pobierz - Elester PKP

DOŚWIADCZENIA Z BUDOWY
PODSTACJI TRAKCYJNEJ ŁOSIÓW
Łódź, październik 2007r.

Informacje o firmie
Przedsiębiorstwo Produkcyjno – Handlowo – Usługowe ELESTER-PKP Sp.
z o.o. powstało w 1992 roku w wyniku porozumienia pomiędzy Dyrekcją
Generalną PKP (obecnie PKP S.A.) a Zakładami Aparatury Elektrycznej
„ELESTER” S.A. w Łodzi (obecnie GE Power Controls S.A.) Podstawowy
zakres działalności firmy obejmuje:
• budowę i serwis systemów zdalnego sterowania;
• budowę i serwis systemów automatyki trakcyjnej 3,3 kV oraz 660 V;
• budowę i modernizację obiektów elektroenergetycznych;
• budowę komputerowych urządzeń SRK;
• oprogramowanie specjalistyczne;
• produkcję elektroniczną.
Siedziba firmy ELESTER-PKP w Łodzi
Polityka jakości
Od samego początku działalności w firmie ELESTER-PKP kładziono
szczególny nacisk na jakość świadczonych usług i produkowanych wyrobów,
a nadrzędnym celem podejmowanych działań było zawsze zadowolenie
klienta i spełnianie jego oczekiwań. Efektem tej polityki było uzyskanie w
1997 roku certyfikatu jakości EN ISO 9001, a w sierpniu 2003 – po
recertyfikacji:
Firma dba takŜe o wymaganą certyfikację produkowanych systemów i
urządzeń przez uprawnione urzędy i placówki naukowe, a w szczególności:
• Urząd Transportu Kolejowego / GIK;
• Urząd Dozoru Technicznego;
• Instytut Elektrotechniki.

Wstęp
Spółka Elester-PKP jest liderem na rynku polskim w zakresie budowy oraz
modernizacji podstacji trakcyjnych z zastosowaniem transformacji
jednostopniowej 110/3 kV. W 1999 roku zbudowaliśmy pierwszy tego typu
obiekt – PT Huta Zawadzka (CMK). NaleŜy nadmienić, Ŝe prototypową
modernizację wykonaliśmy w ruchu ciągłym – bez przerw w zasilaniu sieci
trakcyjnej i bez zwiększonego poboru mocy na sąsiednich podstacjach.
Ponadto w charakterze podwykonawcy zbudowaliśmy podstację trakcyjną
Sosnowe na linii E-20 oraz przeprowadziliśmy kompleksową modernizację
podstacji trakcyjnej Przecza na linii E-30. Dostarczaliśmy równieŜ urządzenia
dla nowych podstacji trakcyjnych Mienia i Sabinka (automatyka rozdzielni
3,3 kV, zabezpieczenie ziemnozwarciowe EZZ, urządzenia sterowania
zdalnego oraz transmisji światłowodowej). Nie braliśmy jedynie udziału w
budowie podstacji kontenerowej Barłogi, choć obiekt ten został włączony do
systemu zdalnego sterowania naszej produkcji (BUSZ-32 w NC Łódź).
Ostatnim naszym osiągnięciem jest podstacja trakcyjna Łosiów, która
powstała w ramach zadania „Przebudowa linii kolejowej E-30 na odcinku
Opole – Wrocław – Legnica. Budowa podstacji trakcyjnej Łosiów”.
W wyniku postępowania przetargowego, ogłoszonego przez spółkę PKP
Polskie Linie Kolejowe S.A. w Warszawie, wybrano ofertę
przedstawioną przez konsorcjum firm „PKP Energetyka
Sp. z o.o.”(lider) i „P.P.H.U. Elester-PKP Sp. z o.o.”
Zamówienie oparte o zasadę „projektuj i buduj” obejmowało wykonanie
wszelkich prac od uzgodnień i inwentaryzacji, przez prace projektowe,
budowlane i elektroenergetyczne, po uruchomienie obiektu i oddanie
inwestorowi „pod klucz”.

PT Łosiów jest pierwszą w kraju podstacją trakcyjną z jednostopniową
transformacja napięcia 110/3 kV z elektronicznymi zabezpieczeniami
i automatyką pracującą w pełnej sieci rozproszonej z wykorzystaniem
magistrali CAN-BUS.
Charakterystyka zadania
• Projekt (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Budowa PT (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Linia 110 kV (PKP-Energetyka Sp. z o.o.)
• Rozdzielnia 110 kV (PKP-Energetyka Sp. z o.o.)
• Utwardzenie kilku kilometrów drogi dojazdowej (PKP-Energetyka Sp.
z o.o.)
• UłoŜenie kilku kilometrów kabla światłowodowego w CENTRUM Opola
(P.P.H.U.ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• UłoŜenie kabli 3kV (PKP-Energetyka Sp. z o.o.)
• Dwie drogi transmisji danych do ZDR Opole (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp.
z o.o.)
• Zdalne sterowanie (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Sterowanie ( automatyka trakcyjna, sterowanie zdalne, sterowanie
lokalne) (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Sygnalizacja alarmowa włamania i p.poŜ. (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp.
z o.o.)
• Monitoring na PT (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Transmisja światłowodowa (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
• Sterowanie ogrzewaniem i wentylacją (P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.)
Zabezpieczenia:
• Rozdzielnia 110 kV – Computer & Control
• Rozdzielnia 15 kV – Computer & Control
• Rozdzielnia prądu stałego - P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.
• Rozdzielnia potrzeb własnych - P.P.H.U. ELESTER-PKP Sp. z o.o.

Układ zasilania na linii E-30
Elektryfikowana na początku lat 60-tych linia kolejowa nr 132 Bytom –
Wrocław Główny, stanowiąca fragment magistrali E30, charakteryzuje się
stosunkowo słabym układem zasilania elektrotrakcyjnego. Długość odcinka
międzypodstacyjnego PT Przecza – PT Lipki wynosi 28 km, co przy przekroju
sieci trakcyjnej 320 mm 2 nie gwarantuje utrzymania na pantografie pojazdu
trakcyjnego napięcia 2800 V przy mocach lokomotyw na poziomie 6 MW
i prędkości pociągów do 160 km/h. Jedną z wielu metod wzmacniania
układu zasilania jest modernizacja istniejących podstacji z zastosowaniem
transformacji 110/3 kV (modernizacja PT Przecza). Drugą metodą jest
budowa nowych podstacji trakcyjnych, zasilanych napięciem SN lub WN,
w miejsce istniejących kabin sekcyjnych (budowa PT Łosiów).
Istniejący do niedawna układ zasilania
Układ zasilania po wybudowaniu PT Łosiów
Lokalizacja
Lokalizacja nowej podstacji trakcyjnej Łosiów została przewidziana
w kilometrze 132,500 linii kolejowej nr 132 Bytom – Wrocław Główny, po
stronie południowej torów kolejowych. Teren przewidziany pod budowę
nowego obiektu nie był zagospodarowany i wyglądał jak na zdjęciu poniŜej.

Budynek podstacji
Budynek podstacji trakcyjnej Łosiów wykonany został jako murowany, z
jednospadowym stropodachem. Gabaryty budynku PT są zbliŜone do stacji
trakcyjnej komunikacji miejskiej. Wewnątrz budynku podstacji wydzielono
halę główną i pomieszczenia pomocnicze (dyŜurka, WC, prysznic). Zgodnie z
obecnym trendem zredukowano do niezbędnego minimum liczbę okien i
świetlików. Wejście do budynku stanowią drzwi od strony południowej
(główne) i od strony północnej (ewakuacyjne).
Linia zasilająca 110 kV
Podstacja trakcyjna Łosiów zasilana jest jedną, krótką linią 110 kV, stanowiącą odczep
linii 110 kV GPZ Hermanowice – GPZ Pawłów spółki EnergiaPro S.A. W ramach zadania
wymieniony został jeden słup istniejącej linii 110 kV zakładu energetycznego (zastąpienie
słupa odporowego słupem odporowo – rozgałęźnym) oraz wybudowano dwa nowe stanowiska
słupowe linii do PT Łosiów (przelotowy i krańcowy). Zastosowano do tego celu słupy stalowe
o przekroju 16-kątnym produkcji KROMISS – BIS.
Rozdzielnia 110 kV
Rozdzielnię 110 kV na PT Łosiów wykonano jako napowietrzną w układzie
pojedynczego pola liniowo – transformatorowego. Głównym elementem
rozdzielni WN jest kompaktowy moduł Simobreaker (Siemens) integrujący
wyłącznik SF6, odłącznik, przekładnik prądowy i ogranicznik przepięć.
Pozostała aparatura rozdzielni WN (odłącznik i uziemnik liniowy, odgromniki
linii zasilającej, przekładniki napięciowe, uziemnik i odgromnik punktu
zerowego transformatora, odłącznik mostu szynowego 15 kV) zostały

wykonane klasycznie. Układ i teren rozdzielni 110 kV umoŜliwia w
przyszłości rozbudowę o drugie pole oraz stanowisko transformatora 110/15
kV.
Zabezpieczenia 110 kV
Na PT Łosiów zastosowano cyfrowe zabezpieczenia rozdzielni 110 kV
dostarczone przez firmę Computers & Control z Katowic. Urządzenia te
przystosowano do komunikacji za pomocą elektronicznej magistrali CANBUS
/ RS-485 (producent zabezpieczeń dostarczył konwertery protokołów IEC
CANBUS). Jest to pierwszy w historii podstacji trakcyjnych 110/3 kV
przypadek realizacji automatyki 110 kV w układzie stricte rozproszonym – do
niedawna bowiem zabezpieczenia 110 kV komunikowały się z pozostałą
częścią podstacji poprzez koncentrator lub sterowniki CZAT pełniące funkcję
„tłumaczy”.
Współpraca zabezpieczeń 110 kV z magistralą CANBUS

Zabezpieczenia prostownika
PT Łosiów – podobnie jak poprzednie podstacje – wyposaŜona została w
zabezpieczenie nadprądowe bezzwłoczne (zwarciowe) prostownika
trakcyjnego, zasilane z przekładników prądowych umieszczonych na moście
szynowym 1,3 kV. Zabezpieczenia te działają na wyłączenie wyłącznika 110
kV zespołu prostownikowego i zostały zrealizowane za pomocą dwóch
przekaźników RIT-430A produkcji ZEG Energetyka. Zmiana względem
poprzednich obiektów polega na tym, Ŝe przekaźniki te zasilane są napięciem
gwarantowanym z baterii akumulatorów 220 V DC.
Brak lokalnej rezerwy wyłącznikowej i zabezpieczenie
autonomiczne
Podstacja trakcyjna Łosiów jest pierwszą podstacją trakcyjną na sieci PKP
wyposaŜoną w tylko jeden wyłącznik pomiędzy linią zasilającą i
transformatorem zespołu prostownikowego. Konsekwencją tego stanu rzeczy
jest brak lokalnej rezerwy wyłącznikowej. Pociąga to za sobą konieczność
stosowania specjalnych rozwiązań, zapewniających duŜą niezawodność
działania wyłącznika 110 kV w stanach awaryjnych.
Jednym z nich jest zastosowanie specjalnego stycznika w obwodach
sterowania wyłącznika 110 kV, zapewniającego jego otwarcie przez
zabezpieczenie autonomiczne takŜe w przypadku zaniku napięcia 220 V=
z baterii akumulatorów.

Filtr gamma
W rozdzielnicy 3,3 kV podstacji trakcyjnej Łosiów zabudowany został
pojemnościowy filtr gamma, według koncepcji inŜynierów Elester-PKP.
Schemat obwodu głównego filtra przedstawia się następująco:
Pojemność kondensatorów filtru gamma wynosi 4 x 200 µF = 800 µF.
Obwód filtra jest chroniony wspólnym dla wszystkich kondensatorów
bezpiecznikiem topikowym 100 A oraz ogranicznikiem przepięć. KaŜdy
z kondensatorów wyposaŜony jest w przekaźnik kontroli ciśnienia oraz
posiada indywidualny rezystor rozładowczy 200 kΩ. Do uruchomienia filtra
słuŜy układ rozruchowy złoŜony z dwóch styczników oraz rezystora
rozruchowego 30 Ω. Rezystancja opornika pracy ciągłej wynosi 0,5 Ω. Do
monitoringu i zabezpieczenia obwodu filtra słuŜy przetwornik HVM produkcji
Elester-PKP.
Automatyka filtru gamma zrealizowana została za pomocą sterownika
CZAT 3000plus. Sterowanie pracą filtra odbywa się w oparciu o dane
otrzymywane z przetwornika HVM. Nowością w algorytmie sterowania jest
zachowanie filtra po zaniku napięcia na szynie 3,3 kV – otwiera się wówczas
tylko stycznik rozruchowy, a filtr pozostaje w stanie gotowym do ponownego
załączenia (powrotu napięcia).
Automatyka filtru gamma realizuje ponadto zabezpieczenie tyrystorowego
ogranicznika przepięć TOP-3 zainstalowanego na dławiku katodowym.
Odczyt prądu z przetwornika LEM – włączonego w szereg z rezystorem

ochronnika TOP-3 – odbywa się za pomocą modułu (przetwornika) CZAT
3000plus AIU.
Rozdzielnia 15 kV
Rozdzielnia 15 kV zaprojektowana została jako 5-polowa (1 pole linii
zasilającej, 1 pole transformatora uziemiającego, 1 pole transformatora
potrzeb własnych, 2 pola linii potrzeb nietrakcyjnych). Rozdzielnia posiada
pojedynczy, niesekcjonowany układ szyn zbiorczych.
Na podstacji trakcyjnej Łosiów zastosowano typową rozdzielnię 15 kV typu
RWN – 17,5 kV. Po raz pierwszy natomiast rozdzielnicę tego typu
wyposaŜono w zabezpieczenia firmy Computers & Control z Katowic (typu
ZSN 5E-L). Sterowniki zostały przystosowane do komunikacji za pomocą
magistrali CANBUS poprzez konwertery IEC CAN. Innym ciekawym
rozwiązaniem w rozdzielni 15 kV jest zastosowanie oprócz transformatora
uziemiającego 160 kVA takŜe drugiego transformatora potrzeb własnych o
mocy 40 kVA, pozwalającego na bezproblemowe zasilanie potrzeb własnych
PT Łosiów z LPN Przecza lub LPN Lipki.

Panel sygnalizacji centralnej
Na podstacji trakcyjnej Łosiów odstąpiono od zastosowania terminala
komputerowego do lokalnej obsługi obiektu. Sterowanie urządzeniami przez
dyŜurnego elektromontera obywa się za pomocą sterowników (terminali)
polowych bądź przycisków na drzwiach celki. Natomiast do zbiorczej
sygnalizacji najwaŜniejszych stanów awaryjnych i ostrzegawczych
zastosowano nowy produkt Elester-PKP – panel sygnalizacji centralnej CP3,
umieszczony w drzwiach szafy rozdzielni potrzeb własnych.
Ogrzewanie i wentylacja
Na PT Łosiów zastosowano nowe rozwiązania w zakresie ogrzewania i
wentylacji budynku podstacyjnego zaczerpnięte w duŜej mierze ze stacji
prostownikowych trakcji tramwajowej. Urządzenia wykonawcze dzielą się na
następujące grupy urządzeń:
– wentylatory wyciągowe (2 x 1,1 kW oraz 1 x 0,5 kW);
– ogrzewacze naścienne (7 x 1,0 kW);
– przepustnice nawiewów (3 szt.);
– przepustnice wywiewów (2 szt.);

Sterowanie i nadzór nad pracą systemu grzewczo – wentylacyjnego
sprawuje sterownik CZAT 3000plus w rozdzielni potrzeb własnych.
Sterowanie pracą poszczególnych urządzeń wykonawczych odbywa się w
oparciu o pomiary temperatury i wilgotności realizowane przez czujniki CZAT
3000plus THU (komunikacja poprzez RS-485). Na hali podstacji trakcyjnej
utrzymywana jest temperatura i wilgotność zapewniająca prawidłowe
warunki pracy urządzeń.
Monitoring video
Podstacja trakcyjna Łosiów wyposaŜona została w system monitoringu
zapewniający dyspozytorowi zasilania w NC Opole pełną informację o stanie
obsługiwanej zdalnie PT. W szczególności umoŜliwia on weryfikację
meldunków z instalacji przeciwpoŜarowej i przeciw-włamaniowej. Obraz z
kamer zainstalowanych na hali podstacji przesyłany jest do NC Opole w
postaci cyfrowej – poprzez łącze światłowodowe.

Sterowanie zdalne
PT Łosiów przystosowana została w pełni do pracy bezobsługowej i
zdalnego sterowania z NC Opole za pomocą systemu BUSZ-CZAT naszej
firmy. Do transmisji danych na potrzeby zdalnego sterowania, uzaleŜnień
elektronicznych, monitoringu terenu, telefonii VoIP oraz pomiarów energii
wykorzystywany jest ring światłowodowy. Zastosowane rozwiązania teleinformatyczne
naleŜą do najnowocześniejszych na sieci PKP.
Transmisja danych do dyspozytury EnergiaPro (ZDR
Opole)
Zgodnie z warunkami przyłączenia PT Łosiów do sieci 110 kV spółki
EnergiaPro naleŜało zapewnić odwzorowanie stanu urządzeń nowej podstacji
trakcyjnej w ZDR Opole (dwa niezaleŜne kanały transmisji). Problem ten
rozwiązano przesyłając informacje najpierw z PT Łosiów do NC Opole za
pomocą światłowodu, a następnie z NC Opole do ZDR Opole za pomocą
modemów i kabla teletechnicznego zgodnie ze standardami EnergiaPro.
Drugi kanał transmisji stanowi łącze GPRS. Do konwersji protokołów na PT
Łosiów z PPM2 (protokół „kolejowy”) na DNP 3.0 (protokół uŜywany w
EnergiaPro) wykorzystano koncentrator stacyjny Ex-micro2c_wxa firmy
Elkomtech, przyłączony do magistrali CANBUS.
Zastosowane na podstacji Łosiów rozwiązanie pozwala na udostępnienie
dyspozytorowi energetyki zawodowej dowolnych serii meldunkowych
występujących na magistrali CAN.

**** - urządzenia w/g standardów EnergiaPro
Protokół transmisji do ZDR Opole: DNP 3.0
Protokół transmisji do NC Opole: PPM3
Oświetlenie podstacji
Jednym z waŜniejszych czynników decydujących o bezpieczeństwie oraz
wygodzie wykonywania prac konserwacyjnych na podstacji trakcyjnej jest
zapewnienie właściwego oświetlenia miejsca pracy. Projektując podstację
trakcyjną Łosiów nasi inŜynierowie dołoŜyli wszelkich starań, aby spełnione
zostały wszystkie wymagania normy PN-EN 12464-1:2004 w tym zakresie.
Do projektowania instalacji oświetlenia podstawowego i awaryjnego podstacji
wykorzystano nowoczesne oprogramowanie symulacyjne.

Galeria zdjęć