Przegląd krajowych rozwiązań kontenerowych stacji transformatorowych SN/nn

Stacje kontenerowe charakteryzują się małymi wymiarami oraz krótkim czasem montażu. Wytwarzane są w całości w specjalistycznych zakładach produkcyjnych. W miejscu zainstalowania wykonuje się jedynie ich montaż końcowy. Ich funkcją jest głównie rozdział energii elektrycznej oraz zasilanie sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia. Stacje te służą do zasilania:

• osiedli mieszkaniowych,
• parków i terenów rekreacyjnych,
• placów budów,
• zakładów przemysłowych i warsztatów rzemieślniczych.

Istnieje kilka kryteriów podziału stacji prefabrykowanych. Stacje dzieli się w zależności od liczby zainstalowanych transformatorów na stacje: jednotransformatorowe, dwutransformatorowe lub niestandardowe – z trzema transformatorami. Ponadto ze względu na rodzaj obudowy wykonuje się stacje w obudowie betonowej lub metalowej. Dodatkowo, w zależności od możliwości realizacji obsługi, wyróżnia się stacje: z obsługą wewnętrzną lub zewnętrzną.

W kontenerowych stacjach transformatorowych stosuje się rozdzielnice SN o izolacji powietrznej lub izolacji SF6 oraz rozdzielnice nn. Stacje te po stronie nn w zależności od wymagań wyposaża się w pojedynczy lub podwójny system szyn.

wymagania normalizacyjne

Stosowane rozwiązania w prefabrykowanych kontenerowych stacjach SN muszą spełniać wymagania przepisów techniczno-prawnych i norm przedmiotowych.

Podstawową normą dla stacji kontenerowych jest norma PN-EN 62271-202:2010 [1]. Dotyczy ona wymagań konstrukcyjnych, technicznych, wyposażenia oraz poszczególnych metod badań urządzeń i jest ściśle powiązana z normami: [2, 3, 4, 5, 6]. W normie [1] określono wymagania w stosunku do głównych komponentów stacji kontenerowej SN/nn (transformatora, rozdzielnicy SN, rozdzielnicy nn) i jej wyposażenia oraz wymagania dotyczące zakresu badań typu stacji. Zdefiniowano 6 klas obudowy: 5, 10, 15, 20, 25 i 30. Ponadto, w zakresie wymagań konstrukcyjnych określono wytyczne do prób obwodów uziemiających po stronie SN stacji, uzależniając procedurę próby od przewidywanego sposobu uziemienia punktu neutralnego sieci, do której stacja będzie przyłączona. Dodatkowo określono procedurę próby nagrzewania na podstawie zasilania obwodów SN i nn z dwóch niezależnych źródeł. Ponadto w normie wprowadzono obligatoryjne badania łukoodporności oraz klasyfikację odporności stacji na łuk wewnętrzny (IAC). Przyjęto również, że komponenty stacji muszą posiadać udokumentowane badania typu według znowelizowanych norm przedmiotowych.

W normie [1] określono wymagania kompatybilności elektromagnetycznej w sytuacji, gdy komponenty stacji zawierają elementy elektroniczne. Ponadto określono procedurę optymalnego doboru stacji do warunków w miejscu przyszłej eksploatacji.

wybrane aspekty oceny rozwiązań kontenerowych stacji prefabrykowanych SN

Prawidłowa praca stacji kontenerowych SN/nn w warunkach normalnych i minimalizacja skutków zakłóceń w stanach awaryjnych wymaga właściwego doboru parametrów stacji, parametrów rozdzielnic SN i nn w niej zainstalowanych, ich konfiguracji i wyposażenia oraz parametrów aparatów szyn i kabli stanowiących jej wyposażenie.

Bezpieczeństwo użytkowania stanowi bardzo ważny czynnik oceny rozwiązań stacji kontenerowych. Szczególnie ważne w aspekcie bezpiecznej i długotrwałej eksploatacji stacji jest posiadanie przez stacje badań typu, których zakres określono w normie [1].

Badania typu obejmują dla prefabrykowanych stacji kontenerowych:

• sprawdzenie poziomu izolacji,
• sprawdzenie przyrostu temperatury dla komponentów zainstalowanych,
• określenie klasy obudowy w stacji,
• sprawdzenie obwodów uziemiających,
• próby funkcjonalności w celu sprawdzenia działania zestawu,
• sprawdzenie stopnia ochrony,
• sprawdzenie odporności obudowy stacji na narażenia mechaniczne,
• próby w warunkach łukowego zwarcia wewnętrznego (klasyfikacja IAC),
• sprawdzenie kompatybilności elektromagnetycznej,
• sprawdzenie poziomu hałasu (na życzenie użytkownika).

Są one realizowane na wniosek producenta w niezależnym akredytowanym specjalistycznym laboratorium dla normalnych warunków pracy oraz dla stanów awaryjnych.

literatura

1. PN-EN 62271-202:2010 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza: Stacje transformatorowe prefabrykowane wysokiego napięcia na niskie napięcie.
2. PN-EN 62271-200:2007 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza: Rozdzielnice prądu przemiennego w osłonach metalowych na napięcie znamionowe powyżej 1 kV do 52 kV włącznie.
3. PN-EN 62271-1:2009 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza. Część 1: Postanowienia wspólne.
4. PN-EN 62271-201:2010 Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza. Część 201: Rozdzielnice prądu przemiennego w osłonach izolacyjnych na napięcia znamionowe wyższe niż 1 kV do 52 kV włącznie.
5. PN-EN 60529:2003 Stopnie ochrony zapewnionej przez obudowy (kod IP).
6. PN-EN 61439-1:2010 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne.
7. W. Dołęga, Stacje elektroenergetyczne, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.
8. Katalog do projektowania 2010. Kontenerowe Stacje Transformatorowe. Rozdzielnice średniego napięcia. Rozdzielnice niskiego napięcia. Słupowe stacje transformatorowe. Linie napowietrzne SN i nn. ZPUE Włoszczowa 2010.
9. Katalog do projektowania 2011. Kontenerowe stacje transformatorowe. ZPUE Włoszczowa, 2011.
10. Katalog stacji specjalnych, Elektromontaż-Lublin Sp. z o.o., kwiecień 2011.
11. Katalog stacji transformatorowych betonowych z obsługą wewnętrzną typu: STLmb-3, STLmb-3,6, STLmb, STLmb-5, STLmb-6, STLmb-7, STLmb-8. Elektromontaż-Lublin Sp. z o.o., listopad 2010.
12. Katalog stacji transformatorowych betonowych z obsługą z zewnątrz typu: STLm-1b, STLm-1,6b, STLmb, STLm-2b, STLm-3/1,6b, STLm-4,8/2,6b; złącz kablowych typu ZKL, Elektromontaż-Lublin Sp. z o.o., listopad 2010.
13. Rozwiązania dla elektroenergetyki, Stacje transformatorowe, Katalog do projektowania. Grupa ENCO 09/2007.
14. El-q.com.pl/katalog-produktow.html
15. www.elektrospark.pl
16. www.zpue.pl