Sähkötekniset laskelmat

Sähköteknisillä laskelmilla tarkoitetaan CADMATICissä ryhmien minimioikosulkuvirran laskentaa sekä ryhmien johdotuksen jännitealeneman laskentaa. Laskelmat suoritetaan automaattisesti tiettyjen toimintojen yhteydessä, jolloin käyttäjälle jää tehtäväksi vain tarvittavien lähtötietojen syöttäminen ja kuvan piirtäminen oikein.

Huom! Monimutkaisemmat jakelukaaviot, oikosulkukestoisuudet ja selektiivisyydet kannattaa laskea jotain muuta laskentaohjelmaa hyödyntäen, kuten myös  verkkoon päin syöttävien moottorien huomiointi.

Tällä sivulla kuvataan laskelmien toteutusta ja vaadittavia lähtötietoja. Laskelmiin liittyvät pakolliset elementit ovat keskus, ryhmämerkki ja johdotus. Mikäli halutaan laskea kuvien (kerrosten) välisiä johdotuksia, tulee myös kerrosasetusten olla määritetty. Kerrosasetusten kautta lasketaan johdotusten pystysuuntaiset siirtymät.

Keskus

Keskus toimii laskelmien lähtöpisteenä. Keskukselle voidaan ryhmämerkin välityksellä kertoa, syöttääkö sitä jokin toinen keskus, tai keskukselle voidaan kirjata kiinteä oikosulkuvirran arvo eli keskuksen minimioikosulkuvirta. Arvo saadaan esimerkiksi sähkölaitokselta tai jakeluverkon laskentaohjelmasta.

• Mikäli keskusta syöttää jokin toinen projektin keskuksista, luodaan syöttävään keskukseen ryhmä, joka valitaan syötettävän keskuksen syötöksi.

• Tulo-tyyppisille lähdöille ei koskaan lasketa oikosulkuvirtaa; tulot käyttävät joko jonkun lähdön oikosulkuvirtaa tai sitten niille syötetään kiinteä arvo. Jos tulolla on automaattinen laskenta päällä, tarkistetaan mikä lähtö tuloa syöttää ja luetaan oikosulkuvirta-arvo sieltä. Jos on syötetty kiinteä arvo, käytetään sitä.

Ryhmämerkki

Ryhmämerkki on linkki keskuksen ja johdotuksen välissä. Ryhmämerkillä kerrotaan myös, millaisella kaapelilla esim. toista keskusta syötetään. Ryhmämerkillä on tieto johdotuksen tyypistä samalla tavalla kuin johdotuksellakin.

Ryhmämerkkiä ei ole pakko sijoittaa kuvaan, mutta se on suositeltavaa. Mikäli ryhmämerkki löytyy kuvasta, lasketaan syötön pituus automaattisesti keskukselta ryhmämerkille, vaikka ryhmä ja keskus sijaitsisivatkin eri kuvissa. Mikäli ryhmämerkkiä ei ole sijoitettu kuvaan, voidaan pituus syöttää ryhmälle manuaalisesti kiinteänä arvona.

Johdotus

Kuvaan piirretty johdotus jatkaa johdotusreittiä ryhmämerkiltä kuormitukselle. Johdotuksen tulee sisältää tieto johdotuksen tyypistä samoin kuin ryhmämerkin. Tyypin perusteella saadaan laskelmille tieto poikkipinnasta ja materiaalista. Lisäksi piirretystä johdotuksesta lasketaan johdotuksen pituus.

Johdotukselta saadaan siis tieto poikkipinta-alasta ja materiaalista sekä piirretyn viivan pituus. Johdotuksen sijoitusympäristöön ja sitä kautta kuormitettavuuteen ohjelma ei ota kantaa.

Johdotuksen pituus / kaukaisin piste

Minimioikosulkuvirran kannalta on oleellista tietää, mikä on kaukaisin piste ja paljonko sinne on matkaa. Ohjelma hakee jokaisen ryhmän kaukaisimman pisteen automaattisesti ja laskee reitin pituuden. Tämä kuitenkin edellyttää, että johdotukset on piirretty johdotuspisteestä toiseen.

Johdotuksen reitiksi lasketaan reitti keskukselta ryhmämerkille, tähän lisätään reitti johdotusta pitkin kauimmaiseen pisteeseen sekä huomioidaan mahdolliset pystysiirtymät johdotuksessa sekä symbolien koroissa. Kerrosten väliset pystysiirtymät huomioidaan myös, mikäli keskus sijaitsee toisessa kuvassa tai johdotuksen reitti jatkuu toiseen kuvaan. Tämä edellyttää kuitenkin, että kerrosasetukset on määritetty, tällöin kerroskorkeus määrää pystysiirtymän määrän.

Käytettävät kaavat

Minimioikosulkuvirta lasketaan Thevenin menetelmällä. Johtimien impedanssit lasketaan poikkipintojen ja materiaalin ominaisvastuksien kautta. Oikosulkuvirtaa laskettaessa johtimien vastuksia korjataan vielä lämpötilakertoimella, vastaamaan oikosulkutilanteen johtimen lämpötilaa. Lämpötilana käytetään oletusarvoisesti +80 asteen lämpötilaa.

 

Johdotuksen maksimipituus, jolla suojauksen laukaisuehto täyttyy, lasketaan seuraavalla kaavalla:

Jännitealenemana lasketaan ryhmälle 1-vaiheinen tai 3-vaiheinen jännitealenema. Ohjelma päättelee käytettävän kaavan kaapelin vaihejohtimien lukumäärän mukaan: mikäli vaihejohtimia on 3 tai enemmän, lasketaan 3-vaiheinen jännitealenema, muuten 1-vaiheinen.

Cos fii -arvoina käytetään kaikissa kaavoissa arvoa 1.

Vaadittava oikosulkuvirran arvo

Vaadittava oikosulkuvirran arvo saadaan selville taulukosta tai lasketaan kaavalla riippuen suojalaitteen tyypistä.

Sulake Gg (D-tyypin tulppasulakkeelle voidaan käyttää Gg sulakkeen arvoja) vaaditut arvot saadaan laskentaoletukset taulukosta sulakkeen nimellisvirran ja vaaditun poiskytkentäajan kautta.

Johdonsuojakatkaisijoiden vaaditut arvot lasketaan kaavoilla: (In = suojalaitteen nimellisvirta)

B    = 5xIn

C    = 10xIn

D    = 20xIn

K    = 12xIn

Z/A = 3xIn

Tulosten jaottelu

Laskennan tulokset näytetään keskusten ja ryhmien hallinnassa, nämä tiedot kirjautuvat myös keskuskaavioon, mikäli keskuskaaviopohjassa on näille paikka. Tiedot voidaan viedä myös leikepöydälle. Tuloksia havainnollistetaan käyttäjälle värikoodein seuraavasti:

	Oikosulkuvirran arvo on yli 20 % suurempi kuin vaadittu tai jännitealenema pienempi kuin dU<2%.
	Ryhmän arvoja ei voida laskea kun jokin tieto puuttuu.
	Oikosulkuvirran arvo on 0–20 % suurempi kuin vaadittu arvo, tai jännitealenema on välillä on 2%<dU<5%.
	Oikosulkuvirran arvo alittaa pienimmän sallitun arvon tai jännitealenema on dU>5%.

Laskennassa käytettävät oletusarvot

Laskennoissa käytetyt ominaisvastukset ja muut oletusarvot on esitetty alla olevassa kuvassa. Laskentaoletukset-dialogissa on kerrottu Gg -sulakkeelle käytettävät arvot, johdonsuojille vaaditut arvot lasketaan suojalaitteen tyypin mukaan. Virta-sarakkeen sulakekoot ovat valittavissa myös johdonsuojille, esim. ryhmämerkin dialogissa.