Uproszczony projekt przyłącza kablowego SN do elektroenergetycznej linii napowietrznej SN zasilającego słupową stację transformatorową SN/nn
W artykule prezentujemy projekt dla stacji o mocy 250 kVA, zasilanej kablem SN układanym w ziemi, przyłączonym do pobliskiej elektroenergetycznej linii napowietrznej SN. Rys. archiwum redakcji
Często w praktyce zachodzi konieczność minimalizacji powierzchni terenu zajętego przez stację transformatorową przeznaczoną do zasilania obiektu budowlanego, wznoszonego na terenie inwestycyjnym. Z pomocą przychodzi stacja
transformatorowa słupowa zasilana kablem układanym w ziemi.
Zobacz także
SKLEP RTV EURO AGD Domek letniskowy - wszystko, co powinno się w nim znaleźć, aby dobrze wypoczywać
Lubisz spędzać wakacje w otoczeniu natury, najchętniej bez towarzystwa innych ludzi? Najlepiej zdecydować się więc na domek letniskowy położony w jakimś ustronnym miejscu. Jednak jak wyposażyć taki domek,...
Lubisz spędzać wakacje w otoczeniu natury, najchętniej bez towarzystwa innych ludzi? Najlepiej zdecydować się więc na domek letniskowy położony w jakimś ustronnym miejscu. Jednak jak wyposażyć taki domek, by móc korzystać również ze wszystkich zdobyczy techniki? Co powinno się w nim znaleźć, aby cieszyć się zarówno ciszą, jak i rozrywką?
archon.pl Dom tani w budowie - jaki powinien być idealny projekt?
Przed inwestorem, który podjął już decyzję o budowie domu i rozpoczyna przygotowania, otwiera się wiele możliwości w zakresie wyboru idealnego projektu domu. Najważniejsze, aby ten dopasowany był do potrzeb...
Przed inwestorem, który podjął już decyzję o budowie domu i rozpoczyna przygotowania, otwiera się wiele możliwości w zakresie wyboru idealnego projektu domu. Najważniejsze, aby ten dopasowany był do potrzeb domowników, do uwarunkowań działki oraz przepisów lokalnego prawa, a także mieścił się w przeznaczonym na inwestycję budżecie. Pracownia ARCHON+ proponuje różnorodne gotowe projekty domów parterowych, projekty domów z poddaszem użytkowym, piętrowe, wśród których dostępne są interesujące projekty...
mgr inż. Julian Wiatr Uproszczony projekt przyłącza napowietrznego do linii elektroenergetycznej 3 x 230/400 V
Osiedle domków jednorodzinnych, na którym wznoszony będzie projektowany budynek, jest zasilane z linii napowietrznej wykonanej kablem AsXSn 4x70 rozwieszonym na słupach wirowanych. Linia nn jest zasilana...
Osiedle domków jednorodzinnych, na którym wznoszony będzie projektowany budynek, jest zasilane z linii napowietrznej wykonanej kablem AsXSn 4x70 rozwieszonym na słupach wirowanych. Linia nn jest zasilana z systemu elektroenergetycznego przez transformator SN/nn o mocy 250 kVA. Budynek należy przyłączyć do istniejącej elektroenergetycznej linii napowietrznej nn za pomocą kabla AsXSn 4x16 lub o przekroju większym – w zależności od wyników obliczeń.
Powierzchnia gruntu zajmowanego przez zabudowę stacji jest minimalna, a dodatkowe korzyści to zwolnienie z wymagań dotyczących odległości od innych budynków w zakresie ochrony ppoż., którym podlegają stacje kontenerowe.
W artykule prezentujemy rozwiązanie zaczerpnięte z katalogu firmy STRUNOBET MIGACZ Sp. z o.o. z jednoczesnym wskazaniem sposobu postępowania projektanta korzystającego z „gotowych rozwiązań”.
Zgodnie z katalogiem stacja taka może być wyposażona w transformator o mocy do 630 kVA.
W artykule prezentujemy stację o mocy 250 kVA, zasilaną kablem SN układanym w ziemi, przyłączonym do pobliskiej elektroenergetycznej linii napowietrznej SN.
Podstawa opracowania
- Zlecenie inwestora.
- Wizja lokalna w terenie.
- Badania geologiczne przeprowadzone na terenie inwestycji.
- Projekt zagospodarowania terenu oraz projekt instalacji elektrycznych budynków planowanych do wzniesienia na terenie objętym projektem zagospodarowania terenu.
- Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity: DzU z 2015 roku, poz. 1422).
- Warunki techniczne przyłączenia wydane przez zakład energetyczny.
- Norma PN-EN 50322:2011 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV.
- Norma N SEP-E 004 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa.
- Wieloarkuszowa norma PN-90/E-06401 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Osprzęt do kabli o napięciu znamionowym nieprzekraczającym 30 kV.
- Norma N SEP-E 001 Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia. Ochrona przeciwporażeniowa.
- PN-E 05100-1:2000 Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami roboczymi gołymi.
- Norma PN-EN 60865-1:2002 Obliczanie skutków prądów zwarciowych. Część 1. Definicje i metody obliczeń.
- Norma PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
- Katalogi producentów kabli oraz producentów osprzętu kablowego.
- Album słupowych stacji transformatorowych na słupach pojedynczych z żerdzi wirowanych STSRS-20/630 tom V (www.strunobet.pl/do-pobrania: 14.02.2016).
- Album linii napowietrznych średniego napięcia LSNS-og. 70(50), tom II, cz. 2 (www.strunobet.pl/do-pobrania: 14.02.2016).
Wyciąg z technicznych warunków przyłączenia
- Projektowany zakład przemysłowy należy zasilać z wybudowanej na terenie inwestycji stacji transformatorowej słupowej kablowej SN/nn o mocy 250 kVA.
- Zasilanie projektowanej stacji wykonać kablem SN o przekroju dobranym na podstawie obliczeń (nie mniejszym niż 120 mm2), przyłączanym do istniejącej linii napowietrznej SN.
- Prąd zwarcia symetrycznego na szynach SN w GPZ – 10 kA.
- Grupa przyłączeniowa III. Stacja pozostaje na majątku i w eksploatacji użytkownika.
- Układ pomiarowy należy projektować w układzie pośrednim i zlokalizować w słupowej szafce pomiarowej.
- Czas trwania zwarcia w linii SN – 1,5 s.
- Niekompensowany prąd resztkowy przy zwarciach doziemnych – Iknc = 20 A.
- Dopuszczalny współczynnik tgφ = 0,4.
Opis stanu istniejącego
W odległości 170 m od terenu inwestycji przebiega linia napowietrzna SN 3x8,7/15 kV, wykonana przewodami AFl 6-70. Konstrukcję wsporczą linii stanowią słupy wirowane o długości 12 m. Słup, do którego projektowane jest przyłącze kablowe SN, zasilające projektowaną stację transformatorową, znajduje się w odległości 2,7 km od GPZ-tu. Grunt w miejscu posadowienia stacji należy zaliczyć do gruntów średnich. Rezystywność gruntu ρ=200 Ω·m.
Opis stanu projektowanego
W miejscu wskazanym na rys. 1. należy posadowić słupową stację transformatorową STSRS-20/630-K-10,5/10, wyposażoną w transformator SN/nn o mocy 250 kVA.
Żerdź wirowaną K-10,5/10 stanowiącą konstrukcję nośną stacji, po uzbrojeniu w ustój płytowy U2a, należy posadowić w wykopie.
Rys. 1. Plan zagospodarowania terenu; Rys. J. Wiatr
Przed zasypaniem wykopu żerdź należy ustawić pionowo do podłoża.
Schemat ideowy zasilania projektowanej stacji transformatorowej SN/nn oraz jej wyposażenia przedstawia rys. 2.
Widok uzbrojonej stacji transformatorowej przedstawia rys. 3. (pełny opis s. 50: „Albumu słupowych stacji transformatorowych na słupach pojedynczych z żerdzi wirowanych STSRS-20/630 tom TOM V”, www.strunobet.pl/do-pobrania: 14.02.2016).
Rys. 3a przedstawia widok i zasady montażu ustoju płytowego U2a.
Rys. 3a Ustój płytowy typu U2a, gdzie: 1 – element mocowania płyty ustrojowej EUS‑2p (2 szt.); 2 – obejma Ous-1a – 4 szt.; 3 – płyta ustrojowa U-85 – 3 szt.; 4 – śruba z nakrętką M 16×20 – 4 szt.; 5 – podkładka f 16 – 4 szt.; Rys. J. Wiatr
Uziom projektowanej stacji transformatorowej należy wykonać jako kombinowany, wspólny dla urządzeń SN oraz nn.
Po wykonaniu uziomów pionowych należy je połączyć taśmą FeZn 30x4. Miejsca łączenia uziomu poziomego z uziomami pionowymi należy zabezpieczyć przed korozją.
Rezystancja wspólnego uziemienia RB ≤ 2,5 Ω.
Układy pomiarowe zużytej energii elektrycznej należy wykonać w układzie pośrednim z wykorzystaniem przekładników prądowych SN napowietrznych CTSO 10/5 A/A, kl. 0.2S, Sn = 7,5 VA oraz przekładników napięciowych SN VTO 17 o mocy Sn = 7,5 VA i napięciach 
Układy pomiarowe należy zainstalować w słupowej szafce pomiarowej. Schemat układu pomiarowego przedstawia rys. 4. Projektowaną stację transformatorową należy zasilać kablem 3´XRUHAKXS 120 przyłączonym do istniejącej linii napowietrznej SN. Przyłączenie do istniejącej linii napowietrznej SN należy wykonać zgodnie z rys. 5. (pełny opis s. 127: „Album linii napowietrznych średniego napięcia LSNS-og. 70(50) tom II cz. 2”, www.strunobet.pl/do-pobrania: 12.02.2016).
Kabel 3 x XRUHAKXS 120, zasilający projektowaną stację transformatorową SN/nn, należy układać w wykopie o głębokości 100 cm na podsypce z piasku o grubości 10 cm. Następnie kabel należy zasypać warstwą piasku o grubości 10 cm, warstwą rodzimego gruntu o grubości 35 cm, ułożyć taśmę kablową koloru czerwonego (taśma musi wystawać po 5 cm z każdej strony budowanej linii kablowej) i zasypać wykop doprowadzając grunt do stanu sprzed wykopu.
Na kablu projektowanej linii SN przed zasypaniem należy w odstępach co 10 m założyć opaski kablowe zawierające następujące informacje: typ kabla – rok ułożenia – długość – symbol użytkownika – symbol wykonawcy. Przekrój projektowanej linii kablowej i uziemienia przedstawia rys. 6.
Obliczenia
Obliczenia zwarciowe
– prądy zwarciowe dla zwarć symetrycznych, w GPZ na szynach 15 kV:
– parametry zwarciowe w GPZ:
– parametry zwarciowe w miejscu przyłączenia kabla SN:
Wymagany przekrój kabla ze względu na zwarcia:
Należy przyjąć kabel 3 x XRUHAKXS 120, zgodnie z warunkami technicznymi przyłączenia wydanymi przez zakład energetyczny.
Sprawdzenie żyły powrotnej na zwarcie dwufazowe:
Sprawdzenie dobranego kabla z warunku spadku napięcia:
Dobór zabezpieczenia transformatorów po stronie SN:
Należy dobrać bezpieczniki SN VV 24 kV – 20 A o prądzie nominalnym 20 A.
Zabezpieczenie po stronie dolnego napięcia bezpiecznik topikowy gTr 250 (zainstalowany w szafie rozdzielczej nn, zlokalizowanej obok projektowanej stacji transformatorowej), przy którym zostanie zachowana selektywność działania zabezpieczeń instalowanych w poszczególnych obwodowych.
Spodziewany prąd zwarcia po stronie dolnego uzwojenia transformatora gwarantuje selektywne zadziałanie w stosunku do zabezpieczenia instalowanego w górnych uzwojeniach transformatorów. Czas zadziałania bezpiecznika gTr 250 przy spodziewanym prądzie zwarcia odczytany z jego charakterystyki prądowo-czasowej spełnia następujący warunek: 0,4 s < T < 1,5 s.
Wymagana rezystancja uziemienia transformatora:
Zgodnie z wymaganiami normy N SEP-E 001, w takim przypadku należy spełnić następujący warunek:
Ponieważ uziom zostanie wykonany jako kombinowany, rezystancje poszczególnych jego elementów wyniosą:
– pojedynczy uziom pionowy Φ 16, długości 6 m (dolny koniec 7 m poniżej poziomu gruntu, a górny 1 m poniżej poziomu gruntu):
– uziom poziomy na głębokości 1 m:
– wartość wypadkowa uziemienia (10 uziomów pionowych oddalonych od siebie średnio o 18 m połączonych taśmą FeZn 30 x 4 stanowiącą uziom poziomy):
Warunek będzie spełniony.
Dobór przekładnika prądowego:
Wymagane parametry zwarciowe przekładnika:
– prądy zwarciowe na końcu projektowanej linii kablowej (l = 200 m – uwzględnia całkowitą długość kabla łącznie z zapasami):
– znamionowy prąd dynamiczny:
– znamionowy krótkotrwały prąd cieplny (1-sekundowy):
Zostanie przyjęty przekładnik prądowy napowietrzny SN typu CTSO 17 10/5 A/A kl. 0.2S o mocy Sn = 7,5 VA, Idyn = 25 kA oraz IthT1 = 20 kA, produkcji KPB Intra Polska Sp. z o.o.
Dobór przekładników napięciowych:
gdzie:
Un1 – napięcie pierwotne przekładnika, w [V],
Un2 – napięcie wtórne przekładnika, w [V],
Sg – moc graniczna przekładnika, w [VA],
S0 – moc obciążenia przekładnika, w [VA],
Sn – moc znamionowa przekładnika, w [VA],
Sap – moc pobierana przez tor napięciowy licznika energii elektrycznej, w [VA],
Inb2 – prąd znamionowy zabezpieczenia instalowanego po stronie wtórnej przekładnika, w [A],
Sp – wymagany przekrój przewodu łączącego przekładniki z licznikiem zużytej energii, w [mm2],
Rb – rezystancja bezpiecznika, w [Ω],
Rz – rezystancja zestyków, w [Ω],
γ – konduktywność przewodu, w [m/(Ω·mm2)],
S – przekrój przewodu, w [mm2],
Zn – znamionowa impedancja przekładnika, w [Ω],
l – długość przewodu lub kabla, w [m],
Zap – impedancja wejściowa licznika zużytej energii, w [Ω],
Rz – rezystancja łączeń, w [Ω],
Rp – rezystancja przewodu łączącego licznik z przekładnikiem, w [Ω],
IBTr – spodziewany prąd obciążenia obwodu pierwotnego przekładnika prądowego, w [A],
In1 – znamionowy prąd pierwotny przekładnika prądowego, w [A],
In2 – znamionowy prąd wtórny przekładnika prądowego, w [A],
IthT1 – jednosekundowy prąd cieplny przekładnika prądowego, w [kA],
Idyn – prąd dynamiczny przekładnika prądowego, w [kA],
Ith – prąd zwarciowy cieplny, w [kA],
IBTr – spodziewany prąd obciążenia transformatora, w [A],
Ik”– początkowy prąd zawarcia, w [kA],
T – elektromagnetyczna stała czasowa obwodu zwarciowego, w [s],
x’ – jednostkowa reaktancja linii elektroenergetycznej, w [Ω/km] (dla linii kablowej SN: x’ = 0,1 [Ω/km]; dla linii napowietrznej SN: x’ = 0,4 [Ω/km]),
ip – zwarciowy prąd udarowy, w [kA],
κ – współczynnik udaru, w [-],
S”kQ – moc zwarciowa, w [MV],
ZkQ – impedancja zwarciowa zastępcza Systemu Elektroenergetycznego, w [W],
τpz – początkowa temperatura zawarcia, w [K],
τdz – dopuszczalna temperatura zawarcia, w [K],
Tk – czas trwania zwarcia, w [s],
c – ciepło właściwe żyły przewodzącej przewodu lub kabla, w [J(cm3·K)],
k – jednosekundowa gęstość prądu zwarciowego, w [A/mm2],
α – temperaturowy współczynnik rezystancji, w [K-1],
UF – napięcie dotykowe dopuszczalne, w [V],
η1; η2 – współczynniki wykorzystania uziomów, w [-] (J. Strzałka, J. Strojny, Projektowanie urządzeń elektroenergetycznych, UWND, AGH 2008),
lu – długość uziomu, w [m],
du – średnica uziomu, dla uziomu poziomego połowa szerokości, w [m],
tu – głębokość ułożenia uziomu poziomego, w [m],
ρ – rezystywność gruntu, w [Ω×m],
Cmax – współczynnik wzrostu napięcia, w [-].
Przyjęty został napowietrzny przekładnik napięciowy SN typu VTO 17 o mocy 7,5 VA produkcji KPB Intra Polska Sp. z o.o., bezpiecznik topikowy DO2gG2 oraz kabel YKY 4x1,5.
Uwagi końcowe
- Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu po stronie SN – uziemienie.
- Ochrona przeciwporażeniowa po stronie nn – samoczynne wyłączenie zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-4-41:2009.
- Rezystancja uziemienia stacji transformatorowej nie może przekraczać 2,5 W.
- Przy pracach budowlanych związanych z budową linii kablowej w miejscach uzbrojenia terenu roboty należy wykonywać ręcznie w porozumieniu oraz pod nadzorem użytkowników poszczególnych elementów uzbrojenia terenu.
- Po ułożeniu kabla, przed jego zasypaniem, należy rury osłonowe uszczelnić przed przedostawaniem się wody i poddać całość linii kablowych inwentaryzacji geodezyjnej.
- Żyły powrotne poszczególnych kabli należy uziemić na obu końcach.
- Po wykonaniu linii kablowych należy wykonać badania odbiorcze.
PLIKI DO POBRANIA:
