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 podstacji trakcyjnej PLUDRY Nr umowy: 171326PUT9 PROJEKT WYKONAWCZY Część I. Elektroenergetyczna. Tom 1. Rozdzielnia potrzeb własnych. Zamawiający PKP Energetyka Obsługa Sp. z o.o. Obszar Serwisowy Centralny ul. Tuwima 28 90-002 Łódź Projektant mgr inż. Jacek Jastrzębski upr. bud. nr LOD/2240/POOE/13 Sprawdzająca mgr inż. Katarzyna Kucharska upr. bud. nr LOD/2321/POOE/14 Łódź, październik 2017 r.
SPIS TOMÓW DOKUMENTACJI Część I. Elektroenergetyczna. Tom 1. Rozdzielnia potrzeb własnych. Tom 2. Instalacje elektryczne ogólnego przeznaczenia. Tom 3. Sygnalizacja włamania, pożaru i CCTV. Część II. Sanitarna. Tom 1. Ogrzewanie i wentylacja budynku. Część III. Teletechniczna. Tom 1. Sterowanie zdalne. Część IV. Kosztorysowo - przetargowa. Tom 1. Przedmiar robót. Tom 2. Kosztorys inwestorski. Tom 3. STWiOR.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 1 / 11 1. Spis treści 1. Spis treści...1 2. Wprowadzenie... 2 2.1. Zakres i przedmiot opracowania...2 2.2. Podstawa opracowania... 2 2.3. Zawartość opracowania... 2 2.4. Zastrzeżenia prawne...2 3. Potrzeby własne 400/230V AC... 3 3.1. Układ zasilania... 3 3.2. Konstrukcja rozdzielnicy... 3 3.3. Zabezpieczenia przetężeniowe... 3 3.4. Sterowanie i sygnalizacja...4 3.5. Pomiary elektryczne... 4 3.6. Blokady łączeniowe... 4 3.7. Automatyka SZR... 5 3.8. Automatyka ogrzewania i wentylacji... 5 3.9. Automatyka oświetlenia awaryjnego, zewnętrznego i nocnego... 5 3.10. Napięcie gwarantowane... 6 3.11. Ochrona przeciwprzepięciowa... 6 3.12. Ochrona przeciwporażeniowa... 6 4. Potrzeby własne 220V DC... 7 4.1. Układ zasilania... 7 4.2. Konstrukcja rozdzielnicy... 7 4.3. Zabezpieczenia przetężeniowe... 8 4.4. Sterowanie i sygnalizacja...8 4.5. Pomiary elektryczne... 8 4.6. Ochrona przeciwprzepięciowa... 8 4.7. Ochrona przeciwporażeniowa... 8 5. Obliczenia elektryczne... 9 5.1. Prąd zwarciowy w rozdzielnicy 400/230V AC... 9 5.2. Prąd zwarciowy w rozdzielnicy 220V DC... 10 6. Potrzeby własne 110V DC... 11 7. Telemechanika i komunikacja... 11 8. Wskazówki BHP... 11 9. Spis rysunków ogólnych... 11
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 2 / 11 2. Wprowadzenie 2.1. Zakres i przedmiot opracowania Niniejsza dokumentacja obejmuje swoim zakresem rozdzielnice potrzeb własnych 400/230V AC, 220V DC i 110V DC podstacji trakcyjnej Pludry. W skład rozdzielnicy prądu przemiennego wchodzić będą szafy FA1 (sekcja 1), FA2 (łącznik szyn) i FA3 (sekcja 2) oraz szafki FX1 i FX2 (zabezpieczeń transformatorów). W skład rozdzielnicy prądu stałego 220V DC wchodzić będzie natomiast szafa FC1 oraz skrzynki FX3 i FX4 (zabezpieczeń baterii). Przetwornica napięcia 220/110V DC umieszczona zostanie w szafce FC2. Zgodnie z wytycznymi Inwestora rozdzielnice potrzeb własnych obsługiwać będą również instalacje elektryczne budynku (bez dodatkowych rozdzielnic instalacyjnych). Projekt obejmuje dobór prostownika, falownika i przetwornicy. Bateria akumulatorów pozostaje istniejąca. 2.2. Podstawa opracowania 1. Umowa nr PKPEO/OS2/DZ3L/011/2017 zawarta w dniu 14.06.2017 r. 2. Specyfikacja Istotnych Warunków i Opis Przedmiotu Zamówienia. 3. Dokumentacja techniczna podstacji trakcyjnej (Kolprojekt, 1974). 4. Wizja lokalna, inwentaryzacja urządzeń i wywiad branżowy. 5. Szczegółowe uzgodnienia z Inwestorem i Zamawiającym. 6. Dokumentacje techniczne i karty katalogowe urządzeń. 7. Obowiązujące rozporządzenia, normy i przepisy. 8. Zasady wiedzy technicznej i doświadczenie. 9. Standardy spółki PKP Energetyka S.A. 10. Projekt instalacji elektrycznych. 2.3. Zawartość opracowania 1. Opis techniczny. 2. Schemat strukturalny. 3. Lista połączeń kablowych. 4. Schematy koordynacyjne. 5. Schematy zasadnicze. 6. Schematy montażowe. 7. Rysunki montażowe. 8. Zestawienie materiałów. 2.4. Zastrzeżenia prawne Żadna część niniejszego opracowania nie może być rozpowszechniana ani kopiowana bez zgody PKP Energetyka lub Elester-PKP. Nie dopuszcza się adaptacji opracowania dla innych obiektów.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 3 / 11 3. Potrzeby własne 400/230V AC 3.1. Układ zasilania Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC zasilana będzie z dwóch istniejących transformatorów olejowych TAOb-160/15 o mocy 160 kva (oznaczenia schematowe TW1 i TW2), umieszczonych na zewnątrz budynku w ogrodzonych stoiskach. Moc transformatorów, zredukowana bezpiecznikami do poziomu 125 kva, pozwala na pokrycie całości zapotrzebowania przez jeden z nich. W zależności od potrzeb rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC może być zasilana w układzie rezerwy jawnej lub ukrytej. Nie dopuszcza się równoległej pracy transformatorów potrzeb własnych ze względu na ryzyko wstecznego podania napięcia i możliwość przepływu znacznych prądów wyrównawczych. Połączenia transformatorów z rozdzielnicą zaprojektowano kablami YAKXS 4 x 95 mm 2 o numerach 51 i 52. 3.2. Konstrukcja rozdzielnicy Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC wykonana będzie jako dwusekcyjna z łącznikiem szyn i bezpiecznikiem rozcinającym. Aparatura elektryczna umieszczona zostanie w trzech standardowych szafach 19 z drzwiami przeszklonymi i ramą uchylną. Szyny zbiorcze rozdzielnicy wykonane będą płaskownikiem miedzianym 25 x 5 mm na izolatorach żywicznych (obciążalność 320A). Połączenia torów głównych w polach zasilających i sprzęgle zaprojektowano przewodem LgY 70 mm 2 w kolorze czarnym i niebieskim (I dd = 225A zgodnie z PN-IEC 60364-5-523 dla metody referencyjnej ułożenia F). Połączenia szyn zbiorczych z zabezpieczeniami pól odpływowych zaprojektowano przewodami LgY o przekrojach odpowiednich dla zastosowanych zabezpieczeń przetężeniowych, nie mniejszych jednak niż 6 mm 2, ze względu na wymaganą wytrzymałość cieplną zwarciową (przewody te chronione są tylko bezpiecznikami mocy 160A gg). Za aparaturą zabezpieczającą zastosowano przewody LgY o przekrojach jak kabli odpływowych. Jako łączniki główne rozdzielnicy przewidziano 3-biegunowe rozłączniki mocy N2-200 firmy Eaton, wyposażone w napędy elektryczne 220V DC i odpowiednią liczbę styków pomocniczych. W polach odpływowych zaprojektowano rozłączniki bezpiecznikowe Z-SLS na wkładki małogabarytowe D01/D02, wyłączniki nadprądowe G100, wyłączniki silnikowe PKZMO, wyłączniki różnicowoprądowe BPC i wyłączniki kombinowane KZS. Ponadto w odpływach instalacyjnych zastosowane będą styczniki CONTAX oraz wyłącznik zmierzchowy AZ-B-PLUS. Redukcja mocy transformatorów 160 kva, za pomocą bezpieczników, do poziomu 125 kva ma na celu zmniejszenie wymaganego przekroju kabli i przewodów (uzgodniono z ERD Łódź). 3.3. Zabezpieczenia przetężeniowe Podstawowym zabezpieczeniem kabli zasilających i szyn zbiorczych rozdzielnicy 400/230V AC będą bezpieczniki mocy 160A (właściwe dla 125 kva), zainstalowane w rozłącznikach izolacyjnych RBK-00-PRO-V-W (oznaczenia schematowe FX1/FX2), umieszczonych w szafkach na stanowiskach transformatorów. W polu łącznika szyn zaprojektowano natomiast bezpieczniki rozcinające 100A gg, umieszczone w rozłączniku izolacyjnym RBK-00-PRO-M-W (oznaczenie schematowe FXS), które zapewniają selektywne wyłączenie ewentualnego zwarcia na szynach zbiorczych sekcji rozdzielnicy zasilanej przez pole sprzęgłowe (układ rezerwy jawnej). Rezerwę dla zabezpieczeń przetężeniowych strony 0,4 kv transformatorów potrzeb własnych stanowią bezpieczniki po stronie średniego napięcia. Obwody odpływowe zabezpieczono, w zależności od wymagań odnośnie selektywności, wkładkami bezpiecznikowymi gl/gg bądź wyłącznikami instalacyjnymi o odpowiednich charakterystykach.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 4 / 11 3.4. Sterowanie i sygnalizacja Obwody sterownicze rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC będą zasilane napięciem stałym gwarantowanym, z dwóch sekcji rozdzielni potrzeb własnych 220V DC, poprzez stycznik wybiórczy CL01DB00TN (oznaczenie schematowe K301). Powyższe obwody będą wykonane przewodem LgY 1,5 mm 2 w kolorze czerwonym. Rozłączniki główne (oznaczenia schematowe KW1, KW2 i KWS) mogą być sterowane automatycznie lub ręcznie, w zależności od położenia łącznika krzywkowego S6. W trybie automatycznym sterowanie odbywa się z SSiN (nastawnia centralna, terminal podstacyjny) poprzez sterownik CZAT7. W trybie ręcznym natomiast sterowanie rozłącznikami realizowane jest za pomocą przycisków SZ i SW na elewacji rozdzielnicy. Zgodnie ze standardem PKP Energetyka S.A. wyłączenie rozłączników jest możliwe z każdego miejsca, bez względu na stan przełącznika S6. Ze względu na kubaturę budynku powyżej 1000 m 3 zastosowano przeciwpożarowy wyłącznik prądu. Uwaga! Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (przycisk SA) powoduje wyłączenie tylko potrzeb własnych 400/230V AC. Mimo jego użycia na podstacji mogą występować, w dalszym ciągu, inne niebezpieczne napięcia (15 kv AC, 3 kv DC, 220V DC). W związku z tym wejście Straży Pożarnej do budynku może nastąpić jednie po uzyskaniu zezwolenia od dyspozytora zasilania i w obecności pracowników pogotowia energetycznego lub innych służb PKP Energetyka S.A. Sygnalizacja lokalna w rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC będzie realizowana za pomocą wskaźników położenia i lampek sygnalizacyjnych na elewacjach poszczególnych szaf, a także poprzez panel operatorski CZAT Synoptic oraz diody przekaźników napięciowych RNPP-311M i automatu zmierzchowego AZ-B-PLUS. Sygnalizacja zdalna realizowana będzie natomiast za pośrednictwem wejść sterownika CZAT7 i będzie widoczna w SSiN (nastawnia centralna, terminal komputerowy). Uzupełnieniem sygnalizacji optycznej będzie sygnalizacja akustyczna kasowana przyciskiem SK. 3.5. Pomiary elektryczne W rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC zaprojektowano indywidualny, półpośredni pomiar energii czynnej i biernej na każdym dopływie, zrealizowany za pomocą przekładników prądowych ELA1 (oznaczenia schematowe T111-T131) i liczników energii GAMA-300 (oznaczenia schematowe P11 i P12). Powyższe układy pomiarowe zapewniają klasę 0,5s. Zgodnie z wymaganiami Inwestora na każdym z zasilań zainstalowany zostanie ponadto miernik parametrów sieci SENTRON PAC-3200 (oznaczenie schematowe P2), współpracujący z drugim kompletem przekładników prądowych ELA1 (oznaczenia schematowe T112-T132). Miernik ten, oprócz lokalnej prezentacji pomiarów, zapewnia także ich przesyłanie do SSiN, komunikując się ze sterownikiem CZAT7 po protokole MODBUS. Do pomiaru napięcia na szynach zbiorczych poszczególnych sekcji zastosowano woltomierze tablicowe przełączalne EP29 (oznaczenie schematowe P4) umieszczone na elewacjach szaf FA1 i FA3. Obwody pomiarowe licznika energii oraz miernika parametrów sieci przyłączone będą poprzez listwy SKA. 3.6. Blokady łączeniowe Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC wyposażona będzie w system blokad elektrycznych i programowych, wykluczających błędne operacje łączeniowe przy sterowaniu lokalnym i zdalnym. W szczególności wyeliminowano możliwość pracy równoległej transformatorów potrzeb własnych, wstecznego podania napięcia na transformator, jednoczesnego sterowania na załączenie i wyłączenie oraz zadziałania SZR w przypadku wyłączenia ręcznego bądź awarii obwodów kontroli napięcia.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 5 / 11 Przed przekazaniem urządzeń do eksploatacji należy sprawdzić działanie blokad elektrycznych i programowych. W szczególności należy sprawdzić poprawność działania blokady przed pracą równoległą, wstecznym podaniem napięcia i ryglowania odłącznika szynowego strony 15 kv. 3.7. Automatyka SZR Zadaniem automatyki SZR jest możliwie szybkie przywrócenie zasilania całej rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC w przypadku zaniku napięcia na jednym z dopływów. Projektowany układ SZR oparty został na sterowniku CZAT7 produkcji Elester-PKP, współpracującym z przekaźnikami napięciowymi RNPP-311M firmy Novatek Electro (oznaczenia schematowe U3 i U4), nadzorującymi obecność napięcia na szynach zbiorczych i kablach zasilających. Automatyka SZR może pracować w trybie rezerwy jawnej lub ukrytej, a także z powrotem lub bez. Sterowanie operacyjne (blokowanie, odblokowanie) automatyki SZR jest możliwe lokalnie (łącznikiem krzywkowym monostabilnym S7) bądź zdalnie z SSiN (nastawnia centralna, terminal komputerowy). Blokada SZR jest sygnalizowana świeceniem lampki H7. Każde przełączenie SZR jest poprzedzane programowalną zwłoką czasową. 3.8. Automatyka ogrzewania i wentylacji Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC będzie wyposażona, zgodnie z wytycznymi Inwestora, w automatykę sterującą ogrzewaniem i wentylacją hali głównej. Podstawą działania automatyki będą pomiary temperatury oraz wilgotności realizowane przez czujniki THU (oznaczenia schematowe U21, U22 i U23) i przekazywane do sterownika CZAT7. Każdy sterowany obwód ogrzewania i wentylacji będzie posiadał przełącznik (oznaczenia schematowe S126, S128/9, S226, S227), pozwalający na jego ręczne wyłącznie lub załączenie na stałe. Załączenie poszczególnych obwodów będzie sygnalizowane lokalnie (lampki H126, H128, H129, H226 i H227) oraz zdalnie przez wejścia dwustanowe CZAT7. Sterowanie operacyjne (zablokowanie, odblokowanie) automatyki grzewczo-wentylacyjnej możliwe będzie lokalnie (łącznikiem krzywkowym monostabilnym S8) bądź zdalnie z SSiN (NC, terminal). Blokada automatyki będzie sygnalizowana świeceniem lampki H8. W przypadku pobudzenia, przez centralkę CSP, trybu pożarowego, wentylacja hali głównej zostanie elektrycznie odstawiona do czasu jego skasowania przyciskiem SP. Tryb pożarowy sygnalizowany będzie świeceniem lampki HP. 3.9. Automatyka oświetlenia awaryjnego, zewnętrznego i nocnego Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC uczestniczy w sterowaniu oświetleniem awaryjnym (realizowanym zasadniczo w rozdzielni 220V DC) kontrolując sprawność poszczególnych obwodów oświetlenia podstawowego z wykorzystaniem przekaźników napięciowych RNPP-311M (oznaczenia schematowe U110, U111, U112, U210, U211 i U212). Z rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC generowane są finalnie, do szafy FC1, dwa sygnały rozkazujące załączenie oświetlenia awaryjnego w hali głównej i/lub pomieszczeniach pomocniczych. Ponadto w szafie FA2 realizowana jest funkcja odstawienia oświetlenia awaryjnego przy sprawnej i zazbrojonej centralce włamaniowej (brak obsady) oraz funkcja zdalnego załączania oświetlenia awaryjnego przez dyspozytora. Oświetlenie awaryjne jest również załączane automatycznie w trybie pożarowym, bez względu na stan centralki CSW. Sterowanie oświetleniem zewnętrznym budynku i nocnym hali głównej zrealizowane zostanie za pomocą automatu zmierzchowego AZ-B-PLUS firmy F&F (oznaczenia schematowe U127 i R127). Przewidziano możliwość ręcznego wyłączenia obwodu lub jego załączenia na stałe za pośrednictwem przełącznika S127. Załączenie obwodu sygnalizowane jest zdalnie w NC i lokalnie lampką H127.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 6 / 11 3.10. Napięcie gwarantowane Zgodnie z wytycznymi Zamawiającego w rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC (szafie FA2) umieszczono obwody napięcia gwarantowanego 230V AC. Źródłem tegoż napięcia będzie falownik BFIz-2S-220/230MC (2 kva, oznaczenie schematowe FAL) zasilany napięciem 220V DC z szafy FC1 (separowane wejście bateryjne) i napięciem 230V AC z szafy FA3 (separowane wejście sieciowe). Falownik ten zasila, poprzez rozłącznik główny S500, 9-polową rozdzielnicę napięcia 230V AC gwar. Z uwagi na fakt, że zastosowany falownik posiada wewnętrzny ogranicznik prądu (11A przez 60s, 14A przez 10s) szyny zbiorcze 230V AC gwar. zaprojektowano linką LgY 2,5 mm 2. Jako zabezpieczenia obwodów odpływowych zastosowane zostaną wyłączniki nadprądowe G100 o charakterystyce C2A i B6A (oznaczenia schematowe Q501-Q509). Pomiar napięcia i prądu za falownikiem realizowany będzie za pomocą woltomierza i amperomierza EB16 na szynę DIN (oznaczenia schematowe P500 i P501). Do nadzoru napięcia 230V AC gwar. użyto przekaźnik napięciowy RNPP-311M (oznaczenie schematowe U501) z którego sygnały wprowadzono na sterownik CZAT. Z obwodów 230V AC gwar. zasilane jest m.in. oświetlenie szaf potrzeb własnych, modem licznikowy oraz zegar frankfurcki. Zamawiając falownik BFIz-2S-220/230MC produkcji APS Energia lub jego zamiennik należy zaznaczyć, że musi on zapewniać prąd zwarcia min. 6xIn=54A (wyzwalający wyłączniki B6A). 3.11. Ochrona przeciwprzepięciowa Do ochrony urządzeń w rozdzielnicy potrzeb własnych 400/230V AC oraz instalacji elektrycznych z niej zasilanych, od przepięć atmosferycznych i łączeniowych, zastosowano ochronniki przepięciowe DV-M-TNC-255-FM firmy DEHN (oznaczenie schematowe Z5), zainstalowane od strony zasilania na obu dopływach. Dobór ograniczników klasy B+C podyktowany jest istnieniem wspólnego uziomu dla instalacji elektrycznej i odgromowej. Zastosowane ograniczniki przepięć posiadają sygnalizację uszkodzenia wprowadzoną na sterownik CZAT. Obwody automatyki rozdzielnicy potrzeb własnych oraz zasilacz sterownika CZAT zostały zabezpieczone ochronnikiem OP/1 produkcji Elester-PKP. 3.12. Ochrona przeciwporażeniowa Rozdzielnia potrzeb własnych 400/230V AC zasilana jest z transformatorów potrzeb własnych w układzie TN-C. Punkty neutralne TW1 i TW2 należy uziemić do bednarki głównej na stanowiskach. Sieć odbiorcza pracuje w układzie TN-S. Punkt rozdziału przewodu PEN na PE i N (zacisk PEN listwy X1) należy dodatkowo uziemić przewodem LgYżo 70 mm 2. Ochronę podstawową (przed dotykiem bezpośrednim) stanowią izolacje, przegrody i/lub obudowy. Jako ochronę przy uszkodzeniu (dotyku pośrednim) przyjęto samoczynne wyłączenie zasilania w czasie t 5,0 s (obwody zasilające) i t 0,2 s (obwody odbiorcze) oraz izolację podwójną lub wzmocnioną tam, gdzie jest to możliwe. Jako ochronę uzupełniającą przyjęto wyłączniki różnicowoprądowe 30mA i dodatkowe połączenia wyrównawcze ochronne w wybranych obwodach. Szynę PE rozdzielnicy potrzeb własnych 400/230V 50Hz należy uziemić dwupunktowo do bednarki przewodem LgYżo 70 mm 2 z zachowaniem dużej staranności. Przed przekazaniem urządzeń do eksploatacji należy wykonać próby i pomiary pomontażowe zgodnie z wymaganiami PN-HD 60364-6, obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej. W szczególności należy sprawdzić skuteczność ochrony podstawowej i ochrony przy uszkodzeniu. W przypadku problemów z uzyskaniem prawidłowych wyników pomiarów należy skontaktować się z projektantem w celu uzgodnienia możliwych środków zaradczych.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 7 / 11 4. Potrzeby własne 220V DC 4.1. Układ zasilania Projektowana rozdzielnia potrzeb własnych 220V DC zasilana będzie z prostownika ładowczego typu PBI-220/30-MC firmy APS Energia, współpracującego w układzie buforowym z istniejącą baterią akumulatorów 100Ah produkcji TAB. Prostownik baterii, umieszczony w szafie FC1, zasilany będzie podstawowo z sekcji 1 rozdzielni potrzeb własnych 400/230V AC (obwód 101) i rezerwowo z sekcji 2 (obwód 201), poprzez przełącznik wybiórczy S2. Prąd znamionowy zasilacza PrŁ, po stronie prądu stałego, wynosi 30A i jest odpowiedni dla baterii akumulatorów o pojemności 10-godzinnej 100Ah (I n 0,195 x C 10 = 0,195 x 100 = 19,5A). Zasilacz wyposażony będzie w kompensację temperaturową, pod warunkiem zastosowania iskrobezpiecznego czujnika temperatury. Bateria akumulatorów (BA), złożona ze 104 ogniw 2V-4-OGi-100-LA, znajduje się w pomieszczeniu akumulatorni, które zgodnie ze standardami traktujemy jako zagrożone wybuchem. Bateria jest z 2011 roku. Połączenie skrzynek bezpieczników baterii akumulatorów FX3 i FX4 z szafą FC1 należy wykonać kablami YKY 1 x 35 mm 2 (I dd = 125A zgodnie z PN-IEC 60364-5-523 dla metody referencyjnej ułożenia B1), a ich połączenie z baterią zgodnie z wytycznymi firmy TAB. W przypadku braku takich wytycznych można zastosować kable YKY 1 x 35 mm 2, ułożone w sposób eliminujący ryzyko zwarcia międzybiegunowego, które prowadzi zawsze do całkowitego zniszczenia baterii. Skrzynki FX3/FX4 muszą być umieszczone poza akumulatornią. Należy je przystosować do przyłączenia baterii przewoźnej i zespołu probierczego. Uwaga! Rozdzielnia potrzeb własnych 220V DC stanowi źródło napięcia gwarantowanego dla urządzeń mających kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i niezawodności podstacji trakcyjnej (elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej, telemechaniki i oświetlenia awaryjnego). Należy pamiętać, że zanik napięcia na szynach 220V DC stanowi zawsze realne zagrożenie dla ludzi, mienia i ciągłości dostaw energii elektrycznej, a pośrednio również dla ruchu kolejowego. 4.2. Konstrukcja rozdzielnicy Projektowana rozdzielnica potrzeb własnych 220V DC wykonana będzie jako dwusekcyjna. Cała aparatura elektryczna umieszczona zostanie w jednej typowej szafie 19 z drzwiami przeszklonymi i ramą uchylną. Szyny zbiorcze rozdzielnicy wykonane będą płaskownikiem miedzianym 25 x 5 mm na izolatorach żywicznych (obciążalność 320A). Połączenia torów głównych rozdzielnicy wykonane zostaną przewodem LgY 35 mm 2 (I dd = 125A zgodnie z PN-IEC 60364-5-523 dla metody referencyjnej ułożenia B1) oraz LgY 16 mm 2 (I dd = 76A zgodnie z PN-IEC 60364-5-523 dla metody referencyjnej ułożenia B1). Połączenia szyn zbiorczych z zabezpieczeniami pól odpływowych wykonane zostaną przewodami LgY 16 mm 2 oraz 10 mm 2 z dużym zapasem całki Joule a. Za aparaturą zabezpieczającą zaprojektowano przewody LgY 4 mm 2 (bezpieczniki z rozłącznikami) i 2,5 mm 2 (wyłączniki MCB). Jako łączniki główne rozdzielnicy przyjęto rozłączniki bezpiecznikowe OS63 i OS125 produkcji ABB z napędem ręcznym. W polach odpływowych zaprojektowano rozłączniki OT25 firmy ABB, gniazda bezpiecznikowe na wkładki małogabarytowe D01/D02 produkcji ETI oraz wyłączniki nadprądowe EP102UC produkcji GE. W obwodach oświetlenia awaryjnego (306 i 406) zastosowano dodatkowo styczniki elektromagnetyczne CL01D310TN produkcji GE, przekaźniki czasowe PCU-504 firmy F&F oraz łączniki krzywkowe, lampki sygnalizacyjne i złączki diodowe. Szafa FC1 wyposażona będzie w oświetlenie serwisowe (oprawa, łącznik krańcowy) zasilane napięciem gwarantowanym 230V AC. W panelach dystrybucji napięć 3U należy wykonać specjalne otworowanie pod pokrętła OHBS1AH.
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 8 / 11 4.3. Zabezpieczenia przetężeniowe Podstawowym zabezpieczeniem baterii akumulatorów, od zwarć i przeciążeń, będą bezpieczniki mocy 80A gl/gg, umieszczone w skrzynkach FX3 i FX4 na zewnątrz akumulatorni. Zabezpieczenie szyn zbiorczych rozdzielni 220V DC będzie zrealizowane natomiast za pomocą wkładek 50A gl/gg rozłączników bezpiecznikowych F3 (sekcja 1) oraz F4 (sekcja 2). Aby nie dopuścić do zadziałania bezpieczników baterii, w przypadku zwarcia na wyjściu prostownika ładowczego PrŁ, zastosowano wkładki 40A gl/gg rozłącznika bezpiecznikowego F2, odcinające bezzwłocznie zasilacz buforowy PBI-220/30-MC od szyn 220V DC. Zastosowanie tego bezpiecznika do ochrony zasilacza od zwarć zewnętrznych i przeciążeń nie jest konieczne, gdyż posiada on wewnętrzny limiter prądu wyjściowego (zwarciowego) do poziomu 33A. Ze względu na selektywność działania bezpieczników i wyłączników nadprądowych w głębi obwodów część pól odpływowych wyposażona będzie w podstawy i wkładki bezpiecznikowe małogabarytowe D01/D02 o charakterystyce gl/gg (maksymalnie 25A). Pozostałe pola zostaną wyposażone w dwubiegunowe wyłączniki nadprądowe serii EP102UC produkcji GE. 4.4. Sterowanie i sygnalizacja Ze względów bezpieczeństwa rozdzielnia potrzeb własnych 220V DC nie została przystosowana do telesterowania. W przeciwnym wypadku dyspozytor zasilania posiadałby możliwość wykonania niebezpiecznych w skutkach przełączeń nieodwracalnych (np. prowadzących do zaniku napięcia EAZ, telemechaniki czy łączności). Wszystkie łączniki w rozdzielnicy wyposażone będą w napęd ręczny. Sygnalizacja lokalna szafy FC1 realizowana będzie za pomocą panelu zasilacza PBI-220/30, panelu systemu lokalizacji doziemień IRDH575, lampek sygnalizacyjnych NEF30 i LK712 oraz diod LED przekaźników napięciowych REx-20. Telesygnalizacja prostownika PrŁ będzie realizowana poprzez magistralę CANBUS / RS485. Pozostałe sygnały z rozdzielni 220V DC (alarm i awaria prostownika, brak ładowania i rozładowanie baterii, doziemienie i uszkodzenie systemu kontroli izolacji) zostały wprowadzone do sterownika CZAT7 w szafie FA2 (łączniku szyn 0,4 kv) i za jego pośrednictwem są przesyłane do terminala PT oraz dyspozytury zasilania elektroenergetycznego NC Częstochowa. 4.5. Pomiary elektryczne Pomiary napięć i prądów w rozdzielni potrzeb własnych 220V DC zrealizowano zasadniczo jako lokalne z wykorzystaniem mierników tablicowych MA19 oraz wyświetlaczy LCD prostownika PrŁ i jednostki centralnej systemu lokalizacji doziemień IRDH575. Do pomiaru prądu zastosowano bocznik 40A/60mV (pomiar obciążenia rozdzielnicy) i przetwornik LEM (pomiar prądu baterii akumulatorów przez sterownik zasilacza buforowego). Dla potrzeb telepomiarów prostownik PBI-220/30 zostanie przystosowany do komunikacji poprzez magistralę CANBUS / RS485. Ze względów bezpieczeństwa zaleca się przesyłanie aktualnej wartości napięcia baterii do systemu nadzoru dyspozytorskiego. 4.6. Ochrona przeciwprzepięciowa Do ochrony urządzeń w rozdzielnicy potrzeb własnych 220V DC i odbiorów z niej zasilanych, od przepięć atmosferycznych i łączeniowych, zastosowano ochronniki przepięciowe firmy DEHN typu DG-S-275-VA (iskiernikowe), nie zakłócające pracy systemu lokalizacji doziemień firmy Bender. 4.7. Ochrona przeciwporażeniowa Rozdzielnia potrzeb własnych i sieć odbiorcza 220V DC pracują w układzie IT ze stałą kontrolą izolacji, realizowaną przez system lokalizacji doziemień EDS460 firmy Bender. Ochronę podstawową (przed dotykiem bezpośrednim) stanowią izolacje, przegrody i obudowy urządzeń. Jako ochronę przy
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 9 / 11 uszkodzeniu (dotyku pośrednim) przyjęto separację elektryczną, samoczynne wyłączenie doziemień podwójnych w czasie t 0,2 s oraz izolację podwójną lub wzmocnioną tam, gdzie to możliwe. Sieć 220V DC może pracować z pojedynczym zwarciem doziemnym. Spadek rezystancji izolacji poniżej zadanej wartości będzie sygnalizowany lokalnie i zdalnie, a urządzenie IRDH575 wskaże uszkodzony obwód. Wszystkie urządzenia elektryczne wyposażone w zacisk ochronny należy przyłączyć do szyny PE. Szynę PE szafy FC1 należy uziemić do bednarki przewodem LgYżo 35 mm 2 lub większym. W przypadku działania sygnalizacji doziemienia należy zachować szczególną ostrożność przy pracach w obwodach prądu stałego 220V, a także możliwie szybko podjąć działania naprawcze. Przed przekazaniem urządzeń do eksploatacji należy wykonać próby i pomiary pomontażowe zgodnie z wymaganiami PN-HD 60364-6, obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej. W szczególności należy sprawdzić skuteczność ochrony podstawowej i ochrony przy uszkodzeniu. W przypadku problemów z uzyskaniem prawidłowych wyników pomiarów należy skontaktować się z projektantem w celu uzgodnienia możliwych środków zaradczych. 5. Obliczenia elektryczne 5.1. Prąd zwarciowy w rozdzielnicy 400/230V AC Dane wejściowe do obliczeń Lp. Nazwa parametru Symbol Wartość Uwagi i komentarze 1 Napięcie znamionowe transformatora: U n 400 V tabliczka znamionowa TW2 2 Moc znamionowa transformatora: S n 160 kva tabliczka znamionowa TW2 3 Napięcie zwarcia transformatora: U z% 4,30 % tabliczka znamionowa TW2 4 Straty obciążeniowe transformatora: P Cu 2723 W tabliczka znamionowa TW2 5 Moc zwarciowa po stronie 15 kv: S zw MVA mały wpływ na stronę 0,4 kv 6 Konduktywność aluminium: γ Al 34 m/ω mm 2 stała materiałowa 7 Reaktancja kilometryczna kabla: X km 0,1 Ω/km stała materiałowa 8 Przekrój kabla linii zasilającej: S k 95 mm 2 YAKXS 4 x 95 mm 2 0,6/1 kv 9 Długość kabla linii zasilającej: l k 20 m linia kablowa TW2-FA3 10 Współczynnik napięciowy: c 1,0 dla sieci niskiego napięcia Rezystancja, reaktancja i impedancja transformatora potrzeb własnych 2 2 U z% U n 4,30 400 t = = = 0, 043 = 43 mω 100 S 100 160 10 Z 3 n 2 2 PCu U n 2723 400 = = = 0, 017 = 17 mω 3 S S 160 10 160 10 R t 3 n n X t 2 t 2 t 2 2 = Z R = 0,043 0,017 = 0, 039 = 39 mω
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 10 / 11 Rezystancja i reaktancja kabla linii zasilającej R X k k = lk 20 = = 0, = S γ 95 34 006 6 mω k Al X km 0,1 = lk = 20 = 0, 002 = 2 mω 1000 1000 Impedancja pętli zwarcia i maksymalny prąd zwarciowy w rozdzielnicy Z I z z 2 2 2 2 ( R + R ) + ( X + X ) = ( 0,017 + 0,006) + ( 0,039 + 0,002) = 0, = = 047 t k c U n 1 400 = = = 4914 = 4,91 ka 3 Z 3 0,047 z t k 47 mω 5.2. Prąd zwarciowy w rozdzielnicy 220V DC Dane wejściowe do obliczeń Lp. Nazwa parametru Symbol Wartość Uwagi i komentarze 1 Napięcie maksymalne jednego ogniwa: U o 2,25 V wartość typowa 2 Rezystancja wewnętrzna jednego ogniwa: R o 2,490 mω ogniwo typu 2V-4-OGi-100-LA 3 Rezystancja połączeń jednego ogniwa: R p 0,080 mω ogniwo typu 2V-4-OGi-100-LA 4 Liczba ogniw baterii akumulatorów: n b 104 bateria istniejąca 5 Maksymalny prąd prostownika: I max 33 A w/g dokumentacji PBI-220/30 6 Przekrój kabla linii zasilającej: S k 35 mm 2 YKY 1 x 35 mm 2 0,6/1 kv 7 Długość kabla linii zasilającej: l k 9 m odległość od baterii do FC1 8 Konduktywność miedzi: γ Cu 55 m/ω mm 2 stała materiałowa Rezystancja wewnętrzna baterii akumulatorów R b = n b 3 3 ( R + R ) = 104 ( 2,490 10 + 0,080 10 ) = 0,267 = o p 267 mω Rezystancja kabli linii zasilającej (plusowego+minusowego) R k lk 9 = 2 = 2 = 0, 009 = 9 mω S γ 35 55 k Cu Rezystancja pętli zwarcia i maksymalny prąd zwarciowy w rozdzielnicy R z = R + R = 0,267 + 0,009 = 0, 276 = 276 mω b k I z n b Uo 104 2,25 = + Imax = + 33 = 881 = 0,88 ka R 0,276 z
Modernizacja podstacji trakcyjnej PLUDRY Projekt wykonawczy. Część elektroenergetyczna. Rozdzielnia potrzeb własnych. Umowa: Data: 171326PUT9 10 / 2017 Część: Tom: Strona: I 1 11 / 11 6. Potrzeby własne 110V DC Podstacja trakcyjna Pludry wyposażona jest w przestarzałe, centralkowe uzależnienia wyłączników szybkich 3 kv DC, wymagające zasilania napięciem 110V DC. W stanie istniejącym źródłem napięcia 110V DC jest odczep ze środka baterii akumulatorów 220V DC. Rozwiązanie to ma jednak dwie wady. Po pierwsze obwody 110V DC mogą fałszować pomiar prądu konserwującego. Bateria akumulatorów powinna być ładowana w układzie połówkowym (awostaty), co nie jest realizowane. Po drugie napięcie 110V DC, w uzależnieniach międzypodstacyjnych, jest przesyłane między obiektami bez jakiejkolwiek separacji elektrycznej, a więc może być ono źródłem znacznych przepięć i zagrożenia porażeniowego. Mając na uwadze powyższe zdecydowano się na zasilanie obwodów 110V DC z przetwornicy DC/DC. Przetwornica napięcia 220/110V DC, typu EPI-220/110/10-CW, produkcji APS Energia, wykonana jako szafka wisząca FC2, będzie charakteryzować się prądem znamionowym 10A i separacją elektryczną wejścia od wyjścia na poziomie 4 kv DC (wyeliminuje to niebezpieczeństwo przeniesienia potencjału 3 kv z sąsiedniej podstacji do obwodów wtórnych 220V DC). Przetwornica EPI-220/110/10-CW będzie wyposażona, po stronie 110V DC, w kontrolę doziemienia oraz bezpieczniki topikowe 2A gl/gg. Sieć 110V DC będzie pracować w układzie IT ze stałą kontrolą izolacji, co umożliwi nadzór kabla TKD. 7. Telemechanika i komunikacja Sterownik potrzeb własnych (CZAT7), prostownik (PBI-220/30), falownik (BFIz-2S-220/230) oraz przetwornica (EPI-220/110/10) zostaną włączone do systemu nadzoru za pośrednictwem zdublowanej, elektronicznej magistrali komunikacyjnej CANBUS / RS485, wykorzystującej protokół transmisji PPM2, zgodnie z obowiązującymi standardami spółki PKP Energetyka. Transmisja danych z liczników energii (GAMA-300) realizowana będzie poprzez interfejs RS485 i modem licznikowy (Skalar) z anteną 5dBi. Do synchronizacji czasu liczników zaprojektowano zegar frankfurcki (TAB-7.G) z anteną DCF 77,5kHz, generujący impulsy 24V DC. Szczegółowy projekt teletechniczny zamieszczono w tomie 1 części III. Jeżeli na podstacji trakcyjnej istnieje możliwość włączenia liczników energii do istniejącej sieci teletransmisyjnej i synchronizacyjnej to dopuszcza się rezygnację z modemu/zegara w szafie FA2. 8. Wskazówki BHP Prace montażowe, kontrolne i uruchomieniowe będą prowadzone na czynnej podstacji trakcyjnej, w pobliżu pracujących urządzeń i instalacji elektrycznych pod napięciem. Należy zachować daleko idącą, szczególną ostrożność. Roboty elektryczne mogą wykonywać wyłącznie pracownicy wykwalifikowani, pod nadzorem służb PKP Energetyka, zgodnie z wymaganiami instrukcji EBH-1, EBH-1b i EBH-1c. 9. Spis rysunków ogólnych Nr kol. Nr rys. Tytuł rysunku Ilość ark. Lok. domyślna 1 E-02193 Potrzeby własne. Schemat strukturalny. 1 PT 2 E-02194 Potrzeby własne. Zestawienie szaf wnętrzowych. 1 PT 3 E-02195 Potrzeby własne. Zestawienie szaf napowietrznych. 1 PT 4 E-02196 Potrzeby własne. Lista kablowa. 3 PT
CZĘŚĆ OGÓLNA
SZAFA FA1 SZAFKA FX1 400/230V AC SEKCJA 1
SZAFA FA2 400/230V AC ŁĄCZNIK SZYN
SZAFA FA3 SZAFKA FX2 400/230V AC SEKCJA 2
SZAFA FC1 220V DC
SZAFKA FC2 110V DC