Что такое ВРУ в электрике. Для чего используются вводно-распределительные устройства. Из чего состоит ВРУ. Какие бывают типы и виды ВРУ. Где применяются вводно-распределительные устройства. Как происходит монтаж и подключение ВРУ.
Что такое ВРУ в электрике и для чего оно нужно
ВРУ расшифровывается как вводно-распределительное устройство. Это комплектное электротехническое устройство, предназначенное для приема, распределения и учета электроэнергии в сетях напряжением 380/220 В.
Основные функции ВРУ:
- Прием электроэнергии от внешней питающей сети
- Распределение электроэнергии между потребителями
- Защита линий и оборудования от перегрузок и коротких замыканий
- Учет потребляемой электроэнергии
- Управление и коммутация электрических цепей
ВРУ устанавливается на вводе в здание или сооружение и является главным распределительным устройством системы электроснабжения объекта.
Устройство и состав вводно-распределительного устройства
Типовое ВРУ представляет собой металлический шкаф с размещенным внутри электрооборудованием. В состав ВРУ обычно входят:
- Вводные коммутационные аппараты (рубильники, автоматические выключатели)
- Аппараты защиты отходящих линий (автоматические выключатели, предохранители)
- Приборы учета электроэнергии (счетчики)
- Измерительные приборы (амперметры, вольтметры)
- Устройства АВР (автоматического ввода резерва)
- Шины для подключения кабелей
Конструктивно ВРУ может состоять из нескольких панелей или шкафов, соединенных между собой. Это позволяет компоновать устройство под конкретные задачи.
Основные типы и виды вводно-распределительных устройств
ВРУ классифицируют по ряду признаков:
По назначению:
- Вводные ВРУ — только для приема электроэнергии
- Распределительные ВРУ — только для распределения электроэнергии
- Вводно-распределительные ВРУ — совмещают функции ввода и распределения
По количеству вводов:
- Одновводные
- Двухвводные
- Многовводные
По способу установки:
- Напольные
- Навесные
- Встраиваемые
По номинальному току:
- До 100 А
- До 250 А
- До 400 А
- До 630 А
Выбор конкретного типа ВРУ зависит от мощности подключаемых потребителей, требований по надежности электроснабжения и условий эксплуатации.
Области применения вводно-распределительных устройств
ВРУ применяются практически во всех типах зданий и сооружений:
- Жилые многоквартирные дома
- Административные и офисные здания
- Торговые и развлекательные центры
- Промышленные предприятия
- Учебные заведения
- Медицинские учреждения
- Спортивные сооружения
В зависимости от назначения здания и его электрических нагрузок подбирается соответствующий тип ВРУ с необходимыми характеристиками.
Монтаж и подключение ВРУ: основные этапы и требования
Установка ВРУ должна выполняться квалифицированными специалистами с соблюдением всех требований ПУЭ. Основные этапы монтажа:
- Подготовка места установки ВРУ
- Механический монтаж шкафа ВРУ
- Прокладка и подключение вводных кабелей
- Монтаж и подключение отходящих линий
- Установка и подключение электросчетчиков
- Наладка и проверка работы всех аппаратов
- Проведение измерений и испытаний
Важные требования при монтаже ВРУ:
- Соблюдение правил электробезопасности
- Качественное соединение проводников
- Надежная изоляция токоведущих частей
- Правильная маркировка аппаратов и цепей
- Обеспечение удобства обслуживания
После завершения монтажа проводится комплексное опробование ВРУ и оформляется необходимая техническая документация.
Преимущества использования современных ВРУ
Современные вводно-распределительные устройства имеют ряд важных преимуществ:
- Компактные габариты при большой функциональности
- Высокая надежность и безопасность эксплуатации
- Удобство монтажа и обслуживания
- Возможность модульного наращивания
- Применение современных коммутационных аппаратов
- Наличие систем мониторинга и диспетчеризации
- Длительный срок службы (25-30 лет)
Это позволяет создавать гибкие и эффективные системы электроснабжения зданий с возможностью дальнейшей модернизации.
Особенности выбора ВРУ для различных объектов
При выборе ВРУ необходимо учитывать ряд факторов:
- Категория надежности электроснабжения объекта
- Расчетная мощность и характер нагрузок
- Количество и мощность вводов
- Количество отходящих линий
- Требования к учету электроэнергии
- Условия эксплуатации (климат, загрязненность и т.д.)
- Конструктивные особенности места установки
Для правильного выбора ВРУ рекомендуется привлекать специализированные проектные организации. Это позволит подобрать оптимальное решение с учетом всех особенностей конкретного объекта.
Типы распределительных устройств: ГРЩ, ВРУ, АВР
ВРУ или вводно-распределительные устройства широко используются при выполнении электромонтажных работ. Их основной задачей является прием и последующее распределение электрической энергии между отдельными потребителями. ВРУ обеспечивают надежную защиту всех установленных приборов и оборудования от воздействия короткого замыкания и аварийных перегрузок. Для нормальной работы большинства ВРУ требуется напряжение питающей сети в пределах от 220 до 380 вольт. Частота переменного тока может колебаться от 50 до 60 герц. Во всех устройствах выполняется глухое заземление.
Область применения ВРУ
Вводно-распределительные устройства получили широкое распространение, они подходят для установки на любых сооружениях, где предусмотрено наличие электрооборудования. ВРУ установлены, практически на всех промышленных и производственных объектах, а также в жилых и общественных зданиях.
С помощью ВРУ, осуществляется снабжение электроэнергией домов, имеющих любую конфигурацию и количество этажей. В составе здания могут быть группы помещений – офисы, бизнес-центры, предприятия бытового обслуживания и общественного питания. Все необходимые расчетные параметры и технические требования к комплектации вводно-распределительных устройств определяются в проектной документации.
При сборке ВРУ соблюдаются все требования заказчика. Это позволяет в полной мере обеспечить дальнейшую надежную и безаварийную работу электрических сетей.
Виды вводно-распределительных устройств
Последнее, о чем хотелось бы рассказать в этой статье — какие бывают виды ВРУ. Итак, условно мы разделили их на следующие разновидности:
- По номинальному току: 100, 250, 400, 630 А.
- По типу исполнения: подвесной, напольный.
- По назначению: вводные, распределительные, вводно-распределительные.
- По месту установки: в помещениях и уличные. Тут важно указать, что степень защиты может быть от IP31 до IP65.
- По типу обслуживания: односторонние, двухсторонние.
- По количеству вводов: на 1 ввод или на несколько (2, 3, 4).
Важно отметить, что сами распределительные устройства могут быть одно-, двух-, трехпанельными и более (многопанельные). Размеры ящика также зависят от его комплектации и области применения.
Маркировка ВРУ дает понять, какими характеристиками обладает данное устройство. Аббревиатура расшифровывается следующим образом:
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых более подробно рассказывается о том, как устроены УВР:
На этом мы и заканчиваем нашу статью. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего служит вводно-распределительное устройство и какие варианты исполнения существуют. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Принцип работы ВРУ
Ввод основного питающего кабеля производится непосредственно на вводный автомат устройства. Номинальный ток рассчитывается заранее и отражается в проекте или техническом задании. Вводный автоматический выключатель защищает электрическую проводку во время нештатных ситуаций. С его помощью возможно преднамеренное отключение питания для проведения работ по техническому обслуживанию сети. В некоторых конструкциях ВРУ, вводный автомат может заменяться рубильником или специальным разъединителем.
За вводным автоматом производится установка разрядников. Здесь происходит соединение фазных проводов и защитной шины РЕ. Когда возникают импульсные перегрузки, происходит срабатывание разрядников, попадание фазного напряжения на шину РЕ и конечное срабатывание защиты ВРУ.
Окончательное распределение электропитания, в соответствии с группами проводов, осуществляется с помощью защитных автоматов с различными номиналами. Каждая группа потребителей подключается к отдельному автоматическому выключателю. В качестве дополнительных защитных мер, при необходимости, устанавливаются УЗО.
Установка распределительных автоматов должна обеспечивать равномерное распределение нагрузки между всеми фазами. При расчете автоматов для каждой фазы должен обязательно учитываться коэффициент спроса, определяющий вероятность максимальной загрузки электрических сетей.
Что такое ГРЩ: расшифровка и чем отличается от ВРУ
Существует несколько типов распределительных устройств, которые обеспечивают распределение электроэнергии потребителям, резервирование нескольких источников, защиту от короткого замыкания (секционирование нагрузки).
Электропитание жилого дома
Данные устройства обозначаются ВУ, ВРУ и ГРЩ, их расшифровка следующая:
- ГРЩ — главный распределительный щит;
- ВУ — вводное устройство;
- ВРУ — вводное распределительное устройство.
К сведению! Все устройства имеют схожие черты и во многих случаях могут совмещать свои функции. И ВРУ, и ГРЩ комплектуются защитными автоматами, приборами учета электроэнергии, устройствами автоматического и ручного резервирования. Но есть и отличия, большая часть которых заключается в иерархической системе построения электрических сетей.
Главный распределительный щит
Верхнюю ступень в иерархии занимают главные распределительные устройства, а более низкую — вводные. Таким образом, если рассматривать участок от понижающей подстанции до потребителей, то на выходе подстанции устанавливается главный распределительный щит, а на входах потребителей (предприятия, жилые дома) — вводные распределительные устройства.
Обратите внимание! На участке от ввода в дом и до квартирных устройств на входе дома будет установлен ГРЩ, на отдельных подъездах или этажах — ВРУ, возле квартиры — квартирный щиток.
Есть и другое мнение по поводу различий в обозначениях. ВРУ — это тип изделия. Под этим наименование распределительные устройства поступают после производства. ГРЩ — функциональное назначение. Таким образом на шильдике (бирке) изделия, может стоять одно обозначение, а на схеме электропитания другое.
Вводное распределительное устройство
Еще одно различие заключается в токовых характеристиках, что полностью согласуется с иерархической системой. Вводные распределительные устройства имеют ограничения по максимальному допустимому току по входу и выходу. ВРУ предназначены для работы с нагрузкой, ток потребления которой не превышает 630 А. Главные распределительные щиты таких ограничений не имеют.
Вам это будет интересно Сечение проводов
Технические характеристики ГРЩ
К техническим характеристикам ГРЩ относят:
- напряжение сети;
- максимальный ток нагрузки;
- количество входов;
- количество выходов;
- наличие или отсутствие автоматики резервирования;
- тип и количество приборов индикации и учета;
- система заземления;
- степень защиты.
Поскольку в каждом отдельном случае условия неодинаковы, то в конструкцию типовых ГРЩ могут вносится изменения. Особенно часто это касается номинальных значений автоматов защиты.
Важно! Для обеспечения безопасности обслуживания и безаварийной работы все изменения должны обязательно вноситься в техническую документацию.
Вам это будет интересно Особенности винтового клеммника
Один из экземпляров электрической схемы обычно закрепляется на внутренней стороне одной из дверок шкафа. Обозначения на схеме должны выполняться согласно требованиям стандартов, чтобы можно было однозначно расшифровать изменения.
Пример однолинейной схемы ГРЩ
Наиболее часто современные распределительные щиты имеют модульную конструкцию, что упрощает обслуживание и внесение изменений. Основные модули (секции):
- вводная, в которой размещаются вводные автоматы (рубильники), приборы учета, элементы защиты;
- модуль отходящих линий, с автоматическими выключателями для каждого потребителя и с отдельными приборами учета для каждой из нагрузок;
- секция учета. Здесь устанавливаются счетчики электроэнергии, трансформаторы тока, модемы дистанционного контроля;
- секция компенсации реактивной мощности.
Секция компенсации реактивной мощности
Таким образом, в зависимости от предъявляемых требований конструкции ГРЩ могут отличаться как количеством, так и способом подключения модулей.
Обратите внимание! Одной из важных характеристик является способ разделения нагрузки и резервирования питания, то есть, к какой линии подключены потребители в нормальном режиме и к какой в аварийном при пропадании питания в основном фидере.
Что такое ВРУ, назначение
ВРУ — это электротехническое распределительное устройство в виде шкафа с замком, с установленными в нем аппаратам и приборами. Такими как: счетчики учета электроэнергии, автоматические выключатели, рубильники, предохранители, амперметры, вольтметры итп.
Устройство ВРУ служит для приема, распределения и учета электрической энергии на промышленных, жилых и административных объектах. Для защиты линии и электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий в сети, а также для осуществления оперативных включений и отключений оборудования.
Схемы ВРУ
Простые схемы распределительных устройств включают в себя трансформаторы, конденсаторы с предохранителями, счетчики, а также патроны. Дополнительно, в зависимости от модификации, модель может содержать рубильники разных классов, измерительное оборудование и резисторы. Если рассматривать однопанельные ВРУ, то конденсаторы в них чаще всего устанавливаются полевого типа. При этом рубильники используются только класса ВР2.
Предохранители для такой системы подходят многоканальные. Выключатели можно использовать автоматического типа. Патроны чаще всего для устройства необходимы настенные. Если рассматривать двухпанельные модификации, то они обязательно содержат переключатели. Предохранители в системе используются класса ПН. Счетчики для нормальной работы устройства нужны трехфазного типа. Патроны стандартно применяются настенные, а вольтметры используются только на 500 В.
Монтаж и подключение
Установка приточного устройства выполняется согласно электрической схеме, по которой необходимо соблюдать определённую последовательность. По правилам электробезопасности нельзя допускать нарушения порядка выполнения действий.
В первую очередь нужно отключить объект от источника питания и полностью обесточить. Затем отсоединить кабели питания на вводе, то есть произвести расключение ВРУ и демонтировать электрооборудование, которое нуждается в замене.
Дальше устанавливается новый комплект устройства. Крепёж выбирается по утверждённой схеме. Затем выполняется прокладка кабеля, провода питания подключаются к новому оборудованию, вводные провода подводятся к центральному размыкающему устройству (рубильнику). В собранном виде электрическую схему тестируют, а все её составляющие маркируют. После этого объект подключают к питающему фидеру.
Такого плана электромонтажные операции не должны проводить частные лица или не совсем компетентные организации. Неграмотно, а значит некачественно выполненные работы могут спровоцировать аварийные ситуации, несчастные случаи. Обычно неквалифицированные работники делают ошибки, которые проявляются в неправильном соединении жил проводов в зажимах, при установке приборов: нарушения в изолировании кабелей и проводов, обрывы цепи заземления, плохо зажатые жилы в защитных устройствах.
Всё это можно предотвратить, если привлечь к работам по замене оборудования или ремонту квалифицированных специалистов. Именно они по окончании монтажного процесса качественно произведут все требуемые замеры, которые помогут определить и исключить возможные ошибки. По результатам замеров составляется техотчет монтажа ВРУ с подробным описанием всех действий.
Вначале проверки проводится визуальный осмотр всей созданной схемы и её составляющих элементов. Затем выполняются замеры на заземлённых установках, чтобы исключить разрывы цепи. Проверяется, насколько качественно выполнена изоляция, проводится замер полного сопротивления петли «фаза-ноль». Оцениваются параметры цепи и действие защитных устройств, в том числе срабатывание автоматических выключателей. Все предпринятые меры должны гарантировать качественное и надёжное функционирование вводно-распределительного устройства.
Сборка щитов ВРУ
— надежный партнер, выполняющийс сборку электрощитового оборудования с соблюдением сроков изготовления и пожеланий заказчика. Наши профессиональные сборщики-монтажники изготавливает электрощиты ВРУ и другие НКУ в собственном сборочно-конструкторском цеху площадью более 300 м², расположенном в Санкт-Петербурге. Производство имеет сертификат ISO-9001 и соответствует всем требованиям российского законодательства. Сборка ВРУ производится как по типовым схемам, так и на основе типовых разработок инженерно-производственного отдела компании ПромЭлектроСервис.
Для заказа щита ВРУ необходимо заполнить опросный лист или направить развернутое техническое задание на наш электронный адрес
ПРИМЕНЕНИЕ ВРУ В ЖИЛЫХ ДОМАХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ
В зданиях производственного и общественного назначения осуществляется монтаж вводных распределительных устройств, представляющих собой стальные электрические щиты шкафного исполнения с односторонним обслуживанием.
В составе таких устройств находятся вводные панели и панели распределения заводского изготовления. В особых случаях компоновка и состав устройства могут быть выполнены в соответствии с индивидуальными проектами.
При необходимости в составе ВРУ могут находиться:
- панель или отдельный отсек учёта;
- панель АВР вводного распределительного устройства;
- щит управления наружным или внутренним коридорным освещением.
В отсеке учёта ВРУ производится монтаж счётчика электрической энергии. При номинальном токе потребления дома или другого объекта до 100 ампер допускается установка электросчётчика прямого включения. В других случаях токовые цепи счётчика подключаются к измерительным трансформаторам тока.
В отсеке или на щите учёта электрической энергии ВРУ должны быть предусмотрены конструкции для производства необходимого опломбирования схемы. Готовясь к сдаче объекта в эксплуатацию необходимо заблаговременно проконсультироваться в электросетевой компании, представители которой будут пломбировать схему учёта.
Нужно быть готовым к тому, что требования поставщика электрической энергии являются избыточными по отношению к тому, что изложено в ПУЭ и правилах пользования электрической энергией.
Например, представители энергосбыта отказываются ограничиваться пломбировкой клеммной крышки электросчётчика, и требуют выполнить монтаж счётчика в отдельном ящике, дверца которого тоже пломбируется. Для снятия показаний на дверце ящика должно находиться стеклянное окно.
Данное требование не соответствует действующим правилам, поэтому нужно заранее определить линию поведения – доказывать свою правоту или просто выполнять их требования.
Монтаж панели включения резервного питания производится в том случае, когда дом имеет более одного источника электропитания. Для частного дома в качестве второго источника питания может использоваться автономный генератор. Переключение электропитания может осуществляться в ручном или автоматическом режиме.
При автоматическом включении резервного питания (АВР) специальное реле контроля наличия напряжения в сети при отключении рабочего питания производит включение выключателя резерва. При наличии генератора, его запуск в этом случае также производится в автоматическом режиме.
Расшифровка наименований электротехнических устройств
КТПСНВ
КТПСНС
КТП расшифровка
КТП – это комплектная трансформаторная подстанция.
КТП принимает электрический ток с напряжением 6–10 кВ и преобразует его в электрическую энергию напряжением 400 В, а затем распределяет между конечными потребителями. Необходима для предотвращения скачков напряжения.
Номенклатура (на примере 2КТП-К/К-250-6/0,4-У1):
2 – двухтрансформаторная;
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
К/К – кабельный ввод со стороны высокого/низкого напряжения;
250 – номинальное напряжение, кВ;
6/0,4 – номинальное напряжение на стороне высокого/низкого напряжения, кВ;
У1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КРУ расшифровка
КРУ – это комплектное распределительное устройство.
Данная установка представляет собой шкаф (щит), который может быть частично или полностью закрытым. В зависимости от конструкции КРУ устанавливается внутри или снаружи здания. Служит для приема и распределения электрической энергии в трехфазных электросетях переменного тока. КРУ широко применяется на городских электростанциях, промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятиях, на водных судах, а также в железнодорожной и нефтегазовой индустрии.
- релейная,
- шинная,
- вводная,
- отсек выключателя.
В релейный шкаф может быть установлен обогреватель, тогда допустимый диапазон температур колеблется от –25 до +40 °С. Без обогрева – от –5 до +40 °С.
НКУ расшифровка
НКУ – это низковольтное комплектное устройство.
Предназначено для приема, распределения и учета электроэнергии. Служит для защиты оборудования и потребителей от короткого замыкания и перегрузок. Устройство работает с сетями переменного и постоянного тока с напряжением до 1000 Вт.
НКУ позволяет автоматизировать некоторые процессы, рационально использовать и экономить электроэнергию.НКУ по назначению бывают нескольких видов:
- вводно-распределительное устройство,
- распределительный щит,
- щит автоматического ввода резерва,
- щит автоматического управления.
НКУ также отличаются по устройству конструкции. Различают следующие виды:
- щит,
- шкаф,
- блок,
- ящик.
Применяется данное устройство на объектах, где необходимо снабжение электрической энергией. Монтируется в помещении или в контейнере дизель-генераторной установки.
КТПН расшифровка
КТПН – это комплектная трансформаторная подстанция наружной установки.
Для таких подстанций подготавливают специальные площадки. Представляют собой автономный киоск с металлическим корпусом, что позволяет использовать их даже при крайне низких температурах.
Номенклатура (на примере 2 КТПН-Т-К/К-400М/10/0,4-У1):
2 – двухтрансформаторная модель;
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
Н – наружной установки;
Т – тупикового подключения;
К/К – кабельный по классификации ввода со стороны высокого напряжения/низкого напряжения;
400 — мощность силового трансформатора, кВА;
М – масляный;
10/0,4 — номинальное напряжение на стороне высокого напряжения/низкого напряжения, кВ;
У1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КСО расшифровка
КСО – это камеры сборные одностороннего обслуживания.
КСО способствуют рациональному расходованию электроэнергии и обеспечивают бесперебойную работу оборудования, которое функционирует на трехфазном переменном токе. Используются в электросетях с изолированной или заземленной нейтралью. КСО отличаются вариантами исполнения. Учитывают следующие показатели:
- вид изоляции,
- способ присоединения вводов,
- условия обслуживания,
- климатические требования.
Подобные сборные камеры получили широкое распространение в городском электроснабжении и метрополитене, на нефтегазовых и промышленных объектах, сельскохозяйственных предприятиях, на железнодорожном и водном транспорте.
Температурный режим для эффективной работы устройства не должен превышать –25 и +30 °С.
БКТП расшифровка
БКТП – это блочная комплектная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке.
Бетонная оболочка представляет собой монолитную железобетонную конструкцию (корпус), которая защищает оборудование от внешнего воздействия, значительно продлевая срок его службы.
Класс высокого напряжения БКТП – 35, 20, 10 кВ, низкое напряжение – до 1000 В. Тип трансформаторов – как правило, сухие трансформаторы с литой изоляцией либо распределительные масляные трансформаторы. Мощность до 6300 кВА.
Задача БКТП – конечное распределение электроэнергии для питания объектов инфраструктуры.
КТПП расшифровка
КТПП – это комплектная трансформаторная подстанция промышленного исполнения.
Устанавливается внутри помещения. Состоит из отдельных шкафов высокого и низкого напряжения со встроенными в них аппаратами, приборами измерения, защиты, сигнализации и управления, а также силовых трансформаторов.
Номенклатура (на примере КТПП-400/10/0,4-У3):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
П – промышленного исполнения;
400 – номинальное напряжение, кВ;
10/0,4 – номинальное напряжение на стороне высокого/низкого напряжения, кВ;
У3 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543. 1-89.
КТПБ расшифровка
КТПБ – это комплектная трансформаторная подстанция блочная.
Класс высокого напряжения КТПБ – 220, 110, 35, класс низкого напряжения – 35, 10. Тип трансформаторов – силовые масляные. Мощность, обычно, от 10 МВА и выше.
Сфера применения КТПБ – распределительные сети и питание крупных производственных комплексов.
Номенклатура (на примере КТПБ-110-4Н(К)-16-УХЛ1):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
Б – блочная;
110 – номинальное напряжение, кВ;
4Н – схема электрических соединений распределительных устройств;
(К) – колонковый выключатель;
16 – мощность трансформатора, МВА;
УХЛ1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТПСН расшифровка
КТПСН – это комплектная трансформаторная подстанция для собственных нужд электростанций.
КТПСН включают в себя сухой силовой трансформатор, шкафы ввода с выключателями серии ВА, блоками релейной защиты и управления, секционный шкаф, в который установлены аналогичные блоки, шкафы отходящих линий, шкаф управления силовыми трансформаторами, шкаф общесекционных устройств. Подвод кабелей осуществляется из кабельного канала. КТПСН могут применяться и в других электроустановках, например, газокомпрессорных станциях.
Номенклатура (на примере КТПСН-250/10/0,4-У3):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
СН – для собственных нужд электростанций;
250 – мощность силового трансформатора, кВА;
10 – номинальное напряжение, кВ;
0,4 – номинальное напряжение на стороне вторичной обмотки, кВ;
У3 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТПТО расшифровка
КТПТО – это комплектная трансформаторная подстанция для термообработки бетона и мерзлого грунта.
КТПТО используются для питания временного освещения и ручных трехфазных электроинструментов на напряжение 42 В при ремонте и строительстве на специальных площадках. Для безопасности обслуживающего персонала в подстанции установлены блокировки. Оптимальные температурные условия для работы устройства – от –40 до +10 °С. КТПТО оснащены трехфазным трансформатором с естественным охлаждением. Также КТПТО может питать стороннего потребителя на напряжение 380 В и ток 10 А.
Номенклатура (на примере КТПТО-80-У1):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
ТО – для термообработки бетона и мерзлого грунта;
80 – мощность силового трансформатора, кВА;
У1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТППН расшифровка
КТППН – это комплектная трансформаторная подстанция для погружных насосов.
КТППН служат для обеспечения электроэнергией, управления и защиты электродвигателей погружных насосов из нефтяных скважин мощностью 16–125 кВт. Эксплуатация возможна при температуре от –60 до +40 °С. Устройство устанавливается на фундаменте или утрамбованной площадке. При необходимости КТППН используется для питания электродвигателей станков-качалок, ток потребления которых не превышает 60 А.
Номенклатура (на примере КТППН-160/6/1,2/0,4-У1):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
ПН – для погружных насосов;
160 – мощность силового трансформатора, кВА;
6 – номинальное напряжение, кВ;
1,2 – номинальное напряжение на стороне первичной обмотки, кВ;
0,4 – номинальное напряжение на стороне вторичной обмотки, кВ;
У1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТПР расшифровка
КТПР – это комплектная трансформаторная подстанция, на отходящих фидерах которой установлены рубильники с дугогасящими камерами.
КТПР – подстанции наружной установки с одним трансформатором, предназначенные для приема электроэнергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6–10 кВ и дальнейшего преобразования ее в энергию класса 0,4 кВ. Подстанция подключается к сети с помощью разъединителя.
Номенклатура (на примере КТПР-25-250-63/27,5/0,4-У1):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
Р – с рубильниками с дугогасящими камерами;
25 – номинальное напряжение, кВ;
250 – мощность силового трансформатора, кВА;
27,5 – номинальное напряжение на стороне первичной обмотки, кВ;
0,4 – номинальное напряжение на стороне вторичной обмотки, кВ;
У1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТПСНВ расшифровка
КТПСНВ – это комплектная трансформаторная подстанция для собственных нужд электростанций с верхним подводом кабелей.
КТПСНВ включает в себя сухой силовой трансформатор, шкафы ввода с выключателями серии ВА, блоками релейной защиты и управления, секционный шкаф, в котором установлены такие же блоки, шкафы отходящих линий, шкаф управления силовыми трансформаторами, шкаф общесекционных устройств. Подвод кабелей осуществляется из кабельных коробов. КТПСНВ могут применяться и в других электроустановках, например, газокомпрессорных станциях.
Номенклатура (на примере КТПСНВ-250/10/0,4-У3):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
СН – для собственных нужд электростанций;
В – с верхним подводом кабелей;
250 – мощность силового трансформатора, кВА;
10 – номинальное напряжение, кВ;
0,4 – номинальное напряжение на стороне вторичной обмотки, кВ;
У3 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
КТПСНС расшифровка
КТПСНС – это комплектная трансформаторная подстанция для собственных нужд электростанций для работы в сейсмически опасных районах.
КТПСНС включает в себя сухой силовой трансформатор, шкафы ввода с выключателями серии ВА, блоками релейной защиты и управления, секционного шкафа, в котором установлены такие же блоки, шкафы отходящих линий, шкаф управления силовыми трансформаторами, шкаф общесекционных устройств. КТПСНС могут применяться и в других электроустановках, например, газокомпрессорных станциях.
Номенклатура (на примере КТПСНС — 250/10/0,4-У3):
К – комплектная;
Т – трансформаторная;
П – подстанция;
СН – для собственных нужд электростанций;
С – для работы в сейсмически опасных районах;
250 – мощность силового трансформатора, кВА;
10 – номинальное напряжение, кВ;
0,4 – номинальное напряжение на стороне вторичной обмотки, кВ;
У3 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и категория размещения по ГОСТ 15543.1-89.
Универсальный декодер максимального правдоподобия, использующий угадывание шума
View Item
- OpenBU
- Тезисы и диссертации
- Тезисы и диссертации Бостонского университета
- Посмотреть товар
Показать запись простого элемента
dc. contributor.advisor | Yazicigil, Rabia T. | en_US |
dc.contributor.author | Bansal, Vaibhav | en_US |
dc.date.accessioned | 2020-05-11T13:27:09Z | |
dc.дата.выдачи | 2020 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/2144/40724 | |
dc.description.abstract | Технологии беспроводной связи находятся в авангарде передовых технологий и составляют основу эпохи Интернета и данных, в которой мы живем. Потребность в высокоскоростной передаче данных также обостряет потребность в данных надежность. Данные кодируются перед передачей, чтобы обеспечить их точное воспроизведение в приемнике. Декодирование произвольного кода было описано как NP-полная задача. В результате этого в предыдущих работах были разработаны декодеры, специфичные для определенных кодов, как приближение к декодированию с максимальным правдоподобием. Эта совместная разработка кодов и схем декодирования, однако, ограничивает функциональные возможности декодеров, которые могут работать только с конечным числом схем кодирования, которые были разработаны для него. Также было замечено, что производительность этих декодеров ухудшается по мере увеличения скорости кодирования. В предлагаемом нами подходе мы используем новый алгоритм, алгоритм декодирования случайного аддитивного шума (GRAND), для реализации декодирования с максимальным правдоподобием (ML) на основе шума, в отличие от традиционных алгоритмов, которые декодируют информацию напрямую. Поскольку GRAND декодирует шум, а не информацию, это снижает вычислительную сложность и объем памяти. В отличие от традиционных архитектур декодер GRAND может быть разработан независимо от кодера из-за его зависимости только от шума, что делает его универсальным декодером максимального правдоподобия. Следовательно, эта архитектура не зависит от любой схемы кодирования. Алгоритм GRAND также доказал свою эффективность при использовании случайных кодовых книг. Декодер работает с высокоскоростными кодовыми словами небольшого размера блока с малой задержкой и низкой сложностью, что делает его идеальным для реализации в канале управления. Наш подход предполагает целостную разработку и интеграцию систем безопасности GRAND и встроенных систем безопасности, чтобы продемонстрировать безопасное аппаратное решение, обладающее высокой энергоэффективностью, малой задержкой и низкими показателями производительности, отвечающее требованиям систем связи следующего поколения. Мы представляем предварительные оценки пропускной способности около 250 Мбит/с при коэффициенте битовых ошибок 0,001, энергии на бит 16,5 пДж/бит при тактовой частоте 50 МГц для напряжения питания 0,9V. | en_US |
dc.language.iso | en_US | |
DC.rights | Attribution 4.0 International | en_US |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
DC. subject | Электротехника | en_US |
dc.title | Универсальный декодер максимального правдоподобия, использующий угадывание шума | en_US |
dc.type | Тезис/диссертация | en_US |
dc.date.updated | 2020-05-09T01:01:02Z | |
dc.описание.эмбарго | 2022-05-08T00:00:00Z | |
etd.degree.name | Магистр наук | en_US |
etd.level.level | магистратура | en_US |
и др.степень.дисциплины | Электротехника и вычислительная техника | en_US |
и т. д., предоставляющий степень. | Бостонский университет | en_US |
dc.identifier.orcid | 0000-0001-7990-7630 |
Этот предмет появляется в следующих коллекциях:
- Тезисы и диссертации Бостонского университета [8434]
Показать запись простого элемента
Если не указано иное, лицензия на этот товар описывается как Attribution 4. 0 International
Свяжитесь с нами | Отправить отзыв | Справка
Свяжитесь с нами | Отправить отзыв | Справка
цифровая логика — Точное квадратурное декодирование без внешней синхронизации
Возможна проблема XY?
tl, dr: да, можно сделать более простой, «точный» квадратурный декодер без синхронизации, то есть такой, который надежно обнаруживает все возможные переходы состояний и выводит из них информацию о правильном направлении.
Декодирование квадратурного сигнала представляет собой задачу размером с CPLD. Это может очень легко поместиться в Silego Greenpak, Coolrunner CPLD или другое небольшое программируемое логическое устройство.
Вот пример Silego: https://www.renesas.com/us/en/document/apn/1101-unclocked-quadrature-decoder
Конструкция Silego выводит последовательности импульсов «прямой отсчет» и «обратный отсчет». У него нет бита «Направление», но можно легко добавить защелку SR, чтобы сделать его.
Ключевая техника здесь обнаружение края . Они используют A и B плюс задержанные версии A и B для обнаружения переходов состояний. На основе изменения состояния они делают вывод о направлении энкодера. Использование задержек позволяет избежать свободных часов, как вы просили.
Хотя вы предварительно наложили вето на задержки (или, по крайней мере, на «переменные задержки»), это, тем не менее, надежный метод обнаружения границ. Все «точные» проекты, упомянутые здесь, используют его, включая Silego, ваш пример и мою улучшенную версию (см. БОНУС ниже.)
Говоря об этом…
Ваш пример проекта
В вашем примере схемы используются задержки на A
и B
. A и B сигнализируют триггеры часов, а через некоторое время автоматически сбрасываются. Время перехода часов к Q + логика + время сброса — это задержка, которая создает импульс. Этот импульс подается либо на «прямой», либо на «обратный» вентили OR4 для создания импульсов «прямого» и «обратного счета». Наконец, импульсы счета устанавливают защелку S-R, чтобы показать направление.
Значит работает. Но есть проблемы. А ведь могло быть и проще.
Во-первых, схема «тактовый сигнал, затем сброс импульса» очень, очень схематична. Это генератор сбоев, который не является ни последовательным, ни надежным. Он полностью зависит от внутренней скорости флопа и вентилей обратной связи и, таким образом, может значительно варьироваться в зависимости от процесса, напряжения и температуры.
Во-вторых, в целом схема довольно неэффективна. Есть много ненужных гейтов и флопов, с которыми можно было бы покончить (как мы увидим позже в 9-м раунде).0206 БОНУС раздел ниже.)
В-третьих, у него явная ошибка: если флоп направления установлен в неправильное состояние, он может не управлять сбросами должным образом, что приводит к неустойчивому поведению импульсов счета и бита направления.
Продолжая разбирать этот дизайн, я понимаю, что есть избыточная логика для сброса флопа. Нет необходимости выбирать , какой выход выполняет сброс в зависимости от состояния направления; мы можем всегда просто сбрасывать флоп. То, что они там сделали, служит для добавления двух задержек затвора от Clock-Q до импульса сброса, что, хотя и полезно, упускает суть.
Вот версия, которая упрощает все это, но при этом более четко показывает, что они делают (моделируйте это здесь):
Когда вы анализируете поведение флопа, вы увидите, что они стреляют по всем направлениям. они настроены на обнаружение и сброс каждый раз после этого. И срабатывает только один. Зная это, мы можем убрать кое-что лишнее.
Нравится что? Коммутация импульсов осуществляется с помощью демультиплексора вместо вентилей. Я сделал это для наглядности, но он также меньше (меньше транзисторов).
Каждый флоп имеет мультиплексор на своей линии сброса, что было ненужно. Вместо этого мы берем выход Q, вставляем задержку (3 нс), которая заменяет выходной строб (демультиплексор) и удаленные мультиплексные задержки (всего 3 задержки гейта), и используем это для сброса флопа. Дополнительное преимущество: отсутствие проблем с состоянием обратной связи.
Примечание по моделированию: насколько я могу судить, Falstad моделирует свои цифровые элементы с задержкой по умолчанию в 1 нс. Таким образом, результирующий импульс должен быть T(clock-q) + 3ns + T(rst-q) или 5ns.
Кодировщики в реальном мире
Что, если вы разрабатываете реальную деталь для использования в полевых условиях? Кодировщики часто должны работать в шумной среде, поэтому системы, работающие с ними, включают некоторую фильтрацию шума для A и B.
Еще одна проблема — это состояние включения до того, как произошло движение. Это не проблема, если вас интересует только пошаговое перемещение (например, ручка управления). Напротив, это имеет большое значение для управления сервоприводом с обратной связью: несоответствие в указанном направлении может привести к тому, что ваша система выйдет из строя.
Конструкции системы запрещают управление контуром до тех пор, пока сервопривод не будет проиндексирован , то есть не будет переведен в известное механическое состояние. Контроллер будет покачивать привод, чтобы найти индекс (или, по крайней мере, проверить наличие сигналов), и настроить всю информацию о положении, как только он ее найдет.
Зная это, вы можете понять, почему эти детали HCTL-20xx устарели (помимо типичного для Broadcom сокращения артикулов). намного больше, чем просто квадратурное декодирование. Для управления системой тоже нужен интеллект.
И здесь на помощь приходит микроконтроллер: он может выполнять не только функцию декодирования, но и все управление сервоприводом.
БОНУС Как и было обещано, более простой, но точный квадратурный декодер, использующий задержки на A и B для обнаружения переходов (моделируйте это здесь).
Обсуждение
Я утверждаю, что приведенный выше дизайн отвечает вашим запросам на «точность» и «проще». Он функционально идентичен вашему примеру дизайна, но использует другой подход, а также включает некоторые улучшения.
Давайте поговорим о «попроще». Это может означать меньшее количество вентилей или меньшее количество пакетов IC. Но когда дело доходит до этого, важны транзисторы, поскольку они равны площади кремния. Мы займемся этим чуть позже.
Теория работы
Как эта штука работает? версия tl, dr: путем определения текущего состояния по сравнению с предыдущим с использованием версий A
и B
с задержкой, создания импульсов и направления их в нужное место. Вот как работает дизайн Silego, а также ваш дизайн глитч-флопов (и моя его доработка).0004
Обнаружение границ/декодирование состояния — это полностью комбинаторный путь, отрендеренный для того, чтобы сделать его более понятным и эффективным. В реальном устройстве это будет отображаться по-другому (как LUT или как сумма произведений), но, тем не менее, как комбинаторная логика без состояния.
Мы начинаем процесс проектирования с проверки выходной последовательности энкодера в каждом направлении. Существует 8 возможных переходов состояний: четыре вперед, четыре назад:
- Вперед: A,B: 00 -> 10 -> 11 -> 01 -> 00
- РЕД. : A,B: 00 -> 01 -> 11 -> 10 -> 00
Диаграмма:
(Отсюда)
Выход энкодера имеет два полезных свойства, которые помогают нашему делу:
- Одновременно изменяется только один сигнал
- Изменения происходят в определенном порядке, в зависимости от направления (не беспокойтесь о недопустимых переходах)
Мы используем эти свойства, чтобы найти переход состояния, закодировать его как импульс, а затем принять решение о том, что делать.0202 до с импульсом в зависимости от состояния другого, не меняющегося входного сигнала.
Мы используем A
и B
и их версии с задержкой для обнаружения нарастания и спада каждого сигнала, формируя импульсы при каждом переключении сигнала. Это изменения состояния. Мы коммутируем импульсы изменения состояния с помощью мультиплексоров, направляя их на импульсы счетчика Count FWD
и Count REV
. Эти импульсы от мультиплексоров устанавливают защелку направления и могут управлять прямым/обратным счетчиком с отдельными часами.
Дополнительный логический элемент И образует комбинированный Count All
, который с Direction
может напрямую управлять прямым/обратным счетчиком.
Вот переходы между состояниями и то, как они маршрутизируются:
Вперед:
- A,B 00 => 10 (A-нарастание, B low): отправить импульс на FWD
- A,B 10 => 11 (B-нарастание, A high): отправить импульс на FWD
- A,B 11 => 01 (A-падение, B высокий): отправить импульс на FWD
- A,B 01 => 00 (B-fall, A low): послать импульс на FWD
Реверс:
- A,B 00 => 01 (B-подъем, A низкий): отправить импульс на REV
- A,B 01 => 11 (A-нарастание, B высокий): отправить импульс на REV
- A,B 11 => 10 (B-падение, A high): отправить импульс на REV
- A,B 10 => 00 (A-падение, B low): отправить импульс на REV
Просто A
, B
и их версии с задержкой (всего 4 сигнала) дают нам всю информацию, необходимую для немедленного определения направления при каждом переходе состояния. Нам абсолютно все равно, что чувствовало предыдущее направление.
Что улучшилось?
Куча всего.
- Генераторы сбоев: контролируемая величина импульса
Ушли в прошлое те триггеры и их отрывочное поведение, вызывающее сбои. Размер импульса определяется в первую очередь фиксированной задержкой — в моей конструкции 50 нс. Это можно легко настроить в зависимости от требуемой скорости, установив задержку.
Задержка также может быть выполнена в цифровом виде, да, с тактовой частотой дискретизации. В реальной системе с цифровой фильтрацией шумов это будет стоить одного FF для каждой задержки A и B.
- Состояние обратной связи отсутствует / возможно несоответствие
В вашем примере сигнал Direction
возвращается для коммутации импульсов. Я заметил, что могу заставить ваш дизайн «застрять» в недопустимом состоянии, если Направление
не синхронизируется с историей движения. Это дало неустойчивые результаты.
Это невозможно с моим дизайном, который учитывает только состояние ввода.
- Низкий уровень тактовых импульсов, низкий уровень срабатывания флопа направления (защелка NAND)
Я сделал это, чтобы настроить Direction
на Count All
low, за 50 нс до нарастающего фронта. Это создает время настройки для Direction
, поэтому он и Count All
могут напрямую управлять прямым/обратным счетчиком и обеспечивать надежный подсчет.
- Портативный дизайн
Использование только комбинаторной логики и явных задержек позволяет избавиться от флопов на пути декодирования. Это всего лишь логика, которую можно выразить по-разному: в FPGA в виде двух интерполяционных таблиц с 4 входами; в CPLD как две суммы произведений с 4 входами.
- Готов к внешним часам
Наконец, хотя в моем проекте, как показано, не используется тактовая частота дискретизации, она может очень легко использовать ее и получить некоторую выгоду: задержки A и B станут просто еще одним флопом в конце синхронизатора A и B / шумового фильтра. этапы. Тогда ширина выходного импульса будет точно равна ширине одного такта отсчета.
А что на самом деле с мощностью? Для медленной системы (например, компьютерной мыши или ручки управления) внешняя тактовая частота может быть довольно низкой. Таким образом, динамическая мощность, потребляемая флопами, будет незначительной.
Быстрая система по своей природе в любом случае будет потреблять больше энергии, поэтому трудно привести аргумент «часы потребляют больше энергии» в контексте мощности системы. Кроме того, такие системы будут шумными, и для повышения надежности потребуются цифровые фильтры на A и B, подобные тем, которые предусмотрены в устройствах HCTL-20xx.
Проще?
Еще бы. Давайте сравним.
Мое решение использует:
- 2 буфера задержки (4T каждый => 8T)
- 2 НЕ (2T каждый => 4T)
- 2 вентиля NAND2 (4T каждый => 8T)
- 2 вентиля ИЛИ2 (по 6T каждый => 12T, показаны как NAND с отрицательной логикой)
- 2 мультиплексора 4:1 (12T каждый => 24T)*
- 2 NAND2 (4T каждый => 8T, разводка как защелка RS)
Итого: = 10 вентилей + 2 мультиплексора, 64T
*Мультиплексоры 4:1 весят 12T на каждый, поскольку они сделаны из передающих вентилей, и мы можем воспользоваться тем фактом, что инверторы доступны на A и B. Я не показываю их здесь, так как это усложняет рисунок.
Ваше решение имеет:
- 14 AND2 (6T каждый => 84T)
- 4 NOR2 (по 4T => 16T)
- 4 OR2 (по 6 зуб. => 24 зуб.)
- 2 ворот OR4 (10T каждый => 20T)
- 4 DFF со сбросом (24T каждый => 96T, при условии 6 вентилей на каждый)
- 2 НЕ (по 2T => 4T)
- 2 NOR2 (по 4T каждый => 8T, подключен как защелка RS)
Всего 36 ворот, 252T
Уч. Что особенно болезненно, так это эти DFF и мультиплексоры 2:1.
Они работают одинаково?
У вашего сима есть проблема Direction
, которая не возникает с моим решением, так как оно не имеет обратной связи по состоянию.
Ваш симулятор будет создавать очень узкие «призрачные» импульсы неопределенной ширины, если использовать современную быструю логику. В моем проекте используется фиксированная, определенная задержка, и таким образом формируются пригодные для использования часы с гарантированным временем установки для управления вверх/вниз счетчика.