Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Koblingsanlegg

Fra Teknisk regelverk utgitt 1. februar 2017
< Banestrømforsyning‎ | Prosjektering og bygging
Hopp til: navigasjon, søk

(Dette kapittelet erstatter Banestrømforsyning/Prosjektering/Koblingshus og Banestrømforsyning/Bygging/Koblingshus)

1 Hensikt og omfang

1.1 Hensikt

Hensikten med dette kapittelet er å stille de krav som gjelder for prosjektering og bygging av koblingsanlegg i Bane NORs kontaktledningsanlegg. Kravene kan være en utdyping og komplettering av generelle krav gitt overordnet i Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Kraftsystem og i Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav. Derfor er også herværende kapittel bygd opp etter samme disposisjon.

Hensikten med koblingsanlegg tilknyttet kontaktledningsanlegget er å:

  • sikre verndekning
  • fordele effekt fra mateenheter i matestasjoner til kontaktledningsanlegget,
  • sikre rask feilutkobling, feilsøking og feilretting gjennom automatisk selektiv seksjonering av kontaktledningsanlegget,
  • etablere alternative koblingsveier for å opprettholde drift ved feil eller vedlikehold på en anleggsdel/komponent jf. n-1-kriteriet,
  • bidra til sikkert arbeid i og nær spor, det vil si frakobling, jording og sikker innkobling og
  • fordele belastning og spenningsforhold for tog ved å parallellkoble forsyningsveier.

1.2 Omfang

Kapittelet omfatter

  • koblingsanlegg i forbindelse med matestasjoner og
  • koblingsanlegg (frittstående) der tre eller flere linjer møtes, kalt koblingshus.

Koblinger i kontaktledningsanlegget som ikke er omfattet av dette kapittelet er:

Konseptet med koblingsanlegg for kontaktledningen er skissert i Figur 1.

Figur 1: Skisse av kraftsystem med koblingsanlegg i matestasjoner og koblingshus som sammenkobler kontakledningsanlegg for ulike spor og seksjonerer disse automatisk med effektbrytere.

Koblingsanlegg inneholder funksjoner og komponenter som er dekket av andre kapitler i Teknisk regelverk:

Dette kapittelet omfatter derfor de krav som gjelder til selve koblingsfunksjonaliteten for koblingsanlegg. Videre gjelder krav gitt i Felles elektro og kapitlene for Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav og Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Kraftsystem også for koblingsanlegg.

Kapittelet er skrevet med utgangspunkt i nominell spenning og frekvens på 15 000 V og 16,7 Hz (frekvensstivt). Kravene gjelder for øvrig også tilsvarende ved autotransformatorsystem 2∙15 000 V. Ved andre systemer må nye relevante krav fremtas.

2 Systemkrav

2.1 Egenskaper

a) Behov for koblingshus: Ved sammenkobling av flere baner, linjer eller hovedspor skal eget koblingsanlegg som beskrevet i dette kapittel vurderes basert på robusthet (koblings- og seksjoneringsmuligheter, feilfrekvens og vedlikehold av kontaktledningsanlegget) og sikker verndekning (hovedspor av linje iht. Togframføringsforskriften §1-6).

  1. Utførelse: I tilfeller der vurderingen tydelig viser uforholdsmessig stor kostnad, kan koblingsanlegget erstattes av nødvendige kontaktledningsbrytere.
  2. Verifisering: Vurderingene som legges til grunn skal dokumenteres.

Se også krav om koblingsanlegg i forbindelse med matestasjoner: Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Matestasjoner#Systemkrav/Funksjoner.

b) Antall faser: Koblingsanlegg kan utføres som enfaset (1∙15 000 V) eller tofaset (2∙15 000 V) anlegg for tilkobling til autotransformatorsystem.

  1. Utførelse: Ved valg av antall faser skal utbyggingsplaner for autotransformatorsystem på tilknyttede strekninger hensyntas.
  2. Utførelse: For tilkobling til autotransformatorsystem skal koblingsanlegget og kontaktledningsanlegget koordineres som beskrevet i Kontaktledning/Prosjektering/Autotransformatorsystem med seksjonert kontaktledning.
  3. Utførelse: Ved to parallelle enfasede anlegg til autotransformatorsystem med egne systemer for positivleder og negativleder skal de to fasene opereres i avhengighet som om det er et tofaset anlegg.
  4. Utførelse: Ved valg av tofaset anlegg kan det være behov for autotransformatorer eller belastbart nullpunkt i koblingsanlegget avhengig av behov for avganger som mater kun enfase.

c) Behov for avganger: For å sikre tilstrekkelig selektiv seksjonering og uavhengighet skal hvert hovedspor og hver ledning i hver retning fra koblingsanlegget (linjeavgang) samt større stasjonsområder og hensettingsområder (stasjonsavgang) i nærheten mates gjennom egne og fullt bestykkede (utgående) avganger.

  1. Utførelse: Behov for avganger skal koordineres med behov for koblingsmuligheter i ledningsanlegget, se Kontaktledning/Prosjektering/Seksjonering
  2. Utførelse: Avganger skal kobles til kontaktledningsanlegget ved hjelp av mate- og returkabler, se Banestrømforsyning/Prosjektering/Energiforsyning, Banestrømforsyning/Prosjektering/Mate- og returkabel og Banestrømforsyning/Bygging/Mate- og returkabel.

d) Bestykning av avgang: En avgang skal ved hjelp av et bryterfelt ivareta følgende funksjoner:

e) Krav til brytere: Brytere i skal som minstekrav konstrueres og testes i samsvar med EN 50152 for standardisering og tilstrekkelige RAMS-parametere.

  1. Utførelse: Informasjon som skal oppgis til leverandør i henhold til EN 50152 skal være i samsvar med Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Koblingsanlegg/Vedlegg/Informasjon som skal oppgis til leverandør ved spesifisering av brytere (normativt) for aktuell brytertype.
  2. Verifikasjon: Datablad med merkedata i henhold til EN 50152 skal være del av tilbudsgrunnlaget og anleggsdokumentasjonen.

f) Krav til måletransformatorer: For å sikre pålitelig måling av strøm og spenning for vern, driftsovervåkning og energimåling skal måletransformatorer oppfylle de aktuelle kravene i normserien NEK EN 60044 eller NEK IEC 61869.

  1. Utførelse: For krav til nøyaktighetsklasse, se krav til Vern (under utarbeidelse), Kontrollanlegg (under utarbeidelse) og elektrisitetsmålere (Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav#Elektrisitetsmålere).

g) Bruk av SF6 som isolasjonsmedium: Bruk av SF6-gass som isolasjonsmedium skal begrenses av hensyn til miljørisiko, se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav#SF6-gass i høyspenningsanlegg.

h) Driftsmerking: For å bedre oversikten over koblingsanlegget og forhindre feilbetjening skal koblingsanlegg ha enhetlig og logisk driftsmerking.

  1. Utførelse: Merkingen skal utføres som angitt i Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Koblingsanlegg/Vedlegg/Driftsmerking (normativt)

i) Plassering jordsamleskinne: Hensiktsmessig plassering av jordsamleskinnen kan være i rom for utgående koblingsanlegg på grunn av oversiktlig og standardisert anlegg, nærhet til mate- og returkabler samt adgangsbegrensning.

j) Samlokalisering elteknisk hus: Dersom annet teknisk utstyr må plasseres i samme bygning, skal det etableres et tydelig skille mellom utstyr tilknyttet koblingsanlegget og øvrig teknisk utstyr internt i bygningen.

2.1.1 Fjern- og lokalkontroll

a) Lokal- og fjernkontroll: Koblingsanlegg skal (inntil det etableres særskilte krav) styres og overvåkes som angitt i Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Matestasjoner#Fjern- og lokalkontroll (relevante punkter) for hver enkelt avgang.

b) Driftsmåling: For grovt å kunne avdekke årsaksforhold ved feil og alvorlige feil, ta ut belastningsstatistikk og lage kjøre/driftsplaner skal det for hver avgang måles spenning (U), strøm (I), aktiv effekt (P) og reaktiv effekt (Q) som effektivverdier.

  1. Utførelse: Alle målte verdier skal logges med minimum ettsekundsoppløsning, skal overføres fjernt og skal lagres lokalt i minimum 60 dager for detaljert analyse.
  2. Utførelse: Loggene skal være tilstrekkelige for utførelse av fjernkontroll og lokalkontroll.

c) Feilskriver: Avganger skal for effektiv feilsøking og -analyse ha feilskriver som høyoppløselig (ca. 500 Hz) registrerer spenning (u) og strøm (i) og prosessverdier i forbindelse med trigging av vernfunksjon.

  1. Utførelse: Registreringen bør pågå fra minimum 0,2 sekunder før til 0,5 sekunder etter feil med minimum kapasitet på 5 sekunder per feil.
  2. Utførelse: Det bør være lagringskapasitet til minimum åtte feil.
  3. Utførelse: Loggingen skal være tilstrekkelig for utførelse av lokalkontroll og tilgjengelig ved lokalkontroll.

d) Feilsøkingsstøtte: Ved hver vernutkobling skal maksimal strømstyrke, avstand til feilsted og bruk av automatisk gjeninnkobling registreres i hendelsesloggen i lokalkontroll og fjernkontroll for å forenkle feilsøking og seksjonering.

2.2 Funksjoner

a) Automatisk aktivering av dødseksjon: Utkobling og fall av effektbryter i avgang fra koblingsanlegget bør medføre automatisk utkobling av eventuell tilhørende dødseksjon i kontaktledningsanlegget.

  1. Utførelse: Funksjonen kan realiseres ved hjelp av fjernkontrollsystemet.

b) Forrigling: For å hindre personskader og materielle skader ved feilbetjening av brytere, skal betjening av effektbrytere, skillebrytere og jordingsbrytere i koblingsanlegg forrigles slik at skillebrytere ikke betjenes med last og jordingsbrytere ikke legges inn mot spenning.

  1. Utførelse: Forriglingene skal utføres i samsvar med NEK IEC 62271-200:2012 punkt 5.11.
  2. Verifikasjon: Korrekt forrigling skal verifiseres med test.
  3. Dokumentasjon: Anleggets forriglingsrutiner skal dokumenteres.

c) Termograferingsfunksjon: Alle avganger skal kunne settes i termograferingsmodus for å tillate termografering og impedansmåling av kontaktledningen uten at impedansvern og underspenningsvern løser.

  1. Utførelse: Aktivering og deaktivering av funksjonen bør kunne gjøres gjennom fjernkontroll fra elkraftsentral for enklest mulig gjennomføring av termograferingen av ledningsanlegget.
  2. Utførelse: Vernfunksjoner mot overstrøm, overtemperatur og overspenning skal fremdeles være aktive.
  3. Verifikasjon: Korrekt funksjon skal verifiseres med test.

3 Robusthet

Pålitelighet, tilgjengelighet og vedlikeholdbarhet er viktig for kraftsystemet og anleggene det består av for å sikre en robust strømforsyning til togene. Som underlag for regelverket er det gjennomført en kvalitativ risikoanalyse som har resultert i de generelle kravene som er gjengitt i dette kapittelet. Kravene indikerer et forventet tilgjengelighetsnivå som de ulike kravene til de ulike anleggene er harmonisert ut i fra. De er også input til momenter som det er naturlig å undersøke i en tilgjengelighetsstudie, se Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Kraftsystem#Robusthet. Ettersom det sannsynligvis finnes flere løsninger som oppfyller strekningens tilgjengelighetskrav er det naturlig at tilgjengelighetsstudien brukes som underlag til en eventuell dispensasjon. Kravene fritar ikke for Vurdering av risiko og erklæring om samsvar iht. FEF §2-2.

3.1 Håndtering av feiltilstander

a) Vern: Koblingsanlegg skal ha vern som begrenser skade på personer og komponenter og hindrer eller begrenser følgefeil.

  1. Utførelse: Vern av koblingsanlegget og kontaktledningen skal utføres ihht. Banestrømforsyning/Prosjektering/Energiforsyning#Vern for utgående linjeutrustning og kontaktledningsanlegg.

3.2 Sårbarhet

a) Selvstendig koblingsanlegg: Koblingsanlegget skal være selvstendig gjennom automatiske funksjoner og lokalkontroll selv om kommunikasjonsforbindelsen til fjernstyringssentralen brytes eller eventuelle tilknyttede mateenheter stopper (se også Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Matestasjoner#Sårbarhet og redundans).

  1. Utførelse: Manglende fjernstyring skal ikke føre til at brytere kobler ut eller fra.
  2. Operative tiltak: Det skal være rutiner for ettersyn av koblingsanlegg dersom forbindelsen til fjernstyringssentralen brytes.
  3. Verifikasjon: Overholdelse skal verifiseres ved realistisk test.

b) Selvstendige bryterfelt: Hvert enkelt bryterfelt med tilhørende automatikkfunksjoner og vern i et koblingsanlegg skal kunne fortsette å mate selvstendig dersom kommunikasjonsforbindelsen til stasjonens overordnede styring (eks. stasjonsdatamaskin) brytes eller andre bryterfelt i stasjonen faller ut eller ødelegges (eksplosjon, brann etc.).

  1. Utførelse: Enkeltfeil i lokale automatikkfunksjoner, vern osv. skal ikke påvirke mer enn ett bryterfelt.
  2. Operative tiltak: Det skal være en strategi eller rutiner for å håndtere feil på lokalkontrollutrustningen eller kommunikasjonen med denne for å ivareta eventuelle nødvendige fellesfunksjoner.
  3. Verifikasjon: Overholdelse skal verifiseres ved realistisk test.

c) Hjelpekraft: For effektiv, sikker og hensiktsmessig styring og overvåking av kraftsystemet skal vernfunksjon, effektbryterkobling, lokalkontrollanlegg og kommunikasjon til fjernkontroll være forsynt fra prioritert avbruddsfri strømforsyning for hjelpeanlegg som definert i NEK440:2011 punkt 9.2.1.

  1. Utførelse: For å standardisere grensesnitt mot ulike komponenter bør batterianlegg med 110 VDC nominell spenning benyttes.
  2. Utførelse: Batterikapasitet bør tilpasses tilgjengelighet for matende forsyning (eventuell redundans, tilkobling av reserveaggregat osv.), men kan typisk være i størrelsesorden 8 timer med mulighet for tilkobling av mobilt aggregat (dvs. pålitelighetsgrad «Normal» i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Lavspent strømforsyning#Reservestrømforsyning).
  3. Utførelse: Det skal for dimensjoneringen forutsettes minimum tre effektbryterkoblinger (inn og ut) og én skillebryterkobling (inn og ut) i hvert bryterfelt pr. time.
  4. Utførelse: Batterianlegget bør utføres som to uavhengige deler slik at halve batterikapasiteten er tilgjengelig for hver del.
  5. Verifikasjon: Vurderingene som danner underlag for spesifikasjon og valgt løsning skal dokumenteres.
  6. Verifikasjon: Overholdelse skal verifiseres ved realistisk test.

3.3 Tilgjengelighet

Det arbeides med å ta fram overordnede krav eller mål for tilgjengeligheten for infrastrukturen generelt og kraftsystemet spesielt. Etablering av RAM-krav er uansett steg fire i RAMS-prosessen og må ses i sammenheng med forutsetningene koblingsanlegget skal driftes under (kraftsystem anlegget er en del av, beredskap, omgivelser osv.)

3.4 Redundans

Koblingsanlegg i forbindelse med matestasjoner forestår mating av effekt til kontaktledningsanlegget og er underlagt strengere krav enn koblingsanlegg i forbindelse med frittstående koblingshus som kun har til oppgave å seksjonere samkjøringen.

Dersom koblingsmuligheter legges til brytere i kontaktledningsanlegget i stedet for til koblingsanlegg med effektbrytere og automatikk (eks. prøvefunksjon og fasesperre), vil muligheten for forrigling begrenses, og det må også påregnes større driftsavbrudd ved koblinger ettersom kontaktledningen alltid må spenningssettes med effektbryter.

For å gjøre kraftsystemet robust mot unormale driftsituasjoner gjelder følgende grunnleggende krav til oppfyllelse av det generelle n-1-kriteriet slik at faren for serieutfall reduseres:

a) Omkoblingsmulighet: For at brytere, vern og kontrollutrustning skal kunne frigjøres for vedlikehold (både korrektivt og forebyggende) uten at tilhørende spor mangler mating ihht. n-1-kriteriet, skal hver utgående avgang ha minst én fjernstyrt omkoblingsmulighet med nødvendig og tilstrekkelig verndekning.

  1. Utførelse: Funksjonen skal normalt realiseres ved bruk av reservebryter(e) som sammen med reservesamleskinne(r) gjør det mulig å forbikoble hvilken som helst avgang. Se tilhørende krav under.
  2. Unntak: Ved eventuell stasjonsavgang kan denne erstatte en egen reserveavgang dersom det finnes tilstrekkelige omkoblingsmuligheter i kontaktledningsanlegget.
  3. Unntak: For frittstående koblingsanlegg med i størrelsesorden tre til fire brytere og koblingsanlegg med i størrelsesorden én til to brytere kan funksjonaliteten ivaretas gjennom koblinger i kontaktledningsanlegget.
  4. Verifikasjon: Vurderingene som legges til grunn for valgt løsning skal dokumenteres.
  5. Operative tiltak: Koblingsprosedyrer skal utarbeides sammen med elkraftsentral og overleveres før idriftsettelse.
  6. Dokumentasjon: Koblingsmuligheter i koblingsanlegg og kontaktledningsanlegg skal tegnes inn i samme koblingsskjema.

b) Hovedsamleskinneseksjonering: Antall hovedsamleskinneseksjoner skal baseres på en vurdering av tilgjengeligheten for koblingsanlegget tatt i betraktning antall utgående avganger og brytere i kontaktledningsanlegget.

  1. Utførelse: Samleskinneseksjonene skal være uavhengige slik at feil eller vedlikehold på en seksjon ikke fører til at andre seksjoner må tas ut av drift.
  2. Utførelse: Det bør være minst en hovedsamleskinneseksjon for hver (i størrelsesorden) 8. utgående avgang for koblingsanlegg i koblingshus.
  3. Utførelse: Det bør være minst to hovedsamleskinneseksjoner i koblingsanlegg tilhørende matestasjoner.
  4. Utførelse: Eventuelle mateenheter skal fordeles på ulike hovedsamleskinneseksjoner.
  5. Utførelse: Fordeling av linjeavgangene på hovedsamleskinneseksjonene skal koordineres mot koblingsbildet i kontaktledningsanlegget slik at alle spor kan mates ved kobling av kontaktledningsbrytere ved en feil på eller utkobling (for eksempel ved termografering) av en av flere samleskinneseksjoner med nødvendig og tilstrekkelig verndekning.
  6. Utførelse: For særskilt viktige og store anlegg bør det være effektbryter og skillebryter mellom samleskinneseksjonene for selektiv utkobling av feil og mulighet for seksjonering under drift (dvs. uten at alle brytere tilknyttet en seksjon kobles ut for å sikre kobling av skillebryter uten last)
  7. Verifikasjon: Vurderingene som gjøres skal dokumenteres.

c) Reservebrytere: Antall reservebrytere skal baseres på en vurdering av tilgjengeligheten for koblingsanlegget tatt i betraktning antall avganger til og brytere i kontaktledningsanlegget.

  1. Utførelse: Det bør være minst én reservebryter for hver opp til (i størrelsesorden) 8. utgående avgang.
  2. Utførelse: Dersom det er mer enn én reservebryter skal disse kobles til ulike hovedsamleskinneseksjoner.
  3. Verifikasjon: Vurderingene som gjøres skal dokumenteres.

d) Reservesamleskinner: Eventuell reservesamleskinne skal seksjoneres likt med hovedsamleskinnen for sikrere vedlikehold og mulighet for flere reservebrytere per koblingsanlegg.

  1. Utførelse: Det skal ikke være mulig å koble sammen reservesamleskinneseksjoner som har hver sin reservebryter.
  2. Utførelse: Forrigling skal hindre at ulike avganger kobles direkte sammen via reservesamleskinnen.

e) Redundant utkoblingsmulighet: Elkraftoperatør skal ihht. NEK/CLC TS 50562:2011 kunne bryte banestrømmen med to redundante brytere.

  1. Utførelse: Kravet kan anses som tilfredsstilt når man har både innkommende og utgående avganger i hver matestasjon og fullverdige avganger for hvert spor mot andre koblingsanlegg.

3.5 Brann

a) Brann: Koblingshus skal ha beskyttelse mot og varsling ved brann som beskrevet i Banestrømforsyning/Prosjektering og bygging/Matestasjoner#Brann.

4 Dimensjonering

Dette avsnittet gir krav til funksjoner som har innvirkning på dimensjoneringen av kraftsystemet og koblingsanleggene.

a) Påregnelige innkoblinger: For å legge til rette for feilsøking og seksjonering ved arbeid skal påregnelig antall effektbryterkoblinger per time være minimum ti (inn og ut) for hvert bryterfelt, hvorav minst tre av disse innkoplingene gjennomføres i løpet av en periode på tre minutter

  1. Verifikasjon: Tilstrekkelig funksjon skal verifiseres med test som inkluderer hele kontrollkjeden fra vern og operatør til faktisk manøvrering av bryteren.

b) Fremtidig utvidelse: Det bør tilrettelegges for framtidig utvidelse av koblingsanlegget med flere avganger basert på forventet behov for framtidig utvidelse av anlegget.

  1. Utførelse: Tilretteleggingen kan skje ved mulighet for framtidig utvidelse av bygget som koblingsanlegget plasseres i.
  2. Verifisering: Vurderingene som gjøres skal dokumenteres.

5 Vedlegg