Masz pytania?

zadzwoń na infolinię

801 005 885
22 160 55 55

Infolinia czynna:

pon-pt: 8:00 - 20:00
sobota: 9:00 - 15:00

Pobierz dane na telefon

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Data dodania: 2020-12-21
Autor:

Szynoprzewody w fazie projektu dobiera się ze względu na wiele czynników, odpowiedni dobór szynoprzewodów daje gwarancję, że spełnią one założenia projektowe i wymogi, a ich realizacja nie będzie przysparzała problemów na obiekcie.

Aby prawidłowo zaprojektować szynoprzewody, na początku należy rozpocząć od koncepcji, często nie powinna to być jedna koncepcja a kilka pozwalających na różne możliwości rozprowadzenia szynoprzewodu na obiekcie. Sporządzony projekt powinien być przejrzysty i prosty, powinien dać możliwość rozbudowy szynoprzewodów i ich ewentualnej późniejszej modyfikacji. Należy pamiętać, aby sprawdzić możliwości prowadzenia w danym miejscu ze względu na wytrzymałość ogniową i dostępność miejsca.

Przy doborze należy pamiętać o temperaturze pracy, w przypadku temperatury do 35 stopni Celsjusza, prąd obciążenia szynoprzewodów Pogliano jest zgodny z prądem znamionowym i nie ma konieczności jego przewymiarowania. W przypadku prowadzenia szynoprzewodów w poziomie i pionie, w przypadku produktów Pogliano, również nie ma konieczności zmiany prądu znamionowego (jednak należy pamiętać, że nie wszyscy producenci mają takie rozwiązania). Bardzo istotne jest również stopień ochrony, przyjęło się, że standardowym stopniem ochrony dla szynoprzewodów powinien być stopień IP55, takie rozwiązanie również jest standardem marki Pogliano.

Przy doborze szynoprzewodów w projekcie oprócz przeznaczenia i napięcia znamionowego, jako pierwsze oblicza się jego prąd znamionowy i prąd zwarciowy początkowy.

Prąd znamionowy szynoprzewodu.

W większości projektów szynoprzewody używane do transmisji energii, służą do połączenia mechanicznego i elektrycznego transformatorów z rozdzielnicą główną i rozdzielnic głównych ze sobą. Najczęściej obliczone prądy dla tych połączeń są takie same i należy je obliczyć z mocy znamionowej dobranego transformatora.

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie:
In - obliczony prąd znamionowy transformatora, który jest również prądem znamionowym szynoprzewodu [A],
SnT - Moc znamionowa transformatora [VA],
UnT - Napięcie znamionowe transformatora po stronie niskiego napięcia [V].

Bardzo prostym uproszczonym wzorem na dobór prądu znamionowego jest pomnożenie dwukrotne mocy transformatora i danie stopień niżej względem wyniku. Czyli np. przy mocy transformatora 1250kVA, mamy dwa razy 1250, czyli 2500, stopień niżej daje 2000A.
W przypadku szynoprzewodów dystrybucyjnych należy uwzględnić poszczególne odbiory i je zsumować, uwzględniając dodatkowo współczynnik jednoczesności.
Kolejnym aspektem jest dobór ze względu na prąd zwarciowy początkowy

Prąd zwarciowy początkowy.

Prąd zwarciowy początkowy przy zwarciu trójfazowym symetrycznym oblicza się ze wzoru [1]:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie: I3k"= Ik" - prąd zwarciowy początkowy,
cmax - współczynnik korekcyjny siły elektromotorycznej obwodu zwarciowego w zależności od napięcia znamionowego sieci: cmax=1,0 dla napięcia 230/400 V, dla innych niskich napięć cmax=1,05,
Un - napięcie znamionowe miejsca zwarcia,
Rk - rezystancja impedancji zwarciowej,
Xk - reaktancja impedancji zwarciowej.
Ze wzoru wynika, że aby wyznaczyć prąd zwarciowy początkowy należy wyznaczyć impedancję zwarcia.
Dla przykładu zostanie wyznaczona impedancja dla szynoprzewodu łączącego transformator z rozdzielnicą główną.

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy
Rys.1.1. Schemat zastępczy dla składowych symetrycznych do obliczeń prądu zwarciowego początkowego.

Wstawiając w miejsce systemu i transformatora impedancje zastępcze otrzymujemy:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy
Rys.1.2. Schemat zastępczy dla składowych symetrycznych do obliczeń prądu zwarciowego początkowego – rozwinięcie.

Zatem impedancja zwarciową możemy wyliczyć z następującego wzoru:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie:
Xsystemu - reaktancja zastępcza systemu dla składowej zgodnej [W],
XLSN - reaktancja zastępcza linii, bądź kabla średniego napięcia dla składowej zgodnej [W],
XT - reaktancja zastępcza transformatora dla składowej zgodnej [W],
XSZ - reaktancja zastępcza szynoprzewodu dla składowej zgodnej [W],
Rsystemu - rezystancja zastępcza systemu dla składowej zgodnej [W],
RLSN - rezystancja zastępcza linii, bądź kabla średniego napięcia dla składowej zgodnej [W],
RT - rezystancja zastępcza transformatora dla składowej zgodnej [W],
RSZ - rezystancja zastępcza szynoprzewodu dla składowej zgodnej [W].

Dobór ze względu na spadek napięcia.

Norma PN-HD 60364-5-52 mówi, że zalecany dopuszczalny spadek napięcia między źródłem zasilania a obwodami odbiorczymi powinien być nie większy niż 4%, w przypadku rozruchu silników może być większy niż 4% [2,3].
Przy doborze typu szynoprzewodu, powinno się wyliczyć spadek napięcia na ciągu i poszczególnych odpływach. W przypadku przesyłu energii torem wielkoprądowym wystarczy skorzystać ze wzoru:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie:
DU - spadek napięcia [V],
In - prąd znamionowy szynoprzewodu [A],
l - długość ciągu [m],
R1 - rezystancja dla ustalonej temperaturze pracy [mΩ/m],
X1 - reaktancja indukcyjna dla ustalonej temperaturze pracy [mΩ/m],
cosa - współczynnik mocy.

Procentowy spadek napięcia można obliczyć ze wzoru:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie:
Un - napięcie znamionowe sieci [V].

W przypadku dystrybucji mocy można skorzystać np. z metody momentów, która jest opisana w licznych publikacjach [4].

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Aby uwzględnić rezystancję i reaktancję kabla od skrzynki odpływowej wraz z rezystancją i reaktancją szynoprzewodu, wzór można przedstawić w następujący sposób:

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy

Gdzie:
IBi - obliczony prąd obciążenia [A],
Un - napięcie znamionowe sieci [V],
Rko - rezystancja kabla(przewodu) łączącego skrzynkę odpływową z odbiorem [W],
Rsz - rezystancja szynoprzewodu dystrybucyjnego na odcinku od zasilania do skrzynki odpływowej, od której odchodzi kabel do odbioru [W],
Xko - reaktancja kabla(przewodu) łączącego skrzynkę odpływową z odbiorem [W],
Xsz - reaktancja szynoprzewodu dystrybucyjnego na odcinku od zasilania do skrzynki odpływowej, od której odchodzi kabel do odbioru [W],
cosf - współczynnik mocy dla przyłączonego obioru,
i - numer kolejnego odbioru.

W momencie, gdy spadek napięcia jest za wysoki, należy przewymiarować szynoprzewód i obliczyć spadek napięcia jeszcze raz dla kolejnego dobranego typu.
Powyższy dobór zazwyczaj nie różni się niczym niż standardowy dobór kabli, zarówno dobór prądu znamionowego, prąd zwarciowy czy spadek napięcia wykona każdy projektant posiadający stosowne uprawnienia. Kluczową kwestią jest odpowiedni dobór elementów i rozwiązań technicznych szynoprzewodu. Dokładny dobór bez wiedzy technicznej na temat produktów jest bardzo trudne, dlatego zachęcamy do skorzystania ze wsparcia technicznego inżynierów EG System, którzy dokładnie dobiorą trasą i elementy i wycenią rozwiązanie. Wsparcie projektowe jest bezpłatne a wspólne zaprojektowanie urządzeń daje również dodatkowe korzyści. Szczegóły znajdują się na stronie https://www.egsystem.pl/dla-projektanta.php

[1] Strona internetowa, http://www.edwardmusial.info/pliki/prad_zwarc.pdf, 2012.08.01: Musiał E.: Prądy zwarciowe w niskonapięciowych instalacjach i urządzeniach prądu przemiennego.
[2] PN-HD 60364-5-52: Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie.
[3] Strona internetowa, http://www.sonel.pl/media/files/pdf/Przewodnik_MPI_v3.pdf, 2012.08.03: Skrzynecki E.: PRZEWODNIK PO NORMIE PN-HD 60364-6, MIERNIKI WIELOFUNKCYJNE, przewodnik z firmy Sonel.
[4] Strona internetowa, http://www.sep.gliwice.pl/pliki/Dobor%20przewodow.pdf, 2012.08.04: Wiatr J.: DOBÓR PRZEWODÓW W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH.

Autor: Radosław Ciemniewski
Dyrektor Działu Technicznego firmy EG System Sp. z o.o. Sp. k.

Zobacz nasz ostatni wpis: Moc bierna a farmy fotowoltaiczne

Szynoprzewody - odpowiedni dobór projektowy