I bygningsinstallation lærer du at dimensionere kabler, sikringer, kortslutningsstrømme og alle de tekniske beregninger der skal til når du skal udføre et projekt.
Det er også her du bliver undervist i regler omkring Stærkstrømsbekendtgørelsen.
Indhold:
Generelt:
...Indledning
...Symboler
1. semester:
...Beregning af belastningsstrøm (IB)
...Dimensionering m. smelte sikringer (OB)
2. semester:
...Kortslutningsberegning
...Kortslutningsbeskyttelse af kabler (KB)
...Kortslutningsbeskyttelse af komponenter
...Dimensionering m. automatsikringer (OB)
...Spændingsfaldsberegning
...Fasekompensering
3. semester:
Indledning:
Først skal vi lære at glemme næsten alt vi har lært på elektrikerskolen når det kommer til selv de mest almindelige beregninger.
Eksempel:
Når du beregner den mindst mulige kortslutningsstrøm er der tale om den kortslutningstrøm der kan opstå ved en kortslutning mellem fase og nul, længst ude i installationen (Ved brugsgenstanden). Her bruger vi den maximale impedans (samlet modstand, R og XC/ XL lagt vektorielt sammen = Z) for nettet (forklares senere) og for kablet og så den spænding der er i den kortsluttede installation (230V).
Som vi ser her lægges de to impedanser sammen med vinkler og der vi ganger kablets impedans (samlet modstand) med 2 da strømmen skal fra tavlen ud igennem faselederen og hjem til tavlen igennem nullederen.
Vi vil komme meget mere ind på dette senere.
Symboler:
-Samlet
U = spænding i volt [V]
I = strøm i ampere [A]
S = effekt i volt-ampere [VA]
Z = impedans i ohm [Omega]
Fi = faseforskydningsvinklen i grader [grader]
-Ohmsk
Iv = virkestrøm i ampere [A]
P = effekt i watt [W]
R = modstand i ohm [Omega]
CosFi = faktor for faseforskydning
-Reaktiv/ kapasitiv
Ir = reaktiv strøm i ampere [A]
Ic = kapasitiv strøm i ampere [A]
Q = effekt i volt-ampere-reaktiv [VAr]
XL = modstand i en spole eller anden vikling i ohm [Omega]
XC = "modstand" i en kondensator i ohm [Omega]
SinFi = faktor for faseforskydningsvinkel
1.semester:
Beregning af belastningsstrøm:
Ved belastningsstrøm forstås den strøm der skal til at køre en brugsgenstand (eks. en motor). Denne strøm løber igennem sikringen, ud i kablet og så ind i motoren.
For at finde en belastningsstrøm skal vi vide hvor mange faser der er tilsluttet, hvor meget effekt (Watt) belastningen optager og hvor stor faseforskydningen (Se fasekompensering CosFi) er.
Eksempel:
Strømmen i en 3faset moter beregnes:
IB = P / (U x CosFI x Kvadratrod(3)) => 3000 / (400 x 0,9 x Kvadratrod(3)) = 4,81A
Ved at gange med kvadratrod(3) finder vi strømmen der løber i hver fase for en 3faset belastning. Hvis vi derimod havde en 1faset + nul belastning skulle vi dividere med 230 og ikke kvadratrod(3). grunden til at vi dividerer med CosFi er at vi bruger P som er effekten i Watt. Den skal vi have lavet om til S som er den samlede effekt i VA. Hvis vi havde fået opgivet en S værdi istedet for P ville det derfor se således ud:
Eksempel:
IB = S / U => 3000 / 230 = 13A
Belastningsstrøm med reaktiv eller kapacitiv strøm beregnes derfor således:
Eksempel:
IB = Q / (U x SinFi)
Dimensionering med smeltesikringer (OB):
OB står for "Overbelastningsbeskyttelse" og betyder at sikringen beskytter kablet mod overbelastning og dermed at kablet brænder over.
En sikring benævnes In og findes med SB6 betingelse 1: IB < In < Iz.
Betingelse 1 betyder at sikringensstørrelse i ampere (A) skal være større eller den samme som belastningsstrømmen IB. Iz er den strømværdi kablet kan holde til og her gælder selvfølgelig det samme.
Hvis du for eksempel har en IB på 9Ampere vælger vi en sikring på 10A. 9 < 10.
I stærkstrømsbekendtgørelsen finder vi så oplægningsmetode, eksempelvis figur 34 - kabelstige. Vi finder derfor under "Særligt gode varmeafledningsforhold" et 1,5mm2 kabel som her kan tåle 18,5A altså = 9 < 10 < 18,5.
Vi skal dog korrigere for både samlet fremføring (hvis kablet ligger sammen med andre kabler) og temperatur (Hvis temperaturen hvor kablet ligger er anderledes end 30grader).
Eksempel:
Installationen for en Dahalandermotor (flerhastighedsmotor) skal dimensioneres. I rummet er der 35grader og kablet ligger sammen med 1 andet. oplægningsmetoden er i kabelkanal (figur 9 SB6 tabel 52-D1)
Her ses at vi bruger et termorelæ i stedet for sikring til at overbelastningsbeskytte kablet.
Den korrigerede strømværdi for kablet er Izkorr = Iz x Kt x Ks => 62 x 0,94 x 0,8 = 46,62A
Som vi ser er betingelse 1 overholdt.
2.semester:
Kortslutnings- beregning og beskyttelse:
Grunden til at vi kortslutningsbeskytter er åbenlys men det er vigtig at vi forstår hvorfor for at lære hvordan. Hvis der sker en kortslutning (forbindelse mellem 2 ledninger evt. fase og nul) ved en belastning (evt. en motor) vil der igennem kablet løbe en høj strøm og vi bliver derfor nødt til at kontrollere at kablet kan holde til den strøm i den tid som det tager sikringen at springe.
Eksempel:
Som vi ser her aflæser vi først impedansen pr. Km for det kabel vi har valgt (4 x 6mm2) ved 90grader i en tabel som vil bliver tilgængelig senere.
Her efter beregner vi den samlede impedans for hele kablet. Vi dividerer med 1000 for at komme fra Km til meter. Altså impedansen x længden / 1000.
Når vi beregner kortslutningsstrømmen bruger vi spændingen mellem fase og nul og dividere med den samlede impedans for hele installationen lagt sammen med vinkler. Vi bruger den maximalt mulige impedans da vi skal finde den mindst mulige kortslutningsstrøm. (Logisk nok: Hvis der er meget modstand er er der lavere strøm da det er sværere for strømmen at komme igennem).
Nu ved vi at hvis der sker en direkte kortslutning vil strømmen ved selve kortslutningen blive 503,04A.
Nu kontrollerer vi energigennemslippet. (Den energi kablet reelt kan holde til skal være højere end den energi sikringen vil lukke igennem ved kortslutning).
Fasekompensering:
Grunden til at vi fasekompenserer er fuldstændig simpel. På måleren for installationen (kWh) måles den "ohmske" strøm altså Watt. Hvis CosFi = 1 bruger vi 100% målbar strøm.
Problemet er bare at der typisk er meget induktiv strøm i installationer hvor der er spoler og viklinger og dette giver en højere strøm med lavere CosFi = 0,66 for eksempel. Dette betyder at vi bruger mere (og ujævn) strøm der ikke kan måles og i sidste ende betales for.
For at få forhøjet sin CosFi sætter man en kondensator ind parrallelt og denne vil udjævne den reaktive strøm, så vi betaler for det vi får. Fælles Regulativet har et krav på at vi har en CosFi = 0,9 - 1 i erhvervsinstallationer.
Eksempel:
En tavle skal fasekompenseres for at udjævne strømmen til CosFI = 0,95.
Undertavle A2 er forsynet med en hovedledning fra hovedtavle A1 som så er forsynet med en stikledning fra kabelskabet.
Som vi ser at dette eksempel lægger vi belastningstrømmene i de to talver sammen med vinkler (86,6025 < -32,8599) + (81,3399 < -25,7319) og finder den samlede belastning på stikledningen til tavle A1.
Her finder vi CosFI for denne strøm. Cos(-29,1013) = 0,87.
Vi finder så den nødvændig effekt (VAr = den kapacitive Watt) for kondensatoren (QC).
Så finder vidne strøm der vil løber i kondensatoren (IC2), den nye samlede (IC2 +IB2 med vinkler) og vi ender med at finde den CosFi vi reelt har efter at have sat en 25kVAr kondensator ind. OBS: Der tages forbehold for den fejl der ligger til sidst. Der skal ikke stå
Cos(-41,1055) men selvfølgelig Cos(17,56409) = 0,95338.
Ingen kommentarer:
Send en kommentar
Bemærk! Kun medlemmer af denne blog kan sende kommentarer.