Aglomeracja Mosina - Puszczykowo: modernizacja i rozbudowa oczyszczalni ścieków w Mosinie

Transkrypt

1 Przedsiębiorstwo Projektowo - Usługowe PROJ-EKO Sp. z o.o. ul. Okrzei 18, Piła tel fax REGON: NIP: sekretariat@projeko.com.pl 8 NAZWA INWESTYCJI ADRES OBIEKTU INWESTOR : : : Aglomeracja Mosina - Puszczykowo: modernizacja i rozbudowa oczyszczalni ścieków w Mosinie Oczyszczalnia ścieków ul. Mocka 1, Puszczykowo Obręb Niwka, działki nr: 1093, 1095, 1150 Aquanet SA ul. Dolna Wilda 126, Poznań STADIUM : PROJEKT WYKONAWCZY NAZWA OPRACOWANIA : Projekt modernizacji i rozbudowy oczyszczalni ścieków w Mosinie - część E-18 Budynek energetyczny (ob. 20) BRANŻA : INSTALACJE ELEKTRYCZNE KOD WSPÓLNEGO SŁOWNIKA ZAMÓWIEŃ (CPV) : Zakłady oczyszczania ścieków instalowanie infrastruktury kablowej instalowanie rozdzielnic elektrycznych instalacyjne roboty elektryczne inne instalacje elektryczne usługi instalowania urządzeń do przetwarzania informacji PROJEKTOWAŁ : mgr inż. Bartłomiej Zosiuk upr. w spec. instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektromagnetycznych. SPRAWDZIŁ : mgr inż. Andrzej Pilski upr. w spec. instalacyjno inżynierskiej w zakresie instalacji elektrycznych. DATA : grudzień 2012 r. NR REJESTRU : 093/PW/E-18/10 Projekt podlega ochronie - Ustawa o prawie autorskim (Dz. U. Nr 24/94)

2 OPIS TECHNICZNY Przedmiot i zakres opracowania Podstawa opracowania Stan istniejący Stan projektowany Zakres modernizacji budynku energetycznego ujęty w odrębnym opracowaniu Modernizacja Rozdzielnicy SN Istniejące linie zasilające Przekładniki prądowe Przekładniki napięciowe Demontaż istniejących tablic licznikowych Tablica Pomiarowa Przesył danych pomiarowych do dostawcy energii Przesył danych pomiarowych do eksploatatora obiektu Połączenia kablowe przekładniki listwa pomiarowa Pomiary Obliczenia techniczne Sprawdzenie doboru przekładni przekładników prądowych Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników prądowych (pole 15) Sprawdzenie doboru przekroju przewodów obwodów wtórnych przekładników prądowych (pole 15) Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników prądowych (pole 2) Sprawdzenie doboru przekroju przewodów obwodów wtórnych przekładników prądowych (pole 2) Sprawdzenie wytrzymałości zwarciowej przekładników prądowych Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników napięciowych Sprawdzenie doboru przekroju przewodów wtórnych obwodów napięciowych pola Sprawdzenie doboru przekroju przewodów wtórnych obwodów napięciowych pola Współczynniki do obliczania strat energii na kablach konsumenckich Zestawienie materiałów Rysunki Warunki Przyłączenia Uprawnienia projektanta Uprawnienia sprawdzającego

3 OPIS TECHNICZNY 1. Przedmiot i zakres opracowania Przedmiotem niniejszej części opracowania jest projekt wykonawczy branży elektrycznej dotyczący modernizacji i rozbudowy oczyszczalni ścieków w Mosinie. Teczka zawiera projekt rozliczeniowych układów pomiarowych. Projekt podlega uzgodnieniu z dostawcą energii elektrycznej. Zawartość opracowania: Obliczenia techniczne dotyczące doboru przekładników pomiarowych, Modernizacja pól transformatorowych istniejącej rozdzielnicy średniego napięcia pól 2 i 15 (wymiana przekładników), Tablica pomiarowa Połączenia kablowe dotyczące układów pomiarowych, 2. Podstawa opracowania Podstawą niniejszego opracowania są następujące materiały: Umowa o prace projektowe nr 376/RP/VII/2009 zawarta w dn r. pomiędzy Zamawiającym a Wykonawcą Specyfikacja Istotnych Warunków Zamówienia (SIWZ) dla zamówienia Wykonanie dokumentacji projektowej wraz z opracowaniem opisu przedmiotu zamówienia na roboty budowlane dla modernizacji oczyszczalni ścieków w Mosinie z r. sporządzona przez AQUANET S.A, Projekt wykonawczy branży technologicznej i sanitarnej zawierające wytyczne dla branży elektrycznej i AKPiA, Projekt budowlany branży elektrycznej Mapa sytuacyjno wysokościowa w skali 1:500 terenu oczyszczalni objętego opracowaniem, Obowiązujące Przepisy, Zarządzenia i Normy. Dokumentacja fotograficzna Wizja lokalna Dokumentacja archiwalna 2

4 Wytyczne i uzgodnienia dokonane z użytkownikiem obiektu Warunki przyłączenia do sieci elektroenergetycznej ENEA Operator Sp. z o.o. nr OD5/RR4/1849/2012 z dnia r. 3. Stan istniejący Obiekt oczyszczalni ścieków zasilany jest dwoma liniami średniego napięcia (15kV) zasilanie podstawowe z GPZ MOSINA (linia kablowa) i zasilanie rezerwowe z GPZ Poznań Południe (linia napowietrzna). O mocy przyłączeniowej 1,7MW, aktualnej mocy umownej 200kW dla przyłącza podstawowego i 75kW dla przyłącza rezerwowego. Na terenie oczyszczalni znajduje się budynek elektryczny, w którym znajduje się rozdzielnica główna SN, stacja transformatorowa i rozdzielnica główna nn. Rozdzielnica główna SN jest standardową, dwusekcyjną rozdzielnicą SN o izolacji powietrznej z typową aparaturą nieistniejących już, zakładów ZWAR oraz wyłącznikami małoolejowymi w polach zasilających i odpływowych. Pola transformatorowe wyposażone są w rozłączniki bezpiecznikowe ORB z wkładkami bezpiecznikowymi. W rozdzielnicy zlokalizowany jest rozliczeniowy, pośredni układ pomiarowy energii elektrycznej. Stacja transformatorowa wyposażona jest w dwa transformatory olejowe o mocach 250kVA. Rozdzielnica główna niskiego napięcia zlokalizowana jest w wydzielonym pomieszczeniu. Z rozdzielnicy zasilane są wszystkie główne rozdzielnice obiektu. Stan techniczny urządzeń w stacji jest zadawalający choć wyłączniki APU są już przestarzałe i mogą być dość awaryjne. Układy pomiarowe istniejące wykonane są jako pośrednie. Obiekt jest wyposażony w dwie tablice pomiarowe po jednej dla każdej linii zasilającej oraz sumator energii elektrycznej. Zastosowane układy pomiarowe oparte są o konwencjonalne (elektromechaniczne) liczniki energii elektrycznej oddzielne dla mocy czynnej i biernej. Tablice pomiarowe zlokalizowane są w osobnym, przechodnim pomieszczeniu budynku energetycznego. 4. Stan projektowany 4.1. Zakres modernizacji budynku energetycznego ujęty w odrębnym opracowaniu 3

5 W niniejszym opracowaniu przedstawiono zakres objęty uzgodnieniem z dostawcą energii elektrycznej. W odrębnym opracowaniu został ujęty następujący zakres modernizacji obiektu: Rozdzielnica główna niskiego napięcia RG, Modernizacja pól transformatorowych istniejącej rozdzielnicy średniego napięcia pól 3 i 12, Wymiana transformatorów na jednostki o mocy 630kVA, Połączenia szynowe i kablowe, Instalacja filtrów aktywnych, Instalacja uziomowa i połączeń wyrównawczych, Instalacja odgromowa na budynku Modernizacja Rozdzielnicy SN Modernizacji będą podlegać pola pomiarowe (nr 2 i 15) wymianie będą podlegały przekładniki napięciowe i prądowe na dostosowane do zwiększonego poboru mocy i zgodne z wydanymi warunkami przyłączenia. Wymiany przekładników napięciowych i prądowych należy dokonać zgodnie z rys. nr Istniejące linie zasilające Rozdzielnica średniego napięcia jest zasilana dwoma liniami średniego napięcia: Linia zasilająca podstawowa: - kabel HAKnFtA 3x120mm2 - długość 4100m - linia jest własnością użytkownika rozgraniczenie stron na zaciskach prądowych głowicy kablowej w polu 14 GPZ Mosina na kablu w kierunku stacji klienta Linia zasilająca rezerwowa użytkownika: - kabel HAKnFtA 3x120mm2 - długość 130m (do słupa z odłącznikiem następnie linia napowietrzna) - rozgraniczenie stron na słupie rozgałęźnym SN-15kV Mosina Poznań Południe - całkowita długość linii zasilającej ok. 9,5km. 4

6 4.4. Przekładniki prądowe Obliczenia doboru przekładników prądowych zostały przedstawione w pkt.: 5.1, 5.2, 5.3 i 5.6. Dobrano przekładniki typu IMZ 17-1 o parametrach: Znamionowy poziom izolacji 38 kv Przekładnia 25/5 A/A Dopuszczalna moc 10 VA Klasa dokładności 0,5 (legalizacja GUM) Liczba przetężeniowa FS5 Znamionowy krótkotrwały prąd cieplny I thn = 7,5 ka Znamionowy krótkotrwały prąd dynamiczny I dyn = 2,5x I thn 4.5. Przekładniki napięciowe Obliczenia doboru przekładników napięciowych zostały przedstawione w pkt. 5.7 i 5.8. Dobrano przekładniki typu UMZ 17-1 z bezpiecznikami pionowymi o parametrach: Znamionowy poziom izolacji 38 kv Przekładnia kv/kv Dopuszczalna moc 10 VA Klasa dokładności 0,5 (legalizacja GUM) Dostawca energii elektrycznej wymaga zabezpieczenia każdego z zestawu przekładników indywidualnie dlatego istnieje konieczność wymiany istniejących przekładników napięciowych wykorzystywanych do układów zabezpieczeń. Wymiany przekładników należy dokonać zgodnie z rysunkiem pola pomiarowego jednocześnie dokonując demontażu istniejących podstaw bezpiecznikowych. Przekładniki należy wymienić na przekładniki o identycznych parametrach jak istniejące: Znamionowy poziom izolacji 38 kv Przekładnia kv/kv/kv Dopuszczalna moc 50 VA Klasa dokładności 0,5; 3 5

7 4.6. Demontaż istniejących tablic licznikowych Istniejące tablice licznikowe należy zdemontować, aparaty i obudowy należy przekazać właścicielowi urządzeń. Demontaż wykonywać tablicami stronami zasilania tak, aby była możliwe ciągłe zasilanie z nie modernizowanej sekcji rozdzielnicy SN Tablica Pomiarowa Projektuje się wykonanie dwóch nowych, identycznych, pośrednich układów pomiarowych. Układy pomiarowe zostały zaprojektowane zgodnie z wydanymi warunkami przyłączeniowymi oraz ujętymi w nich Wymaganiami dotyczących układów pomiarowych. Tablicę pomiarową należy posadowić w miejscu instalacji istniejącej tablicy pomiarowej. Tablicę pomiarową należy wykonać w obudowie stojącej o wymiarach 1000x400x2000 o stopniu ochrony min. IP54. W tablicy należy zainstalować wszystkie urządzenia wchodzące w skład układu pomiarowego ujęte na schemacie. Wszystkie aparaty należy przystosować do plombowania. Szafę należy wykonać tak, aby nie był możliwy dostęp do przewodów pomiarowych bez widocznego uszkodzenia elementów tablicy czy zerwania plomb. Tablicę wyposażyć we wspólny synchronizator czasu typu US-151 (o wydajności prądowej 30mA), podwójne gniazdo sieciowe 230V 10A, listwy pomiarowe LPW oraz modem GPRS GTm-s. Zastosować należy liczniki energii elektrycznej typu EQABP ver. OBIS spełniające wymagania ujęte w warunkach technicznych w tym posiadające pomiar strat energii elektrycznej. Do zasilania bezprzerwowego liczników energii i zegara frankfurckiego przewidziano zastosowanie zasilacza UPS. Do zasilania UPSa i gniazda sieciowego należy rozbudować istniejącą tablicę potrzeb własnych TPW o dwa obwody elektryczne i zabezpieczyć je bezpiecznikami gg o prądach znamionowych wg. schematu. Od bezpieczników należy ułożyć przewody w przedstawionym kanale kablowym 2x YDY 3x2,5mm Przesył danych pomiarowych do dostawcy energii 6

8 Przewidziano transmisję danych z wykorzystaniem modemu GPRS telefonii komórkowej typu GTm-s. Modem będzie połączony z licznikami energii elektrycznej magistralą komunikacyjną prądową typu CLO Przesył danych pomiarowych do eksploatatora obiektu Zgodnie z wymaganiami eksploatatora obiektu projektuje się drugą magistralę komunikacyjną do podłączenia liczników do sieci Ethernet obiektu. W tym celu drugą magistralę liczników RS485 podłącza się szeregowo do modułu komunikacji internetowej MKi3-sm. Moduł MKi3-sm podłącza się do sieci ethernetowej obiektu poprzez ochronnik przepięciowy. Konfigurację komunikacji wykonać zgodnie z wymaganiami użytkownika Połączenia kablowe przekładniki listwa pomiarowa Od tablicy licznikowej do przekładników należy doprowadzić przewody łączeniowe YKSYFty 6x2,5mm2 dla obwodów prądowych i YKSYFty 4x1,5mm2 dla obwodów napięciowych. Obwody te należy prowadzić w kanale kablowym opisując co 2m jako Obwody pomiarowe Pomiary Po wykonaniu prac należy wykonać wymagane przepisami pomiary poprawności wykonania instalacji elektrycznej. 7

9 5. Obliczenia techniczne 5.1. Sprawdzenie doboru przekładni przekładników prądowych Dane wejściowe:. Un = 15,75kV Warunek poprawnego doboru ujęty w Wymaganiach dotyczących układów pomiarowych przyjmuje postać: W związku z tym oblicza się: Dobiera się przekładniki prądowe o przekładni 25/5 A/A. Warunek poprawnego doboru przekładni przekładnika spełniony Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników prądowych (pole 15) Dane wejściowe:. I 2 = 5 A S p = 10 VA S l = 0,03 VA S t S z I = 15m s = 2,5mm 2 Cu= 57m/Ωxmm 2 R z = 0,05 Ω - prąd nominalny strony wtórnej przekładnika - moc znamionowa rdzenia pomiarowego przekładnika - straty mocy w cewce prądowej licznika - straty mocy w przewodach - starty mocy na zaciskach listwy SKa - długość wtórnych obwodów pomiarowych - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych - przewodność właściwa miedzi - rezystancja styków w listwie pomiarowej Warunek poprawnego doboru ujęty w Wymaganiach dotyczących układów pomiarowych przyjmuje postać: gdzie: Dla powyższych danych oblicza się: Dla w/w układu pomiarowego dobiera się przekładniki prądowe o mocy znamionowej rdzeni 10VA. 8

10 Warunek poprawnego doboru mocy rdzeni przekładnika spełniony Sprawdzenie doboru przekroju przewodów obwodów wtórnych przekładników prądowych (pole 15) Dane wejściowe:. I 2 = 5 A S p = 10 VA - prąd nominalny strony wtórnej przekładnika - moc znamionowa rdzenia pomiarowego przekładnika S l = 0,03 VA St S z I = 15m s = 2,5mm 2 Cu= 57m/Ωxmm 2 Warunek poprawnego doboru: - straty mocy w cewce prądowej licznika - straty mocy na obwodach pomiarowych - starty mocy na zaciskach listwy SKa - długość wtórnych obwodów pomiarowych - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych - przewodność właściwa miedzi Dla powyższych danych oblicza się: Otrzymujemy: Warunek poprawnego doboru przekroju przewodów spełniony Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników prądowych (pole 2) Dane wejściowe:. I 2 = 5 A S p = 10 VA S l = 0,03 VA S t S z - prąd nominalny strony wtórnej przekładnika - moc znamionowa rdzenia pomiarowego przekładnika - straty mocy w cewce prądowej licznika - straty mocy w przewodach - starty mocy na zaciskach listwy SKa I = 18m - długość wtórnych obwodów pomiarowych s = 2,5mm 2 - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych Cu= 57m/Ωxmm 2 - przewodność właściwa miedzi R z = 0,05 Ω - rezystancja styków w listwie pomiarowej Warunek poprawnego doboru ujęty w Wymaganiach dotyczących układów pomiarowych przyjmuje postać: gdzie: 9

11 Dla powyższych danych oblicza się: Dla w/w układu pomiarowego dobiera się przekładniki prądowe o mocy znamionowej rdzeni 10VA. Warunek poprawnego doboru mocy rdzeni przekładnika spełniony Sprawdzenie doboru przekroju przewodów obwodów wtórnych przekładników prądowych (pole 2) Dane wejściowe:. I 2 = 5 A S p = 10 VA - prąd nominalny strony wtórnej przekładnika - moc znamionowa rdzenia pomiarowego przekładnika S l = 0,03 VA St S z I = 18m s = 2,5mm 2 Cu= 57m/Ωxmm 2 Warunek poprawnego doboru: - straty mocy w cewce prądowej licznika - straty mocy na obwodach pomiarowych - starty mocy na zaciskach listwy SKa - długość wtórnych obwodów pomiarowych - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych - przewodność właściwa miedzi Dla powyższych danych oblicza się: Otrzymujemy: Warunek poprawnego doboru przekroju przewodów spełniony Sprawdzenie wytrzymałości zwarciowej przekładników prądowych Dane wejściowe:. S kq = 200 MVA U n = 15,75 kv - moc zwarciowa na szynach GPZ MOSINA - napięcie nominalne miejsca wystąpienia zwarcia Warunki poprawnego doboru: 10

12 Dla powyższych danych oblicza się: Do obliczeń zwarciowych przyjęto najgorszy z możliwych przypadków linię kablową HAKnFtA 3x120mm 2 o długości 4100m zasilanie z GPZ Mosina. Dla linii przyjmuje się następujące dane zastępcze obliczone z danych katalogowych: Sumaryczna reaktancja i rezystancja obwodu zwarcia wynosi: Wartość początkowa skuteczna prądu zwarcia: Prąd zwarciowy udarowy: gdzie założono współczynnik k=1,8 odczytano z charakterystyki stosunku R/X Prąd zwarciowy cieplny zastępczy: gdzie współczynniki m=0,1; n=1 zależne od czasu zwarcia odczytano z charakterystyk dla czasu zwarcia równego 4 sekundy. Warunki poprawnego doboru przyjmują postać przy przekładniku : Prąd dynamiczny maksymalny przekładnika producent podaje jako 2,5 x stąd: Warunek poprawnego doboru przekładników spełniony Sprawdzenie obciążenia strony wtórnej przekładników napięciowych Dobrano przekładniki o parametrach: 15: 3/0,1: 3/ kv/kv 10VA, kl.0,5 Dane wejściowe:. S p = 10 VA - moc znamionowa rdzenia pomiarowego przekładnika 11

13 S l = 0,7 VA - straty mocy w cewce napięciowej licznika przy zasilaniu zewnętrznym S Rd - straty mocy rezystorze dociążającym Warunek poprawnego doboru ujęty w Wymaganiach dotyczących układów pomiarowych przyjmuje postać: gdzie: Zakłada się dociążenie przekładników napięciowych rezystorami dodatkowymi o wartości 3x1,2kΩ połączonymi w gwiazdę, co da straty mocy obliczone ze wzoru: = 2,78 VA dla powyższych danych oblicza się: Dla w/w układu pomiarowego dobiera się przekładniki prądowe o mocy znamionowej rdzeni 10VA Warunek poprawnego doboru mocy rdzeni przekładnika spełniony Sprawdzenie doboru przekroju przewodów wtórnych obwodów napięciowych pola 15 Dane wejściowe:. U 2n = U %dop = 0,5 % - napięcie nominalne strony wtórnej przekładnika - dopuszczalny procentowy spadek napięcia - straty obciążeniowe I = 15m s = 1,5mm 2 Cu= 57m/Ωxmm 2 Warunek poprawnego doboru: - długość wtórnych obwodów pomiarowych - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych - przewodność właściwa miedzi Otrzymujemy: Warunek poprawnego doboru przekroju przewodów spełniony. 12

14 5.9. Sprawdzenie doboru przekroju przewodów wtórnych obwodów napięciowych pola 2 Dane wejściowe:. U 2n = U %dop = 0,5 % - napięcie nominalne strony wtórnej przekładnika - dopuszczalny procentowy spadek napięcia - straty obciążeniowe I = 18m s = 1,5mm 2 Cu= 57m/Ωxmm 2 Warunek poprawnego doboru: - długość wtórnych obwodów pomiarowych - przekrój wtórnych obwodów pomiarowych - przewodność właściwa miedzi Otrzymujemy: Warunek poprawnego doboru przekroju przewodów spełniony Współczynniki do obliczania strat energii na kablach konsumenckich Wg. pisma OD5/ZZD/DR/RR/3387/2013 z dnia r Zasilanie z GPZ Mosina: I 2 h = 0,0259 U 2 h = 47,82 Zasilanie z GPZ Południe: I 2 h = 0,00082 U 2 h = 1,

15 6. Zestawienie materiałów Tabela 1. Zestawienie materiałów Tablica pomiarowa Lp. Symbol Opis Typ szt. Producent 1 2 P1, P2 3 A1 Szafa metalowa malowana proszkowo o minimalnym stopniu ochrony IP41 o wymiarach 2000x1000x400mm z płytą montażową i cokołem kablowym wysokości 100mm (konstrukcja ramowa) Spacial SF 1 SAREL Licznik energii elektrycznej klasy 0,5 dla energii czynnej i 1,0 dla energii biernej - zgodny z wydanymi warunkami przyłączenia z dwoma magistralami komunikacyjnymi (wariant 4 rozszerzeń) EQABP OBIS 2 POZYTON Synchronizator czasu licznika z zegarem frankfurckim z zewnętrzną anteną o wydajności prądowej 30mA i napięciu zasilającym 230VAC US A3 Modem GPRS GTm-s do transmisji danych poprzez sieć telefonii komórkowej GTm-s 1 POZYTON 5 X1, X2 Listwa pomiarowa LPW WAGO 6 X3 Gniazdo natynkowe podwójne 1 7 U1 UPS o mocy 210W do podtrzymania zasilania liczników energii elektrycznej 1 8 Materiały pomocnicze 1 9 R1, R2 Rezystor dociążający RD-50 3x1,2kΩ przystosowane do plombowania RD-50/1 3x1,2kΩ 2 ZPrAE Sp. z o.o. 10 A4 Moduł komunikacji Ethernetowej MKi3-sm 1 POZYTON 11 F9 Wyłącznik instalacyjny B6 CLS6/1 2 MOELLER 12 Ochronnik przepięciowy Ethernet 1 DEHN 13 X11, X21 Złączki śrubowe 4mm z osłoną przystosowane do plombowania Rysunki Tabela 2. Zestawienie rysunków Nr. Kolejny Nr. Archiwalny Nazwa Rysunku 1 Schemat strukturalny istniejącej rozdzielnicy SN Widok modernizowanego pola pomiarowego Schemat zasadniczy układy pomiarowe Widok tablicy pomiarowej Plan lokalizacji urządzeń elektrycznych

16 Warunki Przyłączenia 15

17 16

18 17

19 Uprawnienia projektanta 18

20 Uprawnienia sprawdzającego 19

21

22

23

24

25