Распределительные устройства: типы и схемы

Распределительное устройство (РУ) – это электротехническая установка для приема и распределения электрической энергии по потребителям на одном напряжении. РУ состоит из коммутационных аппаратов и соединяющих их сборных шин, а также защитных и коммутационных устройств.

Виды распределительных устройств

• Камеры сборные (КСО)
• Комплектные распределительные устройства (КРУ)
• Пункты коммерческого учета
• Комплектные трансформаторные подстанции (КТП)
• Пункты автоматического регулирования напряжения
• Панели распределительных щитов (ЩО)
• Шкафы распределительные низковольтные
• Шкафы учета электроэнергии наружной установки для коттеджей.
• Устройства контроля напряжения.
• Главный распределительный щит (ГРЩ)

Кратко о том, для чего нужны все перечисленные распределительные устройства, вы можете прочесть здесь, в одном из наших материалов. Мы же рассмотрим, какого рода схемы используются в этих устройствах для их функционирования.

Классификация распределительных устройств

• Открытые (ОРУ) и закрытые (ЗРУ)

ОРУ – силовые проводники находятся вне здания и не имеют защиты от внешних воздействий. Рабочее напряжение тока для них – 27,5 кВ. Такие устройства популярны за счет нетрудоемкого монтажа, простого сервисного обслуживания и модернизации.

ЗРУ – у них проводники расположены в зданиях или в отдельных помещениях. Как вариант – в шкафах на улице, то есть, с защитой от внешних факторов. Рабочее напряжение – 35 кВ. Есть ЗРУ и повышенного напряжения, то есть до 800 кВ, используемое в холодных климатических зонах и средах с неблагоприятными атмосферами, например, в чересчур влажной местности.

Пример вводно-распределительного устройства шкафного типа

• Традиционные и функциональные

Традиционные – все устройства управления, приборы и индикаторы расположены на лицевой стороне. Все остальное – изнутри самого РУ, на плате.

Функциональные – это целевые РУ с функционирующими устройствами, которые, в свою очередь, включают в себя коммутационную аппаратуру и соединения для установки и подключений.

РУ подразделяются и по видам функциональности:

• Главные – прием электроэнергии от станций и генераторов
• Линейные – делят поступающую электроэнергию по отдельным линиям без смены напряжения
• Понижающие или повышающие – для преобразования электроэнергии в оборудовании, трансформирующем электричество
• Для личных нужд – для поступления электричества на станции или подстанции

На основе чего выбирается тип схемы?

Схемы, на которых работает вводно-распределительное устройство, подбираются в зависимости от количества присоединений и действующего рабочего напряжения. Кроме этих двух факторов на выбор схемы также влияют:

• Тип электростанции
• Число и мощность генераторов
• Кол-во связующих линий связи с энергосистемой, а также категория их ответственности
• Схема и уровень напряжения энергосистемных электросетей энергосистемы
• Показатели токов короткого замыкания
• Возможности для работы РУ по той или иной предполагаемой схеме
• Тип самого устройства – ЗРУ, ОРУ, КРУ, КРУЗ

Классификация по структуре используемых схем

Если отталкиваться от структуры схем, то распределительные устройства бывают 2-х типов:

1. Радиальные – источники электроэнергии и присоединения (это трансформаторы, линии электропередачи, средства компенсации реактивной мощности и т.д.) находятся на сборных шинах, из-за чего авария на шинах выведет из строя всю секцию или устройство
2. Кольцевые – схема представляет собой кольцо с ответвлениями присоединений и подводов питания

Больше преимуществ – у последнего варианта. Кольцевая схема позволяет добавлять в распределительное устройство новые элементы, а кроме того исключена ситуация с выводов из строя всей секции из-за малейших неполадок на шине.

Теперь перейдем к самим схемам. Определяющий фактор их выбора для радиального или кольцевого РУ – это общее число выключателей на одно присоединение. В зависимости от этого выделяют 4 вида схем:

С коммутацией присоединения 1-м выключателем:

• 1 или 2 системы шин с обходной шинной системой или без неё

С коммутацией присоединения 2-мя выключателями:

• две системы шин с тремя выключателями на два присоединения (схема 3/2, полуторная)
• две системы шин с четырьмя выключателями на три присоединения (схема 4/3)
• многоугольники (треугольник, четырехугольник, пятиугольник, шестиугольник)

С коммутацией присоединения 3-мя и более выключателями:

• связанные многоугольники
• генератор—трансформатор—линия с уравнительно-обходным многоугольником
• трансформаторы—шины

Существуют и упрощённые схемы, где общее число выключателей меньше, чем кол-во присоединений:

• Блочные
• Ответвления от проходящих линий (комбинирование блочных схем)
• Мостики
• Расширенный четырехугольник
• Заход—выход

Важно помнить, что при выборе схем распределительных устройств подстанций необходимо учитывать такие основные параметры, как итоговое количество присоединений (линий и трансформаторов), характер требований к надежности электроснабжения потребителей и к обеспечению транзита мощности через подстанцию в трех режимах:

1. Нормальном
2. Ремонтном
3. Послеаварийном

Кроме того, если вы решили купить распределительное устройство, стоит иметь в виду, что рабочие схемы для распределительных устройств должны формироваться с учетом перспективы развития сети.

Комплектация распределительных устройств

Независимо от классификации, распределительные устройства в стандартной комплектации имеют следующие компоненты:

·        Медные шины PE и N. Соединение шины PE и проводов осуществляется при помощи шайб и гаек. Для улучшения качества крепления можно применять гроверные шайбы. Выполнение всех работ требует использование дополнительных инструментов. НА шине PE должно оставаться место для подключения проводников. Шина N используется для установки нулевых проводников электросети.

·        Автоматы ввода или сгруппированные плавкие предохранители. Используются для монтажа вводного кабеля. Номинал должен соответствовать проекту системы электроснабжения. Автоматы нужны для защиты проводки от перегрузки, КЗ, внезапного отключения электропитания для проведения обслуживания.

·        Разрядники или ограничители напряжения. Монтируются после вводных автоматов. Они служат для активации защиты ВРУ при импульсной перегрузке.

·        Блоки автоматов распредсетей отдельных групп. При монтаже электросети предусмотрена группировка подачи электроэнергии. Каждая группа обеспечивает подачу в отдельное помещение и нуждается в защитных автоматах. При необходимости – монтируется аппаратура, подразумевающая защитное отключение. Если монтируются автовыключатели, следует убедиться, что нагрузка равномерно распределяется по фазам. Чтобы вычислить количество необходимых автоматов, нужно учитывать коэффициент на спрос.

·        Провода и коммутационные клемники. Каждый провод имеет свой цвет. Красный для фазы, голубые – провода, PE окрашивают в желто-зеленый цвет. Маркировка выполняется на концах. Лучше окрашивать фазные шины в собственный цвет или выполнить пометку 1,2,3 и т.д. Все провода должны быть обеспечены изоляцией по отдельности.

Приборы и аппаратура, описанные выше – основные. Кроме них можно использовать дополнительное оборудование, например, блок учета для учета расхода электроэнергии.