6. opis techniczny - Gmina Święciechowa

6. OPIS TECHNICZNY
6.1. Podstawa i cel opracowania
Niniejsza dokumentacja została wykonana na zlecenie Gminy Święciechowa ul.
Ułąńska 4 Święciechowa.
Podstawę opracowania stanowią:
 warunki techniczne przyłączenia
 norma N SEP- E - 004 Elektroenergetyczne linie kablowe
 album słupów z odłącznikami, rozłącznikami i głowicami kablowymi linii
napowietrznych SN, TOM II, STELEN/El-Projekt Poznań
 album słupowych stacji transformatorowych STSRS – 20/630 TOM III, STELEN/ElProjekt Poznań
 uzgodnienia branżowe
 plan sytuacyjny w skali 1 : 500
Celem opracowania jest stworzenie technicznych podstaw do realizacji budowy linii
kablowej SN 15 kV oraz stacji transformatorowej STSRS 20/630 100kVA, zasilającej
Pompownię P-6 w m. Przybyszewo ul. Henrykowska dz 627/6, dla mocy przyłączeniowej
62kW
6.2. Zakres opracowania
Dokumentacja obejmuje:
 odgałęzienie od istniejącej linii kablowej
 linie kablową SN-15 kV
 stację transformatorową STSRS-20/630
 dobór przekładników pomiarowych oraz licznika energii elektrycznej
6.3. Odgałęzienie od istniejącej linii kablowej
Projektowaną stację transformatorową STRSR 20/630 należy zasilić z projektowanego
złącza kablowego ZKSN 15 kV z pola nr 3 posadowionego na dz nr 359/2
6.4. Projektowana linia kablowa:
Projektuje się linię kablową 3 x YHAKXS 1x70mm2 dł. 703,0 (722,0)m . Linię kablową
SN należy układać na gł. 1,0m (zgodnie z decyzją ZDP) w podanych na planie odległościach
od granic działek. Linię układać na działce nr 396/1 wzdłuż ul. Henrykowskiej.
Przy działkach 5196/4, 587/2, 587/7, 587/8, 587/9, 627/4 kabel SN układać w rurze
osłonowej (A-PS 160 - zbliżenie podłużne do linii kablowych nn). Istniejące kable nn należy
osłonić rurą osłonowa typu A-PS 110 – zbliżenie do linii SN. Przejście kabla pod wjazdami
do posesji oraz na skrzyżowaniu z drogami gruntowymi wykonać w osłonie rurą typu A-PS
160) zgodnie z przedstawionym planem
Kabel układać zgodnie z postanowieniami normy N SEP-E-004. Na kablu co 10m, przy
wejściu na słup, przy wejściu do rur oraz do złącza ZKSN zabudować opaski. Na opaskach
podać przekrój kabla, znak użytkownika (Gmina Święciechowa) oraz rok ułożenia. Trasę
kabla pokazano na rys. 1.
Na kablach w miejscach zbliżeń do fundamentów projektowanego słupa zabudować rurę
osłonową typu DVK 160 długości 1,5 m. Wprowadzenie kabli na słup wykonać w rurze
osłonowej typu BE 160 dł. 3,0m
6.5. Stacja transformatorowa
Zgodnie z warunkami przyłączenia projektuje się budowę stacji transformatorowej
słupowej typu STSRS-20/630 na słupie K-10,5/10-OP-3 (ustój typu U-130), którą wykonać
zgodnie ze schematem wg rys. 2. (rozwiązanie typowe z albumu słupowych stacji
transformatorowych STELEN TOM III). Projektowaną stację zasilić projektowaną liną
kablową SN 15kV wyprowadzoną z projektowanego złącza ZKSN. Z rozdzielnicy nn
projektowanej stacji transformatorowej wyprowadzić obwody do instalacji odbiorczej
Stację wyposażyć w transformator typu TNOSCT 100kVA 15,75/0,42 kV.
W miejscu pokazanym na planie rys 1 zabudować szafkę kablowo - pomiarową i szafkę SKV785-1/3. Wyposażenie stacji STSRS oraz szafki kablowej przedstawia schemat na rys nr 2.
Szynę PEN szafki uziemić. Oporność uziomu Ruz< 5,0 Ω, RB< 1,25Ω.
6.6. Układ pomiarowo-rozliczeniowy SN
6.6.1. Licznik energii elektrycznej
Układ pomiarowy został zaprojektowany dla napięcia 15 kV.
W pośrednim układzie pomiarowym należy zabudować elektroniczny licznik energii
elektrycznej typu EQABP z komunikacją poprzez interfejs CLO. Licznik EQABP musi
posiadać aktualną aprobatę typu i aktualną legalizację GUM, posiadać klasę dokładności 0,5
dla energii czynnej i klasę 1 dla energii biernej, rejestrować profil 15’ energii więcej niż 63
dni oraz samoczynnie zamykać okres obrachunkowy na żądany dzień miesiąca. Licznik
posiada moduł strat energii.
6.6.2. Przekładniki prądowe:
Projektowany układzie pomiarowym należy wyposażyć w przekładniki prądowe typu CTSO
38 5/5 2,5VA kl. 0,5 FS5 (prod KPB INTRA)
6.6.3. Przekładniki napięciowe:
Projektowany układ pomiarowy należy wyposażyć w przekładniki napięciowe VTO 38
15:Ѵ3 kV/ 0,1:Ѵ3 kl. 0,5 5VA (prod KPB INTRA)
W celu dociążenia obwodów wtórnych przekładników napięciowych należy dodatkowo
zainstalować zestaw rezystorów dociążających RD-50/1 3x 1,2kΩ (3x2,77VA – dla
połączenia w gwiazdę )
6.6.4. Montaż urządzeń:
Zaciski wszystkich urządzeń wchodzących w skład układu pomiarowego należy osłonić i
przystosować do plombowania. Połączenia między listwą SK-a a licznikiem wykonać w
rurce karbowanej PCV przewodem DY 2,5mm2 dla obwodów prądowych i DY 1,5mm2 dla
obwodów napięciowych. Obwody pomocnicze dla potrzeb układu pomiarowego
wyprowadzić z rozdzielnicy niskiego napięcia i zabezpieczyć wyłącznikiem nadmiarowo
prądowym 1-faz typu B6A w obudowie przystosowanej do plombowania (zabezpieczenie F1
rys 3). Na tablicy licznikowej należy umieścić gniazdo serwisowe 230V montowane na szynie
TH-35. Gniazdo opisać: ” GNIAZDO SERWISOWE 230V AC”
Instalacja, obsługa oraz parametryzacja liczników powinna być wykonana przez osoby
posiadające odpowiednie kwalifikacje.
6.6.5. Sygnalizacja zaniku napięcia:
Dla identyfikacji zaniku napięcia należy wykorzystać sygnalizację obecności napięcia w którą
wyposażony jest projektowany licznik typu EQABP.
6.6.6. Układ zasilania dodatkowego UPS-AC230V
W celu zapewnienia możliwości odczytu liczników przy braku zasilania ze strony SN
zabudowany zostanie UPS, który będzie zasilał gniazdo 230V AC, układ zasilania
rezerwowego AC 230V dla licznika, zegara US151, modułu komunikacyjnego GTm-t. UPS
należy umieścić w dodatkowej szafie która zostanie zabudowana poniżej tablicy układu
pomiarowego. Obwody wyjściowe z UPS zabezpieczyć wyłącznikami nadmiarowoprądowymi B4 w obudowie przystosowanej do plombowania (zabezpieczenie F2-F5 rys 3)
6.6.7. Synchronizacja czasu:
Synchronizacja czasu realizowana jest za pomocą zegara US151, zlokalizowanego na tablicy
licznikowej dla którego wymagany jest impuls 50 ms. Antenę DCF zamontować na zewnątrz
na konstrukcji stacji transformatorowej.
6.6.8. Transmisja danych pomiarowych
Transmisja danych pomiarowych w trybie Off-line będzie realizowana przez sieć telefonii
GSM/GPRS, oparta będzie na module komunikacyjnym GTm-t podłączonym do licznika
przy pomocy pętli prądowej CLO.
Inwestor we własnym zakresie dostarczy teletransmisyjną kartę GSM dla potrzeb zdalnego
odczytu danych. W celu ewentualnej transmisji danych przez klienta należy dodatkowo
wyposażyć licznik EQABP w moduł komunikacyjny RS485
6.7. Ochrona od porażeń
Tablicę licznikową podłączyć do instalacji uziemiającej stacji transformatorowej
przewodem miedzianym 25mm2 (w kolorze zielono- żółtym). Każdą metalową część należy
podłączyć oddzielnym przewodem miedzianym (w kolorze zielono- żółtym) o przekroju
4mm2do konstrukcji szafy. Do instalacji uziemiającej należy również podłączyć uziemiania
ekranów kabli transmisyjnych oraz zacisków PE urządzeń w szafie licznikowej. Po
podłączeniu uziemienia należy wykonać pomiar rezystancji uziemienia i napięć rażenia.
6.8. Uwagi końcowe
Kabel po ułożeniu, przed zasypaniem należy zgłosić do inwentaryzacji przez jednostki
uprawnione do wykonywania prac geodezyjnych. Całość prac wykonać zgodnie z
obowiązującymi przepisami i normami. Instalację wewnętrzne należy wykonać zgodnie z
wymogami normy PN-IEC/HD 60364 i Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia
12.04.2002 r. (Dz.U. nr 75, poz. 690 z 2002 r.). Za dobór środka ochrony od porażeń
odpowiada wykonawca instalacji wewnętrznych.
Odbiór i podłączenie układu pomiarowego uzgodnić z właściwą jednostką terenową
dostawcy.
7. OBLICZENIA TECHNICZNE
7.1. Sprawdzenie doboru przekładni przekładników prądowych
Rzeczywisty prąd roboczy strony pierwotnej powinien się mieścić w granicach od 20%
do 120% znamionowego prądu pierwotnego – warunek przekładni
Zastosowane wzory:
Pmax
I max 
3 * U n * cos 
Dla obliczeń przyjęto dane:
Moc przyłączeniowa:
62 kW.
Napięcie pomiaru :
15 kV
7.1.1. Obliczenia
Prąd strony pierwotnej przekładników prądowych wynosi:
I zn 
62
 2,57 A
3 *15 * 0,93
Warunek wynikający z pracy przekładników prądowych:
0
,
2
*
I
<
I
<
1
,
2
*
I
zn
zn
Dobrano przekładniki 5/5A
Warunek przekładni
(1÷6)A
- warunek spełniony
7.1.2. Sprawdzenie doboru przekładników prądowych ze względu na obciążenie
obwodów wtórnych
Obciążenie przekładników prądowych w układach pomiarowo-rozliczeniowych nie
powinno przekraczać wartości znamionowych i nie powinno być niższe niż 25% mocy
znamionowej przekładnika.
Zastosowane wzory i wartości:
Szn  Sobc  0,25 * Szn
Gdzie całkowite obciążenie przekładników prądowych:
Sobc  S p  Sz  Sap
Szn
Sp
Sz
Sap
- znamionowa moc uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego - 2,5VA
- straty mocy w obwodach prądowych – wg wzoru
- straty mocy na opornościach zestyków ( rezystancja zestyków na zaciskach
Rz = 0,05 Ω)
- straty mocy na przyrządach pomiarowych
I 2 *l
Sp 
 Cu * s
Obliczenia
Sap - pobór mocy przez obwód prądowy licznika EQABP przy prądzie 5A według karty
katalogowej wynosi
0,05VA
Sap = 0,05 VA
l – długość przewodów od przekładnika do licznika – 15m,
a zatem długość obwodu prądowego
l = 2 * 15 = 30 m
Strata mocy w obwodach prądowych:
Dla prądu znamionowego przekładnika:
2
I 2 * l 2,57 2 * 30
Sp 

 1,39VA
 Cu * s
57 * 2,5
Sz= I2 *Rz = 2,572 * 0,05 = 0,33 VA
S

S
S
S
obc
p
z
ap
Sobc  1,39  0,33  0,05  1,77VA
Dobrano obciążalność obwodów wtórnych:
Szn= 2,5 VA
Obciążenie minimalne
0,25 * Szn = 0,25 * 2,5 = 0,625 VA
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
2,5 ≥ 1,77 ≥ 0,625
warunek wynikający z obciążenia obwodów wtórnych przekładników prądowych spełniony
7.2. Dobór prądu cieplnego przekładników prądowych
Jako obliczeniowe miejsce zwarcia przyjęto dla uproszczenia szyny średniego napięcia
w rozdzielni SN 15 kV GPZ Leszno – Gronowo
Dane do obliczeń:
 Moc zwarciowa SkQ na szynach rozdzielni 15 kV w stacji WN/SN GPZLeszno
Gronowo wynosi 200 MVA
 Napięcie sieci UN = 15 kV
 Czas wyłączenia zwarcia Tk = 0,35s
 Współczynnik napięciowy cmax = 1,1
7.2.1.Obliczanie impedancji i rezystancji obwodu zwarciowego:
7.2.1.1. Obliczanie impedancji systemu energetycznego (GPZ Leszno Gronowo):
= 1,237 Ω
= 1,231[Ω]
= 0,1237[Ω]
7.2.1.2. Obliczanie impedancji linii napowietrznej AFL 6 3x70mm2 (odcinek od GPZ
Leszno Gronowo do słupa rozgałęźnego) dł. Ok.11 km
R0 = 0,4397 / km
X0 = 0,2586 / km
R= 0,4397x 11 = 4,8367
X0 = 0,2586x11 = 2,8446
7.2.1.3. Obliczanie impedancji istniejącej linii kablowej YHAKXS 1x70mm2 odcinek od
słupa rozgałęźnego do projektowanego złącza ZKSN dł. 300m
Ro = 0,443 Ω/ km
Xo = 0,2 Ω/km
R= 0,443x 0,3 = 0,1329 Ω
X = 0,2x0,3 = 0,06 Ω
7.2.1.4. Obliczanie impedancji projektowanej linii kablowej YHAKXS 1x70mm2
odcinek projektowanego złącza ZKSN do projektowanej stacji STSRS 20/630 dł. 710,0m
Ro = 0,443 Ω/ km
Xo = 0,2 Ω/km
R= 0,443x 0,71 = 0,3145 Ω
X = 0,2x0,71 = 0,142 Ω
Impedancja zastępcza obwodu ZQ
ZQ =
ZQ =
ZQ =
=
=
= 6,0995
Obliczanie prądu zwarciowego początkowego:
=
= 1,56 [kA]
≈ 1,7
κ = 1,0 dla
≈ 1,7
Obliczanie prądu cieplnego Ith:
Ith = Ik”
Z tabel odczytano m,n
m = 0,18
n=1
Ith = 1,56
Ith = 1,69 kA
Dobrano prąd cieplny Ith1 = 400Ipn
Wytrzymałość cieplna:
Ith1 ≥ Ith
Ith1 ≥ 1,69 kA xѴ0,35
2 kA ≥0,998 kA
Obliczanie prądu zwarciowego udarowego:
= 1,0*Ѵ2*1,56 = 2,206 [kA]
Warunek dynamiczny:
= 2,5*2 = 5 kA
Idyn ≥5[kA]
5 [kA] ≥2,206[kA] – warunek dynamiczny: spełniony
Dla układu pomiarowego zaprojektowano przekładniki prądowe
CTSO 38 5/5A, klasy 0,5, FS5 2,5VA Ith = 4 kA
7.3. Dobór przekładników napięciowych ze względu na obciążenie obwodów wtórnych
Dane wyjściowe:
1. Sl - Pobór mocy przez licznik w sytuacji podłączenia do licznika napięcia
gwarantowanego = 0,05 VA/fazę
2. Sl1 – Maksymalny pobór mocy przez licznik przy braku napięcia
pomocniczego = 0,9 VA/fazę
3. Sl2 -Pobór mocy przez licznik w sytuacji bez dwóch napięć pomiarowych = 1,8
VA
4. SR - Ze względu na bardzo mały pobór mocy przez urządzenia pomiarowe
należy zastosować rezystory dociążające RD 50 o wartości 3x1,2kΩ ( 3x2,7
VA) dla połączenia w gwiazdę (prod. ZPrAE).
Obciążenie przekładników napięciowych w układach pomiarowo-rozliczeniowych nie
powinno przekraczać wartości znamionowych i nie powinno być niższe niż 25% mocy
znamionowej przekładnika.

Licznik zasilany napięciem pomocniczym (gwarantowanym); do licznika dochodzą
trzy napięcia pomiarowe
Zastosowane wzory i wartości:
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
Gdzie :
Sobc. = Sl + SR =0,05+ 2,7 = 2,75 [VA]
Obciążenie minimalne dla przekładników
0,25 * Szn = 0,25 * 10 = 2,5 [VA]
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
5 ≥ 2,75 ≥2,5

– warunek doboru przekładników spełniony
Licznik pozbawiony napięcia pomocniczego; do licznika dochodzą trzy napięcia
pomiarowe
Zastosowane wzory i wartości:
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
Gdzie :
Sobc. = Sl1 + SR = 0,9+2,7= 3,6 [VA]
Obciążenie minimalne dla istniejących przekładników
0,25 * Szn = 0,25 * 10 = 2,5 [VA]
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
5 ≥ 3,6 ≥ 2,5

- warunek doboru przekładników spełniony
Licznik pozbawiony dwóch napięć pomiarowych
Zastosowane wzory i wartości:
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
Gdzie :
Sobc. = Sl2 + SR = 1,8+2,7 = 4,5 [VA]
Obciążenie minimalne dla istniejących przekładników
0,25 * Szn = 0,25 * 10 = 2,5 [VA]
S

S

0
,25
*
S
zn
obc
zn
5 ≥ 4,5 ≥ 2,5
– warunek doboru przekładników spełniony
Dla układu pomiarowego dobrano przekładniki napięciowe
VTO 38 ; 20000:3/100:3; kl. 0,5 5VA
7.4. Sprawdzenie spadku napięcia dla obwodów wtórnych przekładników napięciowych
dla P=2,75
U % 
100 * P * l 100 * 2,75 *12
= 0,01147

 * S *U 2
57 *1,5 * 58 2
∆U% = 0,01147 ≤∆Udop% = 0,1%
warunek spełniony
dla P=3,6
U % 
100 * P * l 100 * 3,6 *12
= 0,01502

 * S * U 2 57 *1,5 * 58 2
∆U% = 0,01502 ≤∆Udop% = 0,1%
warunek spełniony
dla P=4,5
U % 
100 * P * l 100 * 4,5 *12
= 0,01877

 * S * U 2 57 *1,5 * 58 2
∆U% = 0,01877 ≤∆Udop% = 0,1%
warunek spełniony
7.5. Obliczanie strat energii czynnej w kablach konsumentowych, które posiadają
licznik strat:
Dane do obliczeń:
 Granica własności: zaciski prądowe głowicy kablowej kabla SN 15kVw złaczu ZKSN,
kabel w eksploatacji Odbiorcy
 Zużycie za poprzedni rok - brak danych
 Określenie energii zapotrzebowanej z mocy umownej – nowy odbiorca
Przyjęto parametry przyłaczenia:
Moc umowna
PU = 62 kV
h – ilość godzin w roku
h = 8760 godz.
Ezapotrz(rok)0 = 110/2 x 8760 = 481 800 kWh
 kabel:
3 x YHAKXS 1x70mm2 dł. 710m
 taryfa:
B22
 licznik:
EQABP
 przekładniki prądowe:
δp = 5/5A = 1
 przekładniki napięciowe δN = 15000/100 = 150
Mnożna dla strat jałowych:
U2 * h = ω * C * l * δN2 *tgδ * 10-6
U2 * h = (2 x 3,14 x 50) x 0,2 x 710 x 1502 x 0,004 x 10-6 =
= 314 x 0,2x710 x 22500 x 0,004 x 10-6 =
= 1205760 x 10-6 = 4,0129
Mnożna dla strat obciążeniowych:
I2 * h =(
) * δp2 *10-3
I2 * h = (710/35*70) * 12 * 10-3 = 0,2899 *1 * 10-3 =
= 0,0002899
8. Zestawienia podstawowych materiałów
8.1.Zestawienie podstawowych materiałów dla układu pomiarowego
L.p. Nazwa
Ilość
Producent
/Dostawca
1.
Modem GTm-t ; 230V, CLO
1szt.
Pozyton
2.
EQABP 3x58/100V; 5A; kl. P-0,5, Q-1
zasilanie gwarantowane 230V; CLO
UPS 700
1 szt.
Pozyton
3.
1 szt.
TimeNet
5.
Zegar US151; 220V; impuls pradowy 50ms; 1 kpl.
10mA
Zestaw rezystorów RD 50/1 3x1,2kΩ
1 kpl.
6.
Moduł komunikacyjny RS485
1 kpl
Pozyton
7.
Listwa SK-a
1 szt.
8.
Przekładnik prądowy CTSO 38
3 szt
5/5 2,5VA
Kl.0,5 Fs5 Ith=4kA
Przekładnik napięciowy VTO 38
3 szt
15:Ѵ3kV /0,1:Ѵ3 kl. 0,5 5VA
Szafka kablowa wolnostojąca typu 80x80x25 1szt
4.
9.
10.
ZPrAE
KPB INTRA
KPB INTRA
8.2. Zestawienie podstawowych materiałów dla linii kablowej i stacji SN/nn
Kabel ziemny YHAKXS 1x70mm2
m
3x710,0
Głowice kablowe POLT-24D/1XI
kpl.
6
Głowice kablowe RICS 5123/15kV
kpl.
6
Odgromnik POLIM-D 24N
szt.
3
Tabliczka słupowa
kpl.
1
Opaska kablowa opisana
szt.
65
Folia czerwona szer. 0,3 m
m
580
Bednarka ocynkowana
m
120
Pręt uziemiający GALMAR – 3m
szt.
8
Rura A-PS -110
m
360
Rura A-PS -160
m
140
Szafka pomiarowa (wyposażenie wg schematu nr 3)
szt.
1
Szafka SKV-785-1/3(wyposażenie wg schematu nr 2)
szt.
1
Transformator TNOSCT 100kVA 15,75kV /0,42kV Dyn5
szt.
1
Stacja słupowa STSRS 20/630 wraz z konstrukcją pod stację
kpl.
1
Ustoje U-130
kpl
1
Odłącznik OUN-p II 24/4
kpl.
1