PROJEKT WYKONAWCZY. Obiekt: Wolnostojąca stacja transformatorowa 15/0,4[kV] P-11m, rozdzielnia 0,4kV

Transkrypt

1 LAB-Energy ul. Poniatowskiego 28/1/64 tel. (0-728) Bydgoszcz tel./fax. (0-52) http// PROJEKT WYKONAWCZY Inwestor: Zakład Walcowniczy Profil S.A. ul. Ujastek Kraków Zakres opracowania: Budowa układów pomiarowych energii elektrycznej na potrzeby rozliczania Obiekt: Wolnostojąca stacja transformatorowa 15/0,4[kV] P-11m, rozdzielnia 0,4kV Lokalizacja obiektu: Przedsiębiorstwo Transportu Samochodowego S.A., ul. Mrozowa 6, Kraków Branża: elektryczna Data: Podpis: Opracował mgr inż. Andrzej Paciorek listopad 2016r. Data: Podpis: Sprawdził inż. Janusz Przekwas listopad 2016r.

2 2 1. ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA 1. ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA ZAŁOŻENIA Podstawa prawna opracowania Przedmiot opracowania Zakres opracowania Podstawa techniczna opracowania OPIS TECHNICZNY Opis stanu istniejącego Opis stanu projektowanego Zasilenie rozdzielni nr 546 z rozdzielni nr Modernizacja pól odpływowych w stacji P-11m Układy pomiarowe Uwagi końcowe i wytyczne prowadzenia robót OBLICZENIA Dobór przekładni przekładników prądowych Dobór przekroju obwodów wtórnych przekładników prądowych Dobór przekroju obwodów wtórnych napięciowych ZESTAWIENIE PODSTAWOWYCH URZĄDZEŃ I MATERIAŁÓW UPRAWNIENIA PROJEKTOWE RYSUNKI... 13

3 3 2. ZAŁOŻENIA 2.1. Podstawa prawna opracowania Podstawą prawną opracowania jest zlecenie prac firmie LAB-Energy z Bydgoszczy przez Zakład Walcowniczy Profil S.A. w Krakowie Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania są dwa układy pomiaru rozliczeniowego energii elektrycznej na napięciu 0,4kV własności Zakładu Walcowniczego Profil S.A. z siedzibą w Krakowie (zwanego ZW PROFIL w dalszej części opracowania). Układy zlokalizowane są w rozdzielni nn-0,4kv na terenie stacji transformatorowej P-11m należącej do Arcerol Mittal S.A. z siedzibą w Krakowie (zwanego też Operator Systemu Dystrybucyjnego, w skrócie OSD w dalszej części opracowania). Układy zostaną zmodernizowane z uwzględnieniem obowiązujących standardów OSD Zakres opracowania W zakres opracowania projektu technicznego wchodzą następujące elementy: a) przekładniki prądowe, b) liczniki energii elektrycznej, c) okablowanie obwodów wtórnych, d) elementy układu zasilania, synchronizacji czasu i transmisji danych Podstawa techniczna opracowania a) wizja w terenie i inwentaryzacja urządzeń, b) polskie normy, przepisy, katalogi i zasady techniki, c) karty katalogowe i instrukcje montażu instalowanej aparatury pomiarowej, d) uzgodnienia robocze z przedstawicielami ZW PROFIL, e) uzgodnienia robocze z OSD.

4 4 3. OPIS TECHNICZNY 3.1. Opis stanu istniejącego Aktualnie zasilanie obiektów, należących do Przedsiębiorstwa Transportu Samochodowego S.A. w Krakowie (zwanego PTS S.A. w dalszej części opracowania) odbywa się ze stacji SN/nn-0,4kV nr P-11m, należącej do Arcerol Mittal S.A. Poszczególne budynki zasilane są z poniższych pól rozdzielnicy nn-0,4kv. L.p. Nazwa obwodu Miejsce przyłączenia Napięcie Stacja pole cela [kv] 1 Dyspozytor - Magazyn Odzieży (nr 507). Budynek administracyjny P-11m ,4 (nr 504) 2 Zakład Usługowo-Naprawczy, Stacja kontroli pojazdów (nr 502) P-11m ,4 Sekcja I 3 Zakład Usługowo-Naprawczy, Stacja kontroli pojazdów (nr 502) P-11m ,4 Sekcja II 4 Myjnia samochodowa (nr 546) Sekcja I P-11m ,4 5 Myjnia samochodowa (nr 546) Sekcja II P-11m ,4 6 Warsztaty utrzymania ruchu (nr 503) P-11m ,4 7 Warsztat usługowo-naprawczy (nr 505) P-11m ,4 8 Hala nieczynna były zakład naprawy autobusów (nr 501/2) P-11m ,4 Granicą eksploatacji dla każdego obwodu są zaciski końcówek kablowych w polu, na zasilaniu instalacji Odbiorcy. Rozliczenie energii, zużywanej przez obiekty PTS S.A. realizowane jest na podstawie obliczenia różnicy zużycia energii przez wszystkich odbiorców, zasilanych ze stacji i zużycia energii przez opomiarowanych odbiorców. Różnica stanowi zużycie przez PTS S.A Opis stanu projektowanego Celem realizacji prac modernizacyjnych jest doprowadzenie do rzeczywistego rozliczenia zużycia energii elektrycznej przez odbiorców PTS S.A. na podstawie wskazań certyfikowanych przyrządów pomiarowych. W tym celu projektowane są układy pomiaroworozliczeniowe, które zostaną zabudowane w rozdzielni nn-0,4kv stacji P-11m. Zakłada się budowę punktów pomiarowych w polach odpływowych po uprzedniej modernizacji układu zasilania. Zakłada się przy tym uruchomienie możliwie małej liczby układów rozliczeniowych. W ramach modernizacji wykonane zostaną następujące prace: a) zasilenie rozdzielni Myjni samochodowej P-96 (bud. nr 545) z rozdzielni Stacji kontroli pojazdów - Zakładu obsługowo-naprawczego P-96 (budynek nr 502), b) ograniczenie ilości punktów odpływowych zużycia energii poprzez modernizację wybranych pól stacji P-11m, zasilających instalacje odbiorcze. Koszt modernizacji układów wraz z opracowaniem projektu pokryje ZW PROFIL Zasilenie rozdzielni nr 545 z rozdzielni nr 502 W ramach modernizacji zakłada się odłączenie obydwu kabli zasilających stację transformatorową Myjni w budynku nr 545 (Stycznikownia S-45), tj. pól nr 1 zasilanych z sekcji I, pola nr 15 stacji P-11 oraz sekcji II, pola nr 16 stacji P-11.

5 5 Stacja transformatorowa Myjni w budynku nr 545 zasilona zostanie ze stacji transformatorowej Stacji kontroli pojazdów (budynek nr 502). Zakłada się zasilenie każdej sekcji osobnym kablem z nieczynnych pól Stacji kontroli pojazdów. Sekcję pierwszą należy zasilić z wolnej celi pola nr 10, natomiast sekcję drugą z pola nr 11. Zastosować 3-fazowe, czteroprzewodowe kable typu YAKY o przekroju dostosowanym do łącznego zapotrzebowania na moc obydwu sekcji każdy, podanego przez Inwestora, lecz nie mniejszym aniżeli 120mm 2. Kabel należy prowadzić wewnątrz budynków nr 545 i 502. Wybór trasy kabla oraz sposób jego układania pozostawia się wykonawcy. Trasę należy uzgodnić z Inwestorem oraz właścicielem budynku. Szacowana długość kabla wynosi 98m. W każdym polu zasilającym i odpływowym stacji transformatorowych w budynku 502 i 545 dopuszcza się pozostawienie istniejącej aparatury łączeniowo-zabezpieczającej: rozłączniki i bezpieczniki, o ile spełniają warunek obciążalności. W przeciwnym wypadku zastosować nowe rozłączniki bezpiecznikowe. Prąd wkładek bezpiecznikowych dopasować do obciążenia. Z powodu braku danych o zapotrzebowaniu na moc budynku nr 545 w projekcie nie oblicza się przekroju kabla zasilającego, wartości spadku napięcia oraz wielkości wkładek zabezpieczających kabel i stację w budynku nr Modernizacja pól odpływowych w stacji P-11m Przed zabudową układów pomiarowych należy ograniczyć ilość punktów odpływowych w kierunku instalacji odbiorczej. W tym celu należy: a) przenieść zasilanie Budynku administracyjnego P-96 (Ob. 504) i Dyspozytorni - Magazynu odzieżowego P-96 (Ob. 507) z pola 13/3 do pola 15/1.1, b) przenieść zasilanie Warsztatu utrzymania ruchu (Ob. 503) z pola 13/2 do pola 15/1.2, c) zlikwidować zasilanie Myjni samochodowej P-96 (Ob. 545) w polach: 15/1 i 16/1 (docelowe zasilenie rozdzielnicy nr 545 z rozdzielnicy nr 502, opisane z pkt ), d) przenieść zasilanie Warsztatu remontów autobusów i garaże P-96 (Ob. 501) z pola 18/2 do pola 16/1.1, e) przenieść zasilanie Warsztatu obsługowo-naprawczego P-96 (Ob. 505a) z pola 14/2 do pola 16/1.2. Docelowy sposób zasilenia poszczególnych budynków z pól rozdzielnicy nn-0,4kv stacji P-11m pokazano w poniższej tabeli. L.p. Nazwa obwodu Miejsce przyłączenia Napięcie Kabel Stacja pole cela [kv] 1 Dyspozytor Magazyn odzieży (nr 507). Budynek P-11m ,4 YAKY 4x70 administracyjny nr Stacja kontroli pojazdów (Warsztat obsługowonaprawczy P-11m ,4 P-96) nr 502, Sekcja I 3 Stacja kontroli pojazdów (Warsztat obsługowonaprawczy P-11m ,4 P-96) nr 502, Sekcja II 4 Warsztat utrzymania ruchu nr 503 P-11m ,4 YAKY 4x70 5 Warsztat obsługowo-naprawczy P-96 nr 505 P-11m ,4 YAKY 4x70 6 Hala nieczynna (Warsztat remontów autobusów i garaże P-96) nr 501/2 P-11m ,4 YAKY 4x185 Granicę eksploatacji dla każdego obwodu należy uzgodnić z OSD.

6 6 W każdym z docelowych pól zasilających należy zlikwidować jeden most odejściowy od szyn zbiorczych i połączyć go z drugim mostem odejściowym za pomocą kabla w sposób umożliwiający zabudowę przekładników rozliczeniowych przed miejscem podłączenia kabla patrząc od strony zasilania. Zakres prac modernizacyjnych poszczególnych pól rozdzielnicy nn-0,4kv w stacji P-11m obejmuje: a) demontaż szyn odejściowych likwidowanego odpływu od szyn zbiorczych do podstaw bezpiecznikowych poprzez odłącznik (odłącznik proponuje się pozostawić i opisać nieczynny, natomiast dźwignię manewrową ustawić w pozycji odłączony ), b) zabudowę przekładników prądowych, pomiarowych pomiędzy odłącznikiem a podstawą bezpiecznikową, c) wykonanie połączenia kablem YKY 1x240mm 2 0,6/1[kV] pomiędzy śrubami zacisków przyjściowych sąsiednich podstaw bezpiecznikowych, d) wyprowadzenie kabli z pól istniejących i ich wprowadzenie do pól docelowych z podłączeniem do wspólnych zacisków przyłączeniowych, za podstawami bezpiecznikowymi. Do wykonania układów pomiarowych zastosować przekładniki z zabudowanym pierwotnym przewodem szynowym. Alternatywnie można zastosować połączenia kablowe i przekładniki do montażu na kablu (z otworem dopasowanym do średnicy kabla). Przekładnię przekładników oraz zabezpieczenia pól należy dobrać do zapotrzebowania na moc, podaną przez Inwestora. Ponadto zabezpieczenia w polach 15 i 16 dobrać z uwzględnieniem wytrzymałości kabla odpływowego w kierunku instalacji odbiorczej, o najmniejszym przekroju. W celu zabezpieczenia obwodów odpływowych, w każdym polu rozdzielnicy P-11m należy zastosować nowe wkładki bezpiecznikowe. W polu 15, cela 1 i polu 16, cela 1 należy zastosować wkładki o prądzie 100A, natomiast w polu 15, cela 2 i polu 16, cela 2 zastosować wkładki o prądzie 150A. Wkładki zostały dobrane z uwzględnieniem mocy umownej, wytrzymałości przekładników prądowych oraz obciążalność kabli. Zmiana wkładki w polu rozdzielnicy P-11m musi wiązać się ze zmianą wkładki w złączu kablowym lub polu zasilającym rozdzielnicy w poszczególnych budynkach, aby zachować właściwą selektywność zabezpieczeń. Sposób wykonania przebudowy pokazano na rysunku nr Układy pomiarowe Układy pomiarowe instalować w polu nr 15/1 i 16/1. Do obliczeń przyjęto moc umowną na poziomie 100kW dla każdego z obydwu układów. Wszystkie urządzenia wchodzące w skład układów pomiarowych należy przystosować do plombowania. Przekładniki Przekładniki w układach pomiarowo-rozliczeniowych muszą posiadać odpowiednie świadectwo potwierdzające poprawność pomiaru (świadectwo wzorcowania wydane przez GUM lub instytucję posiadającą akredytacje w przedmiotowym zakresie). Zakłada się montaż nowych przekładników prądowych w wykonaniu specjalnym, z uzwojeniem wtórnym, typu ELA1 200/5[A], 10VA, kl.0,5s, Ith=60In, FS5 (dla pola nr 15 i 16). Alternatywnie można zastosować przekładniki typu ELA1 o takich samych parametrach ale z otworem na przewód okrągły (w przypadku wymiany połączenia szynowego na kablowe pomiędzy rozłącznikiem a podstawami bezpiecznikowymi).

7 7 Liczniki Zakłada się zastosowanie jednego licznika typu ZMD410CT , 3x58/ /480[V], 0,1..1(6)A, kl. B(P), 2(Q) zasilanego z przekładników prądowych w obydwu modernizowanych punktach pomiarowych. W kieszeni licznika zainstalować moduł komunikacyjny CU-B4+ (interfejs RS232 i RS485). Transmisja z liczników do systemu akwizycji realizowana będzie przez OSD we własnym zakresie. Ponadto każdy licznik należy wyposażyć w wejście zasilania napięciem pomocniczym. Liczniki podłączone będą do układu zasilania gwarantowanego, udostępnionego na terenie stacji P-11m. Obwód zasilić niezależnie zabezpieczonym połączeniem kablowym. Obwód zasilający niezależnie każdy licznik zabezpieczyć wyłącznikiem instalacyjnym o prądzie 2A i charakterystyce B na tablicy licznikowej. Czas liczników synchronizowany będzie poprzez system akwizycji danych OSD. Liczniki podłączone będą do przekładników poprzez listwę pomiarową LPW /HTS-230. Liczniki zabudować w istniejącej zbiorczej szafie licznikowej na terenie P-11m. Zaleca się instalować liczniki na tablicach typu TL-3f. Okablowanie obwodów wtórnych Zakłada się ułożenie nowych obwodów wtórnych prądowych i napięciowych pomiędzy rdzeniami przekładników i szynami fazowymi w polu a tablicą licznikową. Stosować kable typu YKSY 7x2,5mm 2 0,6/1kV dla obwodów prądowych oraz YKY 5x1,5mm 2 0,6/1kV dla obwodów napięciowych. Kable należy układać w istniejących kanałach kablowych oraz w rurach instalacyjnych PCV typu RL. Obwody wtórne prowadzić do istniejącej, zbiorczej szafy licznikowej na terenie P-11m. Podczas układania kabli stosować oznaczniki co 2 metry z opisem przeznaczenia kabla oraz nazwą zasilanego obwodu. Pomiarowe obwody prądowe i napięciowe z zacisków przekładników i szyn fazowych wprowadzone zostaną bezpośrednio na listwę pomiarową LPW Wago. Okablowanie obwodów prądowych i napięciowych w szafie licznikowej realizować przewodami odpowiednio: DY 1x2,5 oraz 1x1,5. Przed włączeniem układu do eksploatacji należy sprawdzić ciągłość żył oraz rezystancję izolacji obwodów. Do wtórnych obwodów pomiarowych oprócz liczników rozliczeniowych nie można włączać innych przyrządów Uwagi końcowe i wytyczne prowadzenia robót 1. Z uwagi na wymagania przepisów BHP - na terenie PTS S.A. oraz obiektach Arcerol Mittal S.A., przy wykonywaniu robót montażowych, należy zapewnić nadzór sprawowany przez Inwestora, Właściciela i OSD. 2. Wykonawca robót zobowiązany jest do opracowania harmonogramu niezbędnych wyłączeń czynnych urządzeń elektroenergetycznych i jego zatwierdzenia przez PTS S.A. oraz Arcerol Mittal S.A. 3. Uziemienia ochronne należy wykonywać zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Przemysłu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne w zakresie ochrony przeciwporażeniowej. 4. Zgodnie z Prawem Budowlanym przy wykonywaniu prac budowlanomontażowych należy stosować wyroby dopuszczone do obrotu i stosowania w

8 8 budownictwie. Za dopuszczone do obrotu i stosowania w budownictwie uznaje sie wyroby, dla których zgodnie z odrębnymi przepisami wydano: certyfikat na znak bezpieczeństwa wykazujący, ze zapewniono zgodność z kryteriami technicznymi określonymi na podstawie polskich norm, aprobat technicznych oraz właściwych przepisów i dokumentów technicznych, deklaracje zgodności lub certyfikat zgodności z polska norma lub aprobata techniczna (w wypadku wyrobów, dla których nie ustanowiono polskiej normy), jeżeli nie są objęte certyfikacja na znak bezpieczeństwa. 5. Dopuszcza się stosowanie materiałów i sprzętu innych producentów aniżeli wskazanych w projekcie o ile spełniają one wymagania i parametry projektowe oraz są zgodne ze standardami stosowanymi przez ZW Profil, PTS S.A. oraz Arcelor Mittal. Wszelkie zmiany zamieścić w dokumentacji powykonawczej. 6. `Po zakończeniu robót należy przeprowadzić próby montażowe obejmujące badania i pomiary. Zakres prób montażowych należy uzgodnić z PTS S.A. oraz Arcerol Mittal S.A. Zakres podstawowych prób obejmuje: pomiar rezystancji izolacji kabli, pomiar rezystancji izolacji urządzeń w stacji, pomiary ochrony przeciwporażeniowej, pomiary rezystancji uziemień, pomiary zgodności faz. 7. Do odbioru końcowego wykonanego obiektu należy przedłożyć: projektową dokumentację powykonawczą, protokóły z dokonanych pomiarów. 8. Wykonawca opracuje lub uaktualni Instrukcję Współpracy Ruchowej i uzgodni ją z OSD. 9. Po zakończeniu prac uporządkować teren do stanu pierwotnego. 10. Całość prac wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami.

9 9 4. OBLICZENIA 4.1. Dobór przekładni przekładników prądowych Prąd pierwotny musi zawierać się pomiędzy 20 a 120% obciążenia nominalnego przekładników przy zachowaniu wymaganej dokładności pomiaru równej 0,5. Zastosowane wzory i wartości: P P 3 Un Imax cos, I max 3 U n cos gdzie: współczynnik mocy: cos φ = 0,93 aktualna moc umowna maksymalna: zgodnie z poniższą tabelą: L.p. Napięcie U n [kv] Nr pola Moc obliczeniowa P [kw] Prąd obliczony [A] Prąd przekładnika dobrany [A] klasa Zakres mierzony w klasie 0,5 [A] 1 0, , ,5S , , ,5S Dla klasy 0,5S przekładników zakres mierzony wynosi: od 10A do 240A (od 5% do 120%). Prąd wtórny przekładników zastosować 5A Dobór przekroju obwodów wtórnych przekładników prądowych Obciążenie przekładników prądowych nie powinno przekraczać wartości znamionowych i nie powinno być niższe niż 25% mocy znamionowej przekładnika. Zastosowane wzory i wartości: 0,25 S zn < S obc < S zn gdzie: S obc = S p + S z + S ap S zn - znamionowa moc uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego. S p - straty mocy w obwodach prądowych S z - straty mocy na opornościach zestyków S ap - straty mocy na przyrządach pomiarowych: pobór mocy przez obwód licznika ZMD przy prądzie 5A wg karty katalogowej wynosi 0,125VA na fazę S p 2 I l 2, S z I Rz s I - prąd maksymalny uzwojenia wtórnego - przyjęto: 5A l - łączna długość obwodu wtórnego: 16m dla pola nr 15 i 20m dla pola nr 16 - rezystywność żył kabli: 57 m 2 mm dla żył kabla wykonanych z miedzi s - przekrój żył kabli, zgodnie z poniższą tabelą (minimalny dopuszczalny przekrój żył kabli prądowych wynosi 2,5 mm 2 ) - rezystancja przejścia na stykach przyjęto: 0,05 Ω R z L.p. Napięcie [kv] Nr pola Długość [m] s [mm 2 ] S p [VA] S obc [VA] S z [VA] S zn [VA] S obc [%] 1 0, ,5 5,61 6,99 1, , ,5 7,02 8,39 1, Przyjęto przekrój żył kabli prądowych równy 2,5mm 2.

10 Dobór przekroju obwodów wtórnych napięciowych Obciążenie przekładników napięciowych w układach pomiarowych nie powinno przekraczać wartości znamionowych i nie powinno być niższe niż 25% mocy znamionowej przekładnika. Zastosowane wartości: S ap - straty mocy na przyrządach pomiarowych: pobór mocy przez obwód licznika ZMD wg karty katalogowej wynosi 3,6VA na fazę, s - przekrój przewodu (minimalny dopuszczalny przekrój żył przewodów napięciowych wynosi 1,5mm 2 ) l - łączna długość obwodu wtórnego: 16m dla pola nr 15 i 20m dla pola nr 16 m dla przewodów wykonanych z miedzi mm napięcie nominalne U N =230V Sobc l U dop =0,5% U N = 1,15V, s U U cu dop N L.p. Napięcie [kv] Nr pola Długość [m] s [mm 2 ] 1 0, , , ,004 Należy zastosować przewody o przekroju 1,5 mm 2.

11 11 5. ZESTAWIENIE PODSTAWOWYCH URZĄDZEŃ I MATERIAŁÓW L.p. Wyszczególnienie Jedn. Ilość Producent 1. Przekładnik prądowy typu ELA1 o parametrach: 200/5[A], Ith1=60 In, rdzeń pomiarowy: 10VA, kl.0,5s, FS5, wzorcowany szt. 6 ABB 2. Licznik typu ZMD410CT , 3x58/ /480[V], 0,1..1(6)A, kl. B(P), 2(Q) szt. 2 Landis+Gyr 3. Moduł CU-B4+ (RS232, RS485) szt. 2 Landis+Gyr 4. Listwa kontrolno-pomiarowa LPW /HTS-230 szt. 2 Wago 5. Zabezpieczenie 230VAC liczników w szafie pomiarowej: wyłącznik instalacyjny o szt. 2 Eaton charakterystyce B i prądzie 2A, montowany na szynie TS35 6. Obudowa S2 do montażu zabezpieczenia licznika szt. 2 Legrand 7. Tablica licznikowa TL-3f szt Kabel YKYS 7x2,5mm 2 0,6/1kV mb Kabel YKY 5x1,5mm 2 0,6/1kV mb Pozostałe materiały - zgodnie z zapotrzebowaniem

12 12 6. UPRAWNIENIA PROJEKTOWE

13 13 7. RYSUNKI Rysunek 1. Plan sytuacyjny obiektu Rysunek 2. Schemat elektryczny stacji. Sekcja I. Stan istniejący Rysunek 3. Schemat elektryczny stacji. Sekcja II. Stan istniejący Rysunek 4. Schemat elektryczny stacji. Sekcja I. Stan projektowany Rysunek 5. Schemat elektryczny stacji. Sekcja II. Stan projektowany Rysunek 6. Schemat połączeń obwodów wtórnych Rysunek 7. Elewacja pola rozdzielnicy nn-0,4kv Rysunek 8. Rzut przyziemia stacji P-11m