Słupowe stacje transformatorowe STE – opis i zastosowanie
Przedmiot i zakres opracowania
Niniejszy album zawiera rozwiązania słupowych stacji transformatorowych STE z transformatorami o mocy do 630 kVA i napięciu znamionowym 15/0,4 kV i 20/0,4 kV. Stacja przeznaczona jest do zasilania odbiorców wiejskich i miejsko-osiedlowych oraz drobnych odbiorców przemysłowo-usługowych z sieci napowietrznej lub kablowej średniego napięcia. Album zawiera materiały do projektowania oraz rysunki niezbędne dla prawidłowego montażu elementów stacji.
Przewidziane wariantowe rozwiązania stacji pozwalają na optymalny dobór jej wyposażenia.
Dane techniczne i dobór podstawowych elementów stacji podano w pkt. 4 natomiast szczegółowego doboru wyposażenia stacji należy dokonywać, posługując się zbiorczymi zestawieniami materiałów zawartymi w poszczególnych albumach dostępnych na https://energa-operator.pl/dokumenty-i-formularze/instrukcje-i-standardy/standardy-techniczne.
Konstrukcja wsporcza stacji przystosowana jest do pełnienia funkcji słupa krańcowego dla napowietrznych linii średniego (SN) i niskiego (nn) napięcia, względnie słupa przelotowego, odporowego, odporowo-narożnego dla linii SN i krańcowego dla linii nn. Na stacji, wyłącznie dla wymian eksploatacyjnych, przewidziano możliwość instalowania rozłącznika lub rozłączniko-uziemnika (rozłącznika z uziemnikiem) SN.
Podstawowo łącznik SN należy instalować na słupie przed stacją.
Album opracowano w oparciu o normy:
• PN-EN 50341-1 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV
Część 1: Wymagania ogólne – Specyfikacje wspólne.
• PN-EN 50341-3-22 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV
Część 3-22: Zbiór normatywnych warunków krajowych – Normatywne warunki krajowe Polski.
• PN-EN 61936-1 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV
Część 1: Postanowienia ogólne.
• PN-EN 50522 Uziemienie instalacji elektroenergetycznych prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV
• PN-HD 60364-4-41 Instalacje elektryczne niskiego napięcia
Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
• PN-HD 60364-4-442 Instalacje elektryczne niskiego napięcia
Część 4-442: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona instalacji niskiego napięcia przed przepięciami dorywczymi powstającymi wskutek zwarć doziemnych w układach po stronie wysokiego i niskiego napięcia.
oraz normy i zalecenia podane w poszczególnych punktach opisu technicznego.
Rozwiązania stacji
Stacje ujęte w niniejszej dokumentacji składają się zasadniczo z dwóch grup:
• stacje STE do 250 kVA – bez bezpieczników SN
• stacje STE 400 i 630 kVA – z bezpiecznikami SN.
Na stacjach nie przewiduje się montażu pomostu obsługi.
Ze względu ma zasilanie SN przewidziano następujące rozwiązania stacji
|
1. STE/I |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS od strony transformatora, stacja krańcowa, |
|
2. STE/II |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS od strony przeciwnej do transformatora, stacja krańcowa, |
|
3. STEKs/I, STEKp/I |
– zasilanie linia napowietrzna SN z kablem uniwersalnym samonośnym lub podwieszanym od strony transformatora, stacja krańcowa, |
|
4. STEKs/II,STEKp/II |
– zasilanie linia napowietrzna SN z kablem uniwersalnym samonośnym lub podwieszanym od strony przeciwnej do transformatora, stacja krańcowa, |
|
5. STEr |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS od strony przeciwnej do transformatora, stacja krańcowa z rozłącznikiem, |
|
6. STEKsr, STEKpr |
– zasilanie linia napowietrzna SN z kablem uniwersalnym samonośnym lub podwieszanym od strony przeciwnej do transformatora, stacja krańcowa z rozłącznikiem, |
|
7. STEP/1 |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS, stacja przelotowa, układ przewodów płaski, |
|
8. STEP/2 |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi, stacja przelotowa, układ przewodów trójkątny, |
|
9. STEPr/1 |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS ,stacja przelotowa z rozłącznikiem, |
|
10. STEPr/2 |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS ,stacja przelotowa z rozłącznikiem, |
|
11. STEO, STEON |
– zasilanie linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS, stacja odporowa lub odporowo-narożna, |
|
12. STEK |
– zasilanie linia kablowa SN, |
|
13. STEKr |
– zasilanie linia kablowa SN, stacja z rozłącznikiem, |
|
14. STEK2r |
– zasilanie linia kablowa SN, stacja z 2 rozłącznikami. |
Oznaczenia stacji
Charakterystyka stacji
Podstawowe dane techniczne stacji:
Dobór zabezpieczeń sn i połączeń nn stacji
Uwagi:
- Wkładki bezpiecznikowe SN (poz. 2) dobrane zostały do znamionowych mocy transformatorów wg wytycznych producentów wkładek
bezpiecznikowych i stanowią zabezpieczenie transformatora przed skutkami zwarć i przeciążeń. Należny stosować wkładki pełnozakresowe. - Wkładki bezpiecznikowe dla obwodów nn dobrać na obciążalność długotrwała, przeciążenia, warunki zwarciowe oraz zgodnie z wymaganiami ochrony przeciwporażeniowej.
- Połączenia 3-żyłowe stosować w przypadku wyprowadzenia przewodu ochronno-neutralnego (poz. 5.) bezpośrednio z transformatora do połączeń z przewodami PEN obwodów napowietrznych nn.
Zasilanie stacji
Zasilanie stacji przewidziano:
– linia SN napowietrzna z przewodami gołymi AFL-6 35, 50 i 70 mm2,
– linia SN napowietrzna z przewodami w osłonie 50 i 70 mm2 (linia typu PAS),
– linia SN napowietrzna z kablami uniwersalnymi samonośnymi lub podwieszanymi,
– linia SN kablowa – kable ziemne 1-zyłowe o izolacji z polietylenu usieciowanego (XLPE) i powłoce z polietylenu termoplastycznego lub kable uniwersalne.
W albumie w tabelach obciążeń statycznych stacji str. 75÷100 określono dopuszczalny naciąg przewodów SN dla stacji, na której występują wyprowadzenia napowietrzne niskiego napięcia oraz w przypadku wyprowadzeń nn wyłącznie kablowych.
Na str. 74 podano również sposób sprawdzenia minimalnej odległości miedzy przewodami w środku przęsła ograniczonego słupem linii SN i stacja słupowa.
Zaleca się, jeżeli to możliwe, aby w niewielkiej odległości przed stacja projektować słup odporowy przejmujący naciąg przewodów linii zasilającej, co pozwala zmniejszyć naciąg przewodów podwieszanych do poprzecznika stacji.
W przypadku stosowania przed stacja słupa odporowego, na którym występująca różnica maksymalnych naciągów przewodów linii zasilającej z jego obu stron jest większa od 2/3, należny przewidywać jego nośność jak dla słupa krańcowego – wg schematu poniżej.
Wyprowadzenie obwodów nn
Wyprowadzenie obwodów niskiego napięcia przewiduje się liniami napowietrznymi z przewodami izolowanymi samonośnymi oraz liniami kablowymi.
Ilość wyprowadzonych ze stacji obwodów nn zależny od rodzaju tych wyprowadzeń (napowietrzne, kablowe) i zastosowanego rozdziału obwodów na stacji.
Ilość i rodzaj linii nn oraz kierunki ich wyprowadzeń muszą uwzględniać uwarunkowania wynikające z wyboru rozwiązania stacji, przyjętego naciągu linii SN oraz mocy transformatora.
Długość przęseł linii niskiego napięcia należy wyznaczyć w zależności od przyjętego maksymalnego naciągu przewodów, który powinien być tak dobrany, aby sumaryczny naciąg linii nn nie przekroczył obciążeń stacji wg ww. schematów oraz dopuszczalnego obciążenia zastosowanego osprzętu.
Wyposażenie stacji
Strona średniego napięcia
Na stacjach krańcowych, odporowych lub odporowo-narożnych, linia napowietrzna SN z przewodami gołymi lub typu PAS zamocowana jest do poprzecznika za pomocą łańcuchów odciągowych z izolatorami kompozytowymi, natomiast na stacjach przelotowych – przy zastosowaniu zawieszeń przelotowych na izolatorach stojących porcelanowych lub kompozytowych. Linia napowietrzna SN wykonana kablem samonośnym lub podwieszanym, zamocowana jest bezpośrednio do żerdzi lub konstrukcji wsporczej odłącznika za pomocą odpowiedniego osprzętu.
Na stacjach zasilanych linia kablowa SN, kabel wprowadzony na słup stacyjny zakończony jest głowicami kablowymi zamocowanymi na konstrukcji wsporczej lub głowicami konektorowymi podłączonymi bezpośrednio do transformatora.
Przewiduje się zasadniczo trzy odmiany stacji ze względu na moc i masę transformatorów: do 250 kVA, 400 kVA i 630 kVA. Stacje do 250 kVA nie posiadają zabezpieczeń SN. Stacje 400 i 630 kVA wyposażone sa w podstawy z wkładkami bezpiecznikowymi SN. Na stacjach nie przewiduje się montażu pomostu obsługi.
Dla wymian eksploatacyjnych przewidziano stacje z rozłącznikami SN. W przypadku nowych lokalizacji stacji, rozłącznik należny instalować na słupie SN przed stacja.
Połączenie linii zasilającej z transformatorem zrealizowano przewodami w osłonie izolacyjnej. Podłączenie przewodów SN do sworzni izolatorów SN na transformatorze przewidziano przy zastosowaniu końcówek kablowych. W miejscach podłączeń przewodów i kabli do izolatorów SN lub ograniczników przepiec SN, należy stosować osłony izolacyjne.
Aparatura SN stacji chroniona będzie od przepiec indukowanych odpowiednio dobranymi ogranicznikami przepiec, mocowanymi do kadzi transformatora lub na osobnych konstrukcjach, w tym jako izolatory wsporcze dla przewodów lub głowic kablowych (szczegóły – tom II, str. 75 ÷ 81)
Strona niskiego napięcia
Wyposażenie stacji po stronie nn uwarunkowane jest sposobem wyprowadzeń obwodów nn, który w zależności od potrzeb możne być wykonany przy zastosowaniu rozdzielnic nn słupowych lub wolnostojących albo słupowych rozłączników bezpiecznikowych nn.
Pomiar energii na stacji realizowany będzie poprzez układ pomiarowy bilansujący w rozdzielnicy nn lub w osobnej szafce pomiarowej bilansującej nn.
Wyposażenie rozdzielnic nn i szafek bilansujących wraz ze schematami elektrycznymi podano w tomie III.
W przypadku stacji z rozłącznikami słupowymi nn, w celu umożliwienia półpośredniego pomiaru energii po stronie nn, przewidziano rozwiązanie układu pomiarowego z wykorzystaniem napowietrznych przekładników prądowych nn.
Takie rozwiązanie układu pomiarowego przeznaczone jest również dla stacji z rozdzielnica nn, w przypadku braku możliwości montażowych wewnątrz rozdzielnicy na stacjach eksploatowanych.
Połączenia transformatora z rozdzielnica nn słupowa lub wolnostojąca przewiduje się odpowiednio dobranymi kablami nn o izolacji z polietylenu usieciowanego (XLPE) dobór wg tabeli – str. 9.
Przewody izolowane linii nn mogą być wprowadzone bezpośrednio do rozdzielnicy słupowej lub rozłącznika słupowego.
Kable i przewody instalowane na stacji mogą być mocowane za pomocą uchwytów kablowych bezpośrednio do żerdzi lub prowadzone na drabinkach kablowych.
Podłączenie kabli i przewodów nn do transformatora zrealizowano za pośrednictwem zacisków instalowanych na izolatorach przepustowych nn, dostosowanych do przekrojów i ilości podłączanych żył oraz mocy transformatora.
Konstrukcja stacji
Konstrukcje nośna stacji stanowi słup z pojedynczej żerdzi strunobetonowej wirowanej typu E lub EM. Doboru żerdzi w zależności od typu stacji należny dokonać wg schematów obciążeń – str. 75 ÷ 100, zgodnie z asortymentem i wymaganiami ujętymi w tomie III. Obciążenia statyczne konstrukcji nośnej nie mogą przekraczać sił dopuszczalnych podanych na schematach obciążeń.
Konstrukcje stalowe spełniają wymagania Eurokodów Konstrukcyjnych. Zaprojektowano je głównie z kształtowników zimnogietych i oznaczono symbolem pochodzącym od nazwy oraz kolejnego numeru konstrukcji. Wszystkie elementy stalowe stacji powinny spełniać wymagania w zakresie klasy wykonania EXC2 zgodnie z Norma Europejska PN-EN 1090-1+A1 Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych – Cześć 1: Zasady zgodności elementów konstrukcyjnych oraz PN-EN 1090-2+A1 Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych – Cześć 2: Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych. Konstrukcje stalowe zabezpieczone sa antykorozyjnie przez cynkowanie metoda zanurzeniowa, zgodnie z norma EN ISO 1461. Po montażu konstrukcji na budowie, w środowiskach agresywnych, zaleca się dodatkowe malowanie farbami ochronnymi, zgodnie z norma PN-EN ISO 12944-5 Farby i lakiery. Ochrona przed korozja konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Cześć 5: Ochronne systemy malarskie. Jeżeli po cynkowaniu na element stalowy ma być fabrycznie nakładana powłoka malarska (system Duplex), należy kierować się wytycznymi ujętymi w normie PN-EN 50341-1 pkt 7.9.4.
Wszystkie elementy stalowe powinny być trwale oznaczone znakiem producenta i symbolami przyjętymi w niniejszym opracowaniu.
Gabaryty konstrukcji uwzględniają dopuszczalne odległości części pod napięciem (SN) od konstrukcji i elementów słupa zgodnie z normami wymienionymi w punkcie 1.
Przy wykonaniu połączeń przewodów SN na stacji należy zwracać uwagę na odstępy izolacyjne miedzy przewodami a konstrukcjami. Minimalny odstęp izolacyjny powinien wynosić Del =22 cm.
Dobór izolatorów i osprzętu oraz innych elementów nie ujętych w niniejszym opracowaniu wymaga odpowiedniego sprawdzenia i adaptacji.
Uziemienie stacji
Uziemienie punktu neutralnego sieci nn i połączonych z nim przewodów PEN (PE) w stacji STE rozwiązano jako wspólne z uziemieniem urządzeń średniego napięcia. Wspólne uziemienie SN i nn stacji może być zrealizowane jeżeli spełniony będzie warunek ujęty w normie PN-HD 60364-4-442 dotyczący wypadkowej rezystancji uziemień wspólnych SN i nn. W przeciwnym wypadku należy wykonać uziemienia SN i nn jako oddzielne (niezależne) o odległości co najmniej 20 m miedzy uziomami.
Sposób wykonania uziemienia elementów stacji oraz układy uziomów w zależności od rezystywności gruntu, a także szczegółowe wymagania stawiane uziemieniu stacji określono w tomie II.
Ochrona od przepięć
Urządzenia stacji po stronie SN chronione sa od przepiec indukowanych ogranicznikami przepiec SN w osłonie silikonowej. Zamocowanie ograniczników przepiec przedstawiono w tomie II. Dobór ograniczników przepiec dla poszczególnych napiec, dla sieci z kompensacja prądu ziemnozwarciowego z nieznanym czasem wyłączenia zwarcia, ujęto w tomie III. Dla sieci z automatyka wyłączeń zwarć jednofazowych, o znanym czasie wyłączenia zwarć doziemnych, doboru ograniczników przepiec należy dokonywać w oparciu o charakterystykę napięciowo-czasowa ogranicznika, podawana przez producenta.
Od strony nn urządzenia stacji chronione są ogranicznikami przepiec nn (SPD), które zaleca się instalować bezpośrednio na transformatorze, pomiędzy zaciskami fazowymi uzwojeń nn i uziemieniem ochronnym. Zamocowanie SPD przedstawiono w tomie II, a dobór – w tomie III . Wyprowadzenia napowietrzne obwodów nn należy chronić SPD zainstalowanymi na pierwszym słupie linii nn.
Posadowienie stacji
Posadowienie stacji opracowano dla gruntów o dużej , średniej i małe nośności. W przypadku gruntów o bardzo małej nośności posadowienie należy zaprojektować indywidualnie.
Dobór ustojów stacji zależny od oceny podłoża gruntowego. Badania gruntu należy wykonać zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 1997-2 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne – Cześć 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego.
Szczegółowe zasady ustalania geotechnicznych warunków posadowienia określa Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r., Dziennik Ustaw Poz. 463, w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych.
Uwzględniając rożne technologie wykonania, posadowienie stacji rozwiązano przy zastosowaniu ustojów płytowych UP, ustojów studniowych Us oraz fundamentów prefabrykowanych SFP.
Ustoje stacji zostały zaprojektowane na podstawie obliczeń geotechnicznych przeprowadzonych zgodnie z norma PN-EN 1997-1 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne – Cześć 1: Zasady ogólne.
Dane techniczne ustojów i fundamentów, ich dobór oraz zasady realizacji posadowień szczegółowo określono w tomie II.
Podstawowe parametry gruntów
