Historia - Elester PKP

Budynek podstacji, ze względu na duŜe gabaryty i łatwą
komunikację, pozwalał na wygodne prowadzenie prac
modernizacyjnych.
Historia
Pod koniec lat dziewięćdziesiątych nasileniu uległy
prace badawczo – projektowe, zmierzające do wprowadzenia na sieć PKP układu zasilania z jednostopniową
transformacją napięcia 110/3 kV. Podyktowane było to
planowanym wzrostem prędkości pociągów na wybranych
liniach magistralnych (głównie CMK) przy jednoczesnej
konieczności odciąŜenia istniejących podstacji trakcyjnych
SN/3 kV, zakłócających pracę innych odbiorów energii
elektrycznej. Dodatkowym czynnikiem, przemawiającym
na korzyść nowego systemu zasilania elektrotrakcyjnego,
były plany wprowadzenia na sieć PKP nowoczesnego
taboru z rozruchem energoelektronicznym. Tabor tego
typu charakteryzuje się znacznie wyŜszymi wymaganiami
co do jakości napięcia zasilającego, w porównaniu do
eksploatowanych dotychczas lokomotyw i zespołów trakcyjnych z przestarzałym rozruchem oporowym.
Prace badawcze, prowadzone przez pracowników
naukowych Politechniki Warszawskiej, przy współudziale
zespołu specjalistów z CNTK i przedstawicieli energetyki
kolejowej, zaowocowały w krótkim czasie powstaniem
wytycznych do budowy jednostopniowych zespołów prostownikowych oraz pozostałych urządzeń toru głównego
podstacji z transformacją 110/3 kV. Zdecydowano, Ŝe
prototypowy obiekt powstanie w wyniku modernizacji
istniejącej, klasycznej podstacji trakcyjnej Huta Zawadzka
na Centralnej Magistrali Kolejowej. Zadania tego podjęła
się firma Elester-PKP, a prototypowa podstacja została
uruchomiona w 1999 roku.
Układ przestrzenny
Zasadniczą zmianą w układzie przestrzennym istniejącej podstacji trakcyjnej Huta Zawadzka była budowa
napowietrznej rozdzielni 110 kV. Likwidacji uległy dotychczasowe stanowiska transformatorów prostownikowych,
które przeniesiono na teren rozdzielni 110 kV. Pomiędzy
stanowiskami transformatorów i budynkiem podstacji
wybudowano ekranowane mosty szynowe typu rurowego
na podporach stalowych. Budynek podstacyjny został
odpowiednio zaadaptowany, przy czym rozmieszczenie
pomieszczeń i urządzeń nie uległo zasadniczym zmianom.
Całkowicie nowym elementem podstacji były jedynie szafy
zabezpieczeń i pomiarów 110 kV na hali prostownikowo –
rozdzielczej.
Układ zasilania przed modernizacją
Układ przestrzenny zmodernizowanej PT Huta Zawadzka.
Układ zasilania po modernizacji z transformacją 110/3 kV
Rozdzielnia 110 kV
Stan istniejący
Podstacja trakcyjna Huta Zawadzka wybudowana
została w 1977 roku w ramach elektryfikacji Centralnej
Magistrali Kolejowej na odcinku Idzikowice (Radzice) –
Szeligi. W stanie poprzedzającym modernizację podstacja
wyposaŜona była w trzy 6-pulsowe prostowniki PK-17/3,3
z transformatorami 4400 kVA, przestarzałą „piętrową”
rozdzielnicę 3 kV z niesekcjonowaną szyną zbiorczą oraz
zabezpieczenia elektromechaniczne. Zasilanie podstacji
zrealizowane było za pomocą dwóch krótkich linii 15 kV z
sąsiadującej stacji 110/15 kV zakładu energetycznego.
Zasilanie zmodernizowanej podstacji Huta Zawadzka
zrealizowano za pomocą dwóch krótkich linii 110 kV z
sąsiadującej stacji 110/15 kV zakładu energetycznego. Ze
względu na niewielką odległość i wzajemne usytuowanie
obu stacji jedna z linii zasilających wykonana została jako
most szynowy. Drugą linię zrealizowano za pomocą kabla.
Rozdzielnia 110 kV wyposaŜona została w nowoczesną
aparaturę 110 kV produkcji ABB ZWAR z wyłącznikami
SF6. Rozdzielnia ta zaprojektowana została jako 6-polowa.
W rozwiązaniu pierwotnym posiadała ona 2 pola linii zasilających z GPZ Huta Zawadzka, 2 pola transformatorów
prostownikowych, 1 pole sprzęgła oraz 1 pole planowanej
linii 110 kV do podstacji trakcyjnej Budy Zosiny (obecnie
Budy Stare). Podstacja ta miała zostać zmodernizowana
w niedalekiej przyszłości, jednak ze względów finanso-
−2−
wych plany te zostały odsunięte w czasie. Ostatecznie
dodatkowe pole na PT Huta Zawadzka zostało rozebrane,
a schemat rozdzielni 110 kV – uproszczony do typowego
układu H4 z wyłącznikami w polach liniowych i transformatorowych oraz dwoma odłącznikami w gałęzi poprzecznej.
Prostownik ten zapewnia 12-fazową pulsację napięcia
wyprostowanego 3,3 kV oraz podwyŜszoną wytrzymałość
zwarciową, wymaganą do pracy w układzie transformacji
jednostopniowej 110/3 kV. Prąd znamionowy prostownika
w III klasie przeciąŜalności wynosi 1700 A i w połączeniu
ze znacznie sztywniejszym napięciem na szynach 3,3 kV
umoŜliwia przesłanie do pojazdu trakcyjnego znacznie
większej mocy niŜ w przypadku stosowanych wcześniej
zespołów prostownikowych PK-17. Dostarczony prostownik wyposaŜony został w mikroprocesorowe urządzenie
zabezpieczające MPZ-10 firmy MY-SOFT, przystosowane
do komunikacji za pośrednictwem magistrali CANBUS.
Układ MPZ-10 umoŜliwia pomiar prądu oraz napięcia na
wyjściu prostownika, monitoruje temperaturę diod i radiatorów, a takŜe wykrywa ewentualne zwarcia wewnętrzne.
Rozdzielnia 110 kV na PT Huta Zawadzka.
Transformator prostownikowy TOCRp 7000/115.
Wyłącznik 110 kV typu LTB z komorami SF6.
Zespoły prostownikowe
Zmodernizowana podstacja wyposaŜona została w
dwa zespoły prostownikowe. W zespole prostownikowym
zastosowano czterouzwojeniowy transformator TOCRp
7000/115 dostarczony przez zakłady EMIT z śychlina.
Transformator ten miał przekładnię 115/1,3/1,3/16,5 kV,
układ połączeń YNd11y0d11, moc 7,3 MVA i chłodzenie
naturalne ONAN. WyposaŜony został w 16-stostopniowy,
podobciąŜeniowy przełącznik zaczepów oraz regulator
napięcia firmy Computers & Control. Z uzwojeń 2 x 1,3 kV
transformatora prostownikowego zasilany jest prostownik
PD-17/3,3 wyprodukowany przez Instytut Elektrotechniki.
−3−
Uziemnik punktu zerowego i wyprowadzenie napięcia 15 kV.
Regulacja napięcia
Transformator TOCRp 7000/115 wyposaŜony został
w szesnastostopniowy, podobciąŜeniowy przełącznik
zaczepów, włączony w uzwojenie 115 kV od strony punktu
gwiazdowego. Regulacja napięcia odbywa się w zakresie
±10 % (po 8 stopni w górę i w dół). W rozwiązaniu pierwotnym na PT Huta Zawadzka zastosowano regulator
napięcia RNT-5E firmy Computers & Control, którego
działanie uzaleŜnione było od napięcia na szynie 3 kV DC.
Rozwiązanie to nie zdało egzaminu ze względu na duŜą
zmienność obciąŜenia po stronie prądu stałego i związane
z nią głębokie wahania napięcia na szynie prądu stałego.
W efekcie przełącznik zaczepów wykonywał nadmierną
liczbę operacji i był naraŜony na przedwczesne zuŜycie.
Problem ten rozwiązano przenosząc kryterium działania
regulatora na stronę 110 kV i uzaleŜniając pozycję przełącznika zaczepów tylko i wyłącznie od aktualnej wartości
napięcia na szynach 110 kV (według zadanej tabeli).
Przyjęty układ eliminował sprzęŜenie zwrotne w działaniu
regulatora napięcia i zapewniał utrzymanie prawidłowej
wartości napięcia na szynie 3 kV nieobciąŜonej podstacji.
Rozwiązanie to uznane zostało za standard i powtórzono
je w kolejnych podstacjach trakcyjnych z transformacją
jednostopniową 110/3 kV.
Prostownik diodowy PD-17/3,3 z układem MPZ-10.
Połączenia transformatorów prostownikowych z prostownikami wykonano za pomocą ekranowanych mostów
szynowych produkcji Elektrobudowa S.A. Rozwiązanie to
wybrane zostało ze względu na duŜą odległość pomiędzy
stanowiskami transformatorów i budynkiem podstacyjnym,
a takŜe ze względu na potrzebę wyeliminowania niebezpieczeństwa wystąpienia zwarcia na wyprowadzeniach
1,3 kV transformatora prostownikowego. Zwarcia w tym
miejscu charakteryzują się duŜą wartością prądu i byłyby
bardzo szkodliwe dla transformatora. W izolatorach przepustowych do budynku podstacji zainstalowane zostały
przekładniki prądowe dla potrzeb zabezpieczenia róŜnicowego transformatora oraz zabezpieczenia zwarciowego
prostownika.
Zaadoptowany i zmodernizowany budynek PT Huta Zawadzka.
Nowe wyzwania i problemy
Rurowe mosty szynowe między transformatorem i prostownikiem.
Jednym z pierwszych problemów, jakie pojawiły się
w fazie projektowania prototypowej podstacji, był dobór
zabezpieczenia róŜnicowego transformatora prostownikowego. Chodziło oczywiście o liczbę uzwojeń - Ŝadna z firm
nie oferowała wówczas zabezpieczenia dla transformatora
4-uzwojeniowego. Problem ten został rozwiązany poprzez
zastosowanie układu przekładników pomocniczych, który
na drodze elektrycznej sumował prądy obu uzwojeń prostownikowych. Rozwiązanie to pozwoliło na zastosowanie
typowego zabezpieczenia 3-wejściowego firmy Alstom.
−4−
zastosowanie tych przekładników było i tak konieczne dla
potrzeb zabezpieczenia róŜnicowego transformatora.
Zwłoka czasowa w działaniu tego zabezpieczenia jest
niewielka i ma zadanie tylko i wyłącznie zapewnić skuteczną likwidację zwarć w sieci trakcyjnej przez wyłączniki
szybkie zasilaczy trakcyjnych. Przyjęty układ zapewniał
skuteczną ochronę prostownika od zwarć wewnętrznych
przy jednoczesnym zachowaniu selektywności działania
zabezpieczeń w rozdzielni 15 kV i 3 kV . Rozwiązanie to
uznane zostało równieŜ za standard i powtórzono je na
kolejnych podstacjach trakcyjnych 110/3 kV.
Szafy zabezpieczeń i pomiarów rozdzielni 110 kV.
Tablica sygnalizacji centralnej rozdzielni 110 kV.
Filtr gamma
Tablice sterowania i sygnalizacji rozdzielni 110 kV.
Innym problemem była ochrona zwarciowa samego
prostownika. Ze względu na wykorzystanie dodatkowego
uzwojenia transformatora prostownikowego do zasilania
LPN i potrzeb własnych podstacji, pojawił się problem
zapewnienia selektywnej pracy zabezpieczeń w rozdzielni
15 kV przy jednoczesnej skutecznej ochronie prostownika
od zwarć wewnętrznych. Wystąpienia zwarcia wielkoprądowego w linii potrzeb nietrakcyjnych 15 kV nie moŜe
powodować wyłączenia transformatora 110/1,3/1,3/15 kV,
gdyŜ zwarcie to jest likwidowane selektywnie przez odpowiedni wyłącznik w rozdzielni 15 kV. W związku z tym
opóźnienie w działaniu zabezpieczenia nadprądowego po
stronie 110 kV powinno wynosić co najmniej 0,4 ÷ 0,6 s.
Jednocześnie wszystkie zwarcia wewnętrzne w prostowniku diodowym powinny być likwidowane moŜliwie szybko,
a w kaŜdym przypadku z czasem poniŜej 200 ms ze
względu na wytrzymałość zwarciową modułów diodowych.
W celu rozwiązania tego problemu zastosowano dodatkowe zabezpieczenie nadprądowe, zasilane z przekładników prądowych umieszczonych w przepustach mostu
szynowego 2 x 1,3 kV. Nie stanowiło to problemu, gdyŜ
KaŜdy zespół prostownikowy wyposaŜony został w
indywidualny filtr gamma, składający się z powietrznego
dławika katodowego 6 mH i baterii kondensatorów o pojemności 1000 µF. Dławiki katodowe, wyprodukowane
przez zakłady EMIT z śychlina, zlokalizowano tradycyjnie
obok szaf prostownikowych. Baterie kondensatorów natomiast umieszczono wraz z dodatkowym wyposaŜeniem
w celkach rozdzielnicy 3 kV. Zabezpieczenie baterii kondensatorów od skutków zwarć wewnętrznych wykonano
za pomocą bezpieczników topikowych 3 kV w wykonaniu
trakcyjnym. Do kontroli stanu tych bezpieczników, a co za
tym idzie napięcia na poszczególnych kondensatorach,
zastosowano uproszczony przetwornik pomiarowy WN
produkcji Elester-PKP. Do sterowania pracą filtru gamma
wykorzystano urządzenie MPZ-10, które w porozumieniu z
producentem zostało wyposaŜone w dodatkowe układy
wejść i wyjść. Nadmienić naleŜy, Ŝe koncepcja i projekt
zastosowanego filtru gamma powstały w ścisłej współpracy z Politechniką Warszawską i przedstawicielami CNTK.
Działanie pojemnościowego filtru gamma róŜniło się
w sposób zasadniczy od działania powszechnie znanych
filtrów rezonansowych (urządzeń wygładzających) na
podstacjach SN/3 kV. Oprócz niewątpliwych zalet filtr
gamma stanowił na początku źródło licznych problemów.
−5−
i mniejszą indukcyjność dławika równą 4,4 mH. Natomiast
w zespole prostownikowym 110/3 kV czas zanikania tych
przepięć jest znacznie dłuŜszy, gdyŜ zaindukowanym w
dławiku napięciem ładowana jest bateria kondensatorów
filtru gamma. W niekorzystnym przypadku całkowitego
odciąŜenia podstacji moŜliwe jest utrzymanie się napięcia
na poziomie 5 ÷ 10 kV przez czas kilku sekund. Zjawisko
to stanowiłoby duŜe zagroŜenie dla izolacji sieci trakcyjnej
i urządzeń na podstacji. W celu wyeliminowania przepięć
długotrwałych zastosowano zespół diod bocznikujących
dławik katodowy wraz z elektronicznym układem kontrolującym stan tych diod i powodującym wyłączenie zespołu
prostownikowego w przypadku ich przebicia i trwałego
zbocznikowania dławika danego zespołu. Układ ten miał
jednak tendencję do zadziałań zbędnych podczas operacji
łączeniowych na rozdzielni 110 kV (otwieranie i zamykanie
odłączników). W celu wyeliminowania tego niekorzystnego
zjawiska w układzie przeciwprzepięciowym na PT Huta
Zawadzka wprowadzone zostały odpowiednie zmiany,
które przyczyniły się do skutecznego wyeliminowania tego
problemu w kolejnych podstacjach 110/3 kV.
Kondensatory filtru gamma w celce rozdzielnicy 3 kV.
Jednym z problemów, charakterystycznych dla zespołów prostownikowych z pojemnościowym filtrem typu
„gamma”, jest udar prądu towarzyszący załączaniu rozładowanej baterii kondensatorów pod napięcie. Następujące
po nim oscylacje energii między baterią kondensatorów i
dławikiem katodowym mogą stanowić źródło znacznych
przepięć. W celu ochrony urządzeń podstacji trakcyjnej
przed opisanym wyŜej zjawiskiem zastosowano układ
rozruchowy, składający się z dwóch styczników i opornika.
Rozruch filtru gamma przebiega dwufazowo. W pierwszej
fazie rozruchu następuje zamknięcie stycznika głównego,
a stycznik rozruchowy pozostaje otwarty. Kondensatory
ładowane są przez rezystor, który ogranicza udar prądu
oraz tłumi oscylacje energii. W fazie drugiej natomiast
stycznik rozruchowy zostaje zamknięty, a rezystor zwarty.
Dodatkowo, w celu ochrony wyłączników szybkich przed
udarem prądowym od baterii kondensatorów w przypadku
pobliskich zwarć w sieci trakcyjnej, w szereg z baterią
kondensatorów filtru gamma włączono na stałe niewielką
rezystancję.
Innym problemem, związanym z zastosowaniem
pojemnościowego filtru typu gamma, są stosunkowo duŜe
i długotrwałe przepięcia, powstające w chwili gwałtownego
przejścia zespołu prostownikowego z duŜego obciąŜenia
na pracę jałową. Sytuacja taka ma miejsce w przypadku
działania wyłączników szybkich na podstacji lub w taborze
znajdującym się w jej pobliŜu. Źródłem tych przepięć jest
energia pola magnetycznego zgromadzona w dławiku
katodowym. W przypadku klasycznego zespołu SN/3 kV
przepięcia te nie są groźne z uwagi na udarowy charakter
Układ rozruchowy i diagnostyczny filtru gamma (wnętrze celki).
Rozdzielnia 3 kV
W zmodernizowanej podstacji trakcyjnej 110/3 kV
Huta Zawadzka zastosowano po raz pierwszy w historii
PKP dwuczłonową rozdzielnicę prądu stałego 3,3 kV typu
RPS/K, z wysuwnym wyłącznikiem szybkim na wózku,
−6−
dostarczoną przez zakłady APENA (obecnie GE Power
Controls). Niespotykaną dotychczas nowością były takŜe
silnikowe napędy odłączników sekcyjnych i obejściowych,
co przyczyniło się do znacznego wzrostu operatywności
dyspozytora zasilania w zakresie awaryjnych przełączeń w
rozdzielni 3 kV. Rozdzielnia prądu stałego wyposaŜona
została ponadto w nowoczesną automatykę rozproszoną,
opartą na sterownikach mikroprocesorowych CZAT 3000,
produkcji Elester-PKP. Pomiar prądu i napięcia po stronie
prądu stałego odbywał się za pomocą przetworników
pomiarowych, zapewniających pełną separację obwodów
wtórnych rozdzielnicy od obwodów pierwotnych 3 kV DC.
Było to moŜliwe dzięki zasileniu części wysokonapięciowej
przetwornika wprost z napięcia mierzonego, a takŜe dzięki
komunikacji pomiędzy częścią wysoko- i niskonapięciową
zrealizowanej przy pomocy światłowodu. Rozwiązanie to
pozwoliło na podwyŜszenie bezpieczeństwa obsługi oraz
wyeliminowanie transduktorów i uniezaleŜnienie pomiaru
prądu zasilaczy trakcyjnych od obecności pomocniczego
napięcia przemiennego 400/230 V~. Budowa przetwornika
pomiarowego, eksploatowanego na PT Huta Zawadzka,
jest bardzo zbliŜona do oferowanego obecnie przez firmę
Elester-PKP modułu HVM.
Część wysuwna pola zasilacza – oporniki i bezpieczniki próby linii.
Część wysuwna pola zasilacza – wyłącznik szybki BWS.
Celka minusowa
Rozdzielnica prądu stałego 3 kV typu RPS/K.
Wyłączniki szybkie zasilaczy trakcyjnych, typu BWS,
posiadały zdolność wyłączania prądów zwarciowych na
poziomie 50 kA, występujących w układzie transformacji
jednostopniowej 110/3 kV. Do ochrony podnapięciowej
rozdzielni prądu stałego 3,3 kV zastosowano urządzenie
NAP-TRAK firmy MY-SOFT, które przystosowane zostało
do komunikacji za pomocą magistrali CANBUS.
W ramach modernizacji PT Huta Zawadzka pozostawiono istniejącą celkę minusową, eliminując jedynie
zbędny odłącznik anodowy trzeciego prostownika. Celka
minusowa wyposaŜona została w elektroniczne zabezpieczenie ziemnozwarciowe typu EZZ produkcji Elester-PKP.
Rozdzielnica 3 kV. W oddali celka minusowa z EZZ i TCK.
Automatyka CZAT 3000 w polu zasilacza trakcyjnego 3 kV.
−7−
Z uwagi na elektryczne połączenie uziomów rozdzielni
110 kV z uziomem podstacji, zaprojektowano urządzenie
EZZ w wykonaniu dwukierunkowym, z dodatkowym
zwiernikiem dla przepięć ziemnozwarciowych o przeciwnej
polaryzacji. Dla zapewnienia ciągłego monitoringu stanu
sieci powrotnej zastosowano tester ciągłości kabli powrotnych TCK-1 firmy KOLEN.
Rozdzielnia 15 kV
W budynku podstacji pozostawiono istniejącą rozdzielnicę 15 kV, która została odpowiednio przystosowana
i zmodernizowana. Ze względu na likwidację istniejących
zespołów prostownikowych, liczba pól rozdzielni uległa
zmniejszeniu z 12 do 9. Istniejący odłącznik sekcyjny z
napędem ręcznym, znacznie ograniczający operatywność
dyspozytora zasilania, zastąpiono w pełni wyposaŜonym
polem wyłącznikowym. Do budowy tego pola wykorzystano aparaturę elektryczną z likwidowanych pól zespołów
prostownikowych. Ostatecznie, rozdzielnia 15 kV składała
się z następujących pól:
•
•
•
•
2 pól zasilających z transformatorów głównych;
4 pól linii potrzeb nietrakcyjnych;
2 pól transformatorów potrzeb własnych SN/nn;
1 pola sprzęgłowego (wyłącznika sekcyjnego);
W pierwszej wersji projektu przyjęto, Ŝe w dodatkowe
uzwojenie 15 kV wyposaŜony będzie tylko jeden z dwóch
transformatorów prostownikowych. ZałoŜenie to wynikało
z braku wcześniejszych doświadczeń odnośnie zasilania
rozdzielni 15 kV z czwartego uzwojenia transformatora
prostownikowego, a takŜe ze względu na przewidywane
problemy w tym zakresie. Zasilanie rezerwowe rozdzielni
15 kV stanowić miał kabel z pobliskiego GPZ. Rozwiązanie to jednak nie doszło do skutku i zastosowano jednakowe transformatory prostownikowe. Projektowane pole
dopływowe z GPZ-tu zastąpiono polem dopływowym z
drugiego transformatora prostownikowego. Decyzja ta
okazała się słuszna, gdyŜ prototypowy układ zasilania
rozdzielni 15 kV sprawdził się w praktyce. NaleŜy mieć
równieŜ na uwadze, Ŝe pobliski GPZ wybudowany został
w zasadzie tylko na potrzeby zasilania CMK, a jego dalsza
eksploatacja – po przebudowie PT Huta Zawadzka – była
ekonomicznie nieuzasadniona. W związku tym krótko po
modernizacji podstacji trakcyjnej zakład energetyczny
podjął decyzję o częściowej likwidacji GPZ obok podstacji
(zlikwidowano transformatory 110/15 kV i rozdzielnię SN).
Gdyby więc pierwsza wersja projektu została przyjęta,
zasilanie rezerwowe rozdzielnicy 15 kV stanęłoby pod
znakiem zapytania. Paradoksalnie, po likwidacji rozdzielni
15 kV na GPZ Huta Zawadza, zaistniała konieczność
zasilenia potrzeb własnych tej stacji z podstacji trakcyjnej
(linią niskiego napięcia), a więc w układzie odwrotnym niŜ
przewidywano na początku.
Potrzeby własne
W układzie zasilania potrzeb własnych na PT Huta
Zawadzka pozostawiono istniejące transformatory olejowe
15/0,4 kV o mocy 160 kVA, zlokalizowane na zewnątrz
budynku podstacji w ogrodzonych stoiskach.
Zmodernizowana rozdzielnica 15 kV z zabezpieczeniami MultiMUZ.
W zmodernizowanej rozdzielnicy SN wyeliminowano
istniejącą automatykę przekaźnikową, instalując na jej
miejsce nowoczesne zabezpieczenia cyfrowe MultiMUZ
firmy JM-Tronik. W normalnym układzie pracy rozdzielnia
15 kV zasilana jest z czwartego, połączonego w trójkąt,
uzwojenia 15 kV transformatora prostownikowego. Zasilanie rozdzielni odbywa się w układzie sieci izolowanej, bez
transformatora uziemiającego i z pozostawieniem istniejących transformatorów potrzeb własnych 15/0,4 kV o mocy
160 kVA. Zastosowanie układu sieci izolowanej pozwala
na bezproblemowe, awaryjne zasilenie potrzeb własnych
z sąsiedniej podstacji za pomocą LPN.
−8−
Pozostawiony transformator potrzeb własnych 15/0,4 kV - 160 kVA.
Likwidacji uległy przestarzałe rozdzielnice okapturzone
niskiego napięcia 230/400 V prądu przemiennego oraz
220 V prądu stałego. Nowe rozdzielnice wykonano jako
wolnostojące i wyposaŜono w nowoczesną aparaturę nn.
Do budowy rozdzielnic zastosowano estetyczne skrzynki
plastikowe produkcji ElektromontaŜ Wrocław. W układzie
zasilania obwodów 220 V prądu stałego zastosowano
bezobsługową baterię akumulatorów i dwa nowoczesne
zasilacze buforowe. Nowa bateria akumulatorów umieszczona została w istniejącym pomieszczeniu akumulatorni.
Do koordynacji pracy rozdzielni potrzeb własnych zastosowano sterownik CZAT 3000 produkcji Elester-PKP.
podstacji trakcyjnej, a przede wszystkim wyeliminowało
konieczność układania duŜej liczby kabli sterowniczych na
potrzeby zdalnego sterowania. W przyjętym rozwiązaniu
szafa obiektowa zdalnego sterowania BUSZ, dostarczona
przez Elester-PKP, komunikowała się z urządzeniami w
poszczególnych polach za pomocą elektronicznej magistrali CANBUS. Zmodernizowana podstacja włączona
została do istniejącego na CMK systemu zdalnego sterowania BUSZ-UM, wykorzystującego do komunikacji z NC
Idzikowice urządzenia telegrafii wielokrotnej TgFM i kable
TKD. Prawidłowa współpraca pomiędzy ultranowoczesną
automatyką cyfrową i przestarzałym systemem telegrafii
wielokrotnej świadczy o wysokiej elastyczności oferowanych przez firmę Elester-PKP rozwiązań technicznych.
Automatyka rozproszona
Na zmodernizowanej podstacji Huta Zawadzka po
raz pierwszy w energetyce kolejowej PKP zastosowano
system automatyki rozproszonej. Automatyka rozdzielni
prądu stałego 3,3 kV oraz rozdzielni potrzeb własnych
oparta została na sterownikach mikroprocesorowych
CZAT 3000 produkcji Elester-PKP. Automatyka rozdzielni
15 kV zrealizowana została w oparciu o cyfrowe zespoły
zabezpieczeniowe MultiMUZ firmy JM-Tronik. Urządzenia
te włączone zostały do elektronicznej magistrali wymiany
danych CANBUS, do której ponadto włączono sterowniki
MPZ-10 zespołów prostownikowych oraz zabezpieczenie
podnapięciowe NAP-TRAK firmy MY-SOFT. Dostarczone
przez firmę Alstom zabezpieczenia rozdzielni 110 kV, ze
względu na niekompatybilność ze standardem CANBUS,
zostały włączone do systemu automatyki podstacyjnej za
pośrednictwem modułów CZAT 3000 pełniących funkcję
sprzęgłową. Do sterowania odległościowego odłącznikami
na sieci trakcyjnej zaadoptowano urządzenie Usb-2.
Szafa obiektowa zdalnego sterowania BUSZ na PT Huta Zawadzka.
NC Idzikowice – centrum zdalnego sterowania zasilaniem na CMK.
Sterowanie lokalne
Zabezpieczenia 110 kV firmy Alstom współpracujące z CZAT 3000.
Sterowanie zdalne
Zastosowanie systemu automatyki rozproszonej pozwoliło na znaczne uproszczenie obwodów wtórnych
Na PT Huta Zawadzka zastosowany został po raz
pierwszy terminal komputerowy, umoŜliwiający wygodną
lokalną obsługę obiektu przez dyŜurnego elektromontera.
Komputer terminala wyposaŜono w monitor LCD, odporny
na silne zakłócenia elektromagnetyczne występujące na
podstacji oraz przyjazne oprogramowanie zobrazowania.
−9−
Zastosowanie terminala komputerowego przyczyniło się
do wzrostu bezpieczeństwa lokalnej obsługi podstacji.
Chodzi tutaj w szczególności o moŜliwość zasterowywania
wyłącznikami w rozdzielni 15 kV z bezpiecznej odległości
(dyŜurki), co w przypadku pozostawienia w rozdzielnicy
wyłączników małoolejowych ma duŜe znaczenie. Znane
są bowiem przypadki eksplozji tych wyłączników podczas
załączania na zwarcie.
Podsumowanie
Podstacja trakcyjna Huta Zawadzka była obiektem
prototypowym. W konsekwencji na Ŝadnym etapie realizacji firma Elester-PKP nie mogła liczyć na doświadczenia
innych firm w zakresie projektowania i wykonawstwa tego
typu obiektów. To właśnie nasi inŜynierowie musieli stawić
czoła licznym początkowo problemom, z który kaŜdy stanowił niepowtarzalną okazję do zdobywania nowej wiedzy
i doświadczeń. Dziś z przyjemnością moŜemy stwierdzić,
Ŝe sprostaliśmy wymaganiom Inwestora, a wyniki dotychczasowej eksploatacji PT Huta Zawadzka potwierdzają
słuszność przyjętych przez naszą firmę rozwiązań.
Wszystko to w połączeniu z faktem, Ŝe modernizację tę
wykonaliśmy w ruchu ciągłym – bez przerw w zasilaniu
sieci trakcyjnej – pozwala nam uwaŜać się za pioniera w
zakresie budowy bądź modernizacji podstacji trakcyjnych
z zastosowaniem transformacji jednostopniowej 110/3 kV.
Terminal komputerowy sterowania lokalnego w dyŜurce podstacji.
Prace w ruchu ciągłym
Ze względu na funkcję jaką pełni PT Huta Zawadzka
w układzie zasilania Centralnej Magistrali Kolejowej, firma
Elester-PKP nie dysponowała moŜliwością całościowego
wyłączenia obiektu na czas przebudowy. Mimo zastosowania prototypowych rozwiązań i urządzeń, modernizacja
podstacji musiała zostać przeprowadzona w ruchu ciągłym
– przy zapewnieniu bezprzerwowego zasilania sieci trakcyjnej i bez zwiększonego poboru mocy na sąsiednich
podstacjach. Warunek ten wynikał z duŜego obciąŜenia
układu zasilania na północnym odcinku CMK przez pociągi ekspresowe rozwijające prędkość „pod górę”. Sytuacja
ta nie stanowiła jednak większego problemu, ze względu
na opracowaną przez firmę Elester-PKP, unikalną technologię przebudowy czynnego obiektu, z przejściową pracą
podstacji na części starych i nowych urządzeń.
PT Huta Zawadzka – stan na dzień 1.12.2006 r.
PPHU Elester-PKP Sp. z o.o.
ul. Pogonowskiego 81
90-569 Łódź
tel. +48 42 253-46-00
fax. +48 42 253-46-10
www.elester-pkp.com.pl
[email protected]
W sprawach związanych z budową bądź modernizacją
podstacji trakcyjnych i innych obiektów układu zasilania
elektrotrakcyjnego bądź elektroenergetycznego prosimy
o kontakt z następującym pracownikiem Elester-PKP:
Jacek Jastrzębski
+48 42 253-46-12
+48 697 044-047
[email protected]
© 1999 - 2006 Copyright by Elester-PKP
Centralna Magistrala Kolejowa.
− 10 −