Sähköverkon rakenneosat

Sivusto: DIGMA-oppimisympäristö
Kurssi: Sähköasennusten perusteet
Kirja: Sähköverkon rakenneosat
Tulostanut: Vierailija
Tulostettu: lauantai, 29. tammikuuta 2022, 00:38

Kuvaus

Lyhyt kuvaus kiinteistön sähköverkon perusrakenteista

Sähköverkon osat

Kiinteistön sähköverkon rakenteeseen vaikuttaa monet seikat, kuten kiinteistön koko, käyttötarkoitus, kuormitukset, ohjaus- ja valvontatarpeet.

Kiinteistön koosta riippumatta voidaan sen sähköverkosta löytää yhtäläisiä osia:

  • liittyminen sähkönjakeluverkkoon
  • pääsulakkeet ja pääkytkin
  • pää- ja ryhmäjohtoja
  • maadoituksia ja potentiaalintasauksia
  • keskuksia

Keskukset

Kiinteistöjen sähköverkossa on aina mittaus-, suoja- ja ohjauslaitteita, jotka yleensä sijoitetaan keskitetysti sähkökeskuksiin.

Kiinteistössä on aina vähintään pääkeskus, joka muodostaa kiinteistön koko sähköverkon solmupisteen. Siihen tuleva liittymisjohto yhdistää kiinteistön sähköverkon osaksi yleistä sähkönjakeluverkkoa. Pääkeskuksen lisäksi kiinteistössä voi olla useita mittaus-, jako- ja ryhmäkeskuksia. Sähköverkko on yleensä puumainen ja jokaiselle keskuksella on oma jakelualueensa.

Kiinteistön pääkeskuksessa yleensä on vähintään:


Pääsulakkeet
Pääsulakkeet toimivat liittymisjohdon ylikuormitussuojina. Ne määrittelevät sen tehon, mikä kiinteistöllä voi olla yhtäaikaisesti kytkettynä sähköverkkoon. Pääsulakkeiden koko määrittää yleensä sähkönliittymän liittymismaksun. Myös osassa sähkötariffeja perusmaksu määräytyy pääsulakekoon mukaan.
Pääsulakkeet saattavat sijaita vanhoissa rakennuksissa myös erillisessä talovarokekotelossa.

Pääkytkin
Pääkytkin mahdollistaa koko kiinteistön sähköverkon irtikytkemisen sähköverkosta esimerkiksi hätätilanteissa. Kiinteistön sähköverkossa on tarpeen mukaan pääkytkimen lisäksi muita kytkimiä, joilla osa sähköverkosta saadaan tarvittaessa erotettua jännitteettömäksi.

Mittaus
Kiinteistössä on yksi tai useampia verkkoyhtiön energiamittauksia. Mikäli kiinteistössä, kuten kerros- tai rivitalossa, on useita erillisiä sähkön käyttäjiä, on niillä jokaisella on mittari joko pääkeskuksen yhteydessä tai erillisissä mittauskeskuksissa.

Suojalaitteet
Keskuksessa sijaitsee siitä lähtevien johtojen suojana olevat suojat. Suojina käytetään:
- sulakkeita
- johdonsuojakatkaisijoita
- katkaisijoita

Liittyminen sähkönjakeluverkkoon

Pienet ja keskisuuret kiinteistöt liittyvät yleiseen sähköjakeluverkkoon 400/230 V:n jännitteellä. Suurilla kiinteistöillä tai teollisuuslaitoksilla tulee edullisemmaksi hankkia sähköenergia suurjänniteliittymällä, jolloin niillä on omia muuntajia.

Liittymän kokoa määritettäessä tulisi ottaa huomioon liittymishetken tehontarpeen lisäksi mahdolliset laajenemistarpeet. Liittymää ei kuitenkaan kannata ylimitoittaa, koska se aiheuttaa tarpeettomia liittymismaksuja sekä mahdollisesti sähkön perusmaksuja. Liittymän suuruuteen voidaan myös vaikuttaa tehovuorotteluilla, jotka ovat yleisiä mm. sähkölämmitysratkaisuissa.

Kiinteistön sähköverkossa voidaan tulevaisuuden sähköntarpeisiin varautua mitoittamalla keskuksien nimellisarvot suuremmiksi kuin on alkuperäinen tarve. Tällöin voidaan liittymää suurentaa myöhemmin ilman, että joudutaan vaihtamaan esimerkiksi pääkeskuskusta.

Sähkön liittymä jakeluverkkoon

Kiinteistön sähköverkon liittämistä yleiseen sähkönjakeluverkkoon on aina tehtävä ko. alueen verkonhaltijan kanssa sopimus. Yleisistä sopimusehdoista voidaan liittyjän ja verkonhaltijan keskinäisellä sopimuksella poiketa.

Jakeluverkon haltija liittää liittyjän sähkölaitteistot verkkoonsa, kun:

  • liittymissopimus on voimassa
  • liittymän laitteet on toteutettu sovitulla tavalla
  • liittyjä vakuuttaa sähkölaitteistonsa olevan sellaisessa kunnossa, että yhteen kytkemisestä ei aiheudu vaaraa tai häiriötä.


Vakuutuksena liittyjä voi esittää sähkölaitteistoa koskevan asianmukaisen tarkastuspöytäkirjan.

Sopijaosapuolet ovat velvollisia pitämään sähkölaitteistonsa sähköturvallisuuslain ja sen nojalla annettujen säännösten ja määräyksien edellyttämässä kunnossa.
Liittymän mitoittamista varten tulee verkkoyhtiölle toimittaa riittävät tiedot kohteesta ja sen sähköverkosta. Tyypillisesti tarvittavia tietoja ovat:

  • rakennustiedot (pinta-ala, tilavuus ja lämmitystapa)
  • tonttikartta, asemapiirros tai karttaote
  • sähkötyöselitys (jos laadittu)
  • pää- ja nousujohtokaavio
  • tasopiirustus pääkeskuksen ja liittymisjohdon sijainnista
  • mittalaitteiden sijoitus- ja lukumäärätiedot
  • pääkeskuksen ja mittauskeskusten pääkaaviot ja kokoonpanopiirustukset
  • tarvittavat kaapelireittipiirustukset


Sähkösopimukset
Sähkön liittymän aiheuttamat kustannukset riippuvat kohteen koosta ja sijainnista. Liittymismaksun määräytymisperusteena on pääsulakkeen koko ja sen suuruus on muutamista tuhansista euroista kymmeniin tuhansiin euroihin.

Yleiset sopimukset ovat:

  • Liittymisehdot
  • Verkkopalveluehdot
  • Sähkön toimitusehdot
  • Sähkön myyntiehdot

Sähköverkkoon liittyviä sopimuksia (Energiateollisuus ry)

Liittymän koon mitoittaminen

Kiinteistön liittämisessä yleiseen sähköjakeluverkkoon tarvitaan arvio kiinteistön huipputehosta sekä selvitys suurista yksittäisistä sähkökuormista. Huipputeho on suurin yhtäaikainen (tunti)teho, jonka kiinteistöstä on kytkettynä sähkönjakeluverkkoon.

Huipputeho on yleensä pienempi kuin kaikkien kiinteistössä olevien sähkölaitteiden yhteenlaskettu teho, koska laitteet eivät ole käytössä samanaikaisesti. Sähköverkon tehokkaan toiminnan kannalta olisi suotavaa, ettei sähkötehot vaihtelisi voimakkaasti esimerkiksi vuorokauden aikana. Huipputehon rajoittamista edistetään mm. sähkön hinnoitteluilla (tehotariffit, liittymismaksut) sekä kytkentäsuosituksilla (sähkölämmitysohjaus).

Huipputehoa rajoittaa kiinteistön pääsulakkeet, joiden koon perusteella määräytyy liittymismaksut ja osassa sähkösopimuksista myös sähkön siirron kiinteät perusmaksut.

Asuinkiinteistön huipputehon arviointi

Koko kiinteistön huipputeho määrittää tarvittavat sähköliittymän pääsulakkeet, joiden mukaan määräytyy:

  • liittymismaksu
  • sähköenergian ja -siirron perusmaksut


Ylimitoitettu liittymä siis aiheuttaa turhia käyttökustannuksia. Liian pieni mitoitus voi aiheuttaa turhia sähkökatkoksia, mikäli pääsulakkeet ylikuormittuvat.

Sähkölämmityskohteessa lämmityksen teholla on suuri merkitys huipputehoon, joten lämmitys on syytä mitoittaa kohteen todellisen tarpeen mukaan. Huipputehoon voidaan vaikuttaa myös tehovuorottelulla ("kiuasristeily").

Sähkölämmitys ei merkittävästi yleensä nosta kohteen liittymän kokoa, koska muissa lämmitysmuodoissa olevat lisälämmitysvastukset tai esimerkiksi maalämpökojeiden kompressorit edellyttävät vähintään samansuuruisia liittymiä.

Asuinkiinteistön mitoitus (Lähde: ST13.31)

Liittymisteho Asuinrakennuksien huipputehon määrittely perustuu kokemusperäisiin arvioihin. Rakennuksen koolla, huoneistojen lukumäärällä ja lämmitystavalla on suuri vaikutus kokonaistehoon. Asuinrakennuksissa, joissa on useita huoneistoja, on tyypillistä, ettei kaikkien huoneistojen huipputeho ole samanaikaisesti. Kokonaistehosta tulee pienempi kuin huoneistojen yhteenlaskettu huipputeho on.

Asuinkiinteistössä voidaan käyttää tehokertoimena cosφ=0,95.
Huoneistojen huipputehoAsuinhuoneistoissa ei huipputeho ole suoraan verrannollinen asunnon kokoon, koska pienessä huoneistossa on yleensä samat suuritehoiset kodinkoneet kuin suuremmassakin huoneistossa (keittiölaitteet, pesukoneet yms).

Huoneistojen ryhmäkeskusten huipputehojen määrittely perustuu:

* Huoneistokohtaiseen peruskuormaan
- Keittiön lämpökojeet ”kojekuorma”
-
Kodin kylmälaitteet ”kojekuorma”
- Vaatehuollon sähkölaitteet ”kojekuorma”
- Kodin elektroniikkalaitteet ”kojekuorma”
- Sähkökiuas ”sähkölämpökuorma”
- Sähköinen lämminvesivaraaja ”sähkölämpökuorma”
- Auton sähkölämmityslaitteet ”sähkölämpökuorma”
- Muut kodin sähkölaitteet ”kojekuorma”

* Pinta-alariippuvaan kuormaan
- Valaistus ”valaistuskuorma”
- Sähkölämmitys ”sähkölämpökuorma”
- LVI-laitteet ”kojekuorma”

Huipputehon laskenta

Liike- tai palvelurakennuksen tehojen määrittely

Liike- tai palvelurakennuksen tehojen määrittely

Kiinteistön sähköverkon mitoitus perustuu aina kohteen käyttötarkoitukseen. Samankokoisen kiinteistön huipputeho (=todennäköisin suurin yhtä aikaa verkkoon kytketty sähköteho) voi vaihdella hyvinkin paljon. Samoin kiinteistössä olevien eri kuluttajien sähkötarpeet ja käyttöajat vaihtelevat. Esimerkiksi liikekiinteistössä voi samankokoisessa tilassa olla ravintola tai kangaskauppa, joiden käyttämien laitteiden sähkötarpeet ovat aivan erilaiset. Sähköliittymän mitoitus Koko kiinteistön huipputeho määrittää tarvittavat pääsulakkeet. Liittymän mitoitukseen vaikuttavat mm.:

  • liittymismaksut
  • laajenemismahdollisuudet
  • rakentamiskustannukset
  • jakeluverkon mitoitus
  • laitekustannukset

Loisteho

Liittymän mitoituksen vaiheessa ei yleensä ole tarkkaan tiedossa tulevan kuormituksen tehokerroin. Virtoja laskettaessa voidaan käyttää, mikäli muuta tietoa ei ole, seuraavia arvoja:

  • Asuminen cosφ=0,95
  • Liiketila cosφ=0,87
  • Pienteollisuus cosφ=0,75

Muiden kuin asuinkiinteistöjen tehojen mitoitus perustuu tapauskohtaiseen mitoitukseen. Tällöin selvitetään tai arvioidaan:
- kojekuorma
- valaistus käyttötarpeen mukaan
- muut kojeet ja laitteet ottaen huomioon käytön risteily
- varautuminen tulevaisuuden kasvutarpeisiin Esimerkiksi (ST53.24) toimistokäytössä olevalle kiinteistölle voidaan määrittää kasvuvarat siten, että 5 vuodessa kasvu on noin 20 %, 10 vuodessa noin 35 % ja 20 vuodessa suunnilleen 50 %. Huipputehoa määritettäessä tulee ottaa huomioon:
- kuinka paljon laiteryhmän laitteista on enimmillään käytössä samanaikaisesti (esim. valaistus)
- kuinka paljon samanaikaisuuskertoimella tasatusta tehosta on käytössä huipputehoaikana (esim. sähkölämmitys ja koneellinen jäähdytys) Mitoitusta tekevällä on oltava näkemys, syntyykö kohteen huipputeho talvella vai kesällä.