Распределительные устройства

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Содержание


Распределительные устройства, включая главное РУ низкого напряжения (ГРЩ), играют решающую роль в обеспечении надежности электроустановки. Они должны соответствовать четко определенным нормам, регулирующим проектирование и изготовление распределительных устройств низкого напряжения.

Распределительное устройство (РУ) – это электроустановка, в которой входящая электроэнергия распределяется по отдельным цепям, каждая из которых контролируется и защищается плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. Распределительное устройство разделяется на ряд функциональных блоков, каждый из которых включает в себя все электрические и механические элементы, которые необходимы для выполнения заданной функции. Оно представляет собой ключевое звено в цепи обеспечения надежности.

Поэтому тип РУ должен идеально подходить для области применения. Проектирование и изготовление распределительного устройства должны осуществляться в соответствии с действующими нормами и стандартами и учитывать опыт эксплуатации.

Корпус РУ обеспечивает двойную защиту:

  • Защита измерительных приборов, реле, плавких предохранителей от механических ударов, вибраций и других внешних воздействий, которые могут нарушать их работу (электромагнитные помехи, пыль, влажность, насекомые и т.д.).
  • Защита людей от прямых прикосновений (см. степень защиты IP и показатель IK в подразделе Перечень внешних воздействий).


Типы распределительных устройств

Распределительные устройства могут различаться по назначению и конструкции (особенно по компоновке шин).

Типы распределительных устройств по назначению

Нагрузочные требования определяют тип распределительного устройства.

Основные типы распределительных устройств:

  • Главный распределительный щит низкого напряжения (см. рис. Е27a)
  • Шкаф управления двигателями (см. рис. Е27b)


Рис E27.jpg


Рис. Е27 : a ГРЩ (Prisma Plus P) с шинопроводами, b Шкаф управления двигателями низкого напряжения (Okken)


  • Промежуточные (вторичные) РУ (см. рис. Е28)


Рис E28.jpg


Рис. Е28 : Промежуточное РУ (Prisma Plus G)


  • Конечные РУ (см. рис. Е29)


Рис E29.jpg



Рис. Е29 : Конечное РУ: a Prisma Plus G Pack, b Kaedra, c Mini Pragma


Распределительные устройства специального назначения (например, для систем отопления, лифтов, производственных процессов) могут располагаться:

  • рядом с главным ГРЩ НН;
  • около соответствующего оборудования.

Как правило, вторичные и конечные распределительные устройства распределяются по объекту.


Два типа распределительных устройств

Различаются:

  • Традиционные распределительные устройства, в которых выключатели, плавкие предохранители и т.д. установлены на монтажной плате в шкафу.
  • Функциональные РУ специального назначения, модульной стандартной конструкции.

Традиционные распределительные устройства

Коммутационные аппараты, плавкие предохранители и т.д. расположены на монтажной плате внутри корпуса. Индикаторы и контрольные устройства (приборы, лампы, кнопки и т.д.) установлены на передней стороне РУ.

Размещение компонентов в корпусе требует тщательного анализа с учетом размеров каждого элемента и его соединений, а также зазоров, необходимых для обеспечения безопасной и безотказной работы.

Функциональные распределительные устройства

Как правило, это устройства специального назначения. Они состоят из функциональных блоков, которые включают в себя коммутационные аппараты и стандартные приспособления для монтажа и соединений, что обеспечивает высокий уровень надежности и большие возможности для изменений.

  • Преимущества

Функциональные распределительные устройства используются на всех уровнях низковольтного распределения (от главного РУ низкого напряжения (ГРЩ) до конечного распределения) в силу ряда их преимуществ:
  -  Модульность системы, которая позволяет объединить многие функции в одном распределительном устройстве, включая защиту, контроль и управление электроустановками.
Кроме того, модульная конструкция обеспечивает повышение уровня техобслуживания, эксплуатации и возможности модернизации.
  -  Ускорение разработки распределительных устройств, поскольку нужно просто добавить дополнительные функциональные блоки.
  -  Простота установки сборных компонентов.
  -  Распределительные устройства проходят типовые испытания, которые обеспечивают высокий уровень надежности.

Новые распределительные устройства Prisma Plus G и P компании Schneider Electric рассчитаны на ток до 3200 A и обеспечивают следующие преимущества:
  -  Гибкость и простота монтажа.
  -  Сертификация по стандарту МЭК 60439 и гарантия надежной работы при безопасных условиях.
  -  Экономия времени на всех этапах – от разработки до монтажа, эксплуатации и модификации или модернизации.
  -  Простота в адаптации, например, к привычным стилям работы и нормам в разных странах мира.
Рис. Е27а, Е28 и Е29 показывают примеры функциональных распределительных устройств, рассчитанных на все номинальные мощности, а рис. E27b – высокоэффективное функциональное распределительное устройство для промышленных цепей.

  • Основные типы функциональных блоков

В распределительных устройствах применяются три основных типа функциональных блоков:
  -  Стационарные функциональные блоки (см. рис. Е30)
Эти блоки не могут изолироваться от питания, так что любое вмешательство для техобслуживания, внесения изменений и т.д. требует отключения всего распределительного устройства. Однако, могут использоваться втычные или выдвижные устройства для минимизации времени простоя и повышения уровня готовности остального оборудования установки.


Рис E30.jpg


Рис. Е30 : Конечное РУ со стационарными функциональными блоками (Prisma Plus G)


  -  Втычные функциональные блоки (см. рис. Е31)
Каждый функциональный блок смонтирован на съемной монтажной панели и обеспечен средствами изоляции от входной стороны (шины) и средствами разъединения на выходной стороне (выходящая цепь). Поэтому блок может сниматься для техобслуживания без отключения всего устройства.


Рис E31.jpg


Рис. Е31 : РУ с втычными функциональными блоками


  -  Выдвижные функциональные блоки (см. рис. Е32)
Коммутационные аппараты и сопутствующие приспособления для обеспечения выполнения функций смонтированы на шасси. Как правило, выполняемая функция является комплексной и часто связана с управлением двигателями.

Разъединение возможно на входной и выходной сторонах путем полного выдвижения секции, что позволяет быстро заменять поврежденный блок без отключения остальной части распределительного устройства.


Рис E32.jpg


Рис. Е32 : РУ с выдвижными функциональными блоками


Нормы

Различные стандарты

Соблюдение действующих норм необходимо для обеспечения соответствующей степени надежности.

Определенные типы распределительных устройств (в частности, функциональные распределительные устройства) должны соответствовать специальным нормам согласно области применения или условиям окружающей среды.

Справочным международным стандартом для устройств, подлежащим полным и частичным типовым испытаниям, является стандарт МЭК 60439-1.

Стандарт МЭК 60439-1

Три элемента стандарта МЭК 60439-1 вносят значительный вклад в обеспечение надежности:

  • Четкое определение функциональных блоков.
  • Формы разделения между соседними функциональными блоками в соответствии с требованиями пользователя.
  • Четкий перечень регулярных проверок и типовых испытаний.
  • Классы устройств

Стандарт МЭК 60439-1 определяет два класса устройств:
  -  Комплектные распределительные устройства низкого напряжения, прошедшие типовые испытания, без значительных отклонений от установленного типа системы (ТТА), соответствие которой обеспечивается типовыми испытаниями, предусматриваемыми в стандарте.
  -  Комплектные распределительные устройства низкого напряжения, прошедшие частичные типовые испытания (РТТА), которые могут включать в себя узлы, не прошедшие типовые испытания, при условии, что они входят в состав оборудования, прошедшего типовые испытания.

При монтаже квалифицированным персоналом в соответствии с нормами профессионального производства работ и инструкциями изготовителя, такие устройства обеспечивают аналогичный уровень безопасности и качества.

  • Функциональные блоки

Тот же стандарт определяет функциональные блоки:
  -  Часть устройства, включающая в себя все электрические и механические элементы, необходимые для выполнения заданной функции.
  -  Распределительное устройство включает в себя вводный функциональный блок и один или несколько функциональных блоков для отходящих линий, в зависимости от эксплуатационных требований к установке.

Функциональные блоки могут быть стационарными, втычными или выдвижными (см. Определения и стандарты).

  • Секционирование (см. рис. Е33)

Разделение функциональных блоков внутри устройства обеспечивается с помощью форм секционирования, указываемых для различных режимов работы.

Формы пронумерованы (от 1 до 4 с указанием вариантов "a" или "b"). Нумерация имеет интегральный характер, т.е. форма секционирования с более высоким номером объединяет характеристики предыдущих форм.
Стандарт определяет следующие формы:
  -  Форма 1: без разделения.
  -  Форма 2: отделение шин от функциональных блоков.
  -  Форма 3: отделение шин от функциональных блоков и отделение всех функциональных блоков друг от друга, кроме их выходных зажимов.
  -  Форма 4: как для формы 3, но с отделением выходных зажимов всех функциональных блоков друг от друга.

Решение по применению той или иной формы секционирования основывается на соглашении между изготовителем и пользователем.

В распределительных устройствах серии Prima Plus применяется секционирования по формам 1, 2b, 3b, 4a, 4b.

  • Типовые испытания

Обеспечивают соответствие каждого распределительного устройства стандарту. Протоколы испытаний, заверенные независимой организацией, являются гарантией для пользователей.


Рис E33.jpg



Рис. Е33 : Формы секционирования для функциональных РУ низкого напряжения



Телеуправление и контроль электроустановки

Общедоступность электротехнической информации и «умные» распределительные устройства – это уже реальность.

Сегодня телеуправление и контроль не ограничивается крупными установками. Применение этих функций расширяется и обеспечивает значительное снижение затрат. Основные преимущества:

  • Снижение платежей за электроэнергию.
  • Снижение затрат на поддержание установки в рабочем состоянии.
  • Оптимальное использование капиталовложений, особенно, оптимизация жизненного цикла установки.
  • Повышение уровня удовлетворенности потребителей электроэнергии (в строительстве и обрабатывающей промышленности) благодаря повышению эксплуатационной готовности и/или качества электроэнергии.

Протокол Modbus становится открытым стандартом для обмена данными в распределительном устройстве и между распределительным устройством и потребителями по контролю и регулированию потребляемой мощности. Связь Modbus осуществляется в двумя способами: по витой паре (RS 485) и с помощью Ethernet TCP/IP (IEEE 802.3).

Сайт www.modbus.org представляет все технические характеристики протокола и постоянно обновляет перечень продуктов и компаний, использующих открытый промышленный стандарт.

Использование web-технологий позволило значительно расширить применение этого стандарта за счет снижения стоимости доступа к этим функциям посредством использования интерфейса, который стал универсальным, а также повышения уровня открытости и возможностей модернизации, которых просто не существовало всего несколько лет тому назад.