Anslutning av mikroproduktion till konsumtionsanläggningar MIKRO

EN RAPPORT FRÅN SVENSK ENERGI Anslutning av mikroproduktion till konsumtionsanläggningar MIKRO Augusti 2014. Utgåva 2

Innehåll 2 1 Inledning 3 2 Regelverk, standarder och branschpraxis 3 2.1 Ellagen 4 2.2 Förordning 4 2.3 CE-märkning och EG-direktiv 5 2.4 Föreskrifter 5 2.5 Standarder och branschpraxis 6 2.5.1 Standarder 7 2.5.2 Branschdokument 7 2.5.3 Enskilda tekniska riktlinjer 8 3 Administrativa anvisningar 8 3.1 Föranmälan 9 3.2 Bekräftelse och kundinformation 9 3.3 Installationsmedgivande/offertförslag 9 3.4 Färdiganmälan 10 3.5 Timmätning och medgivande driftsättning 11 4 Anslutning av mikroproduktionsanläggning 11 4.1 Installation och dimensionering 11 4.2 Jordning och potentialutjämning 12 4.3 Reläskydd och felbortkoppling 14 4.4 Övriga skyddskrav och skyddsanordningar 15 4.5 EMC-krav 16 4.5.1 In- och urkopplingar 16 4.5.2 Osymmetri orsakad av enfasiga produktionsanläggningar 17 4.5.3 Flimmer 17 4.5.4 Övertoner 18 4.6 Märkning 18 4.6.1 Märkning i lågspänningsnät 20 4.6.2 Märkning i kundanläggning 20 4.7 Drift- och underhållssäkerhet 21 5 Mätning 21 5.1 Krav enligt lag och förordning 21 5.2 Mätning för elcertifikat 22 6 Dimensionering och beräkningsmetoder 22 6.1 Nätstyrka 23 6.2 Spänningsändringar 23 6.2.1 Beräkningsmetod för maximal spänningsändring 23 6.2.2 Långsamma spänningsändringar 25 6.2.3 Snabba spänningsändringar 25 6.3 Övertoner 25 6.4 Fördjupad elkvalitetsanalys (Vid flera produktionskällor i samma lågspänningsnät) 25 6.5 Förenklad handläggning av små mikroproduktionsanläggningar 26 6.5.1 Kommentarer till kurvor för trefasig anslutning 27 7 Flödesscheman för beräkningar 27 7.1 Beräkningsgång 1-fasigt ansluten produktion (första produktionsanläggningen i ett lågspänningsnät) 28 8 Bilagor 29 8.1 Bilaga 1 Ordförklaringar 30 8.2 Bilaga 2 Kurvor för förenklad bedömning av nätstyrka 32 8.3 Bilaga 3 Beräkningsexempel 44 8.4 Bilaga 4 Anmälan Augusti 2014 1 (12)

1 Inledning Allt fler privatpersoner och lantbrukare vill producera sin egen el. Vanliga produktionsslag är solceller och mindre vindkraftverk, men det förekommer även små kraftvärmeanläggningar och vattenkraftverk. Den egna elproduktionen används i första hand för eget bruk och som ett komplement till den el som kunden tar ut från elnätet. Denna handbok ger anvisningar för nyanslutning av produktionsanläggningar med maxeffekt 43,5 kw till en 230/400 V konsumtionsanläggning på max 63 A, vilket är definitionen på mikroproduktion. Gemensamt för denna typ av anläggningar är att de ansluts inom kundens elanläggning men trots det måste elnätsägaren ta beslut om vilka förstärkningsåtgärder som krävs för att upprätthålla en fullgod service till samtliga elnätskunder. Kostnaderna för eventuella förstärkningar ska ligga till grund för den anslutningsavgift som kunden ska betala. MIKRO-handboken riktar sig främst till elnätsägare och utgör en del av den webbaserade handboken för anslutning av elproduktion, HAP, som även innefattar handbok för anslutning av mindre produktionsanläggningar (AMP) samt handbok för anslutning av större produktionsanläggningar (ASP) till elnätet. Augusti 2014 2 (44)

2 Regelverk, standarder och branschpraxis Elnätsföretagets och elproducentens rättigheter och skyldigheter, som innehavare av elektriska anläggningar, regleras i allmänna ordalag i ellagen. Eftersom nätverksamhet är koncessionspliktig och därmed monopol, blir den med nödvändighet relativt hårt reglerad. Energimarknadsinspektionen är den myndighet som utövar tillsyn över elnätsföretagens nätverksamhet. Elsäkerhetsverket utövar tillsyn av elektriska starkströmsanläggningar, elektrisk materiel samt elinstallatörer. Elsäkerhetsverket ger ut föreskrifter om hur elektriska starkströmsanläggningar ska utföras samt kontrolleras. I denna tillsyn ingår frågor som avser elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Då lagar och förordningar i sin natur inte är detaljerade uppstår behov av utförligare riktlinjer. Här kommer standarder, branschpraxis och enskilda nätägares tekniska riktlinjer in. Några intressanta föreskrifter rörande mikroproduktion omnämns i avsnitt 2.4. En produktionsanläggning som ansluts till elnätet ska, leva upp till vid anslutningstidpunkten gällande lagar, föreskrifter, förordningar och standarder. 2.1 Ellagen Ellagen är den mest grundläggande och minst detaljerade delen av det regelverk som styr anslutning och drift av elektriska produktionsanläggningar. Lagarna ändras sällan och de ska ligga till grund för mer detaljerade regler. Lagen gör skillnad på några viktiga punkter, om produktionskällan tillhör en anläggning som i huvudsak är konsumerande eller producerande. Här följer de kapitel som bland annat avser produktionsanläggningar, se Ellagen (1997:857): 3 kap. 6-8 Skyldighet att ansluta anläggning. Reglerar nätkoncessionshavarens skyldigheter att ansluta en elektrisk anläggning. 9 Skyldighet att överföra el. Reglerar nätkoncessionshavarens skyldigheter att överföra el för annans räkning. 15 Ersättning vid inmatning av el. Reglerar innehavaren av en produktionsanläggnings rättighet till ersättning av nätkoncessionshavaren. 4 kap. 10 Särskilt om nättariffer för mindre produktionsanläggningar. Reglerar nättariffen för innehavaren av en produktionsanläggning och en elanvändare. 9 kap. 1-8 Skyddsåtgärder. Reglerar hur elektriska anläggningar och dess komponenter ska vara beskaffade, uppbyggda och brukas så att betryggande säkerhet ges mot person-, sakskada eller driftstörning. Augusti 2014 3 (44)

10 kap. 1 Ansvar för skada genom inverkan av el från starkströmsanläggning. Reglerar ansvaret för skada genom inverkan av el från starkströmsanläggning. 2-3 Produktansvar. Reglerar produktansvaret vid skada orsakad av säkerhetsbrist. 4 Skadestånd vid driftstörning. Reglerar skadestånd vid driftstörning på en elektrisk anläggning. 12 kap. 1-5 Tillsyn med mera. Reglerar myndighets tillsynsverksamhet av efterlevnaden av lag, föreskrifter eller villkor. 2.2 Förordning Starkströmsförordningen (2009:22) innehåller de krav som gäller innehavaren av en starkströmsanläggnings grundläggande skyldigheter rörande kontroll av anläggningen och innehavarens övergripande ansvar för arbete som utförs på eller i anslutning till anläggningen. Elinstallatörsförordningen (1990:806) innehåller de krav som gäller vid elinstallationsarbete som avser utförande, ändring eller reparation av en elektrisk starkströmsanläggning. Förordningen (1993:1068) om elektrisk materiel innehåller säkerhetsbestämmelser för elektrisk materiel. Förordningen (1993:1067) om elektromagnetisk kompatibilitet innehåller bestämmelser om elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) för utrustning. 2.3 CE-märkning och EG-direktiv Produkter som omfattas av EG-direktiv ska vara försedda med CE-märkning. CE-märkningen är tillverkarens, eller importörens, sätt att enkelt informera kunden om att produkten överensstämmer med kraven i applicerbara EG-direktiv. De EG-direktiv som är av intresse i kontakten mellan elnätsägare och innehavaren av en elproduktionsanläggning är främst maskindirektivet, lågspänningsdirektivet och EMC-direktivet. Produkterna ska vara CE-märkta. För elproduktionsanläggningar där produktionsenhet (exempelvis solceller eller vindkraftverk) och/eller omriktare säljs separat ska båda dessa enheter vara CE-märkta. Se vidare Lag 2011:791 14-17 CE-märkning och ELSÄK-FS 2000:1 6 CE-märkning. Augusti 2014 4 (44)

2.4 Föreskrifter I starkströmsförordningen (SFS 2009:22) föreskrivs att Elsäkerhetsverket är tillsynsmyndighet (enligt ellagen (1997:857) 12 kap. 1 första stycket) när det gäller frågor om elsäkerhet. Elsäkerhetsverket får därför, i den utsträckning som behövs för att förebygga person- eller sakskada på grund av el, meddela föreskrifter om utförande av elektriska anläggningar och anordningar, samt kontroll och provning av sådana anläggningar och anordningar. För anslutning av mindre produktionsanläggningar till elnätet är det främst följande delar av starkströmsföreskrifterna som är av intresse: ELSÄK-FS 2008:1. Innehåller bestämmelser om hur elektriska starkströmsanläggningar ska vara utförda. ELSÄK-FS 2000:1. Innehåller bestämmelser om elektrisk materiel. ELSÄK-FS 2006:1. Innehåller bestämmelser om elsäkerhet vid arbete i yrkesmässig verksamhet. ELSÄK-FS 2007:1. Innehåller bestämmelser om elektromagnetisk kompatibilitet. ELSÄK-FS 2008:2. Innehåller bestämmelser om varselmärkning vid elektriska starkströmsanläggningar. ELSÄK-FS 2008:3. Innehåller bestämmelser om innehavarens kontroll av elektriska starkströmsanläggningar och elektriska anordningar. ELSÄK-FS 2013:1. Innehåller bestämmelser om behörighet för elinstallatörer. EIFS 2013:1. Innehåller bestämmelser som ska vara uppfyllda för att överföringen av el ska vara av god kvalitet. 2.5 Standarder och branschpraxis Standard är en typisk metod. Ett stort antal standards har utarbetats för att på ett enhetligt sätt uppfylla de krav som ställs i de tvingande regelverken. Detta för att säkerställa säkerhet för människors liv och hälsa, skydd för naturen samt produktansvar och leveranskvalitet. Om svensk standard tillämpas som komplement till föreskrifterna anses anläggningen utförd enligt god elsäkerhetsteknisk praxis om inget annat visas. Om en anläggnings utförande helt eller delvis avviker från svensk standard ska de bedömningar som ligger till grund för utförandet dokumenteras. (ELSÄK-FS 2008:1, 2 kap, 1, 3 st.). I andra mindre kritiska frågeställningar lämnas ett större spelrum för branschens aktörer att finna egna och olika vägar, såväl gällande tekniska krav och lösningar som på administrativ hantering. Augusti 2014 5 (44)

2.5.1 Standarder Nedan presenteras några viktiga standarder i samband med anslutning av mindre produktionsanläggningar. Dessa nämns i kommande kapitel. SS-EN 50438, utgåva 2: Fodringar för anslutning av smågeneratorer i parallelldrift med det allmänna elnätet. SS 430 01 10, utgåva 9, 2013: Mätarskåp. Standarden behandlar tekniska krav för mätarskåp, 3-fas, 230/400 V, 25 A och 63 A. SS-EN 50160: Spänningens egenskaper i elnät för allmän distribution. Standarden beskriver de gränser eller värden mellan vilka spänningens egenskaper kan förväntas bibehållas vid anslutningspunkter i de publika europeiska elnäten. SS 436 40 00, utgåva 2, 2009/T1, 2012: Elinstallationer för lågspänning Utförande av elinstallationer för lågspänning. Se särskilt Kapitel 55 Annan elmateriel som behandlar generatoraggregat, kapitel 712 Kraftförsörjningssystem med fotoelektriska solceller. SS-EN 61000-2-2: Miljöförhållanden Kompatibilitetsnivåer för lågfrekventa ledningsbundna störningar och signalnivåer på elnät SS-EN 61000-3-2 : Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) Del 3-2: Gränsvärden Gränser för övertoner förorsakade av apparater med matningsström högst 16 A per fas. SS-EN 61000-3-3: Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) Del 3-3: Gränsvärden Begränsning av spänningsfluktuationer och flimmer i lågspännings distributionssystem förorsakade av apparater med märkström högst 16 A per fas utan särskilda anslutningsvillkor. SS-EN 61000-3-11: Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) Del 3-11: Gränsvärden Begränsning av spänningsfluktuationer och flimmer i lågspänningsdistributionssystem förorsakade av apparater med märkström högst 75 A och för vilka särskilda anslutningsvillkor gäller. SS-EN 61000-3-12: Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) Del 3-12: Gränsvärden Gränser för övertoner förorsakade av apparater med matningsström större än 16 A men högst 75 A per fas. IEC/TR 61000-3-15, Edition 1.0 2011-09: Electromagnetic compatibility (EMC) Part 3-15: Limits- Assessment of low frequency electromagnetic immunity and emission requirements for dispersed generation systems in LV network. Språk: Engelska. Behandlar EMC emission och immunitet vid elproduktion i lågspänningsnät. 2.5.2 Branschdokument Tillämplig standard blir alltmer internationell och de flesta svenska standarder är idag IEC eller Europa standard. Branschpraxis kan tolkas som en nationell anpassning av standarderna, som mer i detalj beskriver tillvägagångssätt i olika situationer, till exempel i samband med nätanslutning av produktionsanläggningar. Augusti 2014 6 (44)

Exempel på branschdokument är: Föranmälan. Anmälan inlämnad av behörig elinstallatör till elnätsföretaget avseende elinstallationsarbete som medför behov av ny eller ändrad anslutning eller väsentlig förändring i kundens uttag av el. Se även NÄT 2012 K/N, pkt 3.7. Färdiganmälan. Anmälan inlämnad av behörig elinstallatör till elnätsföretaget avseende färdigställandedatum för elinstallationsarbete enligt föregående inlämnad föranmälan. Se även NÄT 2012 K/N pkt 3.8. NÄT 2012 K. Allmänna avtalsvillkor för anslutning av elektriska anläggningar till elnät och överföring av el till sådana anläggningar (konsument). Utarbetade av Svensk Energi efter överenskommelse med Konsumentverket. NÄT 2012 N. Allmänna avtalsvillkor för anslutning av elektriska anläggningar till elnät och överföring av el till sådana anläggningar (näringsverksamhet eller annan likartad verksamhet, lågspänning). Utarbetad av Svensk Energi. ALLMA 2012. Allmänna avtalsvillkor. Samlingsbegrepp för NÄT 2012 K, NÄT 2012 N och NÄT 2012 H. Anslutning Mätning Installation (AMI), är en webbaserad handbok utgiven av Svensk Energi, där man snabbt och enkelt finner svaren på många viktiga frågor i samband med anslutning av produktionsanläggningar till elnätet. Anslutning av mikroproduktion till konsumtionsanläggningar MIKRO. Denna handbok, utgiven av Svensk Energi. Anslutning av mindre produktionsanläggningar till elnätet AMP. Handbok för Anslutning av mindre produktionsanläggningar till elnätet, utgiven av Svensk Energi. 2.5.3 Enskilda tekniska riktlinjer Förutom branschgemensam praxis har respektive elnätsföretag sina specifika rutiner i samband med anslutning och drift av produktionsanläggningar. Flera elnätsföretag har sina rutiner beskrivna på respektive hemsida. Augusti 2014 7 (44)

3 Administrativa anvisningar Elnätsföretaget har ansvar för elsäkerhet och elkvalitet. Innan elproducerande utrustning ansluts till det allmänna distributionsnätet ska elnätsföretaget därför kontaktas. Figur 1 nedan visar en förenkling av flödet i anslutningsprocessen för mikroproduktion. De färgmarkerade aktiviteterna i figuren berör elnätsföretaget främst och de beskrivs i detalj i detta kapitel. Figur 1 Aktiviteter och aktörer för anslutning av produktionsanläggning 3.1 Föranmälan En skriftlig anmälan ska göras till det elnätsföretag som innehar områdeskoncessionen för den aktuella produktionsanläggning, innan installationsarbetet får påbörjas. Till föranmälan ska alltid bilaga 4, MIKRO-blanketten bifogas. När installationen avser vindkraftverk vars generatorer är direktkopplade mot det allmänna distributionsnätet används istället AMP-blanketten som finns i handbok Anslutning av mindre produktionsanläggningar till elnätet AMP. I vissa fall kan en planerad anslutning kräva en förstärkning av elnätet och ju tidigare elnätsföretaget blir informerat, desto mindre blir risken för försening. Augusti 2014 8 (44)

3.2 Bekräftelse och kundinformation Elnätsföretaget är skyldig att meddela kunden de villkor som gäller för anslutningen av produktionsanläggningen. Dessutom bör kunden tidigt i anslutningsprocessen få följande information för att underlätta vid kontakter med elnätsföretaget, elhandelsföretag och eventuella myndigheter: - Anläggnings-ID. - Nätområdes-ID. - Ediel-ID. - Information om timmätning. - Information om vilket ansvar som medföljer innehavet av en produktionsanläggning. - Information om att kunden måste ha en elhandlare som tar emot inmatad el på elnätet, innan produktionen startas. - Kontaktperson på elnätsföretaget för handel med elcertifikat, om elnätsföretaget anlitas för rapportering av mätning. 3.3 Installationsmedgivande/offertförslag Baserat på de uppgifter som inkommer från installatören via MIKRO-blanketten och föranmälan, utförs nätberäkningar. I de fall där nätförstärkningar krävs, skickar elnätsföretaget ett offertförslag till kunden som besvaras med en eventuell beställning. I övriga fall skickas ett installationsmedgivande direkt till installatören, förutsatt att föranmälan och MIKRO-blanketten är korrekt inskickade. 3.4 Färdiganmälan Före första tillkoppling av produktionsanläggning ska anläggningen färdiganmälas av behörig elinstallatör. När elnätsföretaget mottagit färdiganmälan byts eventuellt elmätaren eftersom alla mätare inte tar hänsyn till riktningen på energiflödet. Annars riskerar anläggningsinnehavaren få betala för den el som produktionsanläggningen levererar ut på elnätet. Elnätsföretag ska innan drifttagningen ges möjlighet att: utföra kontroll av anslutnings- och mätanordning delta vid funktionsprov av eventuell reläanläggning och vid inkoppling Särskilda anvisningar för roterande generatorer I de fall ett enskilt jordtag ingår ska även uppmätt jordtagsresistans redovisas enligt EBR U303H:10. Om utförandet avviker från vad som angivits i föranmälan ska nya uppgifter inlämnas för godkännande av elnätsföretaget. Augusti 2014 9 (44)

3.5 Timmätning och medgivande driftsättning Alla produktionsanläggningar ska vara timmätta och timavräknade. Elmätaren kan därför behöva bytas, alternativt ställas om och detta måste vara gjort innan produktionsanläggningen tas i drift. När timmätningen är genomförd bör elinstallatören få en bekräftelse på att anläggningen får lov att driftsättas. Kunden måste även ha ett elhandelsföretag som tar emot överskottselen innan produktionen startas. Augusti 2014 10 (44)

4 Anslutning av mikroproduktionsanläggning Elnätsföretaget har ansvar för att alla kunder har en leveranskvalitet som uppfyller gällande föreskrifter och standarder. För att uppnå detta måste elnätsföretaget ställa krav på samtliga kunder som riskerar att påverka elkvaliteten i nätet. Av denna anledning ställs krav på producenter beträffande produktionsanläggningars elektriska egenskaper Vid anslutning av mikroproduktion kan det bland annat uppstå spänningsvariationer i lågspänningsnätet vilket gör att elnätsföretaget måste dimensionera nätet annorlunda jämfört med nät där enbart uttagskunder finns. 4.1 Installation och dimensionering Det svenska elnätet är historiskt uppbyggt för trefasig användning, vilket innebär att en balans i utnyttjningen av de tre faserna har eftersträvats. Enfasiga produktionsanläggningar kan skapa en obalans mellan de tre faserna vilket kan orsaka stora spänningsvariationer vid ogynnsamma förutsättningar. Vid flera anläggningar inom ett mindre område kan obalans leda till att annan elektriskt utrustning som är ansluten till elnätet fungerar dåligt eller skadas, om nätet inte förstärks. Problemen med enfasanslutningar uppstår främst när det finns flera anläggningar i ett område och att de är installerade till samma fas. Vid enfasanslutningar är det därför viktigt att få en spridning mellan faserna, men det är starkt rekommenderat att alltid ansluta produktionskällor trefasigt. Tre stycken enfasiga anläggningar kan inte jämställas med en trefasig. För att tre stycken enfasiga anläggningar ska kunna ses som trefasig krävs ett tillkommande obalansskydd som ställs in på max 2 % skillnad i ström mellan faserna. Produktionsanläggning med tillhörande utrustning ska vara utförd och uppställt enligt gällande starkströmsföreskrifter och vara utrustad med de skyddsanordningar som specificeras längre fram i detta kapitel. På begäran ska elnätsföretaget lämna ut värde på förimpedans alternativt kortslutningseffekt i anslutningspunkten för att innehavaren av produktionsanläggningen, eller dennes elinstallatör, ska kunna utföra en korrekt elektrisk dimensionering. 4.2 Jordning och potentialutjämning Grundprincipen för jordning är att alla utrustningars ledande höljen som kan spänningssättas vid ett fel ska skyddsjordas. Utöver skyddsjordning behöver vissa modulramar, bärställningar, apparatkapslingar, master/torn med mera potentialutjämnas enligt tillverkarens anvisningar. För de fall där dessa ledande delar är en del av en utrustning där skyddsmetoden dubbel eller förstärkt isolering används ska potentialutjämningen utföras som funktionsutjämning eftersom skyddsutjämning inte får utföras på sådan materiel. Augusti 2014 11 (44)

Lokalt jordtag måste finnas om anläggningen även ska fungera som reservkraftsanläggning och arbeta skild från elnätet. Vägledning ges i handbok Reservkraftaggregat Tekniska anvisningar för anslutning av reservkraftaggregat i kundanläggning som ges ut av Svensk Energi. 4.3 Reläskydd och felbortkoppling För att skydda elnätet och produktionsanläggningen ska den vara försedd med elektriska skydd, så kallade reläskydd. Vilka skyddsfunktioner och inställda värden som ska användas finns bland annat reglerat med utgångspunkt i Elsäkerhetsverkets föreskrifter (ELSÄK-FS 2008:1), Elinstallationsreglerna (SS 436 40 00) och i Fodringar för anslutning av smågeneratorer i parallelldrift med det allmänna elnätet (SS-EN 50438). Inställda värden och skyddsfunktioner varierar mellan olika länder men kan även påverkas av lokala krav som elnätsföretaget har. Elsäkerhetsverkets krav i föreskriften innehåller endast ett fåtal detaljbestämmelser för här aktuella anläggningar. ELSÄK-FS 2008:1 3 kap. 1 och 5 anger de grundläggande relevanta säkerhetskrav rörande skyddsfunktioner som ska uppfyllas. Om svensk standard tillämpas som komplement till föreskrifterna anses anläggningen utförd enligt god elsäkerhetsteknisk praxis. För produktionsanläggningar med märkström upp till 16 A finns föreskrivet värden för skyddsfunktioner, vilka är listade i tabell 1. Dessa värden rekommenderas för alla mikroproduktionsanläggningar upp till 63 A/43,5 kw. Parameter Funktionstid (s) Funktionsnivå Överspänning (steg 2) 60 230 V + 11 % Överspänning (steg 1) 0,2 230 V + 15 % Underspänning 0,2 230 V 15 % Överfrekvens 0,5 51 Hz Underfrekvens 0,5 47 Hz Oönskad ö-drift 0,15 Tabell 1 Reläskyddsinställningar enligt SS-EN 50438 Källa: SS-EN 50438 utgåva 2014 Augusti 2014 12 (44)

Spännings- och frekvensskydden har funktionen att skydda produktionsanläggninen mot avvikelser i elnätet samt att skydda elnätet från generering utanför inställda skyddsgränser. De har även funktionen att frånkoppla anläggningen då en del av elnätet blir bortkopplat från övriga elnätet med bibehållen drift, så kallad ö-drift. Oönskad ö-drift (Eng. Loss of Mains) kan identifieras av exempelvis fasskifts- eller frekvensderivataskydd. För att säkerställa att jordfel på mellanspänningsnätet kopplas bort och inte bakmatas från lågspänningsnätet vid balans mellan produktion och konsumtion, bör en bedömning göras om NUS-skydd ska installeras i nätstationen. Utöver de skyddsfunktioner som är listade i tabell 1 ska anläggningen vara utrustad med kortslutningsskydd och i vissa fall jordfelsbrytare enligt SS 436 40 00 kap 551 och 712. Trots angivna skyddsinställningar enligt tabell 1 finns risk för att produktionsanläggningen bidrar till en spänningsnivå i elnätet nära +10% under långa perioder. Dessutom finns risk för att underspänningsskyddet kommer att lösa onödigt många gånger på grund av kortvariga spänningssänkningar (spänningsdippar) som är normalt förekommande i elnäten. Om dessa problem uppstår, kan det vara nödvändigt att korrigera inställningarna angivna i tabell 1 efter samråd med elnätsägaren. Augusti 2014 13 (44)

4.4 Övriga skyddskrav och skyddsanordningar I kundanläggningens mätarskåp ska en huvudelkopplare med brytförmåga för anläggningens totala effekt finnas. Huvudelkopplaren bör kunna blockeras i öppet läge. För att elnätsföretagets personal ska kunna arbeta säkert på elmätaren, ska elkopplare finnas som frånskiljer produktionsanläggningen. Elkopplare ska vara av typen lastfrånskiljare, bör vara låsbar i öppet läge och den ska vara åtkomlig för elnätsföretagets personal enligt SS 436 40 00 kap. 551.7.4. Om inte elkopplaren för produktionsanläggningen är enkelt åtkomlig för elnätsföretaget, kan mätarsäkringar och huvudelkopplare (kundens strömbrytare) utgöra frånskiljning vid arbeten på elmätaren. Denna lösning kan vid äldre anläggningar kräva omtrådning, så att elmätaren hamnar mellan dessa. Även byte av huvudelkopplare till en med frånskiljande och blockerbara egenskaper kan vara nödvändig vid detta alternativ. Ändringar i mätarskåpet kräver att dokumentation och märkning uppdateras. Figur 2 Exempel på inkoppling i mätarskåp. Komplett beskrivning finns i SS 430 01 10, Mätarskåp Augusti 2014 14 (44)

Figur 2 Forts. 4.5 EMC-krav Elektromagnetisk kompatibilitet (Engelska: Electro Magnetic Compatibility, EMC) är apparaters och anläggningars förmåga att arbeta tillsammans utan att störa varandra. Detta ställer krav både på elnätet och på den inkopplade produktionsanläggningen. Att en produkt är CE-märkt är ingen garanti för att den kan arbeta problemfritt i de svenska elnäten. Utifrån SS-EN 61000-2-2 anges kompatibilitetsnivåer för olika parametrar. För att inte kompatibilitetsnivåerna ska överskridas bör det finnas en marginal till enskilda utrustningars emissionsgränser. Detta är illustrerat i figur 3. Figur 3 Förhållande mellan emissionsgränser, planeringsnivå samt kompatibilitetsnivåer För att en produktionsanläggning inte ska orsaka störningar för annan utrusning hos anläggningsinnehavaren eller utrustningar hos andra elnätskunder ska denna uppfylla nedanstående krav utöver gällande standarder. Augusti 2014 15 (44)

4.5.1 In- och urkopplingar För att möta krav på snabba spänningsändringar enligt EIFS 2013:1 kan antalet in- och urkopplingar av hela produktionsanläggningens effekt behöva begränsas. För anläggningar med större effekt än angivet i tabell 2 nedan bör antalet in- eller urkopplingar inte överstiga 6 gånger per dygn. Större antal starter kan tillåtas efter diskussion mellan elnätsägare och kund. Begränsat antal in- och urkopplingar för anläggningar större än nedan angivet 16-25A, Enfasigt ansluten produktionsanläggning 16-25A, Trefasigt ansluten produktionsanläggning 35-63A, Enfasigt ansluten produktionsanläggning 35-63A, Trefasigt ansluten produktionsanläggning 2 kw 12 kw* 4 kw 24 kw Tabell 2 *För 16 A abonnemang begränsas maximalt effekt till 11 kw på grund av säkringsstorlek. Vid inkoppling av asynkrongeneratorer uppstår en spänningssänkning. För att begränsa spänningssänkningen ska inkoppling av asynkrongeneratorer, som inte är försedd med särskild startanordning för begränsning av inkopplingsströmmen, ske vid 98 102 % av det synkrona varvtalet. För dessa kan elnätsföretaget även ställa särskilda krav beträffande maximal inkopplingsström och kompensering av reaktiv ström. 4.5.2 Osymmetri orsakad av enfasiga produktionsanläggningar Då flera enfasiga produktionsanläggningar ansluts till samma abonnemang ska dessa fördelas jämnt mellan faserna. Att fördela produktionen på flera faser ger ett bättre nytta då större mängd av produktionen förbrukas lokalt i den egna anläggningen. Samtidigt minskas risken för spänningsproblem då produktionen är ansluten till flera faser. För att undvika spänningsosymmetri bör enfasiga produktionsanläggningar undvikas. Augusti 2014 16 (44)

4.5.3 Flimmer Flimmer (Engelska: flicker) uppstår till följd av variationer i inmatad eller uttagen effekt. För produktionsanläggningar är det främst vindkraftverk som ger upphov till flimmer. I SS-EN 61000-2-2 anges kompatibilitetsnivåer för flimmer. För lågspänningsnät är kompabilitetsnivåerna för flimmer P st =1 och P lt = 0,8. Enligt SS-EN 50438 kan en produktionskälla tillåtas ha en flimmeremission motsvarande P st =1 och P lt = 0,65 i ett givet referensnät. Detta referensnät är dock mycket starkt i förhållande till många lågspänningsnät i verkligheten. Konsekvensen blir att en produktionskälla med P st -värde = 1 i referensnätet med stor sannolikhet innebär flimmerproblem i ett verkligt nät. Detta då ett verkligt nät vanligtvis har betydligt högre förimpedans än referensnätet samt att även andra störningskällor påverkar flimmernivån. Gränsvärden för flimmeremission i SS-EN 50438 frångås därmed. Gränsvärden för rekommendation om maximalt tillåten flimmeremission finns redovisade i tabell 3 nedan. Rekommenderade gränsvärden för tillåten flimmeremission Parameter: Rekommenderat Gränsvärde: Impedans för referensnät Enfas P st P lt 0,35 0,25 Z ref = 0,4+j0,25 Ohm Trefas P st P lt 0,35 0,25 Z ref = 0,24+j0,15 Ohm Tabell 3 Referensnätet är definierat i SS-EN 61000-3-3 som gäller utrustning < 16 A. För utrustning med märkström < 75 A gäller SS-EN 61000-3-11 och där hänvisas till samma referensnät som i 61000-3-3. Pst flimrets korttidsvärde mätt över en tiominutersperiod P lt flimrets långtidsvärde mätt över en tvåtimmarsperiod 4.5.4 Övertoner Gränsvärden för strömövertoner finns reglerat i SS-EN 61000-3-2 för apparater upp till 16 A och SS-EN 61000-3-12 för apparater mellan 16 A och 75 A. Augusti 2014 17 (44)

4.6 Märkning I elnätsföretagets nätinformationssystem ska produktionsanläggningen tydligt märkas ut. Detta för att säkerställa att till exempel arbetsordrar skrivs på ett korrekt och säkert sätt. 4.6.1 Märkning i lågspänningsnät Utifrån ett personsäkerhetsperspektiv (se även ELSÄK-FS 2008:1 3 kap. 8 och ELSÄK-FS 2008:2 11 ) är det mycket viktigt att märka upp alla delar i ett lågspänningsnät som har flera alternativa matningsvägar. Utöver detta har märkningen till uppgift att tydligt instruera hur anläggningen frånskiljs på ett säkert sätt. Av denna anledning bör det finnas märkning på ett flertal ställen. Elnätsföretaget kan söka dispens från föreskriftens krav, men då ska motiveringen varför märkning ska ske på annat sätt till exempel i ett nätinformationssystem vara välgrundad. Så länge mikroproduktion är relativt ovanligt kommer krav på märkning av anläggningsdelar finnas kvar enligt förtydligande från Elsäkerhetsverket. I SS-EN 50438 finns en lista på minimikrav på märkning. Utifrån elnätsföretagets perspektiv är det viktigt att följande delar förses med märkning. Mätarskåp hos kund. Samtliga kabelskåp mellan produktionsanläggningen och matande nätstation. I matande nätstation. Detta är illustrerat i figur 4, se nästa sida. Augusti 2014 18 (44)

Figur 4 Märkning i lågspänningsnät De skyltar som placeras i kundens mätarskåp ska tydligt informera om var matande nät frånskiljs samt var produktionen frånskiljs. Exempel på sådan skylt finns nedan (figur 5). Figur 5 Exempel på skylt som utmärker bakspänning Augusti 2014 19 (44)

Märkning i nätstation ska tydligt informera om risken för bakspänning. Hur märkningen utförs beror på nätstationens utformning. Skylt i nätstation bör vara försedd med lista över installerade produktionsanläggningar samt vid vilka anläggnings-id (kunder) som dessa är installerade. 4.6.2 Märkning i kundanläggning I kundanläggningen ska det finnas varningsskylt som informerar om att produktionsanläggning är ansluten samt skylt som visar vilken brytare som kan användas för frånkoppling av produktionsanläggningen. I de fall anläggningens huvudelkopplare används som brytare för produktionsanläggningen ska den vara märkt med skylt Elkopplare för produktionsanläggning. Exempel på sådan skylt visas nedan (figur 6). Elkopplare för produktionsanläggning Figur 6 Exempel på skylt som utmärker elkopplare för produktionsanläggning I kundanläggningen ska det även finnas en skylt motsvarande figur 5, bakspänning. Detta för att mätarbyte ska kunna ske säkert. Utöver de krav på märkning som beskrivs i detta kapitel så ställer SS-EN 50438 krav på märkning inom kundens anläggning. Detta påverkar dock inte elnätsföretaget och redovisas inte i denna skrift. Märkning i kundanläggning är anläggningsinnehavarens ansvar och ska vara utförd innan driftsättning av produktionsanläggning. 4.7 Drift- och underhållssäkerhet Innehavaren av produktionsanläggningen ansvarar för att anläggningen underhålls och drivs enligt gällande föreskrifter. För skydd mot person- och sakskada är det viktigt att anläggningens skyddsfunktioner kontrolleras vid installation. Därefter ska funktionskontroll utföras periodiskt enligt leverantörens anvisningar. Som elnätsägare är det bra att informera kunden om detta. En förutsättning för god underhållssäkerhet är en väl fungerande dokumentation där information om underhållsintervall samt underhållsinstruktioner och dokumentation om komponenter finns tillgängligt hos anläggningsägaren. Dessa dokument ska tillhandahållas av anläggningsleverantören. Augusti 2014 20 (44)

5 Mätning 5.1 Krav enligt lag och förordning Alla producenter ska utan undantag timmätas och timavräknas. Mikroproducent är enligt ellagen undantagen från kravet att betala nätavgift för inmatning under förutsättning att denne i samma punkt där inmatning sker från elnätet på årsbasis tar ut minst lika mycket el som under året matats in (nettokonsument). Mätnoggrannhet vid inmatning är för närvarande oreglerad, men vi rekommenderar samma noggrannhetskrav som vid mätning av uttagen el. Mätutrustning ska placeras i mätarskåp utrustat enligt SS 430 01 10. 5.2 Mätning för elcertifikat Om produktionsägaren önskar, ska elnätsägaren mäta och rapportera elcertifikat och/ eller ursprungsgarantier till Svenska Kraftnät för den el som inmatas till elnätet i anslutningspunkten. Om produktionsägaren önskar få elcertifikat eller ursprungsgarantier för all produktion, så måste en särskild mätare installeras intill produktionsanläggningen. Elnätsägare eller annan kan erbjuda denna mätning med tillhörande rapportering som separat tjänst mot ersättning från produktionsägaren. Ny föreskrift som behandlar elcertifikatsmätning är under framtagande (juni 2014), i denna ställs samma krav på mätning som vid uttag av el. Figur 7 Placering av elcertifikatsmätare Augusti 2014 21 (44)

6 Dimensionering och beräkningsmetoder Vid anslutning av mikroproduktion är det viktigt att säkerställa att produktionsanläggningen inte kommer att ge upphov till störningar eller dålig elkvalitet för den kund som ansluter produktionsanläggningen eller för någon annan kund i nätet. Elkvalitet är ett samspel mellan nätets egenskaper och ansluten utrustning. Av denna anledning så måste de lokala förutsättningarna kontrolleras före en anslutning av mikroproduktion. 6.1 Nätstyrka Nätstyrka kan beskrivas som ett näts förmåga att stå emot spänningsvariationer vid variationer i last och produktion. Ett näts nätstyrka är betydelsefull för de flesta elkvalitetsparametrar. Vid planering av elnät kan tillräcklig nätstyrka användas i syfte att kunderna ska få en god elkvalitet. Ett lågspänningsnäts nätstyrka beror på storlek på transformatorer, tvärsnittsarea på ledningar samt motsvarande faktorer i överliggande nät. Med andra ord är nätets styrka och nätets impedans olika sätt att beskriva samma sak. Ett annat sätt att beskriva nätstyrka är att studera spänningsändringen som uppstår i nätet vid in- eller urkoppling av en last eller produktionskällas märkeffekt. I tabell 4 nedan visas rekommenderade maximala spänningsändringar för att uppnå tillräcklig nätstyrka vid en sådan koppling. Värdena är erfarenhetsbaserade och omnämns i branschdokument. Spänningsändring vid in- och urkoppling I anslutning mot kund 5 % I sammankopplingspunkt mot andra kunder 3 % Tabell 4 För att förenkla handläggningen är kurvor framtagna, bilaga 2 som visar förhållandet mellan nätets förimpedans och största möjliga produktionskälla som kan anslutas. Som komplement finns det i kap 6.2 samt bilaga 3, handledning för hur manuella beräkningar utförs. Augusti 2014 22 (44)

6.2 Spänningsändringar 6.2.1 Beräkningsmetod för maximal spänningsändring Enstaka spänningsändringar längs en ledning, eller mellan två knutpunkter, som förorsakas av ansluten produktion kan beräknas enligt nedanstående förenklade uttryck. U är skillnaden mellan spänningen före och efter in- eller urkoppling. R och X är nätets impedans. För trefasigt ansluten produktion används nätets kortslutningsimpedans och för enfasigt ansluten produktion används nätets förimpedans (jordslutningsimpedans). U1 är i detta fall spänningen innan spänningsändring. Beräkningen utförs utan inverkan från andra produktions- och förbrukningskällor. För trefasigt ansluten produktion används huvudspänning och för enfasigt ansluten produktion används fasspänning. Figur 8 Enkel impedansmodell för beräkning av snabba och långsamma spänningsvariationer P är produktionskällans aktiva effekt, Q är produktionskällans reaktiva effekt med referensriktning enligt figur 8. 6.2.2 Långsamma spänningsändringar I vissa fall måste man ta hänsyn till hur produktionskällan bidrar till långsamma spänningsändringar, till exempel då fler än en produktionskälla förekommer i samma lågspänningsnät. I de fall det är aktuellt att beakta långsamma spänningsändringar kontrolleras de två extremfall som kan förekomma, maximal belastning och ingen produktion samt minimal belastning och full produktion. Generellt bör mellanspänningens variationer inkluderas, men en något förenklad beräkning där enbart lågspänningsnätet ingår är också möjlig. Skillnaden i spänning mellan de två extremfallen rekommenderas då vara max ±5 % i nätet. Om de långsamma spänningsändringarna i matande mellanspänningsnät bedöms vara små kan en större spänningsändring tillåtas i lågspänningsnätet. Dock bör den totala spänningsändringen inte överstiga ±8 %. Värdena är erfarenhetsbaserade och gäller vid beräkningar med trefasig produktion och last. Augusti 2014 23 (44)

Rekommenderade planeringsmål för långsamma spänningsändringar Total spänningsändring lågspänning+högspänning ±8 % Beräkning enbart med lågspänning ±5 % Tabell 5 Figuren 9 visar att den spänningsändring som blir hos kund beror på hur spänningen varierar i flera nätdelar. Undre linjen motsvarar maximal konsumtion och minimal produktion, den övre minimal konsumtion och maximal produktion. Figur 9 Schematisk bild långsamma spänningsvariationer Augusti 2014 24 (44)

6.2.3 Snabba spänningsändringar Snabba spänningsändringar kan delas upp i enstaka snabba spänningsändringar och flimmer. Enstaka snabba spänningsändringar orsakas i regel av start och stopp och flimmer uppstår till följd av variationer i inmatad eller uttagen effekt. Om principen om nödvändig nätstyrka följs bedöms risken för problem med enstaka snabba spänningsändringar och flimmer vara liten. Detta förutsätter dock att ansluten utrustning inte överskrider de gränsvärden som anges i 4.5.1 gällande in- och urkopplingar och 4.5.3 gällande flimmer. 6.3 Övertoner Om principen om erforderlig nätstyrka följs bedöms risken för övertonsproblem att vara liten. Detta förutsätter dock att ansluten utrustning inte överskrider de gränsvärden för övertoner som anges i 4.5.4. 6.4 Fördjupad elkvalitetsanalys (Vid flera produktionskällor i samma lågspänningsnät) Innan flera produktionsanläggningar ansluts till samma lågspänningsnät (nät matat av samma transformator) bör en fördjupad elkvalitetsanalys göras eftersom nätpåverkan blir större och risken för elkvalitetsproblem ökar. Vägledning finns i handbok AMP - Anslutning av mindre produktionsanläggningar till elnätet. Om ett befintligt lågspänningsnät ska kompletteras med fler produktionsanläggningar kan en elkvalitetsmätning vara lämplig att utföra innan produktion ansluts. 6.5 Förenklad handläggning av små mikroproduktionsanläggningar I bilaga 2 finns ett antal kurvor som utgör tumregler för hur stor produktionsanläggning som kan anslutas till nät med olika förimpedans. Dessa tumregler är främst tänkta att användas i transformatorkretsar där enbart en produktionsanläggning är ansluten. Kurvorna kan även användas vid en förenklad beräkning när flera produktionsanläggningar förekommer, se bilaga 3 Beräkningsexempel 4. Augusti 2014 25 (44)

6.5.1 Kommentarer till kurvor för trefasig anslutning Som utgångspunkt för beräkningarna används förimpedans (jordslutningsimpedans). Då förimpedansen utgår från enfasiga storheter går det inte att direkt omvandla förimpedansen till trefasig impedans. I ekvation (2) redovisas hur förimpedansen (Z för ) har räknats om till trefasig impedans (Z). I beräkningen har antagits att 10 % av förimpedansen utgörs av transformator och bakomliggande nät (Z för,transformator ) och 90 % utgörs lågspänningsledning (Z för,ledning ). Detta förenklade sätt att räkna om från förimpedans till trefasig impedans kommer att ge felaktiga värden i extremfall där produktionen är ansluten mycket nära matande transformator samt i fall med mycket långa lågspänningsledningar. I samtliga beräkningar har kablar med samma area på fas- och PEN-ledare används. Augusti 2014 26 (44)

7 Flödesscheman för beräkningar 7.1 Beräkningsgång för 3-fasig och 1-fasigt ansluten produktion (första produktionsanläggningen i ett lågspänningsnät) Augusti 2014 27 (44)

8 Bilagor Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 Ordförklaring Kurvor för förenklad bedömning av spänningsvariationer Beräkningsexempel Anmälan av anslutning av mikroproduktion/mikro blanketten Augusti 2014 28 (44)

8.1 Bilaga 1 Ordförklaringar Anslutningspunkt Förimpedans Generator Loss of Mains (LoM) Maximal angiven effekt, P max Sammankopplingspunkt (PCC) Ö-drift Den punkt i vilken elektrisk energi kan överföras mellan en kundanläggning och ett koncessionspliktigt nät. Jordslutningsimpedans det vill säga impedansen i felkretsen mellan fas- och jordledare. Produktionskälla som innehåller en roterande maskin. Produktionsanläggningen har tappat anslutningen till elnätet. Den maximala effekt, mätt som ett 10 minuters medelvärde, som produktionsanläggningen inte överskrider oberoende av väder- och nätförhållanden. Punkten i ett elnät, elektriskt närmast till en specifik anläggning, och till vilken andra installationer är eller kommer att anslutas. Installationen tillåts både att tillföra och konsumera elektricitet. Produktionskälla som matar lokalt nät frånkopplat från ett starkt frekvensstyrande nät. Fotnot: Fotnot: Beträffande övriga definitioner hänvisas till gällande Standard, föreskrifter och www.electropedia.org Augusti 2014 29 (44)

8.2 Bilaga 2 Kurvor för förenklad bedömning av nätstyrka Nödvändig nätstyrka vid enfasig anslutning Augusti 2014 30 (44)

Nödvändig nätstyrka vid trefasig anslutning För definition av förimpedans se kapitel 6.5.1 Augusti 2014 31 (44)

8.3 Bilaga 3 BERÄKNINGSEXEMPEL Det som i första hand är dimensionerande vid anslutning av småskalig produktion är främst de långsamma spänningsvariationerna. I detta kapitel redovisas beräkningar av långsamma spänningsvariationer samt relevanta förenklingar. Metod för beräkning av långsamma spänningsvariationer Den metod som används för att beräkna spänningsvariationer är förenklad och bygger på att absolutvärdet för respektive impedans adderas. Detta motsvarar den metod som benämns Metod ett i SS 424 14 05 (avsnitt 8.6.1) (svensk standard SS 424 14 05, utgåva 2, Ledningsnät för max 1000V Dimensionering med hänsyn till utlösningsvillkoret, Svenska Elektriska Kommissionen, 1993). Att addera de olika impedansernas absolutvärden gör att den resulterande impedansen samt även de framräknade spänningsvariationerna blir högre än om en mer noggrann beräkningsmetod väljs. Om beräkningsresultatet påvisar spänningsvariationer som överskrider gränsvärdena bör en kontroll göras med en mer noggrann metod. Kablar i lågspänningsnät (inklusive ALUS) har ett stort R/X-värde. Av denna anledning kan den induktiva delen av kabelns impedans försummas och kablarna kan ses som rent resistiva. Inverkan av spänningsfall över nätstationstransformator kan försummas för transformatorer större än 100 kva då kabelnät används mellan nätstation och kund. Detta beror på att transformatorer domineras av den induktiva delen i impedansen och kablar domineras av den resistiva delen. Spänningsvariationer vid trefasig produktion Som trefasig produktion räknas produktionsanläggningar med trefasig växelriktare och trefasiga generatorer direktanslutna till elnätet. Anläggningar uppbyggda av flera enfasigt anslutna växelriktare är att betrakta som trefasigt anslutna om de är försedda med obalansskydd. Vid beräkning av spänningsvariationer för produktionsanläggningar används kabelimpedansen mellan nätstation och produktionsanläggningar. Då produktionen är ansluten till transformator med liten märkeffekt (upp till 100 kva) kan det vara lämpligt att ta med spänningsändringen över transformatorn, särskilt om det är risk för att produktion och konsumtion inte sammanfaller (gäller främst solcellsanläggningar). Spänningsvariationer vid enfasig produktion För beräkningar av spänningsvariationer vid enfasig produktion används jordslutningsimpedansen, i denna text kallad förimpedansen. De förimpedansvärden för transformatorer som används i beräkningsexemplen är schablonvärden hämtade från svensk standard SS 424 14 06 (svensk standard SS 424 14 06 utgåva 2, Ledningsnät för max 1000V Dimensionering med hänsyn till utlösningsvilkoret Enkel kabel i direkt jordat nät, skyddad av säkring (förenklad metod), Svenska Elektriska Kommissionen, 2005). Dessa värden är listade i tabell 2. Spänningsvariationer vid flera produktionsanläggningar För att bedöma spänningsvariationerna i sammankopplingspunkten av flera produktionskällor, kan en förenklad beräkning göras. Se exempel 4. Augusti 2014 32 (44)

Transformatorns märkeffekt (kva) 20 30 50 63 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Impedans vid jordslutning (mω) 320 213 130 102 65 51 40 32 26 20 16 13 11 10 8 6,5 1600 6,25 Tabell 2 Jordslutningsimpedans hos typiska distributionstransformatorer i koppling Dyn enligt SS-EN 424 14 06 I de redovisade beräkningsexemplen har förimpedansen för kablarna beräknats vid 20ºC ledartemperatur. Då förimpedansen används för att beräkna felströmmar utifrån utlösningsvillkoret används i regel en högre ledartemperatur i beräkningarna. I många tabeller och beräkningsprogram beräknas kablars förimpedans vid 55ºC för att ge ett värsta fall vid beräkningar för utlösningsvillkoret. Då spänningsvariationer orsakade av produktion inte beräknas vid ett jordfel är impedansen vid den lägre temperaturen mer korrekt. För en kabel med aluminiumledare är ledarresistansen ca 14 % högre vid 55ºC jämfört med 20ºC. Augusti 2014 33 (44)

Exempel 1: Tre enfasanslutna växelriktare En idrottsplats önskar installera solceller med tre stycken enfasiga växelriktare om vardera 7kW. Då det inte finns något obalansskydd är anläggningen att betrakta som tre enfasiga produktionsanläggningar. Befintligt säkringsabonnemang är 50A med årligt uttag om 45 000kWh. Idrottsplatsen är ansluten till egen gruppledning direkt till nätstation utan några andra kunder på samma lågspänningsgrupp. Matande nät: Matande transformator: Märkeffekt (Sn): 800 kva Kortslutningsimpedans (z k ): 6% Lågspänningskabel: 340 m N1XE, 50mm2 Kabelresistans: 0,641mΩ/m Produktion: Effekt: Effektfaktor: 3 x 7 kw (tre enfasanläggningar) cos(φ)=1 Beräkningar: Anläggningen är att betrakta som enfasig och ska klara kraven för spänningsvariationer baserat på beräkning med förimpedans. Beräkning av spänningsvariationer vid enfasig anslutning Då den valda kabeln har samma area i ledare och återledare (PEN-ledare) antas förimpedansen vara dubbla ledarimpedansens. Vidare så antas Z=R då den resistiva delen i kabelimpedansen dominerar. Spänningsvariation vid anslutningspunkt (ägogräns) till kund beräknas med ekvation (1) där Q och X försummas. Räknat per fas blir spänningsändringen: Då denna spänningsändring överstiger rekommenderade värdet måste åtgärd göras. I första hand installeras trefasig växelriktare. Räcker inte det måste nätförstärkning göras. Augusti 2014 34 (44)

Beräkning av spänningsvariationer vid trefasig anslutning Spänningsvariationer med trefasig växelriktare beräknas med hjälp av ledningsresistansen och transformatorimpedansen: I detta fall ansluts produktionen till en transformator med märkeffekten 800 kva. Transformatorns storlek gör att transformatorimpedansen blir låg och att en viss grundlast kommer att finnas. Därför försummas transformatorimpedansen. På samma sätt som tidigare antas att R=Z för kablar. Spänningsändringen beräknas därefter: I detta fall är spänningsvariationerna i anslutningspunkten acceptabla. Augusti 2014 35 (44)

Exempel 2: En enfasansluten produktionskälla I ett landsbygdsnät önskar en villaägare installera 1,5kW solceller. Denna kund har ett säkringsabonnemang om 16 A och förbrukar 15 000kWh per år. Utmed den matande kabeln finns ett kabelskåp där andra kunder är anslutna. Matande nät: Matande transformator: Märkeffekt (Sn): 100 kva Märkspänning sekundär(un): 420 V Kortslutningsimpedans (z k ): 4 % Lågspänningskabel: 600+120 m Alus, 4x50 mm2 Kabelresistans: 0,641 mω/m Produktion: Effekt: Effektfaktor: 1,5 kw (enfasigt) cos(φ)=1 Beräkningar: Anläggningen ansluts till ett nät som inte tillåter förenklad handläggning på grund av hög förimpedans. Beräkningar görs med hjälp av kurvor i bilaga 2. Förimpedans I elnätsföretagets nätinformationssystem framgår att förimpedansen i kundens anslutningspunkt är 980 mω och vid kabelskåpet 826 mω. Bedömning av spänningsvariationer baserat på kurvor Baserat på kurvan för enfasigt ansluten produktion i bilaga 1 bedöms spänningsvariationerna i kundens anslutningspunkt och vid sammankopplingspunkten mot andra kunder vilket i detta fall utgörs av kabelskåpet. Detta är illustrerat i bilden på nästa sida. Augusti 2014 36 (44)

Som ses i bilden ovan är det ok att ansluta 1,5kW produktion enfasigt hos den berörda kunden. Enligt kurvan kan kunden ansluta upp till ca 2kW baserat på spänningsvariationerna vid sammankopplingspunkt (svart heldragen linje) och ca 2,5kW baserat på spänningsvariationerna vid anslutningspunkt (svart streckad linje). Då spänningsvariationerna i sammankopplingspunkten i detta fall är dimensionerande kan kunden tillåtas ansluta upp till 2kW produktion utan nätförstärkning. Augusti 2014 37 (44)

Exempel 3: En trefasansluten produktionskälla En villaägare har en kvarn med vattenrätt på sin mark som går att bygga om till vattenkraftverk. Befintligt abonnemang är på 20A och det planerade vattenkraftverket är på 11kW och ansluts trefasigt. Mellan villan och vattenkraftverket är det 300 meter och kundens elinstallatör har föreslagit att en kabel N1XE 10/10 förläggs mellan villan och vattenkraftverket. Matande nät: Matande transformator: Märkeffekt (Sn): 100 kva Kortslutningsimpedans (zk): 4 % Lågspänningskabel1: 350+200 m Alus, 4x50 mm2 (Al) Kabelresistans 0,641 mω/m Lågspänningskabel2: 300 m N1XE, 4x10 mm2 (Cu) Kabelresistans 1,83 mω/m Lågspänningskabel2 (alt.): 300 m N1XE, 50mm2 Kabelresistans 0,641 mω/m Produktion: Effekt: Effektfaktor: 11 kw (trefasigt) cos(φ)=1 Beräkningar: Anläggningen är trefasig och ska klara kraven för spänningsvariationer baserat på beräkning med transformatorimpedans och kabelimpedans. Om man inte önskar använda de färdiga kurvorna i bilaga 2 för maximal anslutningsbar effekt kan spänningsvariationen i nätet beräknas enligt nedan. Beräkning av spänningsvariationer vid kabelskåp Först beräknas spänningsvariationerna vid kabelskåpet vilket är den punkt där andra kunder möts. För att erforderlig nätstyrka ska erhållas får spänningsändringen i denna punkt inte överstiga 3%, då generatorn går från full produktion till helt avstängd. Först beräknas impedansen i den aktuella punkten enligt: Då den resistiva delen i kabelimpedansen dominerar så antas att Z=R. Augusti 2014 38 (44)