При электроснабжении объектов различного назначения напряжением до 1000 вольт используются специальные комплектные устройства, служащие для приёма и распределения электрической энергии, которые называют распределительными щитами (РЩ).
РЩ в зависимости от специфических функций и своего места в общей иерархии электроснабжения, а также конкретных локализаций установки имеют несколько разновидностей, рассмотрим основные.
Главный распределительный щит (ГРЩ)
Главными называют щиты, на которых осуществляется распределение питания нескольких различных объектов. Обычно такие щиты располагаются в распред-устройствах электрических подстанций.
Так выглядит ГРЩ с открытыми панелями.
К типовому оборудованию, входящему в состав ГРЩ относятся:
- ввод электропитания;
- рубильники или разъединители, обеспечивающие видимый разрыв электрических цепей;
- автоматические выключатели, обеспечивающие защиту электрических линий от повреждений в результате коротких замыканий;
- щитовые измерительные приборы;
- в некоторых случаях приборы учёта электроэнергии.
При расположении главного щита в помещении понижающей трансформаторной подстанции, ввод питания выполняется кабельной линией или шинопроводом. В случае размещения ГРЩ на промежуточных пунктах, соединённых с питающей подстанцией воздушной линией 0,4 кВ, ввод может быть организован непосредственно с неё через проходные изоляторы.
Как на вводе питания, так и на каждой из отходящих линий последовательно устанавливаются два коммутационных аппарата – автоматический выключатель и рубильник (разъединитель). Выключатель служит для отключения линии питания под нагрузкой. СтабЭксперт.ру напоминает, что отключающая способность выключателя рассчитывается таким образом, чтобы он мог разорвать ток короткого замыкания защищаемой линии. На вводе питания устанавливается выключатель ввода, который по своему номиналу превосходит автоматы отходящих линий, так как через ввод протекает суммарный ток всех питаемых объектов.
Основной зоной защиты выключателя ввода является внутренняя разводка главного распределительного щита. Кроме этого, в его функции входит резервирование защит отходящих линий.
Взаимные характеристики вводного и линейного автоматов выбираются таким образом, чтобы при повреждении отходящей линии в первую очередь срабатывал линейный автомат. В случае его отказа, во избежание повреждений оборудования отключается ввод питания. Добиваются этого либо искусственной задержкой отключения ввода по времени, либо соответствующим подбором характеристик интегральных органов защиты выключателей.
В качестве автоматических выключателей могут быть использованы:
- обычные автоматы с ручным приводом, оснащённые расцепителями электромагнитного и теплового типа;
- выключатели, управляемые дистанционно из диспетчерских пунктов, оборудованные выносными или встроенными устройствами релейной защиты.
Во втором варианте на диспетчерский пункт по специальным линиям сигнализации и управления передаётся информация о текущем состоянии выключателей и фактах срабатывания защит.
Рубильники и разъединители обычно не предназначены для отключения токов нагрузки, а тем более токов аварийных режимов. Они предназначаются для обеспечения видимого разрыва при выполнении ремонтных работ, который требуют правила безопасности. Также рубильники главного распределительного щита используются при выводе из работы линии нагрузки или всего щита (с помощью рубильника ввода).
В качестве щитовых приборов могут использоваться традиционные стрелочные вольтметры и амперметры, а также более современные цифровые. Комбинированные щитовые измерительные блоки имеют цифровую шкалу, которая в зависимости от выбранного режима индикации может показывать значение одного из следующих параметров:
- напряжение;
- ток;
- мгновенное значение активной или реактивной мощности;
- потребление активной или реактивной энергии.
Читайте еще: как происходит монтаж системы заземления и что такое токоотвод?
Вводное распределительное устройство (ВРУ)
Вводное распределительное устройство является разновидностью распределительного щита, устанавливаемого на вводе питания объекта (здания, частного дома, производственного цеха и т.п.). Общее назначение щита-ВРУ схоже с функциями главного распределительного щита. СтабЭксперт.ру напоминает, что различие заключается в том, что ГРЩ осуществляет распределение питания между объектами, которые могут находиться на удалении друг от друга, а вводное распределительное устройство питает линии электропроводки внутри одного объекта (здания).
Пример ВРУ-щита.
Комплектность и конструктивное исполнение ВРУ могут быть различными. Наиболее часто встречающийся вид – в виде металлического шкафа. Типовые модели вводных шкафов для питания многоэтажных жилых домов и различных производственных объектов имеют трёхфазное исполнение.
Для удобства распределения питания внутри шкафа монтируется трёхфазная система шин, к которой крепятся жилы отходящих кабелей. Благодаря применению шин в качестве внутренних проводников, весь монтаж приобретает необходимую механическую устойчивость.
Довольно часто встречаются модели ВРУ, в которых отсутствуют автоматические выключатели. Роль коммутационных аппаратов играют рубильники. Привод управления рубильником может быть выведен наружу шкафа. Ручка управления при этом находится на правой боковой стенке. Передняя дверца шкафа в таких случаях оснащается специальной блокировкой, препятствующей её открыванию при включенном положении ввода. Таким образом обеспечивается требуемый уровень безопасности при обслуживании.
При отсутствии автоматического выключателя функции токовых защит выполняют плавкие предохранители.
В отдельных случаях вводное распределительное устройство совмещается со шкафом учёта. В этом варианте в отдельном отсеке ВРУ устанавливается счётчик электроэнергии. Поскольку описываемые шкафы обычно предназначены для питания достаточно мощных потребителей, токовые цепи счётчика подключаются через специальные измерительные трансформаторы тока. Первичные обмотки таких трансформаторов, обычно выполненные в виде коротких шинок, подключаются в разрыв (то есть, последовательно) каждой из трёх фаз ввода питания. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключаются к клеммам счётчика медным изолированным проводом.
Читайте еще: как дифференциальный автоматический выключатель выбирают по расцепителю?
Щит подключения резервного питания (АВР)
Необходимость установки щитов такого вида возникает в случаях, когда объект имеет несколько источников питания, где, как минимум один из них находится в резерве. В этом случае при отсутствии напряжения в рабочей линии питания должно быть произведено переключение на запасную.
Существуют различные варианты оформления и комплектации шкафов включения резерва. Большинство из них рассчитаны на работу с двумя линиями, но бывает и больше. Конструкции шкафов подразумевают ручное или автоматическое (АВР) включение резервного питания.
АВР-щит с аварийным сигналом.
В первом варианте шкаф имеет два ввода питания, на каждом из которых установлена своя коммутационная аппаратура и контрольно-измерительные приборы. В нормальном режиме рубильник или выключатель рабочего ввода питания включен, резервный ввод отключен. При исчезновении напряжения на рабочем вводе необходимо вручную произвести переключение.
Если встречное включение источников питания недопустимо, коммутационные аппараты могут быть сблокированы таким образом, чтобы одновременное их включение было исключено.
Подключение отходящих линий выполнено аналогично обычным распределительным шкафам.
В шкафах АВР установлена специальная автоматика, осуществляющая контроль напряжения на вводах питания и в случае необходимости, производящая их автоматическое переключение. СтабЭксперт.ру напоминает, что коммутация в этом случае производится магнитными пускателями, а блокировка от одновременного включения вводов обеспечивается электрической схемой автоматики.
Питающая линия может иметь статус рабочей или резервной, либо обе линии считаются рабочими. В первом случае питание по нормальной схеме происходит только от рабочего источника, резервная линия включается только на периоды аварийных ситуаций. При восстановлении рабочего питания, объект вновь подключается к нему. Если линии питания равнозначны, в рабочем режиме может быть включена любая из них.
Приоритетность питания от определённого источника часто бывает актуальной при организации электроснабжения промышленных объектов. Данный вопрос может иметь как экономический, так и технический аспект.
Электропитание может осуществляться разными поставщиками электроэнергии, цена которой может быть различной. В этом случае естественно выбрать в качестве основного — более дешёвый источник. То же с резервным автономным генератором, стоимость электроэнергии которого дороже сетевой. У бытового потребителя таких ситуаций, как правило, не возникает. В некоторых случаях одна из линий электропитания может иметь ограничение по мощности. Такой источник не всегда может быть использован в качестве рабочего.
Ещё один вариант схемы питания от двух источников является типовым для производственных распределительных устройств. Суть его заключается в том, что все потребители объекта разделены на две группы, каждая из которых подключена к своей секции 0,4 кВ. В рабочем режиме секции изолированы одна от другой и питаются каждая от своего источника. При исчезновении напряжения на одном из них, происходит включение секционного выключателя или пускателя. То есть, в аварийной ситуации секции объединяются и продолжают питаться от оставшейся в работе линии.
Частный случай исполнения шкафа АВР представляет собой вариант, когда резервное питание обеспечивается автономным генератором.
Такой шкаф содержит специфическую автоматику, которая не только контролирует наличие напряжения и осуществляет коммутацию, но и производит запуск резервного генератора.
Для реализации нестандартных схем, содержащих несколько различных вариантов питания, шкафы нужной конфигурации выполняются по специальному заказу.
Читайте еще: когда применяется трехфазное реле напряжения?
Этажный электрощит (ЭЩ)
Щиты такого типа относятся к более низкой иерархии распределительных щитов. Назначение данного устройства определяется его названием. Через ЭЩ происходит распределение электроэнергии потребителям, находящимся на конкретном этаже. А в случае административного здания, отходящие линии электропроводки могут обеспечивать электропитание отдельных кабинетов или их групп.
Всем известный ЭЩ.
В жилом многоквартирном доме этажный электрощит осуществляет распределения электроэнергии по квартирам одной лестничной площадки. В этом случае он может содержать приборы учёта электроэнергии, потреблённой каждой квартирой. При наличии в щите счётчиков электроэнергии, они могут располагаться в отдельном отсеке, который при необходимости может быть опломбирован представителями контролирующих органов.
Щиты данного типа в отличие от ранее рассмотренных видов обязательно содержат автоматические выключатели. Современные варианты ЭЩ выпускаются в модульном варианте, установка автоматов в них осуществляется на DIN-рейку.
Внутриквартирный распределительный щит
Располагается внутри квартиры и служит для распределения электроэнергии по комнатам или группам потребителей, в зависимости от существующего проекта. В отдельных случаях в составе квартирного щита может находиться и счётчик электроэнергии. При наличии устройства защитного отключения (УЗО), оно также располагается в данном щите.
Квартирный щит с учетным устройством.
Щит освещения (ЩО)
В ЩО происходит распределение осветительной нагрузки, это актуально в офисных и административных зданиях. На подобных объектах производится разделение электрической нагрузки на силовую часть (розеточные группы, отдельные устройства вентиляции и кондиционирования и т.п.) и непосредственно освещение.
Пример ЩО с замком.
В заключение стоит добавить, что монтаж распределительных электрических щитов на любом объекте электроснабжения производится строго в соответствии с электрической частью строительного проекта. Проектная документация предусматривает необходимое количество РЩ, их внутреннюю схему и места установки.
