: Da, Ne, Montaža diferencijalne zaštite: Diferencijalnu zaštitu možemo montirati zasebno

ili može biti uključena u zaštitnu jedinicu ovisno koju grupu prekidača odaberemo Klasa: A, Ac, Asi (A - zaštitnu sklopku aktivira samo izmjenična diferencijalna,

struja, AC - zaštitnu sklopku aktivira izmjenična i pulsirajuća diferencijalna struja, Asi – zaštitna sklopka A klase posebno neosjetljiva na smetnje koje bi moglo uzrokovati slučajno okidanje),


TVZ

Tip diferencijalne zaštite: svaka grupa prekidača ima svoj tip FID sklopke koja je prilagođena prekidaču,

Osjetljivost: osjetljivost diferencijalne zaštite (30mA....1000mA), Vremensko zatezanje: S, Inst ( S-odgoda okidanja 60ms zbog selektivnosti, Inst-

FID sklopka trenutno okida, bez odgode), Termičko podešenje struje: (I r ¿ određuje Ecodial prema Max. struji koju može

dati izvor , Magnetsko podešenje prekidača: (Im¿ ovisno o odabranom prekidaču moguče je

podesiti prag zaštite od kratkog spoja, Nominalna veličina: (I n¿ nazivna vrijednost struje prekidača , Veličina: Nazivna struja zaštitne jedinice (naime moguče je odabrati prekidač sa

nazivnom strujom 250A, a zaštitna jedinica koja se ugrađuje u dani prekidač može biti 200A),

Podešenje ImI sd

: kaže nam za koliko puta je magnetsko podešenje prekidača veće

od struje I r ili I n. Odabir dali će biti I r ili I n ovidi o tipu zaštitne jedinice, Podešenje I r : fino podešavanje termičke struje ( I r=0.8…1×I o ¿ , Podešenje I o : grubo podešavanje termičke struje I o=0.5…1×I n ¿, Daljinsko upravljanje: Da, Ne, Kaskading tražen: Da, Ne, Selektivnost tražena: Da, Ne, Instalacija: fiksni, odvojivi (odvojivi prekidač se stavlja u odgovarajuću šasiju

„podnožje“, naime zamjena takvog prekidača zahtjeva puno manje vremena nago fiksnog prekidača)

Umjesto prekidača možemo za zaštitu stujnog kruga iz padajućeg izbornika odabrati osigurač. Namjenjeni su za zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja.

Za osigurač možemo odabrati sljedeća svojstva:

Tip: gG, aM (gG rastalni ulošci za opču primjenu, aM rastalni ulošci za zaštitu motornih strujnih krugova),

Veličina: unos nazivne struje rastalnih uložaka, Selektivnost tražena: Da, Ne.

Odabir prekidne moći odgovarajućeg zaštitnog prekidača ili osigurača mora biti jednaka najvećoj očekivanoj struji kratkog spoja.

Najveća očekivana struja kratkog spoja jednaka je tropolnoj struji kratkog spoja (kratki spoj između sve tri faze), kada se kratki spoj dogodi na stezaljkama prekidača.

Najveća struja tropolnog kratkog spoja za vodiče, jednaka je:

I k 3max=cmax×m×U 0

Z=

cmax×m×U 0

√ (R s+Ru+R0 ph )2+ (X s+Xu+X ph )2[kA] ( 4.8.1 )


TVZ

cmax - naponski faktor uveden je da se uzme u obzir promjene napona ovisno o vremenu i mjestu podešavaja izvoda na transformatoru. Faktor cmax uzima se da iznosi 1,05.m - napon praznog hoda, u nedostatku točnijih podataka uzima se 1,05U 0 – nazivni fazni napon [V]R s – zbroj omskog otpora izvora napajaja RT i otpora uzvodno od izvora RQformule (4.1.5) i (4.1.2). R s=RT+RQ

Ru - otpor faznog vodiča uzvodno od razmatranog strujnog krugaR0 ph- otpor vodiča za promatrani strujni krug

R0 ph=ρ0

S ph×nph

×l [mΩ](4.8 .2)

ρ0 – specifični otpor vodiča po metru pri 20oC. Prema IEC 60909 otpor iznosi

18,51mΩmm2

m. Za ostale temperature vodiča specifični otpor se računa prema formuli

ρθ=ρ0 [1+0,04 (θ−20 ) ]. θ predstavlja temperaturu vodiča.

l - duljina vodiča [m]Sph - presjek vodiča [mm2]nph - broj paralelnih vodiča po fazi

X s - zbroj jalovog otpora izvora napajaja XT i otpora uzvodno od izvora XQ formule (4.16) i (4.1.2). X s=XT +XQ

Xu - jalovi otpor faznog vodiča uzvodno od razmatranog strujnog krugaX ph - jalovi otpor vodiča za promatrani strujni krug

X ph=λnph

×l [mΩ] (4.8 .3)

λ - predstavlja linearni jalovi otpor vodiča u [mΩ/m] i uzima se da je za višežilne kabele ili jednožilni kabel u trokutnom rasporedu 0,08

NAPOMENA: Da bi odabrali odgovarajući prekidač prema izračunatoj struji kratkog spoja u formuli (4.8.1,) vrijednosti otpora R0 phi X ph moraju biti nula. Prema tome, za nazivanu graničnu moć prekidača uzima se prva standardna vrijednost koja mora biti jednaka ili veća od izračunte.

Najveća struja dvopolnog kratkog spoja za vodiče jednaka je:

I k 2max=cmax×m×U 0√3

2×Z=

cmax×m×U 0

2×√(R s+Ru+R0ph )2+( X s+Xu+X ph)2[kA ] (4.8 .4 )

ili

I k 2max=0,86 I k 3max [kA] ( 4.8.5 )


TVZ

Sve oznake koje vrijede za tropolni kratki spoj vrijede i za dvopolni kratki spoj.

Najveća struja jednopolnog kratkog spoja za vodiče, jednaka je:

I k 1max=cmax×m×U 0

Z=¿

¿cmax×m×U 0

√(R s+Ru+RN+R0 phN )2+( X s+Xu+XN+X phN )2[kA ] (4.8 .6 )

Ova struja kratkog spoja značajna je za odabir prekidne moći zaštitnih naprava u jednopolnim strujnim krugovima.

R s - zbroj omskog otpora izvora napajaja RT i otpora uzvodno od izvora RQformule (4.1.5) i (4.1.2). Ako je spoj transformatora trokut-zvijezda tada se uzima R s=(RT+RQ )/0,8 a za spoj zvijezda trokut i cik-cak spoj R s=RT+RQ

RN – otpor neutralnog vodiča uzvodno od promatranog strujnog kruga [mΩ]R0 phN - otpor faznog i neutralog vodiča za promatarani strujni krug [mΩ]

R0 phN=(R0 ph+Rc 0N ) [mΩ] (4.8 .7)

R0 ph - otpor faznog vodiča za promatrani strujni krug formula (4.8.2) [mΩ]Rc 0N - otpor neutralnog vodiča za promatrani strujni krug [mΩ]

Rc 0N=ρ0

SN×nN

×l [mΩ ] (4.8 .8)

SN - presjek neutralnog vodiča za promatrani strujni krug [mm2 ]nN - broj paralelnih vodiča

X s – jalovi zbroj omskog otpora izvora napajaja XT i otpora uzvodno od izvora XQ

formule (4.1.6) i (4.1.2). Ako je spoj transformatora trokut-zvijezda tada se uzima X s=( XT+XQ )/0,8 a za spoj zvijezda trokut i cik-cak spoj X s=XT +XQ

X N – jalovi otpor neutralnog vodiča uzvodno od promatranog strujnog kruga [mΩ]X phN – jalovi otpor faznog i neutralog vodiča za promatarani strujni krug [mΩ]

X phN=(X ph+X c0 N )[mΩ](4.8 .9)

X ph - jalovi otpor vodiča za promatrani strujni krug formula (4.8.3) [mΩ]X c0 N – jalovi otpor neutralnog vodiča za promatrani strujni krug [mΩ]

X c0 N=λnN

×l [mΩ](4.8 .10)


TVZ

Opis onih oznaka koje nisu naznačene u jednopolnom kratkom spoju mogu se pronaći u tropolnom kratkom spoju.

NAPOMENA: Da bi odabrali odgovarajuči prekidač prema izračunatoj struji kratkog spoja u formuli (4.8.6) vrijednosti otpora R0 phNi X phN moraju biti nula. Prema tome za nazivnu graničnu moć prekidača uzima se prva standardna vrijednost koja mora biti jednaka ili veća od izračunte.

Najmanja struja dvopolnog kratkog spoja:

I k 2min=cmin×m×U 0 √3

2×Z=

cmin×m×U 0 √3

2×√ (Rs+Ru+R ph)2+( X s+Xu+X ph )2

[kA ] (4.8 .11 )

cmin - naponski faktor uveden je da se uzme u obzir promjene napona ovisno o vremenu i mjestu podešavaja izvoda na transformatoru. Faktor cmin uzima se da iznosi 0,95.

Najmanja struja jednopolnog kratkog spoja:

I k 1min=cmin×m×U 0

Z=¿

cmin×m×U 0

√ (R s+Ru+RN+R0 phN )2+(X s+Xu+X N+X phN )2[kA ] (4.8 .12 )

Opis onih oznaka koje nisu naznačene u jednopolnom kratkom spoju mogu se pronaći u tropolnom kratkom spoju.

Izračun struje kvara (greške) kratkog spoja:

I f=cmin×m×α×U 0

Z=¿

cmin×m×α×U 0

√ (R s+Ru+RPE+R phPE)2+( X s+X u+XPE+X phPE)2[kA ] (4.8 .13 )

α - koeficjent koji ovisi o sustavu uzemljenja

za TN sustav 1 za IT sustav bez neutralnog vodiča 0,86 za IT sustav sa neutralnim vodičem 0,5

R s - zbroj omskog (jalovog) otpora izvora napajaja RT i otpora uzvodno od izvora RQ

formule (4.1.5) i (4.1.2). Ako je spoj transformatora trokut-zvijezda tada se uzima R s=(RT+RQ )/0,8 a za spoj zvijezda trokut i cik-cak spoj R s=RT+RQ

RPE - otpor zaštitnog vodiča od glavnog izjednjačavanja potencijala do promatranog strujnog kruga

RPE=∑ R zaštitni vodić [mΩ ] (4.8 .13)

RphPE - otpor faznog i zaštitnog vodiča za promatarani strujni krug


TVZ

RphPE=R0ph+RcxPE [mΩ ](4.8 .14)

R0 ph - otpor faznog vodiča za promatarani strujni krug formula (4.8.2) [mΩ ]RcxPE - otpor zaštitnog vodiča za promatrani strujni krug. Za Rcx vrijednost x ovisi o konfiguraciji strujnog kruga koja se može pronaći u HRI R064-003.

X s - zbroj jalovog otpora izvora napajaja XT i otpora uzvodno od izvora XQformule (4.1.6) i (4.1.3). Ako je spoj transformatora trokut-zvijezda tada se uzima X s=( XT+XQ )/0,8 a za spoj zvijezda trokut i cik-cak spoj X s=XT +XQ

X PE - otpor jalovog zaštitnog vodiča od glavnog izjednjačavanja potencijala do promatranog strujnog kruga

X PE=∑ X zaštitni vodić [mΩ ](4.8 .15)

X phPE - otpor faznog i zaštitnog vodiča za promatarani strujni krug

X phPE=X0 ph+X cxPE [mΩ ] (4.8 .16)

X 0ph - otpor faznog vodiča za promatarani strujni krug formula (9)RcxPE - otpor zaštitnog vodiča za promatrani strujni krug. Za Rcx vrijednost x ovisi o konfiguraciji strujnog kruga koja se može pronaći u HRI R064-003.

4.9. Motor

Prilikom odabira motora moramo unijeti sljedeće parametre:

Tip pokretanja: direktno, zvjezda trokut, soft starter, Izlazna snaga motora: nalazi se na natpisnoj pločici motora (snaga na osovini

motora),

Efikasnost motora η : nalazi se na natpisnoj pločici motora (ako ne postoji podatak o efikasnosti motora može se pročitati iz tablica proizvođača ili uzeti efikasnost motora nekog drugog proizvođača za isti tip motora),

I b motora: Struja motora: nalazi se na natpisnoj pločici motora [A], Faktor snage opterećenosti motora cosφ : Nalazi se na natpisnoj pločici motora, Polaritet odvodnog kruga: 3P, Sustav zaštite: TNC, TNS, IT, TT, Električna snaga motora: Snaga koju motor uzima iz mreže, Tip koordinacije: Tip1, Tip2, Ukupno, Broj jednakih krigova: Broj istih krugova koji se ponavljaju,

I dI n

– broj koji nam kaže za koliko puta će struja pokretanja biti veća od nazivne

struje.


TVZ

Ovisno o odabranom tipu pokretanja motora, motor kod „početnog“ direktnog zaleta može uzeti iz mreže i do 7 puta veću struju. To može dosta opteretiti električnu mrežu te se u takvim slučajevima upotrebljavaju kombinacije zvijzda trokut ili soft starter.

Zvijezda trokut kombinacija uzima iz mreže od 1.7 do 3 puta veću struju od nazivne. Vidimo da se upotrebom ove kombinacije opterećenje na mrežu znatno smanjuje.

Kod soft startera opterećenje može biti od 3 do 5 puta veće od nazivne struje motora. Koliko će puta struja biti veća ovisi o vrsti opterećenja pogona.

Naime, kod velikih tereta „strojevi sa velikim momentom inercije“ zahtjevaju i veći potezni moment što dovodi do povećanja struje tokom pokretanja.

Električnu snagu motora Ecodial izračunava na sljedeći način:

Pele=Pmaha

η[kW ] (4.9 .1)

Pele - električna snaga mototra ( snaga koju motor uzima iz mreže) [kW]Pmaha - mehnička snaga motora ( snaga motora na osovini ) [kW]η - iskoristivost motora

Pmehan=η×√3×U ×I b×cosφ×103 [kW ](4.9 .2)

Odabirom tipa koordinacije npr. biramo nazivnu struju sklopnika kojim pokrećemo motor. Odabir sklopnika prema tipu koordinacije može se pronaći u katalogu proizvođača.

Koordinacija tipa 1 – za ovu koordinaciju nakon što se dogodi kratki spoj dolazi do potpunog uništenja sklopnika te ga je potrebno promjeniti. Također potrebno je provjeriti kompletan električni krug nakon oštečenja.

Koordinacija tipa 2 – kod koordinacije tipa 2 može doči do laganog sljepljivanja kontakata sklopnika. Također potrebno je provjeriti kompletan električni krug nakon oštečenja.

Totalna kordinacija – nakon kratkog spoja nije potrebna promjena sklopnika

Potrebno je napomenuti što se koristi veći tip koordinacije to je veća i cjena.Prilikom unosa parametara za pokretanja motora preko frekventnog pretvarača

potrebno je unijeti slične podatke.

4.10. Raznovrsne spojne veze

Odvod i dovod nam služi za povezivanje strujnih krugova u istom projektu.


TVZ

Ako koristimo puno elemenata može se dogoditi da nam je električna shema nepregledna „prenatrpana raznim elementima“. Zbog bolje preglednosti, odvod možemo priključiti npr. na sabirnicu te mu dodjeliti ime. Dovod smjestimo na preglednije mjesto te mu dodjelimo isto ime kao i odvodu. Sada su ta dva elementa električki povezana (Slika 4.10.1.).

Slika 4.10.1 Primjer povezivanja odvoda i dovoda

U slučaju da nam je shema prevelika odnosno broj elemenata koje želimo smjestiti u

polje mreže velik, možemo koristiti ikonu koja služi za povezivanje sa prethodnim projektom.

Projekti koje želimo povezati moraju se nalaziti u istoj mapi.

Za povezivanje sa prethodnim projektom moramo unijeti sljedeće parametre:

Prethodni projekt : odabrati projekt sa kojim se želimo povezati, Dovodni krug : odabiremo električni krug na koji se želimo povezati, Vratiti dovodne proračune.

4.11. Izračun i izvještaj električne mreže

Nakon što smo nacrtali i definirali cjelu električnu mrežu pomoću električnih elemenata te unijeli sve potrebne parametre možemo pokrenuti izračunavanje mreže.


TVZ

Prvo kliknemo na ikonu „Power sum“ ikona gdje Ecodial izvrši sumiranje svih snaga u mreži te nas upozori ako nemamo definiranu kompenzaciju jalove energije. Nakon svake promjene parametara u mreži potrebno je nanovo pokrenuti sumiranje „Power sum“.

Nakon toga pokrenemo „Step by step calculation“ pomoću ikone gdje nam se otvori prozor za složeniji unos podataka. Kliknemo na „Calculate all“ i Ecodial će proračunati cjelu mrežu.

U slučaju da su neki parametri krivo definirani ili nismo pokrenuli „Calculate all“ kraj električnog strujnog kruga biti će crvena zastavica (Slika 3.2.1.). Za ispravno definirane strujne krugove zastavica će biti zelene boje.

Kada su svi strujni krugovi ispravno definirani i proračunati zatvorimo prozor za

složeniji unos podataka te pokrenemo ikonu „Displays calculation results“ i dobiti ćemo kalkulaciju strujnog kruga (Slika 4.11.1.). Za svaki strujni krug moguće je dobiti navedeni izvještaj.


TVZ

Krug : Circuit1 ( T1-C1-Q1) - ProračunatoDovodni :Odvodni : Switchboard3Napon : 400 V

VN dovod : T1DovodRasklopna snaga dovoda: 500 MVAImpedancije dovoda: Omski otpor Rt: 0.0351 mOhm

Induktivni otpor Xt: 0.3510 mOhmTransformator :Broj transformatora: 1 Sustav zaštite: TNSUkupna snaga: 200 kVA Snaga jedinice: 200 kVASpoj: Trokut-Zvijezda Napon kratkog spoja: 4.0 %Impedancija izvora: Omski otpor Rt: 10.9368 mOhm

Induktivni otpor Xt: 33.5420 mOhmIb: 274.93 A Kabel : C1 Duljina: 5.0 mNačin ugradnje: CTip kabela: Jednožilni vodič Broj slojeva: 1Izolacija: PVC Broj susjednih krugova: 0Raspored vodiča: U trokutu Dozvoljena struja kabela 341.3 AUvjet proračuna: preopterećenjeKorekcija ( Temperatura x Nul vodič x Raspored x Korisnik / Zaštita ) :

Temperatura : 0.87 (52-D1)x Nul vodič : 1.00x Raspored : 1.00 (52-E1)x Korisnik : 1.00/ Zaštita ) : 1.00

______ 0.87

Presjek (mm˛) teoretski stvarni naziv materijalPo fazi 1 x 151.2 1 x 185.0 BakarNul vodičl 1 x 151.2 1 x 185.0 BakarPE 1 x 35.0 1 x 35.0 Bakar

Pad napona dovodni u krugu ukupniU (%) 0.00 0.0857 0.09

Rezultati proračuna:Iks dovod Ik3max Ik2max Ik1max Ik2min Ik1min I greške

(kA) 7.0410 6.0977 6.9375 5.5121 6.2656 6.1110R (m) 11.4722 22.9443 11.9724 23.1445 12.1726 14.7454X (m) 34.2930 68.5860 34.6930 68.5860 34.6930 34.6930

Rezultati proračuna u skladu sa vodičem UTE C15-500 (CENELEC report R064-003).UTE odobrenje 15L-506Sve pretpostavke i izbor uređaja su dužnost korisnika.

Prekidač: Q1 Oznaka: NS400N-45.0 kA Naz. struja prekidača (In): 400 ANaz. struja zašt. jedinice: 400.0 A Zaštitna jedinica: STR23SEBroj polova: 4P4dGranica selektivnosti: Prek. moć s kaskadingom: Diferencijalna zaštita: Ne

Diferencijalni zaštitni uređaj : -Osjetljivost : -Vremensko zatezanje : -

Podešenja:Termičko: Ir = 0.70 x 1.00 In = 280.00 AMagnetsko: Im(Isd) = 10.0 x Ir = 2800.00 A

tm = 60 m

Slika 4.11.1. Kalkulacija električne mreže


TVZ

5. SELEKTIVNOST

Selektivnost prekidača nam omogućuje isklop najbližeg prekidača ako se kvar dogodio u određenoj točki električne mreže dok ostali prekidači moraju ostati uklopljeni.

Slika 5.1. U slučaju pojavljivanja greške (usljed preopterečenja ili kratkog spoja) prekidač D2 mora isklopiti dok prekidač D1 mora ostati uklopljen

Razlikujemo:

Potpunu selektivnost: kod pojave greške ili kratkog spoja prekidač D2 isklapa, a prekidač D1 ostaje uklopljen,

Djelomičnu selektivnost: kod pojave greške ili kratkog spoja prekidač D2 isklapa a prekidač D1 ostaje uklopljen samo do maksimalne vrijednosti kratkog spoja koje se mogu nači u tablicama selektivnost proizvođača,

Bez selektivnost: kod pojave greške ili kratkog spoja prekidač D1 i D2 isklapaju istovremeno.

Ecodial nam omogućuje da uspoređujemo selektivnost između dva prekidača klikom na „Tools -> Association guide..“ gdje će nam se otvoriti pozor (Slika 5.2.).

Na ljevoj strani odaberemo prekidač u dovodu D1, a na desnoj prekidač u odvodu D2. Kao što je prikazano (Slika 5.2.), između prekidača C120N i prekidača C60N postoji potpuna selektivnost. Na taj način možemo usporediti selektivnost između bilo koja prekidača, osigurača ili motorne zaštitne sklopke.


TVZ

Slika 5.2. Prozor za određivanje selektivnosti u Ecodial-u

Karakteristike krivulja prekidača i osigurača mogu se vidjeti pokretanjem ikone

„Curve direct“ u programskom paketu Ecodial (Poglavlje 7).Selektivnost prekidača Ecodial odabire prema tablicama proizvođača i prikazujue

se u ispisu za definirani strujni krug.

6. KASKADIRANJE

Kaskadiranje nam omogućava da prilikom projektiranja upotrijebimo prekidač manje granične prekidne moći od zahtjevane u određenoj točki mreže.

Primjenom kaskadiranja prvenstveno će se smanjiti trošak ugrađene opreme, a postići će se ista kvaliteta i sigurnost električne mreže.

Kaskadiranje između prekidača može se pronaći u katalozima proizvođača opreme, a provjera kaskadiranja moguća je samo laboratorijskim ispitivanjem prema standardu IEC 60947-2.


TVZ

Slika 6.1. Primjer kaskadiranja prekidača proizvođača Schneider Electric

Za max. prekidnu moć 80kA koja se može pojaviti na stezaljkama prekidača D1 uzeli smo prekidač prve veće vrijednosti prekidne moći od 150kA.

Ako se na stezaljkama prekidača D2 pojavi max. prekidana moć od 50kA prema tablici kaskadiranja možemo upotrijebiti prekidač prekidne moći od 36kA. Slično vrijedi i za prekidač D3.

Time smo znatno uštedjeli na cjeni prekidača D1 i D2 budući da je cjena manja što je manja i prekidna moć prekidača i obratno.

Princip kaskadiranja se temelji na limitiranju struje prekidača. Prekidač D1 koji se nalazi u dovodu djeluje kao zaštitna barijera za odvodne prekidače D2 i D3.


TVZ

7. KRIVULJE PREKIDAČA „CURVE DIRECT“

Softverski program Curve Direct koji je sastavni dio Ecodial-a pomaže nam u prikazivanju krivulje okidanja za prekidače (zračni, compact, automatski osigurači), motorne zaštitne sklopke i osigurače (diazed, aM, gM).

Slika 7.1. Prozor Curve Direct

U glavnom prozoru prikazuju se krivulje okidanja za odabrani prekidač, a desno od glavnog prozor moguće je podešavanje krivulje ovisno o tipu prekidača.

Dijagram krivulje prikazuje ovisnost struje o vremenu u logaritamskom mjerilu.

Program Curve direct prikazuje nam i selektivnost između dva prekidača ili osigurača.


TVZ

Slika 7.2. Prikaz potpune selektivnosti između osigurača diazed i 100A prekidača sa termomagnetskom zaštitnom jedinicom 80A

Kao što smo napomenuli, kod potpune selektivnosti 100A, prekidač će sigurno ostati uključen ako se dogodi kratki spoj nizvodno od 10A diazed osigurača.


TVZ

8. ZAKLJUČAK

Sama izrada električne mreže u softverskom alatu Ecodial je jednostavna i vrlo brzo dolazimo do željenih proračuna.

Međutim da bi tako definirana električna mreža dala dobre rezulate, potrebno je dobro poznavanje stvarnih karakteristika električnih elemenata (transformatora, motora, kabela, prekidača itd.) i kako oni utječu na sam proračun mreže.

Iako sam u ovom seminarskom radu opisivao Hrvatsku inačicu Ecodial-a za proračune je potrebno koristiti nanoviju verziju.

Novija verzija softvera u sebi sadrži i novije tipove elemenata (prekidača, šinskog razvoda koji ne postoje u starijim verzijama) kao i nove propise koji su se u međuvremenu promijenili.


TVZ

Popis literature

1. Vladimir Jurjević , TEHNIČKI PRIRUČNIK, Končar elektroindustrija, 1991.g.

2. CENELEC izvještaj HRI R064-003:1999

3. Harmonizacijski dokument HD 384.5.523 S2:2002

4. Tehnical documentation, Ecodial 3.3, 2003.g.

5. Schneider Electric, KATALOG, Niskonaponska oprema, 2006.g.

6. Schneider Electric, ELECTRICAL INSTALLATION GUIDE


seminar energetska postrojenja

Documents