ELESTER-PKP Sp. z o.o. 90-569 Łódź, ul. Pogonowskiego 81 tel. (42) 253-46-00, fax. (42) 253-46-10 biuro@elester-pkp.com.pl www.elester-pkp.com.pl Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65. ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE DO PROJEKTU WYKONAWCZEGO Część I. Elektroenergetyczna. Tom 7. Rozdzielnia potrzeb własnych. Inwestor PKP Energetyka S.A. ul. Hoża 63/67 00-681 Warszawa www.pkpenergetyka.pl Projektant mgr inż. Zbigniew Urbaniak upr. bud. nr 225/91/WŁ Sprawdzający mgr inż. Adam Lityński upr. bud. nr LOD/1595/POOE/11 Łódź, czerwiec 2014 r.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 1 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-1. Wprowadzenie... 2 1.1. Zakres i przedmiot opracowania... 2 1.2. Podstawa opracowania... 2 1.3. Zawartość opracowania... 2 1.4. Podstawowe oznaczenia... 2 1.5. Spis rysunków... 3 2. Potrzeby własne 400/230V AC... 4 2.1. Układ zasilania... 4 2.2. Konstrukcja i parametry szaf... 4 2.3. Zabezpieczenia przetężeniowe... 5 2.4. Samoczynne Załączenie Rezerwy... 5 2.5. Pomiary... 6 2.6. Ochrona przeciwprzepięciowa... 6 2.7. Ochrona przeciwporażeniowa... 6 3. Rozdzielnia prądu stałego 220V DC... 7 3.1. Układ zasilania... 7 3.2. Zabezpieczenia przetężeniowe... 7 3.3. Napięcie gwarantowane 230V AC oraz 48V DC... 7 3.4. Oświetlenie awaryjne... 8 4. Obliczenia elektryczne potrzeb własnych 400/230V AC... 8 4.1. Zapotrzebowanie... 8 4.2. Dobór transformatora potrzeb własnych... 8 4.3. Dobór zabezpieczenia głównego... 8 4.4. Dobór kabla linii zasilającej... 9 4.5. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli zasilających... 9 4.6. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli odpływowych... 10 5. Obliczenia elektryczne potrzeb własnych 220V DC... 12 5.1. Zapotrzebowanie... 12 5.2. Dobór zabezpieczenia głównego... 12 5.3. Dobór kabla linii zasilającej... 12 5.4. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli odpływowych... 12
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 2 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-1. Wprowadzenie 1.1. Zakres i przedmiot opracowania Niniejszy projekt obejmuje swoim zakresem układ potrzeb własnych podstacji trakcyjnych na linii E65 o napięciu 230/400V AC i 220V DC (napięcie gwarantowane). Przewidziano również napięcie gwarantowane 230V AC 2kVA dla potrzeb zasilania odłączników sieci trakcyjnej oraz 48V DC 36A na potrzeby urządzeń telekomunikacyjnych. 1.2. Podstawa opracowania 1. Obowiązujące normy i przepisy. 2. Uzgodnienia z Inwestorem. 3. Dokumentacja urządzeń. 1.3. Zawartość opracowania a) opis techniczny; b) wyniki obliczeń; c) schematy strukturalne; d) schematy zasadnicze; e) schematy montażowe; f) rysunki złożeniowe. 1.4. Podstawowe oznaczenia FA1 - rozdzielnica potrzeb własnych prądu przemiennego (SEKCJA1) FA2 - rozdzielnica potrzeb własnych prądu przemiennego (SPRZĘGŁO) FA3 - rozdzielnica potrzeb własnych prądu przemiennego (SEKCJA2) TW - transformator potrzeb własnych FG1 - szafa napięć gwarantowanych (230V AC oraz 48V DC) FC1 - rozdzielnica potrzeb własnych prądu stałego (gwarantowane 220V DC) KW - rozłącznik głównych torów prądowych SZR - Samoczynne Załączenie Rezerwy FX - zabezpieczenie główne źródła zasilania szaf
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 3 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-1.5. Spis rysunków 1 B0- Rozdzielnia potrzeb własnych. Schemat strukturalny. 2 B0- Rozdzielnice potrzeb własnych 400/230V. Obwody główne- schemat zasadniczy. 3 B0- Szafa FA1. Obwody odpływowe- schemat zasadniczy. 4 B0- Szafa FA3. Obwody odpływowe- schemat zasadniczy. 5 B0- FA1 i FA3- pomiar rozliczeniowy i kontrola napięć. Schemat zasadniczy. 6 B0- Szafa FA2. Obwody SZR- schemat zasadniczy. 7 B0- Szafa FA2. SZR- schemat koordynacyjny sterownika. 8 B0- Szafa FA2. Sterownik SZR- schemat zasadniczy. 9 B0- Szafa FC1. Schemat zasadniczy. 10 B0- Szafa FC1. Obwody odpływowe- schemat zasadniczy. 11 B0- Szafa FG1. Schemat zasadniczy. 12 B0- Skrzynki FX1, FX2. Schemat zasadniczy. 13 B0- Szafa FC1. System lokalizacji doziemienia. 14 B0- Szafy FA1, FA2, FA3, FG1, FC1. Schemat złożeniowy ogólny. 15 B0- Szafa FA1. Schemat montażowy. 16 B0- Szafa FA2. Schemat montażowy. 17 B0- Szafa FA2. Schemat montażowy. 18 B0- Szafy FC1. Schemat montażowy. 19 20 B0- B0- Szafa FG1. Schemat montażowy. Zestawienie materiałów.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 4 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-2. Potrzeby własne 400/230V AC 2.1. Układ zasilania Projektowana rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC zasilana jest z dwóch transformatorów uziemiających TUOe 275/15 o mocy potrzeb własnych 100kVA każdy (TW1 i TW2) oraz z baterii akumulatorów 220V DC. Rozdzielnice prądu przemiennego wykonano jako dwusekcyjną ze sprzęgłem. W normalnym trybie pracy każda sekcja jest zasilana z oddzielnego transformatora. Moc uzwojeń 0,4 kv każdego z transformatorów wynosi 100 kva i pozwala na pokrycie całości zapotrzebowania obwodów odpływowych. Transformatory zabezpieczone są po stronie 0,4kV bezpiecznikami o charakterystyce gtr i parametrach dostosowanych do mocy i dopuszczalnych przeciążeń TPW. Nie dopuszcza się równoległej pracy transformatorów potrzeb własnych na wspólne szyny 0,4 kv ze względu na możliwość przepływu znacznych prądów wyrównawczych. Połączenie transformatorów potrzeb własnych z rozdzielnicami prądu przemiennego (FA1 i FA3) zrealizowano za pomocą dwóch linii kablowych YAKXS 4 x 95 mm 2. Prostownik buforowy zasilany jest z rozdzielnicy FA3 i współpracuje w układzie buforowym z baterią akumulatorów o pojemności 200Ah. Bateria akumulatorów umieszczona będzie w oddzielnym pomieszczeniu (akumulatorni). Cały układ będzie źródłem napięcia gwarantowanego dla najważniejszych urządzeń podstacji. Zanik napięcia 220V DC należy traktować jako bezpośrednie zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania i bezpieczeństwa podstacji. Pomiarem objęto zasilania z TW1 i TW2. Do rozliczania w/w zastosowano układ pomiarowy półpośredni (przekładniki prądowe) dla potrzeb własnych FA1 i FA3. Należy zaznaczyć, że zastosowane układy pomiarowo- rozliczeniowe działają prawidłowo w każdym układzie pracy Samoczynnego Załączenia Rezerwy nawet przy zabronionej pracy równoległej transformatorów. 2.2. Konstrukcja i parametry szaf Cała aparatura elektryczna umieszczona została w standardowych szafach 19 o wymiarach 2000 x 800 x 800 mm z drzwiami przeszklonymi oraz ramą uchylną. Obwody 400/230V oraz 220V zabezpieczono ogranicznikami przepięć. Podstawowe parametry pracy transformatorów (napięcie i prąd) można śledzić na bieżąco na miernikach wskazówkowych w szafach FA1, FA3. Obwody odpływowe trójfazowe wykonano kablami o przekrojach żył 16 mm 2, w celu ich unifikacji, zachowania selektywności działania zabezpieczeń oraz dopuszczalnych spadków napięć. Jako łączniki główne zastosowano 4-biegunowe rozłączniki mocy N2-200A firmy Moeller (Eaton). W 3-fazowych polach odpływowych zastosowano rozłączniki bezpiecznikowe typu VLC na wkładki w rozmiarze 22x58 i maksymalnym prądzie 125A na każdą fazę. Wszystkie obwody zasilające gniazda 230V zabezpieczono wyłącznikami różnicowo- nadprądowymi. Przewidziano zasilanie tablic instalacyjnych dla obwodów oświetlenia, ogrzewania i wentylacji oraz gniazd itp.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 5 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7 - Obwody odpływowe prądu stałego zabezpieczono w zależności od wymaganej selektywności: wyłącznikami nadmiarowo- prądowymi lub bezpiecznikami topikowymi. W celu wyeliminowania przepięć powstających podczas manipulowania wkładkami bezpiecznikowymi zastosowano rozłączniki OT25E4 po jednym dla każdego w/w odpływu. Zgodnie ze specyfikacją producenta, rozłączniki te zachowują zdolność łączeniową również dla prądu stałego przy połączeniu szeregowym styków po dwa dla każdego bieguna. Kolejność obsługi: rozłączenie obwodu odpływowego jego rozłącznikiem, następnie dozwolone są manipulacje bezpiecznikami danego obwodu (wymiana wkładek, sprawdzenie poprawnego dokręcenia, itp.). Po zakończeniu manipulacji bezpiecznikami należy załączyć odpływ jego rozłącznikiem. Nie dopuszcza się wykonywania jakichkolwiek prac przy bezpiecznikach bez uprzedniego odłączenia danego obwodu jego rozłącznikiem. Niestosowanie się do powyższych zaleceń może wywoływać bardzo szkodliwe przepięcia w instalacji 220V DC. 2.3. Zabezpieczenia przetężeniowe Podstawowym zabezpieczeniem linii zasilających są bezpieczniki mocy 100 kva gtr zainstalowane w na stanowiskach transformatorów. Bezpieczniki te umieszczono w rozłącznikach bezpiecznikowych FX1 i FX2 typu HVL2 firmy ETI. Ze względu na selektywność działania zabezpieczeń w głębi obwodów pola odpływowe wyposażono w rozłączniki bezpiecznikowe z wkładkami o charakterystyce gg. Przekaźniki podnapięciowe i woltomierze zabezpieczono wyłącznikami nadprądowymi B6. Maksymalne zabezpieczenia jakie można stosować w odpływach zabezpieczonych rozłącznikami VLC to wyłącznik o charakterystyce C32. Dobór bezpieczników w polach zasilających i odpływowych zapewnia selektywność likwidacji zwarć oraz przeciążeń (stosunek prądów wkładek topikowych o charakterystyce gg większy lub równy 1,6). Wskaźnik selektywność gtr do gg = 1 (100kVA = 100A). 2.4. Samoczynne Załączenie Rezerwy W szafie FA2 zaprojektowano sterownik SZR w oparciu o urządzenia CZAT 6, który jest zasilany z napięcia 220V DC. Dodatkowo obwody CZAT 6 zabezpieczono ochronnikami, które w znacznym stopniu ograniczają przepięcia powstające podczas normalnej pracy urządzeń w podstacji. Sterownik składa się z zasilacza PS, jednostki centralnej CPU, panela operatorskiego Synoptic oraz modułów wejść i wyjść DIOU. Stan wszystkich kontrolowanych urządzeń można obserwować na panelu operatorskim. Obwody sygnalizacyjne są zasilane napięciem 220V DC i zostały wykonane kablami typu YKSY 1,0 mm 2 750V. Normalnym stanem pracy SZR jest praca w trybie rezerwy ukrytej z otwartym sprzęgłem. Każda sekcja zasilana ze swojego transformatora. W przypadku zaniku lub nieprawidłowego napięcia z któregoś z dopływów, automatyka otwiera jego rozłącznik a następnie zamyka sprzęgło. Po powrocie zasilania następuje otwarcie sprzęgła i zamknięcie rozłącznika na dopływie. Układ sterowania zbudowano w taki sposób aby nie było możliwe jednoczesne załączenie wszystkich trzech rozłączników. Blokada od pracy równoległej działa zarówno w trybie ręcznym jak i automatycznym. Układ tej blokady został zrealizowany w koncepcji styków normalnie zwartych.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 6 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7 - Rozłącznik otwarty- styk pomocniczy zamknięty. Dzięki temu układ odporny jest na uszkodzenia, w szczególności przerwy w obwodach styków pomocniczych. Wybór ręcznie/automatycznie jest możliwy za pomocą łącznika S2 w szafie FA2. Po przestawieniu w tryb ręczny, sterownik programowo zostaje odstawiony oraz odłączone jest zasilanie jego obwodów sterowniczych +SZR. Zastosowany układ daje pewność prawidłowej i bezpiecznej pracy. Sygnalizacja aktualnego układu pracy i stanów rozłączników w rozdzielnicy potrzeb własnych 400/230V AC zrealizowana jest za pomocą wskaźników świetlnych oraz dotykowego wyświetlacza Synoptic i diód modułów DIOU. Dodatkowo można obserwować wskazania przekaźnika kontroli napięć CP-730 oraz mierników napięć i prądów. 2.5. Pomiary Pomiary napięć i prądów zrealizowano za pomocą woltomierzy i amperomierzy tablicowych. Do pomiaru prądu przemiennego zastosowano przekładnik IMPa 150/5A w fazie L2. Pomiar prądu stałego zrealizowany za pomocą woltomierza wyskalowanego do współpracy z bocznikiem B2 60mV/100A. Pomiar rozliczeniowy dokonywany jest przez przekładniki IMPa 150/5A instalowanych na dopływach szaf FA1, FA3. 2.6. Ochrona przeciwprzepięciowa Do ochrony urządzeń i instalacji elektrycznych zasilanych z rozdzielnicy potrzeb własnych prądu przemiennego 400/230V AC przed skutkami przepięć atmosferycznych i łączeniowych zastosowano ochronniki przepięciowe klasy I+II typu DEHNventil DV TNC 255 zainstalowane na dopływach z transformatorów potrzeb własnych. W obwodach prądu stałego zastosowano ogranicznik przepięć dedykowany do napięcia 220V DC typu DS240S-220DC firmy Citel. Ochronnik ten nie zakłóca pracy urządzenia automatycznej kontroli doziemiania. Zasilacz sterownika CZAT zabezpieczono dodatkowo ochronnikiem przeciwprzepięciowym OP/1 produkcji Elester-PKP. 2.7. Ochrona przeciwporażeniowa Rozdzielnice prądu przemiennego potrzeb własnych zasilane są z transformatorów potrzeb własnych. Rozdział PEN na PE oraz N zaprojektowano w szafie FA1 i FA3 a uziemienie za pomocą bednarki Fe-Zn o przekroju minimum 25x4 mm. Sieć odbiorcza pracuje w układzie TN-S. Ochronę przed dotykiem bezpośrednim stanowią izolacje, pokrywy, obudowy i osłony urządzeń. Jako ochronę przy dotyku pośrednim przyjęto samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN-C i TN-S w czasie t 5,0 s (obwody i linie zasilające) i t 0,4 s (obwody odbiorcze). Jako dodatkowy środek ochrony zastosowano wyłączniki różnicowo prądowe 30 ma w wybranych obwodach (gniazda) oraz ekwipotencjalizację. Konstrukcję i urządzenia rozdzielnicy należy uziemić linką LgY 50 mm 2. Przed uruchomieniem rozdzielni należy przeprowadzić próby i pomiary pomontażowe zgodnie z wymaganiami PN-HD 60364-6:2008, obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej. W szczególności należy przeprowadzić kontrolę skuteczności podstawowej i dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej, a także zwrócić szczególną uwagę na staranny montaż połączenia PE z instalacją uziemiającą i mostków między PE i N.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 7 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-3. Rozdzielnia prądu stałego 220V DC 3.1. Układ zasilania Prostownik ładowczy typu ZB220DC50 o prądzie znamionowym 50A współpracuje w układzie buforowym z baterią akumulatorów o pojemności 200Ah. Prostownik znajduje się w szafie FC1, zasilany jest z szafy FA3. Bateria akumulatorów umieszczona została w oddzielnym pomieszczeniu. Do połączenia baterii z rozdzielnicą należy zastosować kabel 2x YKY 35 mm 2. Rozdzielnia RS 220V DC stanowi źródło napięcia gwarantowanego, z którego zasilane są urządzenia mające kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i niezawodności podstacji trakcyjnej (m.in. elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej, sygnalizacji i oświetlenia awaryjnego). Należy pamiętać, że zanik napięcia 220V DC stanowi zawsze realne zagrożenie dla ludzi, mienia i ciągłości dostaw energii elektrycznej. 3.2. Zabezpieczenia przetężeniowe Podstawowym zabezpieczeniem baterii akumulatorów są bezpieczniki mocy gg 100A. Zabezpieczenie obu sekcji 220V DC szafy FC1 zostało zrealizowane za pomocą rozłączników z wkładkami 63A gg. Zasilacz buforowy posiada wewnętrzny ogranicznik prądu wyjściowego (zwarciowego). Ze względu na selektywność działania wyłączników nadprądowych w głębi obwodów pola odpływowe wyposażono w podstawy bezpiecznikowe i wkładki małogabarytowe D01/D02 o charakterystyce gl/gg (maksymalnie 25A). 3.3. Napięcie gwarantowane 230V AC oraz 48V DC W szafie FG1 przewidziano falownik o mocy 2kVA zasilany z napięcia gwarantowanego 220V DC. Jest on źródłem napięcia gwarantowanego 230V AC. Falownik typu FM-2 produkcji Medcom wyposażono w układ bypass, czyli obejściowy głównego toru prądowego falownika. W normalnym trybie pracy zasilany jest z napięcia przemiennego. Przełączenie na źródło zapasowe jest bezprzerwowe (online). W przypadku awarii falownika bypass załącza się automatycznie i urządzenia przyłączone do falownika pracują zasilane z napięcia Sekcji 2 FA3. Falownik można chwilowo przeciążyć. W przypadku dużego przeciążenia lub zwarcia w obwodzie odbiorczym falownik przełącza się na bypass. Zapewnia to wystarczającą energię do skutecznego wyłączenia zwarcia przez zabezpieczenia. W szafie FG1 przewidziano przetwornicę 220V DC na 48V DC typu 220/48VDC ZM-PS3-48V36A produkcji Merawex. Jest to przetwornica z trybem pracy 2z3. Oznacza to, że 3 zasilacze pracują na wspólne szyny- w przypadku awarii jednego z nich- dwa pozostałe mają wystarczający zapas mocy. Redundancja 2z3 pozwala uznać taki układ za źródło napięcia gwarantowanego. Awarie falownika i przetwornicy są sygnalizowane lokalnie i wysyłane do sygnalizacji centralnej oraz dalej do dyspozytora.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 8 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-3.4. Oświetlenie awaryjne W szafie FC1 przewidziano obwód zasilania oświetlenia awaryjnego. Oświetlenie uruchamiane jest w przypadku zaniku jednej lub więcej faz w obwodzie oświetlenia podstawowego. Sterowanie oświetleniem awaryjnym znajduje się w tablicy instalacyjnej oświetleniowej i nie jest przedmiotem niniejszego opracowania. 4. Obliczenia elektryczne potrzeb własnych 400/230V AC 4.1. Zapotrzebowanie Bilans mocy w układzie potrzeb własnych 400/230V AC wykonano w oparciu o szacunki projektowe: 60 kva. Przyjęto jako standard moc transformatorów potrzeb własnych 100 kva. 4.2. Dobór transformatora potrzeb własnych Na podstawie dostarczonych danych sprawdzono poprawność doboru dwóch transformatorów o mocy znamionowej uzwojeń potrzeb własnych 100 kva każdy. S n = 100 kva 60 kva = S o 4.3. Dobór zabezpieczenia głównego Transformator potrzeb własnych zabezpieczono po stronie dolnego napięcia wkładkami bezpiecznikowymi o charakterystyce transformatorowej. Dopuszczają one przeciążenie 1,3 mocy znamionowej przez czas poniżej 10 godzin. Przeciążenie 1,5 raza powoduje zadziałanie zabezpieczenia w czasie poniżej 2 godzin. Uwzględniając w/w przeciążalność dobrano zabezpieczenie główne w postaci bezpiecznika 100kVA gtr, osadzonego w rozłączniku bezpiecznikowym typu HVL-2 przy stanowisku transformatora: I TUn = S n 3 U n 3 100 10 = = 144,3 A 3 400 I TU max10 h = 1,3 I TUn = 1,3 S n 3 U n 3 100 10 = 1,3 = 187,6 A 3 400 I TU max 2h = 1,5 I TUn = 1,5 S n 3 U n 3 100 10 = 1,5 = 216,5 A 3 400
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 9 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-4.4. Dobór kabla linii zasilającej Linie zasilające powinny umożliwiać wyprowadzenie pełnej mocy transformatorów potrzeb własnych z uwzględnieniem ich dopuszczalnej przeciążalności. Na podstawie powyższych obliczeń dobrano kabel typu YAKXS 4 x 95 mm 2. Obciążalność dopuszczalną długotrwałą kabla I dd = 233A przyjęto zgodnie z PN-IEC 60364-5-523 dla metody referencyjnej D (kabel wielożyłowy ułożony bezpośrednio w ziemi). W praktyce obciążalność linii będzie znacznie większa ze względu na korzystne warunki chłodzenia występujące w kanałach kablowych: ITU max10h = = I 216,5 A 233 A dd 4.5. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli zasilających Dane wejściowe do obliczeń L.p. Nazwa parametru Symbol Wartość Uwagi i komentarze 1 Metoda referencyjna ułożenia kabla D ułożenie bezpośrednio w ziemi 2 Obciążalność długotrwała kabla I dd 233 A PN-IEC 60364-5-523 3 Prąd znamionowy bezpiecznika dopływu I bd 144 A wkładka topikowa 100kVA gtr 4 Dopuszczalny spadek napięcia ΔU %dop 0,5 % dotyczy linii zasilających 5 Dopuszczalny czas trwania zwarcia t zdop 5,0 s dotyczy linii zasilających Dobór kabla ze względu na obciążalność prądową długotrwałą I TU max = 1,1 I TUn = 1,1 S n 3 U n 3 100 10 = 1,1 = 159 A 233,0 A = I dd (OK) 3 400 Dobór kabla ze względu na dopuszczalny spadek napięcia Ze względu na niewielką długość (<50m) i duży przekrój (4x95mm 2 ) kabla linii zasilających przyjęto bez obliczeń, że spadek napięcia nie przekroczy wartości dopuszczalnej ΔU % ΔU %dop. Sprawdzenie skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania I zrz min = U n 3 1,25 Z RZ max = 400 = 2148 A 3 1,25 0,086 t zrzmax = = t zdop 0,3 s 5,0 s (OK) Maksymalny czas trwania zwarcia odczytano z charakterystyki czasowo prądowej dla wkładki topikowej 100kVA gtr i prądu początkowego 2148 A. Dla bezpieczeństwa założono, że impedancja pętli zwarcia jednofazowego jest o 25% większa od wartości obliczonej.
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 10 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7 - Sprawdzenie selektywności działania bezpieczników w dopływach I I bd bs 100kVA = 1,59 1 = k s (OK) 63A Minimalną wartość współczynnika selektywności k s = 1 przyjęto zgodnie z katalogiem producenta dla połączonych szeregowo wkładek bezpiecznikowych o charakterystyce gtr i gg. Wniosek Zabezpieczenie główne rozdzielni potrzeb własnych prądu przemiennego 400/230V AC i kable linii zasilających zostały dobrane prawidłowo. 4.6. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli odpływowych Dla każdego obwodu zasilanego z rozdzielni potrzeb własnych prądu przemiennego 400/230V AC przeprowadzono obliczenia mające na celu potwierdzenie prawidłowości doboru kabli i zabezpieczeń. W szczególności potwierdzono dobór kabli ze względu na obciążalność prądową długotrwałą, ochronę od przeciążeń i wytrzymałość zwarciową. Sprawdzono również skuteczność ochrony przeciwporażeniowej oraz selektywność działania zabezpieczeń przetężeniowych. Dla uproszczenia obliczeń spadki napięć obliczone zostały na końcach kabli przy jednoczesnym zaostrzeniu wymagań PN-IEC 60364-5-52 (ΔU %max = 3,5 %). Pominięto także wpływ indukcyjności przewodów i mocy biernej odbiorników na spadki napięć (uproszczenie dopuszczalne w sieciach nn). Obciążalność długotrwałą przewodów (I dd ) wyznaczono w oparciu o normę PN-IEC 60364-5-523 dla metod referencyjnych B1 (kable wielożyłowe w kanałach kablowych), D (kable wielożyłowe bezpośrednio w ziemi) i E (kable wielożyłowe w korytkach perforowanych). W przypadku prowadzenia jednego obwodu w różny sposób do obliczeń przyjmowano zawsze wartość minimalną. Sprawdzenie selektywności wykonano w oparciu o tabelę zaczerpniętą z literatury (ISBN 83-919132-1-X). Kolumny dla wkładek 32 i 40A (oznaczone kolorem zielonym) otrzymano w wyniku interpolacji. Prąd wyłącznika [A] C Prąd bezpiecznika topikowego [A] 20 25 32 35 40 50 63 80 100 125 160 6 0,48 0,60 1,16 1,40 1,93 3,00 3,90 6,00 6,00 6,00 6,00 8 0,44 0,60 0,99 1,15 1,37 1,80 3,70 6,00 6,00 6,00 6,00 10 0,44 0,60 0,99 1,15 1,37 1,80 3,40 6,00 6,00 6,00 6,00 13 0,38 0,55 0,80 0,90 1,20 1,80 2,70 6,00 6,00 6,00 6,00 16 0,38 0,55 0,80 0,90 1,20 1,80 2,70 6,00 6,00 6,00 6,00 20 0,52 0,79 0,90 1,20 1,80 2,70 3,80 6,00 6,00 6,00 25 0,63 0,90 1,13 1,60 2,50 3,80 6,00 6,00 6,00 32 0,47 1,40 1,80 3,40 4,60 6,00 6,00 40 1,40 1,80 3,00 4,00 6,00 6,00 50 1,40 1,60 2,00 6,00 6,00 63 5,50 5,50
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 11 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7 - PRZYKŁAD: Tablica FB1 Obwód nr 1 Dane wejściowe do obliczeń L.p. Nazwa parametru Symbol Wartość Uwagi i komentarze 1 Rodzaj obwodu: trójfazowy - 2 Napięcie znamionowe: U o 400 V - 3 Moc czynna obwodu: P o 30 kw założenie projektowe 4 Współczynnik mocy: cosφ o 0,80 założenie projektowe 5 Przekrój kabla: S k 16 mm 2 YAKXS 4 x 35 mm 2 6 Długość kabla: l k ~20 m 7 Metoda referencyjna ułożenia: Ułożone w ziemi PN-IEC 60364-5-523 8 Obciążalność długotrwała kabla: I dd 92 A Dane producenta 9 Zabezpieczenie kabla: 63 A wyłącznik nadprądowy C 10 Prąd znamionowy wkładki: I b 63 A bezpiecznik topikowy gg 11 Dopuszczalny spadek napięcia: ΔU %dop 3,5 % PN-IEC 60364-5-52 12 Dopuszczalny czas trwania zwarcia: t zdop 0,4 s ochrona przed porażeniem Dobór kabla ze względu na obciążalność prądową długotrwałą I o = P o 3 cosϕo U o = 30000 = I = 54 A 92 A dd 3 0,80 400 (OK) Dobór kabla i zabezpieczenia ze względu na warunki zwarciowe 2 1 I t 1 30000 Smin = = = 1,5 mm 2 16 mm 2 = Sk k 1 115 1 (OK) Podsumowanie obliczeń L.p. Rodzaj obliczeń Wynik 1 Dobór kabla ze względu na obciążalność prądową długotrwałą OK 2 Dobór kabla i zabezpieczenia ze względu na warunki przeciążeniowe OK 3 Dobór kabla i zabezpieczenia ze względu na warunki zwarciowe OK 4 Sprawdzenie selektywności działania zabezpieczeń przetężeniowych OK
Modernizacja Układu Zasilania Sieci Trakcyjnej Linii Kolejowej E65 Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Strona: ---------- 12 / 12 Część: Tom: Zeszyt: 1 7-5. Obliczenia elektryczne potrzeb własnych 220V DC 5.1. Zapotrzebowanie Oszacowano, że w stanie ustalonym zapotrzebowanie wynosić będzie 4 kw, co wymaga zasilacza o wydajności 18A. Zastosowany zasilacz o wydajności 50A zapewnia wystarczający i bezpieczny zapas mocy, także do pokrycia chwilowych dużych zapotrzebowań podczas pracy napędów czy zbrojeń łączników itp. rozdzielni 110kV, 15kV, 3kV. 5.2. Dobór zabezpieczenia głównego Zabezpieczenie główne powinno umożliwiać selektywność z zabezpieczeniem baterii akumulatorów (100A). Na podstawie powyższych kryteriów dobrano wkładkę topikową 63A gg. 5.3. Dobór kabla linii zasilającej Linia zasilająca szafę potrzeb własnych FC1 220V DC musi spełniać warunek ochrony od przeciążeń dla wkładki 100A gg. Na podstawie powyższych dobrano kabel 2x YKY 35 mm 2. Dobór kabla ze względu na dopuszczalny spadek napięcia Ze względu na niewielką długość (~15 m), znaczny przekrój (35 mm 2 ) przewodów linii zasilającej i spodziewane obciążenie ciągłe prądem poniżej 20A przyjęto bez obliczeń, że spadek napięcia nie przekroczy wartości dopuszczalnej ΔU % ΔU %dop = 0,5 %. Sprawdzenie selektywności działania bezpiecznika baterii akumulatorów i bezpiecznika Rs25 I I bb bs I = I bb bz 100 = = 63 = k 1,6 1,6 s Minimalną wartość współczynnika selektywności k s = 1,6 przyjęto zgodnie z katalogiem producenta dla połączonych szeregowo wkładek bezpiecznikowych o charakterystyce czasowo prądowej gg. Wniosek Zabezpieczenie główne rozdzielni potrzeb własnych FC1 220V DC i przewody linii zasilającej zostały dobrane prawidłowo. (OK) 5.4. Sprawdzenie doboru zabezpieczeń i kabli odpływowych Dla każdego obwodu zasilanego z rozdzielni potrzeb własnych prądu stałego 220V DC wykonano obliczenia mające na celu potwierdzenie prawidłowości doboru kabli i zabezpieczeń przetężeniowych. Z uwagi na niewielką moc obwodów, zasilanych z rozdzielnicy 220V DC, pominięto dobór kabli ze względu na obciążalność prądową długotrwałą, dopuszczalne spadki napięć i ochronę od przeciążeń. Potwierdzono natomiast skuteczność samoczynnego wyłączenia zasilania, selektywność działania zabezpieczeń oraz dobór kabli ze względu na wytrzymałość zwarciową. W odpływach zastosowano ujednolicony typ kabla YKY 3 x 4 mm 2 1 kv. Jedna żyła jako rezerwa.
Lp. Symbol Nazwa Producent jm Ilość Uwagi 1. KW1, KW2, KWS 2. FX1, FX2 3. F101-F105 F301-F308 Rozłącznik N2-200 z napędem zdalnym NZM2-XR-220-250DC. Styki pomocnicze M22-CK02, oraz styki pomocnicze wyprzedzające NZM2/3 XHIV Rozłącznik bezpiecznikowy HVL2 3p. Wkładki WT-2 100kVA gtr Moeller (Eaton Eelectric) kpl 3 ETI Polam kpl 2 Rozłącznik bezpiecznikowy VLC-22 3p ETI Polam szt 13 instalowane na stanowiskach TW Wkładki wg schem. zasadniczego 4. F106, F314 Wyłącznik selektywny S91E16 GE szt 2 5. F312, F316 Wyłącznik różnicowo- nadprądowy DM100B16/030 GE szt 3 6. F309 Wyłącznik silnikowy MS18 (4 6,3A) ETI Polam szt 1 7. F310, F311 Rozłącznik bezpiecznikowy VLC-22 1p ETI Polam szt 2 8. 9. F310F, F311F F107, F313, F315 Wyłącznik różnicowo- prądowy BPA240/030 GE szt 2 Wyłącznik instalacyjny G101B06 GE szt 3 10. F108-F110 Wyłącznik instalacyjny G101B16 GE szt 3 11. 12. 13. FA1, FA2, FA3, FG1, FC1 F10, F11, F30, F31 K10, K11, K30, K31 14. P10, P30 15. P122, P322 Szafa energetyczna 40U Hyperack GPZ (NG18081W) z ramą uchylną 31U Agmar kpl 5 Wyłącznik instalacyjny G63B06 GE szt 4 Przekaźnik kontroli napięcia CP-730 F&F Pabianice szt 4 Tablicowy woltomierz elektromagnetyczny EP27 0-500V Tablicowy amperomierz elektromagn. EA17 do przekładnika 150/5A Lumel szt 2 Lumel 2 Kierunek otw. drzwi jak na schemacie złożeniowym Podziałka 0-150A + rezerwa do 300A 16. T122, T322 Przekładnik IMPa 150/5A, 5VA, kl. 1, FS5 ABB szt 2 17. 18. XQ11, XQ31 T111,T121, T131,T311, T321,T331 Listwa pomiarowa LPW847-105/230-1000 Wago szt 2 Do plombowania Przekładnik IMPa 150/5A, 5VA, kl. 1, FS5 ABB szt 6 Do plombowania 19. E1, E3 Lampa do szafy FA1, FA3 Agmar szt 2 Elester-PKP Sp. z o.o. 90-569 Łódź ul. Pogonowskiego 81 Linia E65. Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Potrzeby własne. Zestawienie materiałów. Nr ark. 1/4 Nr kol. 20 Nr arch. rys.
Lp. Symbol Nazwa Producent jm Ilość Uwagi 20. S1, S3 Łącznik krańcowy do lampy E1, E3 Agmar szt 2 21. GX1, GX3 Gniazdo wtykowe na szynę TH35 MSC SPP GE szt 2 22. 1L1s1, 1L2s1, 1L3s1, 1Ns1 2L1s2, 2L2s2, 2L3s2, 2Ns2 Szyny prądowe 300A z izolatorami i kompletem osłon oraz zestawem do mocowania w szafie na płycie montażowej wg dostawcy kpl 2 Komplet składa się z 3 szyn fazowych i jednej neutralnej 23. F12, F32 Wyłącznik instalacyjny G63C40 GE szt 2 24. Z12, Z32 Ogranicznik przepięć DV M TNC 255 DEHN-ventil kpl 2 25. G48 Przetwornica 220/48VDC ZM-PS3-48V36A Merawex kpl 1 26. FAL 27. PrŁ 28. BAT Falownik 220VDC/230VAC 2kVA FM-2 wraz z układem by-pass Prostownik ładowczy do baterii akumulatorów 220V typu ZB220DC50, zewn. pomiar prądu baterii, kompensacja temperaturowa, przystawka Can-Bus Bateria akumulatorów 220V, 200Ah, 104 ogniwa typu 5OSP.XC.200 wraz z korkami rekombinacyjnymi 3 moduły po 12A. Obudowa RACK 19 Medcom szt 1 Obudowa RACK 19 Medcom szt 1 Hoppecke kpl 1 29. S2 Łącznik krzywkowy 4G10-54-U R014 Apator szt 1 Obudowa RACK 19 dostarczany jako komplet z BAT dostarczana jako komplet z PrŁ 30. PZ1-PZ3 Przycisk sterowniczy NEF 30-Kz3X Promet szt 3 31. PW1-PW3 Przycisk sterowniczy NEF 30-Kc3X Promet szt 3 32. H1-H3 Wskaźnik położenia NEF30-WPcz Promet szt 3 33. H10-H30 Lampka sygn. diodowa NEF30-LDSZ-U Promet szt 3 34. K1-K3 Przekaźnik R15 3p, 220V DC Relpol szt 3 35. F20F Ogranicznik przepięć OP/1 Elester-PKP szt 1 36. G20 Zasilacz CZAT 6 PS Elester-PKP szt 1 Elester-PKP Sp. z o.o. 90-569 Łódź ul. Pogonowskiego 81 Linia E65. Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Potrzeby własne. Zestawienie materiałów. Nr ark. 2/4 Nr kol. 20 Nr arch. rys.
Lp. Symbol Nazwa Producent jm Ilość Uwagi 37. U20 Sterownik programowalny CZAT 6 CPU Elester-PKP szt 1 38. A22 Ekran synoptyczny CZAT Synoptic Elester-PKP szt 1 39. A20-A21 Mod. Wej. Wyj. CZAT 6 DIOU Elester-PKP szt 2 40. FX3-FX4 41. U200, U221 42. FPrŁ Rozłącznik bezpiecznikowy LTL00-2/9, wkładki 100A gl Jean Mueller kpl 2 220V DC Przekaźnik napięciowy REx-20 Schneider Electric szt 2 Rozłącznik bezpiecznikowy LTL00-2/9, wkładki 63A gl Jean Mueller kpl 1 220V DC 43. B220 Bocznik pomiarowy B2 60mV/100A Lumel szt 1 44. P220 Tablicowy amperomierz magnetoelektryczny MA17 do bocznika B220 Lumel szt 1 45. 1L+ 1L- 2L+ 2L- Szyny prądowe 300A z izolatorami i kompletem osłon oraz zestawem do mocowania w szafie na płycie montażowej wg dostawcy kpl 2 komplet składa się z dwóch szyn 46. Q221-Q222 Rozłącznik bezpiecznikowy OS63, 63A gg ABB szt 2 47. F220 Wyłącznik instalacyjny EP102UCC32 GE szt 1 48. Z220 Ogranicznik przepięć DS240S-220DC Citel kpl 1 49. P225 50. F100, F200, F225 51. U220 52. 53. 54. F101, F102 F201, F202, F117, F118, F217, F218 F103, F104 F203, F204 F105/1 - F116/1 F205/1 - F216/1 Tablicowy woltomierz magnetoelektryczny MA17 0-250V DC Lumel szt 1 Wyłącznik instalacyjny EP102UCB06 GE szt 3 System lokalizacji doziemienia składający się z 1 szt. IRDH575B1-435 + 4 szt. EDS460-L-2 + 40 szt. przekładniki pomiarowe na kabel 2xLgY4mm 2 oraz 2 szt. Przekładniki pomiarowe na kabel 2xLgY25 mm 2 Bender kpl 1 Wyłącznik instalacyjny EP102UCB10 GE szt 8 Wyłącznik instalacyjny EP102UCB16 GE szt 6 Gniazdo bezpiecznikowe PP D02-1 Główka bezpiecznikowa KN D02 ETI Polam szt 12 Wkładki wg schem. zasadniczego Elester-PKP Sp. z o.o. 90-569 Łódź ul. Pogonowskiego 81 Linia E65. Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Potrzeby własne. Zestawienie materiałów. Nr ark. 3/4 Nr kol. 20 Nr arch. rys.
Lp. Symbol Nazwa Producent jm Ilość Uwagi 55. F105/2 - F116/2 F205/2 - F216/2 Gniazdo bezpiecznikowe PP D02-1 Główka bezpiecznikowa KN D02 ETI Polam szt 12 Wkładki wg schem. zasadniczego 56. F105/3 - F116/3 Rozłącznik OT25E4 ABB szt 12 57. P48 Woltomierz tablicowy MA17 60V DC Lumel szt 1 58. P230 Woltomierz tablicowy MA17P 250V AC Lumel szt 1 59. F231-F236 Wyłącznik instalacyjny 2-biegunowy G62C06 GE szt 6 60. F48.1-F48.6 Wyłącznik instalacyjny EP102UCB10 GE szt 6 61. X Złączki instalacyjne, zasilające Wago szt -- wg schematów 62. --- Kable i przewody do połączeń wewnętrznych wg dostawcy mb -- wg schematów Elester-PKP Sp. z o.o. 90-569 Łódź ul. Pogonowskiego 81 Linia E65. Założenia projektowe do projektu wykonawczego. Potrzeby własne. Zestawienie materiałów. Nr ark. 4/4 Nr kol. 20 Nr arch. rys.