Tilladte hjælpemidler: Alle dog skal lokale procedurer gældende for eksamen og regler for eksaminander overholdes. Maskinmesteruddannelsen og Skibsofficersuddannelsen. 6 timers skriftlig el-autorisationsprøve. Onsdag den 27. August 2014 kl. 8.30 14.30. Elektriske installationer og forsyningsanlæg. Prøven indeholder 11 sider incl. forside heraf 3 bilag. Vægtning: Opgave 1 = 25% Opgave 2 = 65% Opgave 3 = 10% Side 1 af 11
Generelle oplysninger: Højspændingsforsyningsanlæg skal udføres i overensstemmelse med stærkstrømsbekendtgørelsen afsnit 2, udførelse af elforsyningsanlæg. Lavspændingsinstallationerne skal udføres i overensstemmelse med SB. afs. 6, 6A, 6B, 6C, 6D samt FR. 2011. Fastlæggelse af kablers strømværdi kan efter eget valg ske ud fra de almindelige bestemmelser i kapitel 523, eller efter de forenklede danske bestemmelser i bilag A til kapitel 52. Opgaven er delt op i 3 delopgaver som kan løses uafhængigt af hinanden. Opgave 1: Generelle oplysninger: (Se bilag 1) En virksomhed skal på en tom grund opføre et bygningskompleks bestående af en produktionsbygning og en satellitstation. 10 kv forsyningsnettet: Til forsyning af installationerne i produktionsbygningen skal der i denne bygning etableres en transformerstation -T1-, som indsløjfes på en eksisterende 10 kv kabelsløjfe. I kabelsløjfen vil der altid være et åbent delepunkt, og forsyningsselskabet har oplyst, at kortslutningseffekten ved produktionsbygningens sløjfefelt kan variere mellem 210 MVA og 130 MVA afhængigt af delepunktets placering. Det indsløjfede kabel, som skal forsyne transformerstationen -T1- i produktionsbygningen, er i 60/10 kv hovedtransformerstationen overstrømsbeskyttet ved hjælp af et konstanttidsrelæ, og relæet er indstillet således, at strømme over 400A udkobles på 1 sekund. Transformerstation -T1- og hovedtavle -A1: I produktionsbygningen skal der fra transformerens lavspændingshorn 3 x 0,4/0,23 kv føres en-leder kabler til tavle A1, kablerne har en længde så der ses bort fra impedanserne, og fremføres samlet på hele strækningen på kabelstige i enkelt lag. Disse kabler afsluttes i tavle A1 på tilgangssiden af en maksimalafbryder, der anvendes som indgangsafbryder til tavlen. Kablerne skal kunne overføre fuldlaststrømmen fra den pågældende transformer. Temperaturen i transformerstationen -T1- for produktionsbygningen kan blive op til 35 ᴼC, og temperaturen i produktionsbygningen kan blive op til 30 ᴼC. Transformerstationens jordingsanlæg skal udføres på en sådan måde, at nulling kan tillades anvendt som beskyttelse mod indirekte berøring. Side 2 af 11
Transformerbeskyttelse i produktionsbygningen: Der skal monteres et konstanttidsrelæ med tilhørende strømtransformere, og effektafbryder som transformerbeskyttelse i transformerstationen -T1- for produktionsbygningen. Belastninger: Den samlede belastning for produktionsbygningen er i 2011 opgjort til 250 kva, men ifølge virksomhedens budgetter, skal der over de næste 10 år regnes med, en årlig forøgelse af belastningen på 3%. Driftspændinger: 3 x 10 kv / 0,4 kv / 0,23 kv. Satellitstationen: Denne forsynes på højspændingssiden fra transformerstationen -T1-i produktionsbygningen gennem et 500 m langt PEX-M-AL kabel. Denne transformerstation skal ikke dimensioneres. Side 3 af 11
1.1 Vælg den mindste transformer, der kan anvendes til forsyning af produktionsbygningen (Data se bilag 1). 1.2 Angiv et forslag for valg af strømtransformere og relæbeskyttelse samt foretag de nødvendige indstillinger af relæet til transformeren i produktionsbygningen. 1.3 Dimensioner højspændingskablerne til transformeren i produktionsbygningen. (1-leder PEX-CU) 1.4 Foretag valg og et forslag til indstilling af indgangsafbryderen til tavle -A1-. 1.5 Dimensioner lavspændingskablerne fra transformeren -T1- til lavspændingstavlen -A1- i produktionsbygningen. (1-leder CU) 1.6 Dimensioner jordingsanlægget til transformeren i produktionsbygningen. 1.7 Tegn et kredsskema (enstregsskema) for transformerstation i produktionsbygningen, herunder også afgang til transformerstation -T2-. Kablet og transformeren kortslutningsbeskyttes ved hjælp af sikringer. Forslag til målerarrangement skal indtegnes, men ikke dimensioneres. Side 4 af 11
Oplysninger opgave 2: Der skal opføres en ny produktionsbygning som skal forsynes fra et offentligt lavspændingsforsyningsnet. Bygningsinstallationer produktionsbygning: På bilag 2 er der vist en plantegning af produktionsbygningen. Nominel spænding: 3x400/230V. Systemjording og BIB: Elleverandøren har givet tilladelse til TN-system (nulling). I produktionsbygningen anvendes TN-S system og beskyttelse mod indirekte berøring sker ved automatisk afbrydning af forsyningen ved hjælp af overstrømsbeskyttelsesudstyret, hvis der ikke stilles yderligere lovmæssige krav. Stikledning: Der ses bort fra den korte stikledning fra forsyningspunktet til A1. Belastninger og kabellængder: Se bilag 3. Temperaturer: Se bilag 2. Føringsveje: De på bilag 2 viste kabelstiger skal så vidt mulig anvendes. Hvor hovedledningerne føres sideløbende skal regnes med samlet fremføring (Enkelt lag på kabelstige). Gruppeledningerne fra - A2 til -MA1 og- MA2 føres fra kabelstigen ned af væg frem til samledåser, og herfra føres tilledninger frem til maskinernes forsyningsadskillere. Hvor hovedledningen til A3 og gruppeledninger føres sideløbende på kabelstige skal regnes med samlet fremføring (Enkelt lag på kabelstige.) Der skal ikke tages hensyn til anden belastning. Side 5 af 11
Overstrømsbeskyttelse og afbrydere: Hovedledningen til A2 Hovedledningen til A3 Overstrømsbeskyttes med smeltesikringer anbragt i tilhørende sikringsafbryder (Sikringslastadskiller). Overstrømbeskyttes med maksimalafbryder Gruppeledningen og tilledningen til MA1 Gruppeledningen og tilledningen til MA2 Overstrømsbeskyttes med automatsikring. Overstrømsbeskyttes med smeltesikringer anbragt i tilhørende sikringsafbryder (Sikringslastadskiller). Generelt: Der kræves kun kontrol af spændingsfald, kortslutningsbeskyttelse og beskyttelse mod indirekte berøring, hvor dette er efterspurgt i opgaveteksten. For maksimalafbrydere og automatsikringer skal der dog altid udføres kontrol af kortslutningsbrydeevne og kortslutningsudløserens indstilling. Maskinerne MA1 og MA2 er CE-mærkede og iflg. overenstemmelseserklæringen er det elektriske udstyr udført i henhold til DS/EN 60204 1:2006. Side 6 af 11
Opgave 2 2.1 Beregn hvor mange kondensatorbatterier á 25 kvar der skal tilsluttes i tavle A1 for at virksomheden netop opfylder gældende krav til cosφ. 2.2 Dimensioner stikledningssikringerne. (Forudsætning: Kondensatorerne fra punkt 2.1 er indkoblet). 2.3 Dimensioner hovedledningerne til A2 og A3. (Al-kabler med koncentrisk PE-leder af CU) 2.4 Dimensioner gruppeledningerne og tilledningerne til MA1 og MA2. (CU-kabler og tilledninger H07RN-F) 2.5 Kontrollér at hovedledningen til A2 er kortslutningsbeskyttet. 2.6 Kontrollér at maskine MA1 er beskyttet mod indirekte berøring. Side 7 af 11
Opgave 3 Besvarelserne i denne opgave skal understøttes af relevante henvisninger til bestemmelserne i Stærkstrømsbekendtgørelserne. 3.1 Hvor mange lysgrupper skal der mindst være i en bolig på 148 m 2? 3.2 Hvor mange stikkontakter skal der mindst være i en stue på 50 m 2? 3.3 Giv eksempler på installationer i boliger hvor Tabel 801 A ikke kan anvendes. 3.4 Stikkontakten til en fryser i en bolig (TT-system) ønskes ikke omfattet af den normalt krævede HPFI-beskyttelse. Hvilket andet beskyttelsesudstyr er realistisk at anvende til BIB? (Svaret skal begrundes) 3.5 Hvilken kapslingsklasse kræves for en stikkontakt placeret på en ydervæg 1 m over terræn? 3.6 Kan det være lovligt at placere en automatsikring med en kortslutningsbrydeevne (I cn ) på feks.10 ka i en tavle med IK 3f max = feks.16 ka? 3.7 Dimensioner hovedudligningsforbindelserne (SH CU ) i en installation hvor største PE-leder er 10 mm 2 CU. 3.8 Angiv hvilken impulsholdespænding en lastadskiller mindst skal kunne modstå, når denne er anbragt i en industriinstallation med U nominel = 3x400/230 V. Side 8 af 11
Bilag 1 Oversigtsplan for virksomheden Elektriske data for transformer 3 x 10/0,4/0.23 kv S N (kva) e k (%) P cu, 1/1 (W) P 0 (W) Koblingsciffer 250 5 3700 550 Dyn 7 400 4,5 5500 830 Dyn 5 500 5,5 6200 1040 Dyn 7 630 5,5 7600 1370 Dyn 11 Side 9 af 11
Planskitse for produktionsbygning. Bilag 2 Skitsen er ikke målfast. Side 10 af 11
Bilag 3 Belastninger tavle A1 Effekt Benævnelse [kva] Spænding [V] Samtidighedsfaktor Strøm [A] Cos φ Længde [m] -A2 3x400/230 1 30 -A3 150 3x400/230 0,9 0,8 60 Anden belastning 100 3x400/230 0,8 0,75 Bemærkninger Ingen større motorer Ingen større motorer Belastninger tavle A2 Spænding Benævnelse [V] Strøm [A] I start [A] Cosφ -MA1 3x400/230 12 4xI 1/1 0,8 -MA2 3x400/230 60 3xI 1/1 0.85 Anden belastning 3x400/230 95 0,8 Længde [m] Gl. = 8 Tl. = 2 Gl. = 15 Tl. = 3 Bemærkninger Klasse I Klasse I Ingen større motorer Side 11 af 11