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