Виды устройств приема и распределения электроэнергии

Категория:Электромонтажные работы

Источником электроснабжения большинства промыш-_ ленных предприятий обычно являются энергетические системы; в редких случаях предприятия получают энергию от собственных заводских электростанций. Электроснабжение и распределение энергии в пределах предприятия от собственных электростанций производится в основном на генераторном напряжении 6 и 10 кВ.

Большинство предприятий получает питание от районных подстанций, входящих в состав энергосистемы, по линиям электропередачи высокого напряжения через понижающие трансформаторы, установленные на подстанциях потребителя. Электроснабжение предприятий производится через пункты приема и распределения электроэнергии (ГПП, ЦРП, РП и ТП), максимально приближенные к потребителям. Электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы, называется распределительным устройством (РУ).

Распределительные устройства разделяются на открытые ОРУ (все или основное оборудование расположено на открытом воздухе) и закрытые ЗРУ (оборудование расположено в здании), а также комплектные КРУ. Комплектным называется распределительное устройство, состоящее из полностью либо частично закрытых шкафов или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений, называют подстанцией. В зависимости от преобладания той или иной функции подстанции разделяются на трансформаторные и преобразовательные.

Подстанция, получающая питание непосредственно от энергетической системы (или заводской электростанции), называется главной понизительной подстанцией (ГПП) предприятия. Распределение энергии на пониженном напряжении от ГПП производится по всему предприятию или его значительной части через цеховые трансформаторные подстанции (ТП), распределительные пункты (РП) и центральные распределительные пункты (ЦРП).

Трансформаторные и преобразовательные подстанции, как и распределительные устройства, изготовляют и поставляют комплектными (КТП, КПП), в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Выработка, передача и потребление электрической энергии производятся на различных уровнях напряжения. Для электрических сетей общего назначения переменного напряжения частотой 50 Гц и присоединяемых к ним приемников электрической энергии установлены следующие номинальные напряжения: до 1000 В —40, 220, 380 и 660 В; выше 1000 В-(3), 6, 10, 20, 35, 110, (150), 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ (напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются).

Электромонтажные работы- Прием и распределение электрической энергии

Дизельная электро станция

Вырабатываемая станциями электронная энергия, поступает к месту употребления через систему взаимосвязанных передающих, распределяющих и модифицирующих электроустановок. Передача электроэнергии осуществляется по воздушным линиям электропередачи с напряжением от нескольких сот до сотен тыщ вольт. Электронная энергия по системным воздушным сетям передается с напряжением 35, 110, 150, 220 кВ и выше по шкале номинальных напряжений.

Установки, служащие для приема и рассредотачивания электроэнергии, именуютсяраспределительными устройствами (РУ). Они содержат коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и другие), также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы. К РУ относятся центры питания(ЦП), распределительные пункты (РП), распределительные полосы (РЛ).

Строительство Электростанции

Центром питанияименуются РУ генераторного напряжения электростанции либо РУ вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы с системой регулирования, к которым присоединяются распределительные сети определенного района.

Распределительным птименуется подстанция промышленного предприятия либо городской электронной сети, созданная для приема и рассредотачивания электроэнергии с одним напряжением без ее преобразования.

Распределительнойименуется линия, питающая ряд трансформаторных подстанций от ЦП либо РП также большие электроустановки.

Распределительные устройства могут быть открытые (ОРУ— все либо основное оборудование размещено на открытом воздухе) и закрытые (ОРУ— оборудование размещено в здании). Особо нужно выделить более всераспространенные комплектные распределительные устройства (КРУ), состоящие из стопроцентно либо отчасти закрытых шифанеров или блоков со встроенными в их аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поставляемые в собранном либо стопроцентно приготовленном для сборки виде и выпускаемые как для внутренней, так и для внешней установки.

Блочная комплектная трансформаторная подстанция

Подстанциейименуют электроустановку, служащую для преобразования и рассредотачивания электроэнергии и состоящую из трансформаторов либо других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Подстанция, на которой напряжение переменного тока преобразуется при помощи трансформатора, именуется трансформаторной (ТП). Если напряжение переменного тока на ТП преобразуется в более низкое, ее именуют понижающей, а если в более высочайшее — повышающей.

На трансформаторных подстанциях устанавливают трансформаторы, служащие для конфигурации напряжения. Сразу с трансформацией напряжения обычно меняется и число линий. К примеру, подходят к ТП одна либо две полосы высочайшего напряжения, а отходят от нее несколько линий низкого напряжения.

Различают два типа трансформаторных подстанций: открытые, в каких основное оборудование размещается на открытых площадках, и закрытые, оборудование которых располагается в помещениях.

Если на подстанции трансформация напряжения не делается, а меняется только число линий, то она именуется распределительной.

Преобразовательные подстанции служат для выпрямления переменного тока либо преобразования неизменного тока в переменный. На всех подстанциях устанавливают аппараты для переключения электронных сетей и разные контрольно-измерительные приборы.

Комплектная трансформаторная подстанция внешней установки

Электронные сети разделяются по напряжению насети низкого — до 1 кВ и высочайшего — более 1кВ напряжения.

Большая часть промышленных компаний получают электроэнергию от подстанций. На подстанциях устанавливается два и поболее трансформаторов, через которые энергия от энергосистемы по линиям высочайшего напряжения (35, 110 либо 220 кВ) передается на секционированные рабочие (либо запасные) шины с напряжением 6…10кВ.

Подстанция, питающаяся конкретно от энергетической системы (или заводской электростанции), именуется главной понижающей подстанцией (ГПП) предприятия, а подстанция, на которой напряжение снижается конкретно для питания электроприемников 1-го либо нескольких цехов, — цеховой трансформаторной подстанцией (ТП).

Трансформаторные и преобразовательные подстанции, как и распределительные устройства, поставляются комплектными (КТП, КПП) в собранном либо стопроцентно приготовленном для сборки виде.

Измерение тока и напряжения на шинах распределительных устройств и в электронных цепях делается при помощи трансформаторов тока либо трансформаторов напряжения, служащих для снижения тока либо напряжения первичных цепей электроустановок переменного тока, также для питания катушек измерительных устройств, устройств релейной защиты и автоматики, присоединяемых к их вторичным обмоткам.

Применение измерительных трансформаторов позволяет:

определять любые напряжения и токи обыкновенными измерительными устройствами со стандартными обмотками, рассчитанными на напряжение 100 В и ток 5 А;

отделять измерительные приборы и реле от напряжений выше 380 В, обеспечивая безопасность их обслуживания.

Первичная обмотка измерительного трансформатора находится под воздействием измеряемой величины, а вторичная — замкнута на измерительные приборы и приборы защиты.

Открытое распределительное устройство

Прикосновение к измерительным устройствам, конкретно включенным в цепь высочайшего напряжения, небезопасно для человека, потому в данном случае измерительные приборы и аппаратура автоматической защиты (реле) врубаются во вторичную цепь измерительных трансформаторов, связанную с цепью высочайшего напряжения только через магнитный поток в сердечнике. Не считая того, измерительные трансформаторы служат для расширения пределов измерения устройств переменного тока, подобно дополнительным резисторам и шунтам. Применение измерительных трансформаторов с разными коэффициентами трансформации позволяет использовать приборы со стандартными пределами измерений (100 В и 5 А) при определении самых разных напряжений и токов.

Различают два вида измерительных трансформаторов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Трансформаторы напряженияпитают обмотки напряжения измерительных устройств и реле (вольтметров, частотомеров, счетчиков, ваттметров, реле напряжения, мощности и др.) в установках с напряжением 380 В и выше.

Трансформаторы токапитают токовые обмотки измерительных устройств и реле (амперметров, счетчиков, ваттметров, реле тока, мощности и др.).

Источниками электроснабжения большинства промышленных компаний являются энерго системы, но некие предприятия получают энергию от собственных промышленных электрических станций. Выработка и рассредотачивание энергии в границах предприятия от собственных электрических станций делается в главном в генераторном режиме с напряжением 6 и 10 кВ.

Распределительные устройства неизменного тока серии КВ на напряжение 3,3 кВ

Электронные цепи распределительных устройств и подстанций могут быть первичными и вторичными.

К первичным цепямотносятся шиноустройства и токоведущие части аппаратов, соединяемые в определенной последовательности.

Ко вторичнымотносятсяцепи, при помощи которых в первичных цепях РУ подстанций осуществляются электронные измерения, релейная защита, сигнализация, дистанционное управление и автоматизация, т.е. вторичные цепи обеспечивают контроль, защиту, комфортное и неопасное сервис первичных цепей.

На принципных схемах первичных цепей демонстрируют все главные элементы электроустановки: шиноустройства, разъединители, выключатели, предохранители, трансформаторы, реакторы и др., также соединения меж ними. Не считая того, чтоб лучше представить для себя работу установки и ее отдельных участков, в первичных схемах обычно демонстрируют без электронных соединений главные приборы и аппараты вторичных цепей, измерительные приборы, приборы релейной защиты и автоматики.

Современные РУ могут иметь разные схемы соединений.

Не считая того, нужно держать в голове, что отключение свободной от нагрузки полосы связано с разрывом ее зарядного тока, который тем больше, чем длиннее линия.

Установленный заместо разъединителя выключатель нагрузки позволяет отключать и включать линию при нагрузке в границах номинальной.

В данном случае на присоединении инсталлируются измерительные трансформаторы тока, а линейный и шинный разъединители служат для снятия напряжения с выключателя и трансформаторов тока при осмотре, ремонте, проверке и других работах.

Потому что деяния с разъединителями вероятны только при отключенном выключателе, который разрывает цепь тока, порядок отключения полосы последующий: поначалу отключают выключатель, потом линейный разъединитель и в конце концов шинный разъединитель. Порядок включения полосы оборотный. Таковой вариант присоединения к РУ применяется для линий с большенными нагрузками и огромным током недлинного замыкания.

ФСК ЕЭС окончила установка оборудования ЗРУ 10 кВ на подстанции 110 кВ “Роза Хутор” в Сочинском регионе

Обычно такая схема применяется для присоединения воздушных линий.

Заземляющие ножики в данном случае служат для заземления и закорачивания полосы после отключения, потому что в отключенной полосы может быть появление электронных зарядов, индуктируемых атмосферным электричеством либо рядом проложенными линиями. Разрядники созданы для отвода в землю электронных зарядов атмосферного электричества, создающих во включенной полосы значимые перенапряжения, небезопасные для всей установки. В открытых РУ разрядники присоединяются конкретно к основным шинам.

. Для отключения этого трансформатора от сети служит шинный разъединитель (отключение должно выполняться только при холостом ходе трансформатора); защита от высочайшего и низкого напряжений производится плавкими предохранителями.

В эту схему входят выключатель, созданный для оперативных переключений, и релейная защита (РЗ), приборы которой получают питание от измерительных трансформаторов тока.

Применение комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций позволяет уменьшить сроки монтажных работ, понизить их цена и сделать лучше качество.

Каким образом происходит распределение электроэнергии и ее передача от основного источника питания к потребителю? Данный вопрос достаточно сложный, так как источником является подстанция, которая может находиться на значительном расстоянии от города, но при этом энергия должна доставляться с максимальным КПД. Этот вопрос стоит рассматривать более детально.

Общее описание процесса

Как говорилось ранее, начальным объектом, откуда начинается распределение электроэнергии, на сегодняшний день является электрическая станция.

В наше время существует три основных типа станции, которые могут снабжать потребителей электричеством. Это может быть тепловая электрическая станция (ТЭС), гидроэлектростанция (ГЭС) и атомная электрическая станция (АЭС). Помимо этих основных типов, есть также солнечные или ветровые станции, однако они используются для более локальных целей.

Эти три типа станция является и источником и первой точкой распределения электроэнергии.

Для того чтобы осуществить такой процесс, как передача электрической энергии, необходимо значительно увеличить напряжение. Чем дальше находится потребитель, тем выше должно быть напряжение. Так, увеличение может доходить до 1150 кВ.

Повышение напряжения необходимо для того, чтобы снизилась сила тока. В таком случае также падает и сопротивление в проводах. Такой эффект позволяет передавать ток с наименьшими потерями мощности.

Для того чтобы повышать напряжение до нужного значения, каждая станция имеет повышающий трансформатор. После прохождения участка с трансформатором, электрический ток при помощи ЛЭП передается на ЦРП. ЦРП – это центральная распределительная станция, где осуществляется непосредственное распределение электроэнергии.

Такие объекты, как ЦРП, находятся уже в непосредственной близости от городов, сел и т.

д. Здесь происходит не только распределение, но и понижение напряжения до 220 или же 110 кВ. После этого электроэнергияпередается на подстанции, расположенные уже в черте города.При прохождении таких небольших подстанций напряжение понижается еще раз, но уже до 6-10 кВ.

После этого осуществляется передача и распределение электроэнергии по трансформаторным пунктам, расположенным по разным участкам города.Здесь также стоит отметить, что передача энергии в черте города к ТП осуществляется уже не при помощи ЛЭП, а при помощи проложенных подземных кабелей. Это гораздо целесообразнее, чем применение ЛЭП. Трансформаторный пункт – это последний объект, на котором происходит распределение и передача электроэнергии, а также ее понижение в последний раз.На таких участках напряжение снижается до уже привычных 0,4 кВ, то есть 380 В.

Далее оно передается в частные, многоэтажные дома, гаражные кооперативы и т. д.Если кратко рассмотреть путь передачи, то он примерно следующий: источник энергии (электростанция на 10 кВ) – трансформатор повышающего типа до 110-1150 кВ – ЛЭП – подстанция с трансформатором понижающего типа – трансформаторный пункт с понижением напряжения до 10-0,4 кВ – потребители (частный сектор, жилые дома и т. д.).

Шины, провода, кабели

4.1.15. Открытые токоведущие части, как правило, должны иметь изоляционное покрытие. Между неподвижно укрепленными токоведущими частями разной полярности, а также между ними и открытыми проводящими частями должны быть обеспечены расстояния не менее 20 мм по поверхности изоляции и не менее 12 мм по воздуху. От неизолированных токоведущих частей до ограждений должны быть обеспечены расстояния не менее 100 мм при сетчатых и 40 мм при сплошных съемных ограждениях.

4.1.16. В пределах панелей, щитов и шкафов, установленных в сухих помещениях, изолированные провода с изоляцией, рассчитанной на напряжение не ниже 660 В, могут прокладываться по металлическим, защищенным от коррозии поверхностям вплотную один к другому. В этих случаях для силовых цепей должны применяться снижающие коэффициенты на токовые нагрузки, приведенные в гл. 2.1.

4.1.17. Защитные (РЕ) проводники и шины могут быть проложены без изоляции. Нулевые рабочие (N) проводники, шины и совмещенные (PEN) проводники прокладываются с изоляцией.

4.1.18. Электропроводки цепей управления, измерения и другие должны соответствовать требованиям гл. 3.4. Прокладка кабелей должна соответствовать гл. 2.3. Проходы кабелей как снизу, так и сверху, внутрь панелей, шкафов и т.п. должны осуществляться через уплотняющие устройства, предотвращающие попадание внутрь пыли, влаги, посторонних предметов и т.п.

Особенности процесса

Производство и распределение электроэнергии, а также процесс ее передачи обладает важной особенностью – все эти процессы являются непрерывными. Другими словами, производство электрической энергии совпадает по времени с процессом ее потребления, из-за чего электрические станции, сети и приемники связаны между собой таким понятием, как общность режима. Данное свойство вызывает необходимость организации энергетических систем, чтобы более эффективно заниматься производством и распределением электроэнергии.

Здесь очень важно понимать, что представляет собой такая энергетическая система. Это совокупность всех станций, линий электропередач, подстанций и других тепловых сетей, которые соединены между собой таким свойством, как общность режима, а также единым процессом производства электрической энергии. Кроме того, процессы преобразования и распределения на данных участках осуществляются под общим управлением всей этой системы.

Основная рабочая единица в таких системах – это электроустановка. Это оборудование предназначено для производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии.

Получение данной энергии осуществляется электрическими приемниками. Что касается самих установок, то в зависимости от рабочего напряжения, они делятся на два класса. Первая категория работает с напряжением до 1000 В, а вторая, наоборот, с напряжением от 1000 В и выше.

Кроме того, имеются также специальные устройства для получения, передачи и распределения электроэнергии – распределительное устройство (РУ). Это электроустановка, которая состоит из таких конструкционных элементов, как сборные и соединительные шины, аппараты для коммутации и защиты, автоматика, телемеханика, приборы для измерения и вспомогательные устройства.

Данные агрегаты также делятся на две категории. Первая – это открытые аппараты, которые могут эксплуатироваться на открытом воздухе, и закрытые, применяющиеся только при расположении внутри здания. Что касается эксплуатации в черте города таких устройств, то в большинстве случаев используется именно второй вариант.

Одним из последних рубежей системы передачи и распределения электроэнергии является подстанция. Это объект, который состоит из РУ до 1000 В и от 1000 В, а также силовых трансформаторов и других вспомогательных агрегатов.

Дополнительные классификации

Существует две группы. Первая представлена открытыми распределительными устройствами (ОРУ). Вторая — закрытыми распределительными устройствами (ЗРУ).

Элементы для сборки ОРУ устанавливаются на открытых площадках, при этом без защиты от повреждений, наносимых природой и климатом. Рабочим напряжением тока является — 27,5 кВ. Самым надёжным основанием под ОРУ считается бетон. Расстояние между элементами выбираются согласно ПУЭ.

Преимущества ОРУ: главным достоинством над ЗРУ является незамысловатая инсталляция и монтаж оборудования. ОРУ позволяет применять много электронных аппаратов. Благодаря этому их используют на больших предприятиях для высоких напряжений.

Недостатки ОРУ: главный минус — затруднение установки и работы аппаратуры ОРУ в неблагоприятных условиях природы. Слишком жаркий или холодный климат приводит к быстрому износу изделий. Кроме того, ОРУ занимает в три раза больше места, чем ЗРУ.

Проводники ЗРУ располагаются всегда в помещениях. Это обеспечивает защиту от негативного воздействия климата и непогоды. Возможно оснащение оборудования в герметичных установках на свежем воздухе посредством обычных счётчиков. Рабочее напряжение — 35 кВ.

При использовании ЗРУ в холодных климатических условиях предлагается специальная улучшенная модель оборудования с особым напряжением (не выше 800 кВ).

Преимущества ЗРУ. Полная заводская готовность. Возможна эксплуатация в условиях сложного климата. Размещение ЗРУ возможно в стенах (для эстетичности) при строительстве. Большой срок годности и маленький процент износа. Габаритные транспортировочные размеры.

Недостатки ЗРУ. Дорогая установка и монтаж оборудования. Трудность локализации аварии (пожаров, взрывов) при крупных авариях в оборудование ЗРУ. Высокая стоимость.

РУ бывают:

• Традиционными: все устройства управления, приборы и дисплеи находятся на передней панели. Все остальное находится на внутренней стороне платы.
• Функциональными: сортировочное оборудование с дополнительным распределительным устройством и узлами для функций подключения, монтажа и взаимоподключения.

РУ по функциональным возможностям ещё делят на:

• Главные: отвечают за основные передачи напряжения;
• Убывающие или увеличивающие: отвечают за выдачу определённого напряжения на устройство.
• Для личных нужд: отвечают за передачу электричества на станции или подстанции

Рассмотрение схемы распределения энергии

Для того чтобы более детально рассмотреть процесс производства, передачи и распределения электроэнергии, можно взять в пример структурную схему снабжения электрической энергией города.

В таком случае процесс начинается с того, что генераторы на ГРЭС (государственная районная электростанция)вырабатывают напряжение 6, 10 или 20 кВ. При наличии такого напряжения передавать его на расстояние более чем 4-6 км не экономично, так как будут большие потери. Для того чтобы значительно уменьшить потерю мощности, в линию передачи включается силовой трансформатор, который предназначен для повышения напряжения до таких значений, как 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ.

Значение выбирается в зависимости от того, насколько далеко находится потребитель. После этого следует пункт понижения электрической энергии, который представлен в виде понижающей подстанции, находящейся в черте города. Напряжение уменьшается до 6-10 кВ.

Здесь стоит добавить, что такая подстанция состоит из двух частей. Первая часть открытого типа рассчитана на напряжение 110-220 кВ. Вторая часть – закрытая, включает в себя устройство распределения электроэнергии (РУ), рассчитанное на напряжение в 6-10 кВ.

Помимо тех устройств, что были перечислены ранее, в систему снабжения энергией входят также такие объекты, как питающая кабельная линия – ПКЛ, распределительная кабельная линия – РКЛ, кабельная линия с напряжением в 0,4 кВ – КЛ, распределительное устройство вводного типа в жилом доме – ВРУ, главная понижающая подстанция на заводе – ГПП, шкаф распределения электроэнергии или же щитовое устройство ЩУ, размещаемое в цехе завода, и рассчитанное на 0,4 кВ.

Также в схеме может присутствовать такой участок, как центр питания – ЦП. Здесь важно отметить, что этот объект может быть представлен в виду двух разных устройств.

Это может быть распределительное устройство вторичного напряжения на понижающей подстанции. Кроме того, в его состав будет также входить прибор, который будет выполнять функции регулировки напряжения и последующей поставки его к потребителям. Второй вариант исполнения – это трансформатор, для передачи и распределения электроэнергии, или же распределительное устройство генераторного напряжения непосредственно на электрической станции.

Стоит отметить, что ЦП всегда соединяется с распределительным пунктом РП. Линия, которая соединяет эти два объекта, не имеет распределения электрической энергии по всей своей длине. Такие линии обычно называют кабельными.

На сегодняшний день в энергосети может использоваться такое оборудование, как КТП – комплектная трансформаторная подстанция. Она представляет собой несколько трансформаторов, распределительное или же вводное устройство, рассчитанное на работу с напряжением в 6-10 кВ. Также в комплект входит распределительное устройство на 0,4 кВ.

Все эти приборы соединены между собой токопроводами, а поставляется комплект в уже готовом либо в готовом для сборки виде. Прием и распределение электроэнергии может также происходить на на высоких конструкциях или же на опорах линий электропередачи. Такие конструкции называются либо столбовыми, либо мачтовыми трансформаторными подстанциями(МТП).

Требования

Вводно-распределительные устройства могут быть выполнены как электрооборудование класса I или класса II.

« Элементы конструкции ВРУ класса I, относящиеся к каркасам, оболочкам и другим проводящим частям, следует изготавливать преимущественно из стали с защитным покрытием. »

п. 6.2.1 [3]

« Оболочки ВРУ класса II, если они не выполняют функцию опорных элементов для токоведущих частей, должны изготавливаться из изоляционных материалов, обладающих стойкостью к воспламенению при воздействии нагретой до температуры (850±10)°С проволокой, при встраивании ВРУ в трудновоспламеняющиеся стены — до (650±10)°С (согласно ГОСТ IEC 60439-3). »

п. 6.2.2 [3]

Харечко Ю.В. требования пунктов 6.6 и 6.2.19 ГОСТ 32396-2013 сформулировал следующим образом [2]:

« Конструкция вводно-распределительного устройства должна обеспечивать одностороннее обслуживание с фасадной стороны. Органы управления коммутационной аппаратуры и аппаратуры управления размещают за дверями ВРУ. Вводно-распределительные устройства, которые устанавливают в электрощитовых помещениях, обычно изготавливают со степенью защиты не менее IP2X с передней и боковых сторон и IP00 – сверху, снизу и сзади. ВРУ, устанавливаемые вне электрощитовых помещений, должны иметь степень защиты (при закрытых дверях) не менее IP31 со всех сторон, кроме нижнего основания, примыкающего к полу. Степень защиты, обеспечиваемая оперативной панелью, при открытых дверях ВРУ должна быть не менее IP2X. В вводно-распределительном устройстве шкафного исполнения класса I оперативная панель может быть выполнена из проводящего или изоляционного материала, а во ВРУ класса II – только из изоляционного материала. »

[2]

Харечко Ю.В. в своем словаре [2] сформулировал требования п. 6.2.8, 6.2.9 и 6.2.14 из [3] следующим образом:

« Блоки ввода и распределения ВРУ должны иметь достаточный объем для размещения в них проводников и присоединения проводников к коммутационной аппаратуре и аппаратуре управления, к шинам и блокам зажимов, которое выполняют с соблюдением нормированных радиусов изгиба изолированных проводов и жил кабелей. В этих блоках должны быть предусмотрены элементы для крепления проводов и кабелей. В блоках ввода ВРУ также устанавливают устройства защиты от импульсных перенапряжений, которые подключают после вводной защитной аппаратуры. »

[2]

На основании пунктов 6.2.15, 6.2.17 из [3] Харечко Ю.В. сформулировал следующие требования [2]:

« В однопанельных ВРУ и вводных панелях многопанельных ВРУ следует предусматривать специальные отсеки с дверцами для размещения блоков учета электроэнергии. Дверцы должны запираться на ключ и иметь элементы для их опломбирования. Во ВРУ шкафного типа вводные зажимы для проводников питающей сети и цепи учета следует располагать за оперативной панелью, которая должна быть снабжена элементами для опломбирования, при этом блоки учета в отдельные отсеки могут не выделяться. »

[2]

Согласно п. 6.2.29 ГОСТ 32396-2013:

« Для снятия показаний счетчиков в дверцах отсеков или в дверях одно- и многопанельных ВРУ должны быть окна, закрытые ударопрочным прозрачным материалом. Такие окна могут предусматриваться также в дверях ВРУ шкафного типа. Допускается не выполнять окна для снятия показаний счетчиков во ВРУ, устанавливаемых в электрощитовых помещениях. »

[3]

Сечения фазных шин ВРУ выбирают в зависимости от значений номинальных токов вводной аппаратуры, приведенных в таблице 2 ГОСТ 32396-2013, с учетом их допустимого нагрева. Сечения защитной шины РЕ и нейтральной шины N принимают в зависимости от сечения фазных шин в соответствии с требованиями таблиц 3 и 4 ГОСТ 32396-2013 [3].
Таблица 3 — Сечения фазных и соответствующих им защитных проводников РЕ, мм2 (на основе ГОСТ 32396-2013)

Таблица 4 — Сечения фазных и соответствующих им нейтральных проводников N, мм2 (на основе ГОСТ 32396-2013)

« Сборные шины ВРУ оснащают специальными зажимами, посредством которых осуществляют разборные присоединения фазных, нейтральных и защитных проводников. Число зажимов на сборных шинах и их сечения должны соответствовать числу присоединяемых к ним проводников внешних и внутренних электрических цепей и их сечениям. Сборные шины должны выдерживать электродинамические и термические воздействия, вызванные токами коротких замыканий. »

[2]

« В вводно-распределительных устройствах должны быть предусмотрены зажимы, предназначенные для присоединения проводников внешних электрических цепей и имеющие средства для стабилизации контактного давления. К каждому зажиму для защитного или нейтрального проводника должен присоединяться, как правило, один проводник. Во ВРУ класса I зажимы для нейтральных проводников должны быть изолированы от их проводящих оболочек так же, как зажимы для фазных проводников, а зажимы для защитных проводников должны иметь электрические соединения с оболочками. Во ВРУ класса II зажимы для защитных и нейтральных проводников должны быть изолированы от их проводящих оболочек так же, как зажимы для фазных проводников. »

[2]

« Открытые проводящие части вводно-распределительных устройств класса I должны быть надежно соединены между собой и присоединены к их защитным шинам. Сопротивление между защитной шиной и каждой открытой проводящей частью ВРУ должно быть не более 0,1 Ом. »

[2]

« Внутренние электрические цепи ВРУ следует выполнять медными изолированными проводами. Сборные шины, как правило, должны быть медными. Можно применять алюминиевые шины, за исключением защитных шин РЕ, которые могу быть выполнены из стали с покрытием. В этом случае проводимость стальных шин должна соответствовать проводимости медных шин. »

[2]

« Провода внутренних электрических цепей, имеющие небольшие сечения, обычно прокладывают в вводно-распределительных устройствах пучками или размещают в коробах. Число проводов, объединяемых в пучок или прокладываемых в коробе, определяют по условиям их допустимого нагрева при протекании по ним электрических токов, равных номинальным токам аппаратуры, к которой они присоединены. Сопротивление изоляции внутренних цепей ВРУ в холодном состоянии должно быть не менее 10 МОм. »

[2]

Согласно пункта 6.8.1 из [3]:

« При номинальных токах ВРУ шкафного и однопанельного исполнений, а также при номинальных токах панелей многопанельного ВРУ превышение температуры их частей над температурой окружающего воздуха и допустимая температура нагрева этих частей при температуре окружающего воздуха 35 °С не должны быть более значений, приведенных в таблице 5 ГОСТ 32396-2013. »

[3]

Таблица 5 — Превышение температуры, °С (на основе ГОСТ 32396-2013)

Согласно п. 6.9.1 из [3]:

« Металлические детали ВРУ должны иметь защитные лакокрасочные, порошковые полимерные и (или) металлические покрытия. »

[3]

ГОСТ 32396-2013 (п. 6.10.2) установил срок службы вводно-распределительных устройств, равный 25 лет. В течение этого срока допускается замена отдельных комплектующих элементов ВРУ.

Требования к цветовой и буквенно-цифровой маркировке проводников в ВРУ.

Маркировку проводников в вводно-распределительных устройствах следует выполнять согласно требованиям ГОСТ 33542-2015 (IEC 60445:2010) [4], который установил общие правила для использования определенных цветов и буквенно-цифровых обозначений для идентификации проводников с целью обеспечения безопасности при эксплуатации электрооборудования и электроустановок. Установленные в ГОСТ 33542-2015 цвета и буквенно-цифровые обозначения проводников предназначены для применения в кабельной продукции, шинах, электрическом оборудовании и электроустановках.

Защитные проводники РЕ должны иметь зелено-желтый цвет, а нейтральные проводники N – синий цвет.

Требованиями ГОСТ 33542-2015 запрещено применять отдельно желтый цвет и зеленый цвет для маркировки проводников. Желтый и зеленый цвета также запрещено использовать в любых двухцветных комбинациях, кроме желто-зеленой цветовой комбинации.

Защитные и нейтральные шины должны обозначаться соответственно РЕ и N. Провода внутренних электрических цепей должны иметь на концах цифровую маркировку в соответствии с принципиальными схемами ВРУ. На концах сборных фазных шин, если иное не указано на принципиальных схемах, следует наносить знаки L1, L2, L3.

Фазные проводники в однофазных электрических цепях должны быть идентифицированы коричневым цветом, в трехфазных – коричневым, черным и серым цветами. Буквенно-цифровая идентификация фазного проводника однофазной электрической цепи должна быть «L», фазных проводников трехфазной электрической цепи – «L1», «L2» и «L3».

В случае если однофазная электрическая цепь является ответвлением от трехфазной электрической цепи, цветовая и буквенно-цифровая идентификация фазного проводника однофазной электрической цепи должна совпадать с цветовой и буквенно-цифровой идентификацией того фазного проводника трехфазной электрической цепи, с которым он имеет электрическое соединение.

Первая категория электрических приемников

На сегодняшний день имеется три категории электроприемников, которые отличаются между собой степенью надежности.

К первой категории электрических приемников относятся те объекты, при нарушении электроснабжения которых возникают достаточно серьезные проблемы. К последним относят следующее: угроза жизни человеку, сильные ущерб народному хозяйству, повреждение дорогого оборудования из основной группы, массовый брак продукции, разрушение устоявшегося технологического процесса получения и распределения электроэнергии, возможное нарушение в работе важных элементов коммунального хозяйства.

К таким электроприемникам относятся здания с большим скоплением людей, к примеру, театр, универсам, универмаг и т. д. Также к этой группе принадлежит и электрифицированный транспорт (метро, троллейбус, трамвай).

Что касается снабжения электроэнергией данных сооружений, то они должны обеспечиваться электричеством от двух источников, которые независимы друг от друга.

Отключение от сети таких построек допускается лишь на срок, в течение которого будет запускаться резервный источник питания. Другими словами, система распределения электроэнергии должна предусматривать быстрый переход от одного источника на другой, в случае аварийной ситуации. Независимым источником питания в данном случае считается тот, на котором сохранится напряжение даже в том случае, если на других источниках, питающих один и тот же электроприемник, оно пропадет.

К первой категории также относятся устройства, которые должны питаться сразу от трех независимых источников.

Это особая группа, работа которой должна быть обеспечена в бесперебойном режиме.То есть не допускается отключение от электропитания даже на время включения аварийного источника. Чаще всего к такой группе относят приемники, выход из строя которых влечет за собой возникновение угрозы для жизни человека (взрыв, пожар и т. д.).

Строение подстанций

В состав подстанции входит множество различных элементов, позволяющих беспрерывно и стабильно работать всей системе продолжительное время. Все элементы можно разбить на несколько систем:

1. автоматического управления;
2. учёта электроэнергии;
3. релейной и противоаварийной защиты;
4. защиты от молний;
5. заземления;
6. вспомогательные, куда вошли системы по охранным функциям, плавки снега и льда на линиях, местного освещения, сбора масла и питания кабелей маслонаполненных, а также системы бытового потребления.

Несмотря на такую внутреннюю многоструктурную систематизацию, состоят подстанции из таких основных устройств, обеспечивающих нормальную их функциональность:

• преобразовывающие силовые трансформаторы определенных мощностных характеристик;
• устройство распределения электроэнергии, в том числе и конструкции для электропередачи воздушного и кабельного исполнения;
• устройства защиты;
• устройства автоматического управления;
• вспомогательные устройства, обеспечивающие стабильность работы подстанций при любых погодных и временных условиях.

Выбирая трансформаторные подстанции, часто стоит вопрос о цене и отличии более дорогих от более бюджетных. Прежде всего, они отличаются количественным составом трансформаторов, набором устройств ввода и распределения напряжения, так же устройствами ,позволяющими находить применение таким станциям в определённых условиях.

Так, более дорогие подстанции могут быть снабжены устройствами защиты от молний, от погодных условий: гололёда, ветра, дождя, защиты от обрывов и резких перепадов напряжений в системе, а так же другими устройствами, позволяющими использовать подстанции на подвижных платформах, например, в шахтах, высокогорных предприятиях по добычи ископаемых, во влажных климатических зонах и других местах человеческой деятельности.

Вторая и третья категория приемников

Системы распределения электроэнергии с подключением второй категории электрических приемников включают в свой состав такое оборудование, при отключении питании которого возникнет массовый простой рабочих механизмов и промышленного транспорта,недоотпуск продукции, а также нарушения деятельности массового количества людей, проживающих как в черте города, так и за ее пределами. К такой группе электроприемников относятся жилые дома выше 4 этажа, школы и больницы, силовые установки, отключение питания которых не повлечет за собой выход из строя дорогостоящего оборудования, а также другие группы электрических потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10 000 кВ.

В качестве источников энергии данной категории должны выступать две независимые станции. Кроме того, отключение от основного источника питания этих объектов допускается до тех пор, пока дежурный персонал не запустит в работу резервный источник, или же это не сделает дежурная бригада рабочих ближайшей электроснабжающей станции.

Что касается третьей категории приемников, то к ним принадлежат все оставшиеся устройства, которые могут питаться всего от 1 источника питания. Кроме того, отключение от сети таких приемников допускается на время ремонта или замены поврежденного оборудования на срок не более суток.

Обслуживание комплектно-распределительных устройств

Перед началом осмотра КРУ, внутри шкафов не должно быть посторонних шумов и характерных потрескиваний или дыма. Если же они все-таки имеют место, в этом случае осуществляется дистанционное снятие напряжения с поврежденного оборудования.

Во время осмотра устройств, не отключая их от напряжения, выполняется проверка состояния следующих мест:

• Функционирование осветительной сети, а также системы отопления шкафов и помещений в холодное время года.
• Уровень масла в аппаратуре, где оно используется, отсутствие масляных потеков и течи.
• Состояние контактных соединений, разъединительных устройств, блокирующих механизмов, доступных для осмотра и основная схема – КРУ.
• Зажимы, гибкие соединения, штепсельные разъемы, реле и другие элементы вторичных цепей.
• Состояние и показания контрольно-измерительных приборов и другой низковольтной аппаратуры.

Визуальное наблюдение осуществляется с помощью смотровых окон и сетчатых ограждений. В случае обнаружения каких-либо нарушений, способных вызвать аварию, их необходимо срочно устранить. Прочие дефекты, не требующие принятия срочных мер, заносятся в журнал для дальнейшего устранения.

Повышенная влажность нередко приводит к увлажнению поверхности изоляторов и нарушению всей изоляции. С целью устранения подобных явлений, проводятся регулярные чистки от пыли и смазки изоляторов гидрофобной пастой. В самих шкафах обеспечивается микроклимат с уровнем относительной влажности воздуха в пределах 60-70%. Внутри шкафов устанавливаются электрические подогреватели, а их стены утепляются плитами из минеральной ваты. Нарушения работы аппаратуры возникают при отрицательных температурах.

Принципиальная схема снабжения и распределения электрической энергии

Контроль распределения электроэнергии и ее передачу от источника к приемнику третьей категории в черте города легче всего осуществлять, применяя радиальную тупиковую схему.

Однако такая схема обладает одним существенным недостатком, который заключается в том, что при выходе одного любого элемента системы из строя без электроэнергии будут оставаться все приемники, подключенные к такой схеме. Так будет продолжаться до тех пор, пока не будет заменен поврежденный участок цепи. Из-за данного недостатка применять такую схему включения не рекомендуется.

Если говорить о схеме подключения и распределения энергии для приемников второй и третьей категории, то здесь можно использовать кольцевую принципиальную схему.

При таком подключении, если произойдет сбой в работе одной из линии электропередачи, можно восстановить электроснабжение всех приемников, подключенных к такой сети в ручном режиме, если отключить питание от основного источника и запустить резервный. Кольцевая схема отличается от радиальной тем, что у нее имеются специальные участки, на которых в отключенном режиме находятся разъединители или же выключатели. При повреждении основного источника питания их можно включить, чтобы восстановить подачу, но уже от резервной линии.

Также это будет служить хорошим преимуществом в том случае, если на основной линии необходимо провести какие-либо ремонтные работы. Перерыв в электроснабжении такой линии допускается на срок около двух часов. Этого времени хватает для того, чтобы отключить поврежденный основной источник питания и подключить к сети резервный, чтобы он осуществлял распределение электроэнергии.

Есть еще более надежный способ подключения и распределения энергии – это схема с параллельным включением двух питающих линий или же введение автоматического подключения резервного источника.

При наличии такой схемы поврежденная линия будет отключаться от общей системы распределения при помощи двух выключателей, расположенных с каждого конца линии. Снабжение же электричеством в таком случае будет осуществляться во все еще бесперебойном режиме, но уже по второй линии. Такая схема актуальна для приемников второй категории.

Как подобрать схему

Схема подбирается по количеству подключений и активному постоянному напряжению. Есть факты, влияющие на схему.

При этом уделяют внимание:

• Системам электростанций.
• Характеристикам генераторных установок.
• Связующих количество линий.
• Схемам и уровням напряжения.
• Показателям токов короткого замыкания.
• Рабочим возможностям РУ по схемам.
• Типу – ЗРУ, ОРУ, КРУ, КРУЗ

Важно учитывать характеристики схемы. Большое значение имеют габариты и надёжность схемы электроснабжения. Прежде всего, определяются с целью установки схемы. Стоит тщательно выбирать поставщика и состояние схемы.

Схемы распределения для первой категории приемников

Что касается распределения энергии для питания приемников первой категории, то в данном случае необходимо подключение от двух независимых центров питания одновременно. Кроме того, в таких схемах часто используется не один распределительный пункт, а два, а также всегда предусмотрена система автоматического включения резервного питания.

Для электрических приемников, которые принадлежат к первой категории, автоматика переключения на резервное питание устанавливается на вводно-распределительных устройствах. При такой системе подключения распределение электрического тока осуществляется при помощи двух силовых линий, каждая из которых характеризуется напряжением до 1 кВ, а также подключаются к независимым трансформаторам.

Средства защиты и меры безопасности

В процессе эксплуатации КРУ обслуживающий персонал должен быть надежно защищен от поражения электрическим током. Кроме того, необходимо защитить и само оборудование от коротких замыканий и других аварийных ситуаций. Основной причиной считается некачественный монтаж и нарушения при дальнейшей эксплуатации.

Большинство коротких замыканий затрагивает концевые заделки кабелей. Повреждение начинает развиваться далее, поскольку между отсеками кабеля и выключателя отсутствуют перегородки. Многочисленные отверстия в ячейках приводят к распространению дуги на оборудование и сборные шины других ячеек. Подобные ситуации возникают и в случаях отказа и повреждения выключателей.