Elsystem, del 3 – Delsystemen

Elsystem, del 3 – Delsystemen

I den här artikeln går jag igenom huvudkretsarnas konstruktion och funktion i de elektriska delsystemen. Artikeln beskriver också flera av komponenterna och kretsarna i delsystemen i separata bilagor. Det gör den här artikeln till den mest omfattande i serien.

Inledning

Artiklarna är tänkta att läsas i den ordning de är publicerade, så gå gärna tillbaka och repetera tidigare artiklar om det är något som du inte känner igen.

Vid genomgången av funktionen i de olika delsystemen, finns anslutna delsystem också inritade för att visa var sammankopplingarna tar vägen.

Bilagor till denna artikel

I bilagan Elsystem, Del 3 – Symbolbeskrivning beskrivs vad elritningarnas olika symboler betyder och vilken funktion de har i elsystemet. En del symboler är samma som i förra artikeln och de finns beskrivna i Elsystem, Del 2 – Elektriska komponenter.

I den andra bilagan, Elsystem, Del 3 – Elektrisk krets, kan du läsa mer om vad en elektrisk krets är.

Det finns fler bilagor planerade till den här artikeln och de kommer att handla om

  • Datanätverk för elsystemet
  • Motorns elsystem
  • Generatorn
  • Anslutning till landström
  • Elverket
  • Solpaneler
  • Vindgenerator
  • Släpgenerator
  • Elinstallationen

12V DC Start

Den huvudsakliga funktionen för det här delsystemet är att förse startmotorerna med ström samt att ladda batterierna i 12V start och 12V Service när motorn är igång.

Batteriväljaren vid A ansluter startbatteriet till startmotorerna i läge 1. I läge 2 ansluter den batteriet i 12V Service till startmotorerna (Emergency connection).

Startbatteriet kan även laddas med upp till 15A från en laddare i 230V Service.

Generatorn på motorn lämnar ström till både 12V Start och 12V Service via batteriseparatorn. När batteriet i 12V Service är uppladdat kopplar batteriet bort laddningen med hjälp av den fjärrstyrda strömbrytaren vid C som också är ansluten till nätverket. Vid denna bortkoppling kan det uppstå något som kallas ”Load dump”. I bilagan om generatorn kan du läsa mer om detta.

12V Service

Det här delsystemet har som uppgift att strömförsörja utrustning som drivs av 12V. Utrustningen finns på två huvudkretsar, en för utrustning som ska ha ström hela tiden, Direct Power (DP). Utrustning som bara ska kunna vara igång när man är ombord på båten är inkopplad i kretsen för Breaker Power (BP).

Det har även uppgiften att i nödfall kunna användas för att starta motorn genom att man ändrar läge på batteriväljaren vid A.

Huvudströmbrytaren B används för att koppla in ström i kretsen Breaker Power.

Strömbrytaren C är fjärrstyrd av batteriet via nätverket och kopplar bort laddningen från 12V Start när batteriet är laddat.

Eftersom det är ett övervakat LiFePo4-batteri, finns det en fjärrstyrd strömbrytare D som kopplar bort batteriet innan det blir för mycket urladdat.

Det finns dessutom en säkring som bryter strömmen till/från batteriet om den överstiger 500A.

Batteriet kan laddas från tre olika källor

  1. Från 12V generator på motorn som kan ladda med upp till 90A
  2. Från DC/DC konverter i delsystem för 24V Service, kan ladda med upp till 30A
  3. Från laddare i delsystem för 230V Service, kan ladda med upp till 35A

24V Service

Det här elektriska delsystemet har flera olika uppgifter

  • Strömförsörja utrustning som drivs av 24V. Utrustningen finns på två huvudkretsar, en för utrustning som ska ha ström hela tiden, Direct Power (DP). Utrustning som bara ska kunna vara igång när man är på båten finns på kretsen Breaker Power (BP).
  • Förse 230V AC med elektricitet via en inverter
  • Ladda batteriet i 12V Service
  • Ladda batteriet i 24V Bow

Huvudströmbrytaren E används för att koppla in ström i kretsen Breaker Power.

Eftersom det är ett övervakat LiFePo4-batteri, finns det en fjärrstyrd strömbrytare F som kopplar bort batteriet innan det blir för mycket urladdat.

Det finns dessutom en säkring som bryter strömmen till/från batteriet om den överstiger 500A.

Huvudsäkringar för de olika kretsarna i 24V Service framgår av elritningen, ex.vis har Invertern en säkring på 250A.

Batteriet i 24V Service kan laddas från

  • Laddare i 230V AC, laddaren förses med ström från landström eller elverk.
  • 24V generator på huvudmotorn
  • Solpaneler, vind- och vattengenerator

24V Bow

Det här delsystemet har som uppgift att förse bogpropeller och elektriska furlers till förseglen med ström.

Det kan ju hända att man använder bogpropeller och ankarspel samtidigt, så för att inte ställa allt för stora krav på effektuttag ur bog-batterierna, är ankarspelet inkopplat i 24V Service. Batterierna i 24V Service klarar av att leverera ström utan att spänningen sjunker under 24V, speciellt som man antagligen även kör med motorn när man använder ankarspelet och därmed tillför ström från 24V generatorn.

Batteriet laddas från en konverter i 24V Service som ger upp till 30A. Konvertern är inkopplad i kretsen med Direct Power (DP) i 24V Service. Det innebär att konvertern är igång även om huvudströmbrytaren i 24V Service stängs av.

Det finns en säkring som bryter strömmen till/från batteriet om den överstiger 500A.

Shunten finns till för att kunna mäta ström till/från batteriet och därmed kunna visa hur mycket laddning batteriet har. Den är kopplad till nätverket och DC/DC konvertern använder den för att styra laddningen av bogbatteriet.

230V Service

Personskydd

Alla huvudkretsar för 230V AC måste vara försedda med en egen jordfelsbrytare i elcentralen. Förbrukarna måste vara skyddsjordade och anslutna till båtens lokala skyddsjord.

Installation och förändring av elsystem med 230V AC ska utföras av behörig elektriker.

Syfte

Syftet med det här delsystemet är att förse förbrukare som behöver 230V AC 50Hz med elektricitet.

Delsystemet kan ansluta till följande källor för 230V AC

  • Landström
  • Elverket ombord
  • Inverter som finns i 24V Service

Ritningen nedan visar delsystemets huvudkrets

Elverket A är anslutet via B, en säkring och jordfelsbrytare till Power selector vid H (utrustning som väljer vilken källa för 230V AC som ska kopplas in). Elverket är även anslutet till punkten N i 230V AC Utility.

Anslutningen för landström C, går via säkringen D, till en startströmbegränsare E (soft start) eftersom batteriladdare och varmvattenberedare kan göra att det går åt mycket ström direkt. Därefter vidare till den primära sidan (K) av en isolationstransformator F. Isolationstranformatorns sekundära sida (L) är ansluten till jordfelsbrytaren G som i sin tur ansluter till Power selector vid H.

Isolationstransformatorn F gör att det inte finns någon metallisk kontakt mellan båtens elsystem och elsystemet i land. På så sätt undviks galvanisk korrosion som beror av elsystemet iland.

Anslutning från Inverter i 24V Service är ansluten till Power selector vid H.

Power selector vid H gör det möjligt att automatiskt ansluta valfri källa för 230V AC till båtens elcentral dit alla 230V AC förbrukare är anslutna. Skulle flera källor ha spänning samtidigt, väljs de i prioritetsordning enligt

  1. Landström
  2. Elverk
  3. Inverter

Power selectorn H har två utgångar Out 1 och Out 2 som bildar två olika kretsar i elcentralen för 230V AC. Dessa utgångar används för att välja vilken utrustning som ska kunna användas beroende av var strömmen kommer ifrån.

Rekommendationen är att Out 1 alltid får ström så fort det finns ström att fördela. Out 2 får bara ström när landström eller elverk ger ström.

Genom att koppla in alla laddare på Out 2, kan de inte användas när invertern lämnar ström. Varmvattenberedaren kanske också hör hemma i den här kretsen (att värma vatten är rätt energikrävande).

Skyddsjordning

Elverkets skyddsjord I är ansluten till båtens skyddsjord.

Skyddsjord i anslutningen för landström skyddar utrustning fram till primärsida av isolationstransformatorn (K), dock inte höljet till transformatorn som är anslutet till båtens skyddsjord.

Isolationstransformatorns sekundärsida (L) har skyddsjord ansluten till båtens skyddsjord (I). Notera att isolationstransformatorns hölje också är anslutet till båtens skyddsjord.

När båten torrsätts ska man koppla ihop båtens skyddsjord med den som finns i landström. Det gör man genom att koppla ihop skyddsjord på isolationstransformatorns primärsida med den på sekundärsidan (vid O i ritningen).

Det finns även en ihopkoppling av landströmsanslutningens skyddsjord med skyddsjord i 230V Utility (N). Det gör att primärsidans skyddsjord i 230V Utility alltid är ansluten till ”rätt” skyddsjord vare sig båten är i vattnet eller på land.

230V Utility

Personskydd

Alla huvudkretsar för 230V AC måste vara försedda med en egen jordfelsbrytare i elcentralen. Förbrukarna måste vara skyddsjordade och anslutna till båtens lokala skyddsjord.

Installation och förändring av elsystem med 230V AC ska utföras av behörig elektriker.

Syfte

Syftet med det här delsystemet är att förse båtens AC-anläggning med 230V AC när båten är ansluten till landström.

Anslutningen för landström A, ansluter via en säkring B till den primära sidan av en isolationstransformator C. Isolationstranformatorns sekundära sida är ansluten till en jordfelsbrytare D som i sin tur är inkopplad i en power selector E som väljer om landström eller elverk ska förse elcentralen med ström via en jordfelsbrytare F.

I det här fallet har vi valt en annan typ av isolationstransformator som använder s.k switchad teknik. Det gör att man kan använda en mindre och därmed lättare transformator. I det här delsystemet finns inga stora förbrukare som drar ström direkt (batteriladdare, varmvattenberedare) och därmed behövs ingen utrusting för att begränsa strömstyrka (softstart) när landström ansluts.

Skyddsjordning

Skyddsjord i anslutningen för landström skyddar utrustning fram till primärsida av isolationstransformatorn, dock inte själva höljet till transformatorn.

Isolationstransformatorns sekundärsida har skyddsjord ansluten till båtens skyddsjord. Notera att isolationstransformatorns hölje också är anslutet till båtens skyddsjord.

Eftersom skyddsjord på sekundärsidan av 230V Utility är ansluten till båtens skyddsjord, blir sekundärsidans skyddsjord alltid ansluten till rätt skyddsjord oavsett om båten är i vattnet eller står på land.

Anslutning N gör att primärsidans skyddsjord i 230V Utility alltid är ansluten till ”rätt” skyddsjord oavsett om båten är i vattnet eller står på land.

%d bloggare gillar detta: