Kunnskaps-løftet
Teori medpraktiske øvinger
Vg2 elektro
Svein Johnsen
Elektriske anleggVg2 elenergi
Ny utgave 2010
Illustrasjoner til Elektriske anlegg Vg2 elenergiKapittel 2
Illustrasjonene kan brukes fritt i undervisningen© Elforlaget 2010
40 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Figur 2.1
Primærside(høyspent)
Sekundærside(lavspent)
PEN
A
B
C
a
b
c
fUU = 3fUU = ·fU fU
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 41
TN-C-S
IT-
TT-
L1
L2
L3
N
PEPEN
3fUU = ·fU
L1
L2
L3
3fUU = ·fU
L1
L2
L3
3fUU = ·fU
Figur 2.2 a) TN-system
b) IT-system
c) TT-system
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnettg 43
Figur 2.3
3 fase Y-koblet lasttilkoblet fasene L1, L2 og L3Klemmespenning 400 V
En fase lasttilkoblet fase L1 og N-lederKlemmespenning 230 V
L1
L1 L1
L2
L2
L3
L3
PE-leder
PE
N-leder
N
= 400 V3fUU = ·= 230 VfU
PE
44 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Figur 2.4
Inntak tilen installasjon
Fordeler ien installasjon
TN-C
TN-S
TN-C-S
L1
L2
L3
PEN
= 400 V3fUU = ·= 230 VfU
L1 L2 L3PE
PE
PE
NL1
L2L3
PE
N
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 45
L1
L1 L
L2
L2
L3
L3
PE-leder
PE
N-leder
Svart
Brun
Hvit
Blå
Gul/Grønn
NPE
L NPE
L NPE
Last nr. 13 fase D-kobletSpenningSpenning = 400 VfU
= 400 VU
Last nr. 23 fase Y-kobletSpenningSpenning = 230 VfU
= 400 VU
1 fase lastTilkoblet mellomL1 og NSpenning = 230 VfU
1 fase lastTilkoblet mellomL2 og NSpenning = 230 VfU
1 fase lastTilkoblet mellomL3 og NSpenning = 230 VfU
L1 L2 L3PE
Figur 2.5
L1
L1 L
L2
L2
L3
L3
PE-leder
PE
Svart
Brun
Hvit
NPE
L NPE
L NPE
Last nr. 13 fase D-kobletSpenningSpenning = 230 VfU
= 230 VU
Last nr. 23 fase Y-kobletSpenningSpenning = 132,8 VfU
= 230 VU
1 fase lastTilkoblet mellomL1 og NSpenning = 230 VfU
1 fase lastTilkoblet mellomL2 og NSpenning = 230 VfU
1 fase lastTilkoblet mellomL3 og NSpenning = 230 VfU
L1 L2 L3PE
= 230 V3fUU = ·= 232,8 VfU
Gul/Grønn
L1
L2
L3
Figur 2.6
46 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Figur 2.7
f1I f2I
2I
3I
fUU=
fIf1I f2I1I == + 3·=
230
VU
> >
1R
2R
3R
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 47
Figur 2.8
2I
1I
3I
f2U
f3U
f1U
= 2
30 V
U
1R
2R
3R
fIfP U= ·
fIΔP = 3 · U ·
ΔP = 3 · U ·3
I
Faseeffekt
Trefaseeffekt
3 · U · IΔP =
3 · U · I · cos ΔP = ϕ
ϕDersom det er reaktiv effekt i belastningenmå vi ta med effektfaktor cos
Figur 2.9
fI
I
fR
fI
fR
fP fU
fU 2
=
fP =
3
·
IfI =
U
48 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
I
U
3
fIfUfP = ·
Uf
f
U =
=
fR
fR
fI
fI
fU=
fIY
Y
3 · U · IP =Y
P = 3 · U ·
P = 3 · · I3
U
Trefaseeffekt
Figur 2.10
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 49
D
=
=
= 3 · 13 A 22,6 A3 · I
3 · U · I =
fI
fU U= = 230 V
fU U=
3
IfI =
P
Fasespenning:
L1 L2 L3
L1 L2 L3
W
W
U V
U V
230 V
9000 V
11 1
1
1 1
22
2
2 2
2
Fasestrøm:
Hovedstrøm:
Effekt:
U
I
I
I
R = 17,63 Ω
fRfU
fI = = ≈
≈
3 · 230 V · 22,6 A ≈
230 V 13 A17,63 Ω
Figur 2.11 Trekantkobling til 230 V nettspenning
Figur 2.12 Stjernekobling til 400 V nettspenning
= =
3
I fI
fU U= 400 V
fI I=
3
UfU =
Fasespenning:
L1 L2 L3
L1 L2 L3
W U V
400 V
400 V
11 1
222
Hovedstrøm:
W VU U
I
U
R = 17,63 Ω
=
Y= 3 · U · I =P 9000 VEffekt: 3 · 400 V · 13 A ≈
13 A
≈ 230 V
IFasestrøm:fR
fUf I= = = ≈230 V 13 A
17,63 Ω
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 51
Figur 2.13
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
NPEN
1P
1P
2P
2P3P
3P
1I
2I
3I
1I
2I
3I
NI
N
y 1
I
Beregning av strøm i nøytralleder
Nøytralstrøm
Vektorsum I = I –
120°
30°30°
Y
X
1I
1I
I
2I
2I
· sin 30°2I
· sin 30°2I
· sin 30°3I
· sin 30°3I
1I
NI
3I
– –=
+
–12 3I
12
3· – 3Ix
x2 Iy
2
2Vektorsum I = I · 2I cos 30° · cos 30°3I– =
=
I·1INI ––I +12 I2
2 + I32
2 I·1I –3 I·2I 3=
23
·2
. Utledet vil dette bli:
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 53
L1
L2
L3
= –
1 – 2P
1 – 3P
2 – 3P
1 – 2I
1 – 2I
1 – 3I
1 – 3I
1I
120°
120°
120°
1I
1 – 2I
2I
1 – 3I2 – 3I
2 – 3– I1 – 3– I
1 – 2– I
I
I
I
I
I
I
= –2 – 3I 1 – 2I2I
= –1 – 3I 2 – 3I
2 – 3I
3I
3I
Figur 2.14
54 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Trefase inntakBelastning 6 kW
Trefase inntakBelastning 10 kW
Trefase inntakBelastning 4 kW
L1
L2
L3
P1
U = 230 V
P2 P3
Figur 2.15
Figur 2.16
Enfase inntakBelastning 6 kW
Enfase inntakBelastning 10 kW
Enfase inntakBelastning 4 kW
L1
L2
L3
P1
U = 230 V
P2 P3
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 55
L1
230 V
3 4
L2 L3
U max
U min
Delay
Figur 2.17
56 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
L1
L2
L3
N-leder
L N
En-faseBelastning
1
L N
En-faseBelastning
2
L N
En-faseBelastning
3
Tre-faseBelastning
sjernekoblet
L1 L2 L3
Tre-faseBelastning
trekantkoblet
L1 L2 L3
= 230 VfU
Figur 2.18 Fasebrudd i TN-nett
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 57
EnfaseBelastning
1
EnfaseBelastning
2
EnfaseBelastning
3
L1
L2
L3
R1
U = 230 Vf
R2 R3
Figur 2.19 Fasebrudd i IT-nett
f3R
f3R
f2R
f1R
L1
L2
L3
f3R
L1
L2
L3
f1R
1I
20 Ω
20 Ω
f2R20 Ω
Figur 2.20 Fasebrudd i trekantkobling
58 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
f3R
f2R
f1R
L1
L2
L3
f3R
L1
L2
L3
f1R = 20 Ω
f2R = 20 Ω
Figur 2.21 Fasebrudd i stjernekobling
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 59
Figur 2.22
L1
L2
L3
Enfase inntakBelastning 6 kW
Enfase inntakBelastning 6 kW
Enfase inntakBelastning 6 kW
U = 230 V
P1 P2 P3
60 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
L1
L2
L3
PE-lederPEN-leder
= 230 VfU
cU
L1 NPE
Figur 2.23
62 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
L1
L2
L3
= 132,8 VU = 230 VfU
ZU
ZU
ZU ZU
cU
cU
FR
FR
AR
AR
fZ
fZ
dI
dI
YR
YR
PE-leder
Jordskinne
iR
iR
=
=
=
Berøringsspenning
Hudens overgangsmotstand
Kroppens indre motstand
= Jordfeilstrøm
= Fottøyets overgangsmotstandmot underlaget
= Spenning mellom faseleder ogjordpotensial
= Den totale impedans (kapasitive motstand) mellom jordpotensialet og nettets totale utstrekning
Jordelektrodens overgangsmotstand mot jordsmonnet
Figur 2.24
64 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Figur 2.25
3 x 230 V
3 x 2,5 mm2/2,5 mm2
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 65
Jordelektrode (kobberwire eller galvanisert stålwireunder fundament eller drenering)
Stikk-ledning
Metalliskvannrør
Avløpsrør i plast
PE-leder (kombinert hoved-utjevnings- og jordingsleder)
Hovedutjevnings-forbindelser
Muffe med innvendig ledendebelegg monteres før avgreninger ved IT- og TT-system
Hovedjord-skinne
Figur 2.26 Beskyttelsesjording
66 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
PE 4 mm
LastLast3
Last
Last
2
2
2 x 4 mm2
2 x 1,5 mm2
3 x 1,5 mm2
PE 1,5 mm2
PE 1,5 mm2
2 2
2
2
Figur 2.27
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 67
PE 4 mm2
PE 6 mm2
3 x 6 mm2 3 x 4 mm2
4 mm 2
L1
L2
L3
PE
Figur 2.28
Figur 2.29
PE
Utsatt del Annen ledende del
Utjevnings-forbindelse
L1
L2
L3
PE
25 mmCu-wire
C-presseller sveis
Jordspyd
Figur 2.30 Jordspyd
68 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
Hovedjordskinne
Hovedjordleder
Figur 2.31 Fundamentjord
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 69
Figur 2.32 Ringjord
Hovedjordskinne
Drenering
Ringjord lavereenn drenering
Figur 2.33 Beregning av overgangsmotstand RA ved jordfeilstrøm på 1,5 A
230 V Nett
Utsatt del
Jordelektrode
Hovedutjevningsleder
Hovedjordskinne
CU
AR
jI
230 V
30 mA
>
Jordelektrode
CU
AR
jI
jI
jI
Hovedutjevningsleder
Hovedjordskinne
Beskyttelsesleder
Utsatt del
Jordfeilbryter
Figur 2.34 Beregning av overgangsmotstand RA dersom anlegget har jordfeilbryter
70 Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett
L1
A
L2
230 V
= 62 Ω
=
800 mA
CU
AR
jI
B
Figur 2.35
Elektrisk energi – Lavspent fordelingsnett 71