Завершающий этап в организации транспортировочной электротехнической сети представляют работы по монтажу распределяющих и преобразовывающих устройств. Они могут встречаться и на промежуточных узлах магистральных линий, но наиболее ярко данная концепция разветвления контуров доставки энергии проявляется на стадии непосредственного снабжения конечных объектов. За эту функцию отвечают вводно-распределительные устройства (ВРУ) типа трансформаторов, рубильников предохранителей и т. д.
Понятие и назначение ВРУ
Как видно из названия, системы ВРУ выполняют задачи ввода и распределения электроэнергии на объектах потребления. Физически ВРУ – это комплекс технических средств, обеспечивающих контроль питания, преобразование тока, его измерение в разных параметрах и учет. Для более полного понимания, что такое ВРУ, стоит ознакомиться с некоторыми модификациями устройств и их назначением. Итак, на базовом уровне используется следующая классификация:
- ВРУ-1. Вводно-распределительная аппаратура в полной комплектации, которую применяют для эксплуатации вне щитовых помещений. Такие устройства можно встретить на лестничных площадках или в подвальных помещениях.
- ВРУ-2. Профессиональные наборы средств контроля и распределения энергии, предназначенные для использования в щитовых помещениях. Могут применяться в обеспечении работы серверных комнат и технических электромонтажных подсобок.
- ВРУ-3. Небольшие по размеру комплекты, которые могут быть составной частью электротехнического щитка подходящего формата.
Чаще всего применяются средства ВРУ-1 и ВРУ-3. Это устройства, непосредственно участвующие в процессах приема, учета и распределения энергии в сетях на 220/380 В с частотой 50 Гц. Некоторые модификации дополнительно выполняют защитные функции в случаях перегрузок и коротких замыканий.
Принцип работы ВРУ
Рабочий процесс начинается с приема электроэнергии от магистральной сети. Кабель питания подает ток на вводную автоматику в соответствии с нормативными величинами (номинальный ток). Уже на этой стадии в работу могут включаться счетчики и другие измерительные приборы, замеряющие параметры тока на входе. Опять же, стоит напомнить, что такое ВРУ в плане функционала. Это комплекс разных устройств, порой выполняющих задачи совершенно различного спектра. Параллельно измерительной функции может выполняться защитная. Так, вводный выключатель в целом контролирует подачу питания и при регистрации отклонений от нормативных значений или возникновения нештатных ситуаций отключает автомат. Технически выключатель реализуется в виде рубильника или разъединителя – ручного или автоматического.
Далее в работу вступает группа разрядников, обеспечивающих соединение проводов по фазам. На этом этапе обязательно фиксируются параметры напряжения и при необходимости их корректируют трансформаторами. Распределение выполняется в группах проводов посредством защитных автоматов с разными или схожими номиналами. Параметры тока на каждом контуре зависят от нужд потребителя, к которому он ведет. Задача разветвления обуславливается не разделением проводов по характеристикам тока, а необходимостью разведения энергии по своим направлениям для каждой точки снабжения. Распределительная автоматика обеспечивает равномерность нагрузок между фазами, фиксируя коэффициент спроса электрических сетей с учетом их предельной загрузки.
Состав ВРУ
Практически все устройства такого типа выполняются в виде панели, заключенной в металлический ящик. На этой базе посредством предустановленных разъемов и модулей размещаются следующие аппараты и функциональные блоки:
- Автоматические выключатели.
- Счетчики, ведущие учет реактивной и активной энергии.
- Трансформаторы тока.
- Преобразователи.
- Испытательные устройства.
- Электромагнитные пускатели.
- Измерительные приборы (вольтметры, амперметры, мультиметры и т. д.).
Дополнительная комплектация зависит от конкретного набора функций устройства. Например, вводно-распределительные устройства с АВР (автоматический ввод резерва) имеют несколько панелей с управляющей аппаратурой для одностороннего обслуживания. Особенность такого оборудования заключается в возможности независимого подключения вспомогательного распределительного шкафа с источником бесперебойного питания (ИБП) на случай обесточивания целевого объекта.
Характеристики ВРУ
Большинство вводно-распределительных систем ориентируется на работы в трехфазных и однофазных сетях силой точка от 100 до 400 А и частотой 50-60 Гц. Что касается мощности, то начальный уровень представляют вводно-распределительные устройства от 0,4 кВ до 1 кВ. Их используют для обслуживания коммунальных систем освещения, строительного оборудования на удаленных площадках и т. д. Однако для снабжения крупных потребителей применяют щиты с ВРУ, мощность которых составляет не менее 10 кВ, а иногда превышает и 25 кВ. Также в выборе учитываются такие характеристики, как время подключения резервного источника (0,2-5 с), степень защиты (от IP00 до IP31 в зависимости от части корпуса) и электрическое сопротивление (от 10 Мом).
ВРУ жилых зданий
Для обслуживания многоквартирных жилых домов используют устройства для трехфазных сетей с переменным током, в которых предусматривается глухозаземленная нейтраль. Среди основных задач в данном случае можно выделить электротехническую защиту линии в случаях замыканий, перегрузок и аварийных отключений тока. Что такое ВРУ для жилого дома в физическом исполнении? Это металлический шкаф с предусмотренным заземлением, в котором установлены счетчики, рубильники, блоки предохранения, аварийные панели для ввода ИБП, датчики распределения нагрузки и т. д. В современных конструкциях на дверях таких ящиков предусматривается индикация ключевых параметров работы электросети.
Реализация ВРУ на промышленных объектах
В первую очередь применяются многопанельные шкафы, рассчитанные на разветвленное управление несколькими контурами снабжения энергией. Мощностные показатели и степень защиты с изоляцией в данном случае выше, но на малых предприятиях или в отдельных цехах с нормальными условиями эксплуатации вполне могут применяться и бытовые автоматы. Но что такое ВРУ, предназначенные для эксплуатации на крупных общественных и промышленных объектах? На текущий момент широко используются шкафы линейки ЩО-70 заводской сборки. С точки зрения конструкции, это панели для одно- и двухстороннего управления, в которых также предусмотрены автоматика АВР и выключатели, рассчитанные на длительные рабочие сеансы в независимом от основного источника питания режиме.
Монтаж ВРУ
Установка шкафа с ВРУ выполняется на основе проектной схемы, составленной в соответствии с условиями эксплуатации на конкретном месте применения. Сначала сверлятся крепежные отверстия для фиксации кронштейнов и шурупов под металлическую конструкцию. По инструкции, установка вводно-распределительных устройств выполняется на высоте не менее 30 см, причем между задней панелью и стеной должно предусматриваться диэлектрическое изоляционное перекрытие. Существуют и напольные конструкции, монтаж которых производится на специальном фундаменте или платформе, которая крепится к бетонной стяжке.
Подключение аппаратуры
После установки корпуса ВРУ выполняется сборка и подключение функциональной начинки. Для ввода кабеля используется алюминиевый бронированный контур. Его напрямую соединяют с выключателем и реле управления. Далее от реле отходят опрессованные провода на отдельные функциональные сегменты. У вводно-распределительных устройств ВРУ-1 предусматривается два вводных блока, которые можно соединять с разными питающими сетями. Но между ними должна сохраняться изоляционная перегородка. На заключительном этапе разведенные и подключенные провода фиксируются нейлоновыми стяжками в нижней части щита.
Заключение
Системы ВРУ выполняют ответственные задачи организации электротехнических сетей. Функционал подобного оборудования можно рассматривать и в качестве контрольно-измерительного, и как защитно-управляющий. Даже вводно-распределительные устройства на 0,4 кВ дают широкие возможности относительно контроля работы проложенной сети с учетом объемов поставленной энергии как на вводе, так и на выходе. Но главная задача все же заключается в физическом распределении каналов энергоснабжения при обеспечении достаточной степени надежности и безопасности работы оборудования. В последних моделях ВРУ также делаются акценты на повышении эргономики управления с расширением автоматических функций.
