Niskonaponske mreže i instalacije

1. Niskonaponske mreže i instalacije

2. Tehnički standardi i propisi • standardi (ISO, IEC, CENELEC) • propisi (Zakoni, Pravilnici) • tehnički uvjeti (HEP) • norme (DIN, VDE, ASA, NEC, GOST, NF, BS,...HRN)

3. Klasifikacija električnih planova • priključni plan (raspored rednih stezaljki s naznačenim spojevima prema aparatima na jednoj strani i naznačenim vodovima na drugoj strani) • plan mreže (prikazuje položaj vodova, transformatorske stanice, javne rasvjete, te spojne točke s pripadajućim uređajima za jedno područje; ucrtava se u zemljopisne karte ili planove naselja i gradova) • plan instalacije (prikazuje položaj vodova za rasvjetu, energiju i uređaje slabe struje u građevinskim nacrtima) • plan vodova (prikazuje položaj vodova unutar jednog aparata, između dva aparata ili grupe aparata)

4. Projekt NN mreže i instalacije • PROJEKT je pismeni rad kojim se određuju svi potrebni podaci za izvedbu i održavanje. • CILJ i ZADATAK projekta je: • tehnički (izvedba, održavanje) • ekonomski (troškovi) • organizacijski (nabava materijala, organ. struktura) • regulacijski (energetska suglasnost, urbanistička suglasnost, građevinska dozvola, vodoprivredna, itd.) • PROJEKT može biti: • idejni • investicijski • glavni • izvedbeni

5. Projekt NN mreže i instalacije • PROJEKT se sastoji od: • tekstualnog dijela: • uvoda (podaci o investitoru i projektantu) • projektnog zadatka • regulacijskog dijela • tehničkog opisa (opis djelovanja el.mreže ili instalacije) • proračuna (snaga trošila, vršno opterećenje, tip i presjek vodova, otpor uzemljenja, zaštita od previsokog dodirnog napona i prenapona) • predmjer radova ili troškovnika • specifikacije materijala • nacrta

6. Niskonaponske mreže • NISKONAPONSKOM MREŽOM smatraju se strujni krugovi od izvora struje do sabirnica, odnosno priključka za osigurač na kućnom priključnom ormariću (KPO) s nazivnim naponom do 1 kV. • ELEKTRIČNOM INSTALACIJOM smatraju se strujni krugovi poslije (gledajući u smjeru toka električne energije) sabirnica, odnosno od osigurača na KPO. • moderni razvoj sve više briše razlike u izvedbi između NN mreže i instalacije (npr. vršno opterećenje naselja s cca. 5000 stanovnika iznosi 4-5 MW, a toliko je npr. vršno opterećenje veće poslovne zgrade – npr. Importane)

7. Niskonaponske mreže - vrste kabelska NN mreža i kućna instalacija nadzemna NN mreža i kućna instalacija industrijska NN mreža i kućna instalacija

8. Niskonaponske mrežeNN razvod u SN TS NN razvod u SN TS 2 x 400 kVA

9. Niskonaponske mreženadzemni ormari (NO) nadzemni ormar (NO) u niskonaponskoj mreži

10. Niskonaponske mrežekabelski priključak sa stupa kabelski priključak stambenog objekta u NN mreži

11. Niskonaponske mrežeKućni priključni ormar (KPO) primjer položaja KPO kod priključka individualnog stambenog objekta

12. Niskonaponske mrežeKPO iznutra KPO s uređajima

13. Sklopni aparati niskog napona • Namjena sklopnih aparata niskog napona (Un≤1kV): • zaštita (preopterećenja, kratki spoj, zaštita od indirektnog dodira) • izolacija • sklapanje u normalnim i izvanrednim pogonskim prilikama • Podjela: • osigurači samostalno prekidaju strujni krug rastaljivanjem vodljivog dijela uzrokovanog djelovanjem električne struje • sklopke • namjerom poslužioca ili samostalno (bez intervencije poslužioca) spajamo, odnosno prekidamo strujne krugove • dijelovi za spajanje nalaze se čvrsto vezani u jednom kućištu • prema mogućnosti uklapanja dijele se na: • besteretna sklopka (kada nema opterećenja ili uz malo opterećenje npr. u praznom hodu) • teretna sklopka (može uklapati nazivnu struju, a prekidati do 3 In) • motorska sklopka (može uklapati i prekidati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopterećenju motora) • NN prekidač ili učinska sklopka (može uklapati i prekidati struje do struja kratkog spoja)

14. Sklopni aparati niskog napona • sklopke • prema načinu gašenja luka dijele se na: • zračne • uljne • vakumske • magnetske ,itd. • prema primjeni: • zaštitne sklopke zaštita od nedopustivih termičkih i mehaničkih naprezanja kod nedopustivih iznosa struje, napona pogreške i podnapona • upravljačke sklopke ovisno o ulozi u tehnološkom procesu uklapaju i prekidaju strujne krugove • rastavne sklopke rastavljanje strujnog kruga s vidljivim položajem kontakata ili pokazivačem sklopnog položaja • komandne sklopke uklapaju pomoćne strujne krugove (npr. releji) • Posljednjih nekoliko godina sklopke se tako brzo razvijaju da im se u prosjeku svakih 7 godina udvostručuje rasklopna snaga. Na taj način dolazi do smanjenja ili uklanjanja prednosti koje na području zaštite mreža i uređaja NN imaju NN osigurači.

15. Sklopni aparati niskog naponaOsigurači • sklopni aparat koji služi kao zaštitni organ • simbol • do taljenja jednog ili više topljivih vodiča dolazi ukoliko struja određene veličine protječe dovoljno dugo kroz osigurač • ukoliko je rastalno vrijeme osigurača kraće od 5ms, osigurač ograničava jakost struje kratkog spoja jer je prekida već u porastu što je prednost s obzirom na smanjenje termičkih i dinamičkih naprezanja elemenata iza osigurača • Ip je maksimalna vrijednost struje kratkog spoja koja će se pojaviti u krugu s osiguračem

16. Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • Podjela osigurača prema funkcionalnim i pogonskim razredima: • Funkcionalni razredi: • funkcionalni razred a ili osigurači za pojedina područja (eng. partial-range breaking fuse-link) rastalni uložak trajno provodi struje od najmanje do nazivne a može isklopiti struje veće od određenog višekratnika svoje nazivne struje (npr. za osigurače razreda aM izvedbe Merlin Gerin višekratnik 4, a u Končarevoj izvedbi 6.3, za aR 2.7) do prekidne moći (nazivne rasklopne struje) namijenjeni su samo zaštiti od kratkog spoja • Pogonski razredi: Kategorije upotrebe G i M iz IEC standarda zamijenjene su u postojećem DIN/VDE standardu vrstom štićenog objekta: • G (prije L) vodovi i kabeli (npr. rasvjeta, instalacije) • M sklopni aparati (Končar, motorski krugovi uključujući sklopne aparate) • B postrojenja u rudarstvu • Tr energetski transformatori • R poluvodički uređaji

17. Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • Na primjer, moguće oznaka osigurača je gL = opća zaštita vodova i kabela, aM = posebna zaštita motora, itd.

18. Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • Visokoučinski osigurači: • Namijenjeni su prekidanju velikih struja preopterećenja i kratkog spoja u NN mrežama. Takve se struje najčešće javljaju u NN razdjelnim mrežama i industrijskim mrežama (i to za nazivne napone 500 V, a rjeđe i 660 V). • Visokoučinski osigurači se sastoje od: • osnove (podnožje) s nožastim kontaktima • topljivog umetka (patrone) • izolacijske ručke (zamjena topljivog umetka – može biti tropolna ili jednopolna) • indikator pregaranja postoji izvedba bez izolacijske ručke (tzv. zglobni visokoučinski osigurač) topljivi umetak osnova (podnožje) izolacijska ručka zglobna izvedba

19. Sklopni aparati niskog napona - Osigurači • Instalacijski osigurači (za domaćinstvo i slične primjene): • Upotreba ovih osigurača namijenjena je nepoučenim osobama, stoga osigurači moraju biti zaštićeni od dodira s dijelovima pod naponom. • Izvedbe: • DIAZED (osigurači normalnih dimenzija, tip D) za nazivne napone do 550V (u inozemstvu i za napon 660V, a struje do 63A). • NEOZED (osigurači smanjenih dimenzija, tip Do) za napone 380V. • Osnovni dijelovi: • kapa • topljivi umetak • kalibarski prsten • zaštita od dodira dijelova pod naponom • osnova NEOZED DIAZED

20. Sklopni aparati niskog naponaInstalacijski automatski prekidači (osigurači) • Izrađuju se s termičkim (bimetalnim) okidačem za isklapanje kod dugotrajnih malih preopterećenja i elektromagnetskim okidačem za kratkotrajna velika preopterećenja (kratke spojeve). • 1 - termoplastični, nezapaljivi oklop • 2 - izlaz • 3 - lučna komora • 4 - elektromagnet (zajedno s okidačem koji trenutno otvara kontakte prekidača) • 5 - ručica (0 – off; 1 –on) • 6 - fiksni kontakt • 7 - pomični kontakt • 8 - vodič luka (povezan s bimetalom; u slučaju kratkog spoja struja putem vodiča luka zaobilazi bimetal i na taj način ga štiti) • 9 - bimetal • 10 - ulaz

21. Sklopni aparati niskog naponaInstalacijski automatski prekidači (osigurači) • Ovisno o proizvođaču instalacijski automatski prekidači (tzv. minijaturni prekidači, MCB) proizvode se za nazivne struje sve od 0.3-125A, i prekidne struje do 25 kA. • Na primjer (Merlin Gerin) : • C60a • karakteristika tipa C, 6-63 A, 240 V, 4.5kA • C60N • karakteristika tipa C, 1-63 A, 240/480 V, 6kA • C60H • karakteristike tipa B,C i D, 1-63 A, 240/480 V, 10kA • C120N • karakteristike tipa B,C i D, 63-125 A, 240/415 V, 10kA • C120H • karakteristike tipa B,C i D, 10-125 A, 240/415 V, 15kA • 1 - oznaka modela • 2 - tip karakteristike • 3 - nazivna struja • 4 - max. dozvoljeni pogonski napon • 5 - prekidna struja • 6 - serijski broj • 7 - električna shema (broj polova) • 8 - I2t klasifikacija

22. Sklopni aparati niskog naponaInstalacijski automatski prekidači (osigurači) • Na primjer (Moeller) : • Na primjer (Siemens) : • FAZ MCB • karakteristika tipa A, B, C, D, 0.5-63 A, 10 kA • AZ HC MCB • do 125 A, 25 kA • LS 5SY 4/5/6/7 • karakteristika tipa A, B, C, D, 0.3-63 A, 6,10,15 kA • LS 5SX 2/4 • karakteristika tipa B, C, 0.3-63 A, 6,10 kA • LS 5SP4 • karakteristika tipa B, C, D, 80-125 A, 10 kA

23. Sklopni aparati niskog napona Prekidači • Osnova namjena NN prekidača je zaštita od struja kratkog spoja, premda se oni mogu koristiti i kao zaštita od preopterećenja. • Osim toga mogu se opremiti i podnaponskim modulom (reagira na premale napone), odnosno modulom koji djeluje pri pojavi struje greške • Ukoliko im je primarna namjena zaštita od preopterećenja i kratkog spoja, onda se izvode (za razliku od VN prekidača) s dva pridružena člana koji sasvim općenito mogu biti sastavni dio sklopnog aparata ili biti sastavni dio strujnog kruga čije elemente se štiti. • Dvije su moguće izvedbe pridruženih članova, kao: • okidač • relej.

24. Sklopni aparati niskog napona Prekidači • Okidač: • Kontaktni sistem prekidača mehanički je povezan sa zapornim mehanizmom koji naglo otvara kontakte djelovanjem okidača (elektromagnetski – struja kratkog spoja, termički – preopterećenje; ili elektronički) ili aktiviranjem ručnog pogona (odnosno daljinsko upravljanje ako postoji). U novije vrijeme sve se više upotrebljavaju elektronički okidači koji se mogu podešavati u širokom području struja kratkog spoja i preopterećenja (što nije slučaj sa elektromehaničkim i termičkim okidačima). • Relej: • Relej je zasebni sklopni aparat (komandna sklopka) koji reagira na razne fizikalne veličine (npr. struja, napon, temperatura, vlažnost, vrijeme, itd). Kada se aktivira omogućava upravljanje daljnjim uređajima (npr. okidač za isklapanje prekidača). Sasvim općenito izvodi se kao mehanički, elektronički (statički), a u novije vrijeme i digitalni.

25. Sklopni aparati niskog napona Prekidači • Prekidači se izabiru prema: • nazivnoj struji • rasklopnoj struji (prekidna struja).

26. Sklopni aparati niskog napona Kombinacije NN prekidača • Kombinacije prekidača (selektivnost): • ta = vrijeme prorade prekidača • te = vlastito vrijeme prekidača • td = vremensko zatezanje do otvaranja prekidača • to = vrijeme otvaranja prekidača = ta + td + te • tL = vrijeme trajanja luka • tg = ukupno trajanje isklapanja prekidača = to + tL

27. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Rastavna sklopka: • može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja • može uklapati struje koje su znatno manje od nazivne struje (slično rastavljaču na SN i VN) • uklopno stanje mora biti vidljivo radi sigurnosti osoblja u postrojenju • pogon je ručni

28. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Teretna sklopka • može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja • mogu uklapati i isklapati struje do 3In • razlika spram rastavne sklopke je što imaju komoru za gašenje luka (slično učinskom rastavljaču na SN) • pogon je u pravilu ručni, ali može biti i automatiziran • Končar grebenasta teretna sklopka • služe za ručno upravljanje trošilima većih nazivnih snaga i obično je sastavni dio razvodnih uređaja

29. Sklopni aparati niskog napona Sklopke Sklopnik (kontaktor): • može trajno voditi nazivnu struju, a kratkotrajno i struju kratkog spoja • može uklapati struje do k*In (najčešće k=10) • imaju prigrađen termički okidač kao zaštitu od kratkog spoja u strujnom krugu, a može se i prigraditi elektromagnetski okidač • ima jedno fiksno stanje, a to je da je isključen kada nema napona na svitku sklopnika • aparat koji je osnova daljinskog upravljanja i regulacije u NN mrežama • on impulse koji se daju malim naponima i strujama prenose na aparate kojima se prekidaju velike struje • moguće ih je upravljati tipkalom ili teretnom sklopkom • životna dob je reda veličine 1 milijun sklapanja

30. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Motorska sklopka: • posebna vrsta teretne sklopke prilagođena elektromotornim pogonima • mogu uklapati i isklapati struje koje se javljaju pri pokretanju i preopterećenju motora • stoga najčešće imaju pridružen termički (bimetalni) i elektromagnetski okidač • uljno (starije izvedbe) ili zračno gašenje luka • prema izvedbi spoj teretne sklopke i sklopnika • npr. sklopka zvijezda-trokut za pokretanje kaveznih motora (moguća je izvedba s tri sklopnika ili kao grebenasta teretna sklopka)

31. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Zaštitne sklopke: • koriste se kao zaštita od previsokog napona dodira (struja zaštitna sklopka (FI ili ZS sklopka), naponska zaštitna sklopka) • Instalacijske sklopke: • sklopni uređaji za sklapanja u instalacijskim krugovima u domaćinstvima • izrađuju se za maksimalne napone 500 V, i nazivne struje 2,4,6,10,16 i 25 A • predviđene su za sklapanja struja do nazivnih vrijednosti • prema izvedbi unutrašnjih spojeva razlikujemo: • jednopolne • dvopolne • grupne • izmjenične • križne

32. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Instalacijske sklopke: • istovremeno sklapanje jednog ili više trošila s jednog mjesta • sklopka se smješta u fazu jer u suprotnome uz isklopljenu sklopku koja se nalazi u nul vodiču instalacija ostaje pod naponom • dvopolno sklapanje

33. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Instalacijske sklopke: • sklapanje jednog trošila s dva mjesta • npr. rasvjeta dugih hodnika, ili sobe s dva ulaza • moguće je naizmjenično sklapanje dvije grupe trošila, pri čemu obje grupe mogu biti istodobno uklopljene

34. Sklopni aparati niskog napona Sklopke • Instalacijske sklopke: • križna se sklopka koristi u kombinaciji s izmjeničnim za sklapanja jednog trošila s tri ili više mjesta (svako naredno mjesto zahtjeva još jednu križnu sklopku) • izvoru i trošilu uvijek je najbliža izmjenična sklopka – između njih se nalaze križne