SVENSKA KRAFTNÄT ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NK, Kont/ollanläggning H Kan VAR BET ECKNING TR02-09-1 -é DATUM 2014-08-14 SAMRAD AFS, DP, NS TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA 6 FASTSTÄLLD TI Likströmssystem 1/25
Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum B Första utgåvan 96-11-15 D Justerad 06-02-02 E Riktlinjen uppdaterad och omarbetad och ersätter revision D 09-01-28 6 Uppdaterad 2014-08-14 2/25
Innehåll 1 Allmänt... 5 2 Standarder och föreskrifter... 5 3 Funktionskrav... 7 3.1 Allmänt... 7 3.2 Dimensionering... 8 3.2.1 Termer och definitioner... 8 3.2.2 Dimensioneringsmarginaler... 9 3.2.3 Batteridimensionering... 9 3.2.4 Likriktardimensionering... 12 3.2.5 Säkringsdimensionering... 14 3.2.6 Kabeldimensionering... 15 4 Tekniska krav... 15 4.1 LS-omriktare och dvärgbrytarfördelning för kontrollanläggning... 15 4.1.1 Allmänt... 15 4.1.2 Dvärgbrytarfördelning... 16 4.2 Battericentraler... 16 4.3 Huvudcentraler LHC1A/B, LHC2A/B och LHC3A/C/D...17 5 Utformning... 17 5.1 Allmänt...17 5.2 Battericentraler...17 5.3 Huvudcentraler LHC1A/B...17 5.4 Huvudcentraler LHC2A/B... 18 5.5 Huvudcentraler LHC3A... 18 5.6 Huvudcentraler LHC3C/D... 19 5.7 Övervakningar... 19 5.8 Växelriktare... 19 5.9 Likspänningsnivåer... 19 5.10 Utrymmen och uppställningar... 19 3/25
5.10.1 Allmänt... 19 5.10.2 Batterirum... 20 5.10.3 Strömförsörjningsrum... 20 5.11 Kabelförläggning... 20 5.12 Beteckningar... 21 5.12.1 Allmänt... 21 5.12.2 Huvudcentraler... 21 5.12.3 Undercentraler... 21 Bilaga 1 Utformning av likströmssystem... 23 Bilaga 2 Formulär för framtagande av belastningsprofil... 24 Bilaga 3 Likströmsfördelning... 25 4/25
1 Allmänt Med likströmssystem (LS-system) avses i dokumentet de system eller komponenter som ingår i strömförsörjning av bl.a. kontrollanläggningsutrustning i kopplings- och transformatorstationer. Detta dokument är ett sammanhållande dokument för likströmssystemet. Detaljerade krav framgår av separata dokument för batterier, laddningslikriktare, LS-omriktare och övervakningsutrustning enligt kapitel 3. Anläggningarnas LS-system består av skilda matningskällor och skilda spänningsnivåer. Den normala matningsvägen av LS-systemet är via likriktare som i sin tur matas från stationens växelströmssystem. LS-systemet består normalt av följande delar: > Likriktare > Batterier > LS-omriktare > Övervakningsutrustning för LS-system > Kopplingslådor, fördelningsskåp och kablar > Skydd för likströmssystemet. LS-systemets huvudsakliga uppgift är dels att säkra funktionen för stationens skydds-, manöver- och övervakningssystem, dels viktiga motordrivna objekt såsom motorer i kopplingsapparater och i kylanläggningar. Dessutom är LS-systemet huvudmatning för det avbrottsfria växelströmssystemet. Samtliga utrustningar ska vara förberedda med framtida utbyggnadsmöjlighet i omfattning enligt den tekniska beskrivningen för projektet. 1.1 Standarder och föreskrifter Följande standarder och föreskrifter är tillämpliga i dess senaste utgåva. För upphandling av utrustningar gäller även standarder i TR och KATS enl. kapitel 3. SS-EN 50272-2 Laddningsbara batterier och batterianläggningar Säkerhet 5/25
Del 2: Stationära batterier SS-EN 60896-11 Blybatterier för stationär användning Del 11: Öppna typer - Allmänna fordringar och provningsmetoder SS-EN 60896-21 Blybatterier för stationär användning - Del 21: Ventilreglerade typer - Provningsmetoder SS-EN 60896-22 Blybatterier för stationär användning - Del 22: Ventilreglerade typer - Fordringar IEC-TS 61000-6-5 Electromagnetic compatibility (EMC) Part 6-5: Generic standards Immunity for power stations and substations environment. Krav enligt HV Substations ska tillämpas. SS-EN 60529 SS-EN 604 39-1 SS-EN 502 72-2 SS-EN 61558-2-4 SS-EN 61558-1 Kapslingsklasser för elektrisk materiel (IP-beteckningar). Kopplingsutrustningar för högst 1000 V växelspänning eller 1500 V likspänning - Del 4: Fordringar på typprovade och delvis typprovade utrustningar. Laddningsbara batterier och batterianläggningar -Säkerhet - Del 2: Stationära batterier. Transformatorer, strömförsörjningsdon och liknande för högst 1 100 V matningsspänning - Säkerhet - Del 2-4: Särskilda fordringar på isolertransformatorer och strömförsörjningsenheter med isolertransformatorer Transformatorer, strömförsörjningsdon och liknande - Säkerhet - Del 1: Allmänna fordringar och provning 6/25
SS 436 21 01 SS 436 21 04 SS 424 14 38 SS 424 14 24 SS 436 40 00 Utrymmen för elektriska kopplingsutrustningar för lågspänning Nödöppnare för dörrar till ställverksrum Kabelförläggning i byggnader Kraftkablar - Dimensionering av kablar med märkspänning högst 0,6/1 kv med hänsyn till belastningsförmåga, skydd mot överlast och skydd vid kortslutning Elinstallationsreglerna 2 Funktionskrav 2.1 Allmänt Likströmssystemen har till uppgift att dels förse kontrollutrustning med hjälp- och manöverspänning, dels strömförsörja likströmsmatad kraftutrustning. Normalt strömförsörjs kontroll- och kraftutrustningarna från växelspänningsnätet via likriktare, men vid störning i växelspänningsmatningen övertar batterierna utan avbrott strömförsörjningen. Likströmssystemen får inte ses som självständiga system utan som delar i ett totalt system och ska således följa samma struktur och uppbyggnad, samt uppfylla kraven som ställs i standarder enligt TR02-03-2. Utrustningarna ska betraktas som en vital del av kontrollutrustningen och uppfylla kraven som ställs i IEC/TS 61000-6-5. Likströmssystemens utformning styrs huvudsakligen av den tillförlitlighet som krävs för felbortkopplingsfunktionen (matning av reläskydd etc.). Systemen ska utformas så att matningar till subuppdelade skydd disponerar skilda huvudfördelningsskenor. Likströmssystemen ska i sina primära delar vara redundant uppbyggda i separata A- respektive B-system. Detta innebär att batterier, likriktare, battericentraler, huvudfördelningscentraler, växelriktare, kabelsystem och likströmsövervakning ska vara dubblerade och separerade. 7/25
Redundanskravet gäller för skyddskretsar ända ut till slutobjekt (t ex utlösningsmagneten) medan det för kraftsystem oftast endast omfattar systemet fram t.o.m. huvudfördelningscentralerna (LHC1A och LHC1B). Galvanisk hopkoppling av A- och B-system får inte ske under normala driftförhållanden utan endast vid fel i likströmssystemet eller vid batteriprovning. Likströmssystemet ska drivas högohmigt jordat, så att ett jordfel inte kan orsaka frånkoppling i likströmssystemet. Systemet ska utföras med jordfelsövervakning. Vid ombyggnad i befintlig anläggning måste dock konsekvenserna av spänningsavbrott i ena systemet vid separerade driftförhållanden utredas och åtgärdas. Likspänningssystemet utgör även huvudmatning till växelriktare i det avbrottsfria växelspänningssystemet. Utjämningsladdning av ett batteri i taget ska kunna utföras. Dock förutsätter det att utjämningsladdningen förreglas över både ventilationsanläggningen och LHCcentralerna på sådant sätt att utjämningsladdning ej kan ske, om batterirumsventilationen ej är i drift eller om lastbortkoppling via LHC-centralerna för den aktuella delen ej har utförts. Snabbladdning respektive utjämningsladdning kan i detta system utföras från respektive likriktare och/eller från deras påbyggda övervakningar, om alla blockeringsförutsättningar är uppfyllda. Anläggningens växelriktare går i kontinuerlig drift och ska under normaldrift matas från LS-systemets batterier samt vara synkroniserad med yttre nät. Den last som matas via växelriktaren får då avbrottsfri strömförsörjning vid bortfall av stationens lokalkraft. Växelriktaren dimensioneras för den last som ska matas samt 10 % överkapacitet för framtida utbyggnad. Växelriktaren ska monteras i egen kapsling skild från övrig LSutrustning. Interna fel i växelriktaren ska medföra överkoppling av lasten till VS-nätet. 2.2 Dimensionering 2.2.1 Termer och definitioner Avbrottstid t Den tid batteriet ensamt svarar för strömförsörjningen Belastningsprofil Batteriets strömbelastning som funktion av tiden C 10 10 timmarskapacitet. Den kapacitet i Ah som erhålls vid urladdning under 10 timmar till slutspänning med 8/25
högsta ström för vilken cellspänningen inte understiger fastställt värde Grundstöm I g Hålladdningsspänning Hålladdningsström Kontinuerlig ström I a Korttidsström I b Polspänning Snabbladdningsspänning Underhållsladdningsström Utnyttjningsfaktor Återladdningsström Likriktarens avgivna ström under normal drift. Spänning för drivning av hålladdningsström Ström för kompensering av dels självurladdning, dels kapacitets-uttag ur batteriet som orsakats av belasningstoppar vilka likriktaren ej hinner kompensera Batteriets beräknade konstanta avgivna ström med varaktighet lika med avbrottstiden Batteriets avgivna ström med kortare varaktighet än avbrottstiden. Spänningen mellan ändpolerna på batteriet Förhöjd laddningsspänning Ström för kompensering av batteriets självurladdning Utnyttjningstid i förhållande till aktuell avbrottstid. Ström för laddning av batteriet efter en urladdning. 2.2.2 Dimensioneringsmarginaler Riktlinjen syftar till att åstadkomma optimal dimensionering av såväl batteri som likriktare. Framräknandet av belastningsströmmar ska därför ske med så stor noggrannhet som möjligt och utan tanke på att åstadkomma dolda marginaler. Beräknade framtida belastningsökningar och dimensioneringsmarginaler ska i stället redovisas som separata poster och faktorer. 2.2.3 Batteridimensionering Allmänt Batterier ska dimensioneras för det värsta tänkbara störningsfall. En driftstörning på kraftnätet har gjort att alla till stationen anslutna ledningar är spänningslösa. Stationen saknar vidare all lokalkraftsmatning för växelström. Under normaldrift sker inget kontinuerligt strömuttag från batteriet utöver de kortvariga belastningstoppar, som uppstår i samband med manöver och motorstarter. Först då stationen blir spänningslös eller likriktarfel uppstår blir energiuttaget från batteriet väsentligt. 9/25
Belastningen i samband med lokalkraftbortfall bestäms av antalet objekt och den tid dessa belastar batteriet. Avgörande vid dimensioneringen är då inte bara kontinuerlig belastning i form av motorströmmar och magnetfunktioner. Batteriets storlek anges normalt som uttagbar kapacitet vid + 20 C uttryckt i amperetimmar vid 10 timmars urladdningstid för blybatterier. Kapacitetsbestämningen sker genom upprättande av en belastningsprofil, vilken anger batteriets strömbelastning som funktion av tiden. Med hjälp av belastningsprofilen bestäms erforderlig batterikapacitet. Nedan angivna faktorer ska beaktas vid batteridimensionering: > Belastningsprofil > Avbrottstid > Högsta respektive lägsta tillåtna polspänning > Säkerhetsfaktorer mot åldring och ofullständig laddning > Batterityp > Omgivningstemperatur. Belastningsprofil För att underlätta, men även standardisera, upprättandet av belastningsprofiler har checklistan enligt bilaga 2 utarbetats. Listan upptar de flesta tänkbara objekt som kan komma att belasta batteriet vid en störning. Med stöd av checklistan upprättas därefter en förenklad belastningsprofil. Avgörande vid batteridimensioneringen är grundströmmen, korttidsströmmarna och avbrottstiden. Grundströmmen och korttidsströmmar med varaktighet längre än 1 minut representerar ett stort energiinnehåll medan enstaka korttidsströmmar med varaktighet kortare än 1 minut endast orsakar spänningssänkningar hos batteriet. Grundströmmen orsakas av: > Växelriktare. > LS-omriktare. > Nödbelysning. > Kontrollutrustning och teleutrustning. Korttidsströmmarna kan bero på: > Motorer i manöverdon och lindningskopplare. 10/25
> Magneter för från- och tillslag hos brytare. I checklistan enligt bilaga 2 har den tid, under vilken de enskilda objekten belastar batterierna vid avbrott, omräknats till att motsvara en utnyttjningsfaktor. Ett objekt som således belastar batteriet under hela avbrottstiden får utnyttjningsfaktor 1. För nödbelysningarna ska utnyttjningsfaktorerna 0,2 vid sektionerade system och 0,4 vid icke sektionerade system tillämpas. Korttidsströmmar med varaktighet större än 1 minut multipliceras med en utnyttjningsfaktor och omräknas på så sätt till fiktiva kontinuerliga strömmar. Total kontinuerlig ström som belastar batteriet under hela avbrottstiden erhålls således genom summering av grundströmmar och de fiktiva kontinuerliga strömmarna. Energiinnehållet i korttidsströmmar, med varaktighet kortare än 1 minut, är litet och kan försummas. Däremot måste dessa strömmars inverkan på polspänningen beaktas. Den största korttidsströmmen som ska användas vid batteridimensioneringen erhålls i bilaga 2. Generellt gäller att batterierna ska dimensioneras för 12 timmars avbrottstid, om ej annat har beslutats av beställaren. Batteriet ska efter denna avbrottstid ha kapacitet för att spänningssätta stationens primära högspänningsskena och därmed via spänningssättning av stationens lokalkalkraftanläggning kunna koppla in likriktare och växelriktare. Vid dimensionering av delade batterier (B1A och B1B galvaniskt separerade i normal drift) ska varje batteridel klara sin del av belastningsprofilen. En batteridel (B1A eller B1B) ska dock kapacitetsmässigt ovillkorligen klara fullständig utlösning av hela stationen i samband med störning samt klara sin del av belastningen under avbrottstiden. Båda batteridelarna ska ha samma kapacitet. Den batteridel som har den största belastningen blir dimensionerande. För att säkerställa erforderlig batterikapacitet även vid åldrat batteri och vid eventuellt ofullständig laddning ska erhållna värden enligt bilaga 2 ökas med 10 % för den totala kontinuerliga strömmen och med 50 % för den största korttidsströmmen med varaktighet kortare än 1 minut. Stora belastningstoppar i slutet av störningsförloppet spelar som regel en avgörande roll vid bestämning av batteriets kapacitet. Däremot kan oftast en lika stor belastning i början eller mitten av förloppet helt försummas, beroende på att vid dessa tidpunkter endast mindre kapacitetsuttag har skett från batteriet. Dock bör observeras att i enstaka fall kan även stora belastningstoppar i början av förloppet vara avgörande för dimensioneringen om grundströmmen är mycket liten. 11/25
Vid upprättande av belastningsprofilen ska därför, om exakt tidpunkt för den största korttidsströmmens inträffande under störningsförloppet inte är känd, förutsättas att den uppträder i slutet av störningsförloppet. Den största korttidsströmmen kan vara en sammanlagring av ett objekts driftström och ett annat objekts startström. För beräkning av strömmen orsakad av motorer i manöverdon ska förutsättas att minst en brytares manöverdon arbetar medan en annan brytares manöverdon startar. Konsekvenserna av samtidig utlösning av flera brytare via samlingsskeneskydd etc. bör utredas, samt om fjäderspänning sker vid till- eller frånslag av brytarna. Om risk finns för samtidig start hos olika objekt, vilket skulle medföra oacceptabelt stor korttidsström, bör införande av förregling mellan objekten övervägas. Efter att värden på grundströmmen och den största korttidsströmmen framräknats med hjälp av checklistan samt faktorer för åldring och ofullständig laddning beaktats, kan förenklad belastningsprofil enligt bilaga 2 upprättas. För att apparater som är anslutna till batteriet ska arbeta med korrekt funktion får batterispänningen endast variera inom bestämda gränser. Standarderna föreskriver felfri funktion hos apparater inom gränserna 110 % till 85 % av nominell spänning. För reläskydd gäller dock 80 % som nedre gräns. Nedre gränsen ska även inrymma spänningsfall i ledningar. Om därför maximalt tillåtet ledningsspänningsfall sätts till 5 % blir lägsta tillåtna polspänning 90 % av nominell spänning. Om hela tillåtna spänningsintervallet 110 % till 90 % av nominell spänning utnyttjas vid belastning av batteriet erhålls minsta möjliga batterikapacitet. I de fall hålladdningsspänningen sätts till 110 % av nominell spänning, kan ingen spänningshöjning för snabbladdning av batteriet tillåtas utan att systemet i övrigt först frånskiljs. Beräkning av batteristorleken Efter att belastningsprofilen enligt bilaga 2 har upprättats samt cellantal och lägsta polspänning, 90 % av nominell spänning fastställts, beräknas erforderlig batterikapacitet. Leverantören ansvarar för att batteriet klarar profilens belastningar vid FAT/SAT. Övrigt Batterierna ska anslutas till hålladdning inom 3 månader efter erhållen leverans. 2.2.4 Likriktardimensionering Likriktarna försörjer vid normal drift stationens kontinuerliga likströmsbehov, inklusive underhållsladdning av batterierna. Förekommande kortvariga strömtoppar, som orsakas av t ex motorstarter, hinner likriktaren inte reagera för utan dessa belastar batteriet. 12/25
Efter en störning som medfört energiuttag från batteriet ska likriktaren ha tillräcklig laddningskapacitet för att utöver det kontinuerliga strömuttaget även inom en angiven tid kunna ladda upp batteriet till full kapacitet. Vid dimensionering av likriktare måste följande faktorer vara kända: > Batteriets kapacitet > Batteriets laddningstillstånd vid störningens slut > Tillåten återladdningstid efter störningen > Maximalt tillåten laddningsspänning > Likströmsanläggningens grundström. Batteriets laddningstillstånd vid störningens slut beror i hög grad på förhållandet mellan grundströmmen och korttidsströmmarna samt avbrottstidens längd. Tiden för återladdning av batteriet påverkas av likriktarstorleken och inställd laddningsspänning. I början av laddningsförloppet beror laddningsströmmen av tillgänglig likriktarkapacitet, medan strömmens storlek i slutet av förloppet helt bestäms av inställd laddningsspänning. Återladdningsspänningen måste antas vara lika med underhållsladdningsspänningen beroende på att likriktaren efter en störning återladdar med den före störningen inställda spänningen. Enda möjligheten att påverka återladdningstiden är således att ändra likriktarens storlek. Återladdning till full kapacitet kan ta flera dygn. För blybatterier är det möjligt att uppnå 90 % laddningsgrad inom ca 12 timmar utan att oproportionerligt stora likriktare krävs. Beräkning av likriktarstorlek för blybatterier Beräkningen sker med utgångspunkt från följande förutsättningar: > Batteriets kapacitet motsvarar batteriets 10 h-kapacitet (C10) > Batteriets laddningstillstånd vid störningens slut är för station med 12 timmars avbrottstid ca 30 % > Maximalt tillåten återladdningstid till önskat laddningstillstånd 90 % av märkkapacitet efter störningen är vid i övrigt normalt drifttillstånd 12 timmar > Maximalt tillåten laddningsspänning motsvarar hålladdningsspänningen > Likströmsanläggningens kontinuerliga strömbehov vid normal drift motsvarande grundströmmen enligt belastningsprofilen. 13/25
Enkelarbetande likriktare i stationer med dimensionerande avbrottstider enligt nedan ska ha minst följande storlekar uttryckt i ampere. Avbrottstid (tim) Märkström (A) för enkelarbetande likriktare 12 I g + 0,10 x C 10 2.2.5 Säkringsdimensionering Likspänningssystemen ska utformas med speciell tanke på att felfrekvensen i de centrala delarna ska vara så låg som möjligt och att ett fel i övriga delar endast drabbar ett fåtal objekt. En förutsättning för detta är selektiv bortkoppling av varje kortslutning i likströmssystemet. Det enklaste sättet att åstadkomma denna selektivitet är att genomgående endast använda säkringar i kraft- och kontrollsystem för 110 resp. 220 V. De flesta ström-tid-karakteristiker är utarbetade för växelström, men kan normalt också användas vid dimensionering för likström under 250 V, eftersom korrektionsfaktorerna är små. Som huvudregel gäller att säker selektivitet mellan seriekopplade säkringar av samma typ och fabrikat erhålls om förkopplad säkring har minst 2 säkringssteg högre märkström. Med utgångspunkt från lägsta gruppsäkring 6 A erhålls selektivitetsserien 6-16-35-63-125 A. Kortslutning ska snabbt och säkert frånkopplas, vilket innebär att batteriet måste ha tillräcklig energi för att utlösa säkringarna. Säkringarnas dimensionering får ej medföra skador i utrustningar och kablar vid kortslutning. Beräkning av batteriets kortslutningsström I k vid fulladdat batteri sker med hjälp av nedan angivna formel för blybatteri. I k = 10x C10 ( A ) Ovanstående utlösningsvillkor medför att batterikapaciteten måste vara större än 100 Ah/10h vid batterisäkringar med högre märkström än 63 A. Säkringar ska utgöras av snabba smältsäkringar av diazedtyp eller normala knivsäkringspatroner. Extremt snabba säkringar avsedda som skydd för halvledarkomponenter får ej användas. Som alternativ till säkringar enligt ovan kan även dvärgbrytare (MCB) användas för likströmshuvudcentralerna LHC1A/B och LHC2A/B, vilket dock ska redovisas i anbudet. Av selektivitetsskäl får ej MCB och säkringar blandas inom samma distributionskedja, vilket bl.a. innebär att om MCB väljs i LHC2A/B måste även MCB väljas i kontrollan- 14/25
läggningen enligt bilaga 3. Utlösningstiden får inte överstiga 5 sekunder för MCB i LHC1A/B och LHC2A/B. 2.2.6 Kabeldimensionering Kablar till ställverksapparater, reläer m.m. dimensioneras så att nedre funktionsgräns för apparaterna ej underskrids vid svåraste belastningsfall och lägsta tillåtna polspänning hos batteriet. Funktionsgränsen 85 % av nominell spänning gäller för tillslagsmagneter och 70 % för frånslagsmagneter. Batteriet är dimensionerat för lägsta polspänning 90 % av nominell spänning, vilket medför att spänningsfallet i kablar får vara högst 5 %. Kablar för matning av annan utrustning än kontrollutrustning dimensioneras för maximalt tillåtet spänningsfall av 5 % för hela kabelsträckan mellan batteri och apparat. Kortvariga spänningsfall orsakade av motorstartsströmmar i t.ex. motormanöverdon, pumpar och dylikt behöver normalt inte beaktas vid kabeldimensionering. Samtliga kablar ska oberoende av ovan dimensioneras med hänsyn till termisk belastningsförmåga och så att säker utlösning av säkringarna erhålls vid kortslutning inom 5 sekunder. 3 Tekniska krav 3.1 LS-omriktare och dvärgbrytarfördelning för kontrollanläggning 3.1.1 Allmänt Den vanligaste förekommande LS-omriktade kontrollanläggningsspänningen är 48 V LS men även 24 V LS kan förekomma. LS-omriktare D3AA/D3AB ska effektmässigt var och en dimensioneras för 100 % belastning på huvudcentral LHC3A med hänsyn tagen också till framtida utbyggnad. LS-omriktare D3CA ska effektmässigt dimensioneras för 100 % belastning på huvudcentral LHC3C med hänsyn tagen också till framtida utbyggnad. LS-omriktare D3DB ska effektmässigt dimensioneras för 100 % belastning på huvudcentral LHC3D med hänsyn tagen också till framtida utbyggnad. 15/25
Likspänningsnivån på LHC3A, LHC3C och LHC3D kommer vid såväl ostörd drift som vid störd drift att vara nominell spänning (100 %). Detta beror på att LS-omriktarna inom primärspänningsområdet 70 % till 110 % kommer att ge nominell sekundärspänning. Objekt anslutna till LHC3A, LHC3C och LHC3D ska enligt standarder vara provade och ha korrekt funktion inom spänningsintervallet 85-110 %. Vid snabbladdning och batteriprovning etc. behöver ej LS omriktarna kopplas ur, eftersom de utan problem klarar aktuella över- och underspänningar med bibehållen nivå på utspänningen. 3.1.2 Dvärgbrytarfördelning Centralerna LHC3A, LHC3C och LHC3D ska förses med dvärgbrytare som uppfyller gällande standarder och som ska vara karaktäristikanpassade för de aktuella installationerna. Dvärgbrytarna ska monteras på sockel eller skena för enkelt byte framifrån av individuella dvärgbrytare i spänningssatt tillstånd. Detta innebär att en dvärgbrytare ska kunna bytas utan att ingen av de övriga utmatningarna i centralen blir spänningslös. Hjälpkontakter ska finnas på samtlig dvärgbrytare för signal utlöst brytare. I vissa utmatningar kan extra hjälpkontakt erfordras. Dessa måste fungera vid såväl felutlösning som vid manuell urkoppling av dvärgbrytaren. Samtliga utmatningar ska vara radiella. Detta innebär att samtliga belastningar ska ha sin egen dvärgbrytare utan mellansäkringar etc. Det viktigaste är dock att belastningen för varje enskild grupp mäts i drifttillstånd och att lämplig storlek på dvärgbrytare väljs för att det maximala utlösningsvillkoret på 5-20 sekunder ska uppfyllas. Ledningsmotståndet är kraftigt begränsande av utlösningsvillkoret vid låga spänningar, små areor och långa ledningar. P.g.a. det stora inre motståndet i dvärgbrytarna bör ej mindre storlekar än 4 A väljas. Efter installationen ska kortslutningsprovning genomföras i de längst bort belägna ledningsändarna för att säkerställa funktion och utlösningstid. 3.2 Battericentraler Centraler för batterisäkringar ska vara av isolermaterial och uppbyggda med fullständig polseparering. Jordning av centralerna får ej ske varför kabelskärmar som införs i battericentralerna ska isoleras. Anslutning av urladdningsutrustning till battericentralerna ska ske via kopplingsplint samt separat lastbrytare och säkring. Battericentraler ska även vara försedda med säkringar för matning av övervakningsutrustning samt styrning av likriktare. 16/25
3.3 Huvudcentraler LHC1A/B, LHC2A/B och LHC3A/C/D Centralerna ska uppfylla gällande standarder och tekniska bestämmelser för fabrikstillverkade kopplingsutrustningar för högst 1000 V likspänning. Centraler placerade utomhus ska uppfylla min kapslingsklass IP65 samt förses med separat tak. Kapsling och tak ska vara utfört i rostfritt stål. Kapsling ska vara försedd med ventilationsflänsar. 4 Utformning 4.1 Allmänt Av bilaga 1 till denna riktlinje framgår systemets uppbyggnad. 4.2 Battericentraler Battericentralerna, B1A-Y och B1B-Y, utgör hopkopplingspunkt för batterier, likriktare, utmatning till huvudfördelningar, LS-omriktare samt provnings- och övervakningsutrustning för de redundanta delsystemen A och B. Batteriet ansluts stumt till battericentralen utan vare sig brytorgan eller säkringar. Plus- respektive minusförande ledare ska vara fysiskt åtskilda i separata kablar. Likriktare ansluts till battericentralen via två säkringsgrupper, en för kraftmatning och en för avkänning av batterispänning för likriktarens styrning. Utmatning till huvudfördelningscentralerna LHC1A/B, LHC2A/B och LS-omriktare ska ske via greppsäkringsapparater och säkringar med snabb smältkarakteristik. Battericentralerna ska placeras så nära batterierna som möjligt, dock ej i de separata batterirummen. 4.3 Huvudcentraler LHC1A/B Huvudcentralerna LHC1A och LHC1B utgör fördelning för kraftmatning till objekt som manövermotorer, nödbelysningar, växelriktare m fl. Fördelning av objekt mellan A- respektive B-system ska ske dels utifrån redundanshänsyn, dels så att jämn belastning åstadkommes mellan de båda systemen. Storlek och antal anpassas till den aktuella installationen. LHC1A respektive LHC1B har elektrisk anslutning till såväl battericentral B1A-Y som B1B-Y, men vid ostörd drift matas LHC1A endast från system A och LHC1B endast från 17/25
system B. Korskopplingsbrytarna får endast vara i läge TILL vid störd drift eller vid batteriprovning då en av battericentralerna B1A-Y eller B1B-Y är bortkopplad. Varje lastbrytare i inmatningsenheterna hos huvudcentralerna LHC1A/B ska förses med hjälpkontakter som ska vara mekaniskt kopplade till huvudkontakterna. Hjälpkontakterna ska användas dels för att förregla likriktarnas snabbladdningslägen, dels för att ge information till jordfelsövervakningen så att den fungerar korrekt vid sammankopplade system. 4.4 Huvudcentraler LHC2A/B Huvudcentralerna LHC2A och LHC2B utgör fördelningscentral för matning av brytarmagneter, reläskydd, spegelreläer m.m. tillhörande SUB1 (LHC2A) respektive SUB2 (LHC2B). Från och med LHC2A respektive LHC2B räknat i matningsriktningen ska strikt separation gälla fram till slutobjektet, vilket innebär att ingen hopkoppling får ske mellan A- och B-systemen på denna matningsnivå eller lägre nivåer. LHC2A respektive LHC2B har elektrisk anslutning till såväl battericentral B1A-Y och B1B-Y men vid ostörd drift matas LHC2A endast från system A och LHC2B endast från system B. Korskopplingsbrytarna får endast vara i läge TILL vid störd drift eller vid batteriprovning då endera av battericentralerna B1A-Y respektive B1B-Y är bortkopplad. Varje lastbrytare i inmatningsenheterna hos huvudcentralerna LHC2A/B ska förses med hjälpkontakter som ska vara mekaniskt kopplade till huvudkontakterna. Hjälpkontakterna ska användas dels för att förregla likriktarnas snabbladdningslägen, dels för att ge information till jordfelsövervakningen så att den fungerar korrekt vid sammankopplade system. 4.5 Huvudcentraler LHC3A Huvudcentralen LHC3A utgör fördelningscentral för matning av övrig ej SUBuppdelad lokal kontrollutrustning, registrerande utrustning, fjärrkontroll med mera. LHC3A har från LHC1A/B och LHC2A/B avvikande spänning. Matning till LHC3A sker via LS-omriktare anslutna till battericentralerna B1A-Y respektive B1B-Y. Skydd mot störningar mellan A- och B-systemen åstadkoms genom att LS-omriktarna var för sig utgör galvanisk separation mot matande nät. LHC3A ska anslutas till övervakningsutrustning för bl.a. spänning och jordfel. 18/25
4.6 Huvudcentraler LHC3C/D Huvudcentralerna LHC3C/D utgör fördelningscentraler för matning av plusjordad teleutrustning. LHC3C respektive LHC3D har från LHC1A/B och LHC2A/B avvikande spänning. Matning till LHC3C sker via LS-omriktare anslutna till battericentral B1A-Y och matning till LHC3D sker via LS-omriktare anslutna till battericentral B1B-Y. LHC3C och LHC3D ska var för sig anslutas till övervakningsutrustning för bl.a. spänning. 4.7 Övervakningar Övervakningarna placeras antingen i skåpet enligt kapitel 4.4 eller i andra skåp inom kontrollrummet efter samråd med beställaren. 4.8 Växelriktare Normalt ska det finnas en växelriktare VX1A. Men om det finns laster utanför manöverbyggnaden som behöver avbrottsfri växelspänning ska växelriktare VX1B ingå och mata dessa laster. 4.9 Likspänningsnivåer Spänningsmatning sker med spänningsnivåerna 220, 110, 48 och 24 V. 110 V och undantagsvis 220 V spänning används för matning av ställverksapparater, nödbelysning, växelriktare, likriktare samt för strömförsörjning av kontrollutrustning och energimätare m.m. 48 V spänning används för matning av övrig ej sub-uppdelad kontrollutrustning samt GPS, nätverks-switchar, passerkontroll och inbrottslarm m.m. +Jordat 48 V används för matning av SDH/PDH m.m. Vid behov av 24V används 48/24 LS-omriktare vid berörd utrustning. Se även Bilaga 1. 4.10 Utrymmen och uppställningar 4.10.1 Allmänt Systemet enligt kapitel 3 kallas för galvaniskt och fysiskt separat system, vilket innebär att de två delarna såväl elektriskt som fysiskt ska utföras åtskilda. Den galvaniska separationen är beskriven under kapitel 4, medan den fysiska separationen beskrivs i detta avsnitt. 19/25
Utformning av likströmsutrymmen beskrivs under kapitel T.6.5.9 i TR01-01 För de aktuella utrymmena gäller standarder och föreskrifter enligt kapitel 2. 4.10.2 Batterirum Explosiv gasblandning finns alltid inne i battericeller. Gasblandningen kan antändas genom yttre eller inre tändkälla. Om gasblandningen i en cell antänds finns risk för cellexplosion med åtföljande risk för skador på person och egendom, samt risk för att intilliggande celler antänds. Risken för cellexplosion kan inte helt undanröjas vare sig genom åtgärder i batteriet eller med ventilation av rummet. För att så långt som möjligt minska risken för batteriexplosion ska skriftlig instruktion finnas och utbildning av personal ges för drift och underhåll av såväl batterier som tillhörande utrustningar. Instruktionen ska vara så detaljerad att den kartlägger omständigheterna kring arbetet och med vilket förutseende arbetet ska ske med hänsyn till riskerna i varje enskilt fall, samt i vilken omfattning skyddsutrustning erfordras enligt SS-EN 50272-2. Batteritemperaturen ska året runt vara mellan 20±2 C, för att batterierna ska ges bl.a. optimala livslängdsförutsättningar. Batteriuppställningen ska om möjligt utföras i 2 plan med trappstegsutförande och med en betjänings-höjd till cellventilernas överkant av mellan 1000-1200 mm för det övre planet och det nedre planet ska var 200 mm lägre. I båda fallen placeras ställningarna i elektrolytuppsamlingstråg på golvet med droppskydd över eventuella trågskarvar. Se även kapitel 4.1, 6.2 och 6.1. Betjäningsgången mellan batteriraderna ska vara minst 1200 mm. I batterirummen ska finnas ögonduschar via flaskställ enligt SS-EN 50272-2 och AFS 1999:7. 4.10.3 Strömförsörjningsrum Likriktare och battericentraler med LHC för respektive A och B system placeras i skilda rum per system. 4.11 Kabelförläggning Batterikablarna, som saknar kortslutningsskydd, ska förläggas optimalt kortslutningssäkert, polseparerat och mekaniskt skyddade fram till battericentralen. Detta innebär att de ska vara antingen dubbelisolerade enkelledare eller enkelisolerade enkelledare förlagda i VP-rör. Båda alternativen förläggs på vägg via isolerade avståndsklammer med minst 100 mm inbördes avstånd mellan plus- och minusledningen. 20/25
Förläggning på kabelstegar får ej förekomma inom batterirum. Metallmantel eller koncentrisk ledare i kabel mellan battericentral och huvudcentral ska jordas endast i huvudcentralen. Alternativt kan plastisolerad, plastmantlad enledarkabel väljas. Metallmantel eller koncentrisk ledare i övriga kablar ska jordas i kabelns båda ändar. Ledningar för VS och LS ska förläggas åtskilda av driftsäkerhetsskäl, vilket bl.a. gäller huvudledningar till likriktare. Åtskillnadskravet gäller även för samtliga ledningar fram till LHC1 och LHC2 med avseende på systemuppdelningen i A- resp. B-anläggningar. Jordlinor får inte i några sammanhang förläggas närmare isolerade ledningar än 20 mm. Vid stegförläggning ska jordlinorna fästas på utsidan av stegen med klammer etc. som tål minst 370 C och med ett fästavstånd på max 350 mm. För ledningsförläggningen gäller även SS 424 14 38. 4.12 Beteckningar 4.12.1 Allmänt Av bilaga 1 framgår systemets beteckningar för likströmsutrustningarna. 4.12.2 Huvudcentraler Av bilaga 1 framgår LHC-beteckningarna för kraft- och kontrollanläggningfördelningarna som tillhör stationsbatterisystemet dvs. LHC1A och LHC1B respektive LHC2A och LHC2B. Motsvarande beteckningar enligt bilaga 1 är för LS omriktarfördelningen LHC3A. Motsvarande beteckningar för + jordat telesystem enligt bilaga 1 är för LS omriktarfördelningen LHC3C och för LS omriktarfördelningen LHC3D Om 24 V-system förekommer bör beteckningarna A respektive B ersättas med E respektive F för dessa anläggningar. 4.12.3 Undercentraler Beteckningen för kraftmatningarnas undercentraler utgående från LHC1A respektive LHC1B ska kompletteras med en bokstav som anger från vilken av huvudcentralerna den aktuella undercentralen matas. 21/25
Dessutom ska hierarkibeteckningarna ange överordnad central enligt följande: > Första undercentralen efter LHC1A ska heta LCA1 och följande centraler efter LCA1 ger LCA11 och nästa LCA111 osv. > Den andra undercentralen heter därmed LCA2 med fortsättning lika ovan. > Motsvarande gäller efter LHC1B med LCB1 osv. Kontrollutrustningarnas undercentraler efter LHC2A och LHC2B märks upp enligt bilaga 3 och postbeteckningssystemet. 22/25
Bilaga 1 Utformning av likströmssystem VHC (Växelström huvudcentral) B1A 1) LR1A LR1B ~ ~ = = 1) B1B B1A-Y 2), 3) B1B-Y 2), 3) 5) 5) 5) 5) LHC 1A LHC 2A (Sub1) LHC 2B (Sub2) LHC 1B D3AA 4) = = LHC 3A D3AB = 4) = 2), 3) D3CA 4) = = D3DB LHC 3C 2) 4) = = 2) LHC 3D = VX1A ~ = ~ VX1B 1) Anslutning av urladdningsutrustning 2) Spänningsövervakning 3) Jordfelsövervakning 4) Erforderliga spänningsnivåer via LS-omriktare 5) Brytare tillslagen endast vid belastningsprov av batterierna eller ett batteri ur drift. LR1A / LR1B: Laddningslikriktare B1A / B1B: Batterier 110V (220V) B1A-Y / B1B-Y: Battericentral D3AA / D3AB: LS omriktare 110V alt. 48V D3CA / D3DB: LHC1 A/B : LHC 2A : LHC 2B : Brytare normalt FRÅN Brytare normalt TILL LS omriktare 48V Huvudcentral för kraftmatn. Huvudcentral för matning av kontrollutr. tillhörande Sub 1 Huvudcentral för matning av kontrollutr. tillhörande Sub 2 LHC 3A : Huvudcentral, störklass 3(ML3), för matning av övrig ej subuppdelad kontrollutr. störningsregistrering, larm etc. AHC1A SW1A Från VHC Static switch AHC1B SW1B LHC 3C/D : Huvudcentraler, störklass 3(ML3), för matning av + jordad teleutrustning. VX1A / VX1B: Växelriktare SW1A/SW1B Statisk switch för omkoppling mellan nätdrift och växelriktardrift AHC1A: Central, störklass 3, för avbrottsfri växelström (230V). AHC1B: Central, för avbrottsfri växelström (230V) för laster utanför k-byggnad (används om behov finns). 23/25
Bilaga 2 Formulär för framtagande av belastningsprofil 24/25
Bilaga 3 Likströmsfördelning 25/25