Вводное распределительное устройство. Вводно-распределительное устройство (ВРУ): назначение, устройство и применение

Что такое вводно-распределительное устройство. Для чего используется ВРУ в электроснабжении. Как устроено ВРУ. Какие основные элементы входят в состав вводно-распределительного устройства. Где применяются ВРУ.

Что представляет собой вводно-распределительное устройство (ВРУ)

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) — это комплексное электротехническое оборудование, предназначенное для приема, учета и распределения электроэнергии в сетях напряжением 380/220 В. ВРУ выполняет следующие основные функции:

• Прием электроэнергии от внешней питающей сети
• Распределение электроэнергии по потребителям
• Защита сетей и оборудования от перегрузок и коротких замыканий
• Учет потребляемой электроэнергии
• Управление освещением и другими нагрузками

ВРУ устанавливается на вводе в здание или сооружение и служит основным распределительным узлом системы электроснабжения объекта.

Конструкция и состав вводно-распределительного устройства

Типовое ВРУ представляет собой металлический шкаф, внутри которого размещены электрические аппараты и приборы. Основные элементы конструкции ВРУ:

• Корпус из листовой стали
• Монтажная панель для установки оборудования
• Дверцы для доступа к внутренним элементам
• Шины для подключения кабелей
• Изоляторы и крепежные элементы

В состав ВРУ входят следующие функциональные блоки:

Вводной блок

Содержит коммутационные и защитные аппараты на вводе: рубильники, автоматические выключатели, предохранители. Через вводной блок осуществляется подача электроэнергии в ВРУ.

Блок учета электроэнергии

Включает в себя счетчики электроэнергии и измерительные трансформаторы тока. Обеспечивает коммерческий учет потребляемой электроэнергии.

Распределительный блок

Содержит коммутационно-защитную аппаратуру для распределения электроэнергии по потребителям: автоматические выключатели, предохранители, контакторы.

Блок автоматического ввода резерва (АВР)

Устанавливается при наличии двух вводов для автоматического переключения на резервный источник питания при исчезновении напряжения на основном вводе.

Типы и классификация вводно-распределительных устройств

ВРУ классифицируются по следующим основным признакам:

По назначению:

• Вводные — для приема и учета электроэнергии
• Распределительные — для распределения электроэнергии
• Вводно-распределительные — совмещают функции ввода и распределения

По количеству панелей:

• Однопанельные
• Многопанельные

По способу установки:

• Навесные
• Напольные

По степени защиты оболочки:

• IP31 — для установки внутри помещений
• IP54 — для наружной установки

Область применения вводно-распределительных устройств

ВРУ широко применяются в системах электроснабжения различных объектов:

• Жилые многоквартирные дома
• Офисные и административные здания
• Торговые центры и магазины
• Производственные помещения
• Склады и логистические комплексы
• Учебные заведения
• Медицинские учреждения
• Спортивные объекты

ВРУ устанавливаются в электрощитовых помещениях зданий или в отдельных электротехнических помещениях. Они обеспечивают централизованное управление электроснабжением всего объекта.

Требования к установке и эксплуатации ВРУ

При монтаже и эксплуатации вводно-распределительных устройств необходимо соблюдать следующие основные требования:

• ВРУ должны устанавливаться в специально выделенных электрощитовых помещениях
• Помещение должно быть сухим, с естественной вентиляцией
• Недопустима установка ВРУ во влажных помещениях, вблизи газопроводов
• Расстояние от ВРУ до трубопроводов должно быть не менее 1 метра
• Должен быть обеспечен удобный доступ к ВРУ для обслуживания
• Электрощитовая должна закрываться на замок
• Необходимо регулярно проводить осмотры и техническое обслуживание ВРУ

Строгое соблюдение правил монтажа и эксплуатации ВРУ обеспечивает надежную и безопасную работу системы электроснабжения объекта.

Преимущества использования вводно-распределительных устройств

Применение современных ВРУ дает ряд важных преимуществ:

• Централизованное управление электроснабжением объекта
• Повышение надежности электроснабжения
• Защита электрооборудования от аварийных режимов
• Удобство обслуживания и эксплуатации
• Возможность поэтапного расширения
• Компактность размещения коммутационного оборудования
• Эстетичный внешний вид электрощитовой

ВРУ позволяет создать современную и эффективную систему электроснабжения здания, отвечающую всем требованиям безопасности и надежности.

Выбор вводно-распределительного устройства

При выборе ВРУ для конкретного объекта необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Количество и мощность вводов
• Требуемое количество отходящих линий
• Наличие АВР
• Необходимость учета электроэнергии
• Степень защиты оболочки
• Условия эксплуатации
• Габаритные размеры

Правильный выбор типа и комплектации ВРУ позволяет оптимизировать систему электроснабжения объекта и снизить затраты на ее создание и эксплуатацию.

Что такое вводно-распределительное устройство ✅ Статьи Электромол

ВРУ принимают, а также распределяют полученную электроэнергию по отдельным потребителям. Без этих устройств невозможно обеспечить защиту техники от аварийных перегрузок, коротких замыканий. Они выполняют функцию посредника между локальной системой энергоснабжения и подстанцией.

Конструкция ВРУ

Вводно-распределительные устройства – это закрытая в шкаф монтажная панель, на которую монтируют электроприборы для учета, распределения электроэнергии. Их используют на вводе в электроустановку сооружения либо его обособленной части. Они бывают одно- и многопанельными, обычно состоят из нескольких блоков:

• вводного – на него поступает электроэнергия. Он включает приборы защиты и коммутации;
• АВР – автовключения резервного питания – к нему идет подключение резервных сетей. В него входят приборы контроля, управления;
• учета – содержит счетчики электроэнергии, позволяющие вести ее учет, а также трансформаторы тока;
• распределительного – в него интегрировано коммутационное, защитное оборудование электросетей;
• управления освещением – в него входят аппаратура для коммутации, защиты конечных электроцепей, приборы для управления этими цепями.

Вводно-распределительное устройство состоит из элементов защиты, предохранительных устройств – автовыключателей, предохранителей, дифференцированных автоматов; приборов, осуществляющих контроль, а также учет электроэнергии – счетчиков учета, вольт- и амперметров; электрооборудования – шин, рубильников, трансформаторов.

В состав устройства могут также входить панели:

• ввода – включает электрооборудование, обеспечивающее коммутацию, защиту, управление вводом, измерение электроэнергии;
• распределительная – представляет собой комплекс оборудования из блоков измерения, распределения электричества;
• противопожарная – это распределительная панель, соединенная с вводной с АВР – она питает оповещающие людей, ликвидирующие источник возгорания устройства.

Требования и нормы проектирования ВРУ

Устройства должны соответствовать ГОСТ 32396-2013 и ГОСТ Р 51321. Их изготавливают в качестве электрооборудования I и II класса. Для разработки каркасов оборудования I класса задействуют сталь с особым защитным покрытием. Для создания каркасов оборудования II класса применяют изоляционные материалы, устойчивые к воспламенению. Но такие основы запрещено использовать как опоры токоведущих частей.

Особенности установки

ВРУ монтируют в офисных зданиях, многоквартирных и частных домах, а также в нежилых сооружениях. Приборы необходимо устанавливать строго в соответствии с требованиями ПУЭ. Разрешен монтаж электроприборов только в специально отведенных для этих целей помещениях, где предусмотрена естественная вентиляция.

Вводно-распределительные устройства нельзя устанавливать в помещениях с повышенной влажностью, рядом с газопроводами, а также там, где имеется риск подтопления.

Допускаются разные компоновки электрооборудования, их определяют с учетом условий эксплуатации и представленных заказчиком ТЗ. Для удобства использования щит дополняют рамками, панелями.

Сборку выполняют в такой последовательности:

• монтируют панели ввода внутри шкафа;
• устанавливают автоматы, УЗО;
• подключают кабельные линии с запрессовкой наконечниками из алюминия;
• монтируют приборы контроля, измерения электроэнергии.

Важно! Расстояние между ВРУ и коммуникационными сетями – системой отопления, канализацией, водоснабжением, газоснабжением – должно составлять более 1 м. А сами электрощитовые помещения должны быть расположены так, чтобы доступ к ним имелся лишь у персонала объекта.

Мы реализуем сборку ВРУ любой сложности. Стоимость обусловливается особенностями проекта. Для промышленных нужд подходят распределительные шкафы, поскольку на производстве требуются высокие мощности. Их применяют также в распределительных устройствах на подстанциях. Кроме того, существуют приборы одно- и двустороннего обслуживания. Все требования к электропотреблению в помещении, а также к оснащению мы предусматриваем на стадии создания проектной документации.

Вводно-распределительное устройство ВРУ-1.

Предназначены для приема и распределения электроэнергии, защиты оборудования от перегрузок и токов короткого замыкания в сетях переменного тока напряжением 380/220 В, частотой 50 и 60Гц.

Условия эксплуатации:

• Высота над уровнем моря – не более 2000 м;

• Температура окружающего воздуха от +10 С до 350 С;

• Группа условий эксплуатации в части воздействия окружающей среды М2 по ГОСТ 17516.1-90.

Комплектуются из отдельных панелей согласно опросному листу (при отсутствии опросного листа панели ВРУ1 поставляются с приборами учета и аппаратами защиты, параметры которых соответствуют их нормальным значениям).
 
В панелях ВРУ установлены аппараты учета. Для управления освещением сетей общего пользования применены блоки автоматического и неавтоматического управления освещением.

Степень защиты – IРЗХ – IРОО со стороны дна (по ГОСТ 14254-96).
Климатическое исполнение – УХЛ, категория размещения –ГОСТ 15550-70.
Электрическое сопротивление изоляции не менее 10 МОм.
Ошиновка УВР выдерживает без повреждений ударный ток короткого замыкания не менее 10 кА.
Система шин L1, L2, L3, PEN
Габаритные размеры панели – 1700х800х450мм.
Масса панели ВРУ1, не более 155 кг.

Назначение панелей:

вводные — для учета электрической энергии;

распределительные — для распределения электрической энергии, применяют совместно с вводными;

вводно-распределительные — для распределения и учета электрической энергии

Структура условного обозначения

ВРУ — 1
ХХ — 2
Х  — 3
Х  — 4
УХЛ4 — 5

1. Вводно-распределительное устройство шкафного исполнения

2. Классификация панелей по назначению:

11–18 – вводные;
21–29 – вводно-распределительные;
41–50 – распределительные

3. Наличие аппаратов на вводе:

0 – отсутствует;
1 – переключатель на 250А;
2 – переключатель на 400А;
5 – блок БВ на 250А;
6 – блок БПВ на 250А;
7 – блок БПВ на 250А и аппаратура АВР на 100А;
8 – блок БПВ на 250А и аппаратура АВР на 250А.

4. Наличие дополнительной аппаратуры:

0 – отсутствует;
1 – с группами 30х16А (АЕ1000) и аппаратурой автоматического управления освещением;
2 – с группами 30х16А (АЕ1000) без аппаратуры автоматического управления освещением;
3 – с группами 14х16А (АЕ1000) и аппаратурой автоматического управления освещением;
4 – с группами 14х16А (АЕ1000) без аппаратуры автоматического управления освещением;
5 – с группами 8х16А (Е27) и аппаратурой автоматического управления освещением;
6 – с группами 8х16А (Е27) без аппаратуры автоматического управления освещением.

5. Вид климатического исполнения по ГОСТ15150-69

Типовые схемы ВРУ1.

• Вводные панели
• Распределительные панели
• Вводно-распределительные панели

Назад к основам: распределительные устройства, трансформаторы и ИБП | Консультации

 

Цели обучения

• Узнать об основах конструкции и эксплуатации распределительных устройств, трансформаторов и источников бесперебойного питания.
• Понять основные области применения этого оборудования.
• Знайте наиболее важные коды, стандарты и рейтинги, применимые к каждому из них.

Понимание работы, конструкции и эксплуатации распределительных устройств, трансформаторов и источников бесперебойного питания важно для проектировщиков, проектировщиков, владельцев объектов и руководителей строительства, которые могут быть призваны принимать решения о проектировании, бюджете проекта и доступном пространстве. .

Распределительное устройство

Распределительное устройство — это электрораспределительное оборудование: оно принимает питание от источника, направляет его на несколько выходов и обеспечивает защиту от перегрузки по току и функции управления. Из типов распределительного оборудования, описанных в NFPA 70: Статья 408 Национального электротехнического кодекса: Распределительные щиты, распределительные устройства и щиты, распределительные устройства, как правило, имеют самую прочную конструкцию, самые большие и самые дорогие. Обычно он применяется в объектах с высокой надежностью, таких как больницы или центры обработки данных, где непрерывность питания имеет решающее значение для эффективной работы.

Распределительные устройства доступны в широком диапазоне номинальных напряжений от менее 1000 вольт до более чем 200 киловольт. Распределительные устройства среднего напряжения, рассчитанные на напряжение свыше 1000 вольт, изготавливаются в различных конфигурациях. Узлы доступны для установки на внешней площадке, в хранилище или в специальных отдельно стоящих металлических зданиях с воздухом, газом, вакуумом или маслом в качестве изолирующей среды. Это обсуждение будет сосредоточено на внутренних низковольтных распределительных устройствах.

Альтернативой распределительному устройству является конструкция распределительного щита. Распределительные щиты обычно требуют меньше места и дешевле. Оба обычно состоят из нескольких вертикальных секций. Каждая секция заключена в листовой металл, с отверстиями спереди для устройств защиты от перегрузки по току, контрольно-измерительного оборудования и устройств управления. Секция может содержать главное устройство максимальной токовой защиты, приборы учета, системы автоматического управления и контроля, устройства максимальной токовой защиты распределительных фидеров или комбинацию этих или другого оборудования, характерного для установки. Защита от перегрузки по току обычно осуществляется с помощью автоматических выключателей, реже с помощью выключателей с предохранителями.

Распределительное устройство низкого напряжения изготовлено в соответствии со стандартом UL 1558: Стандарт для распределительного устройства с силовым автоматическим выключателем низкого напряжения в металлическом корпусе. Распределительные щиты изготавливаются в соответствии со стандартом UL 891: Распределительные щиты. UL 1558 включает ряд требований, повышающих надежность, долговечность и ремонтопригодность по сравнению с UL 891.

Выключатели распределительных устройств обычно устанавливаются в четыре ряда в вертикальной секции, отдельно монтируемые. Каждый автоматический выключатель отделен прочными перегородками от других выключателей и от остальной сборки. В типичном распределительном устройстве горизонтальные и вертикальные шины заключены в шинный отсек позади отсеков выключателя, и этот шинный отсек изолирован от остальной части узла с помощью изолирующих барьеров.

Наконец, кабельные соединения находятся в заднем отсеке, который изолирован от отсека шины изолирующим барьером. Эти перегородки и барьеры, предписанные UL 1558, предназначены для повышения надежности и ремонтопригодности распределительного устройства за счет ограничения возможности контакта между проводниками, прикрепленными к соседним выключателям, во время установки или обслуживания, а также для сведения к минимуму любого повреждения соседних компонентов в случае дугового разряда. неисправность должна развиться. Распределительные щиты согласно UL 891, не требуется обеспечивать одинаковый уровень изоляции между компонентами.

Автоматические выключатели, установленные в распределительных устройствах низкого напряжения, должны соответствовать требованиям UL 1066: Стандарт для низковольтных автоматических выключателей переменного и постоянного тока, используемых в шкафах. Этот стандарт требует, чтобы автоматические выключатели выдерживали 30 циклов, описывая уровень тока короткого замыкания, который они могут выдержать в течение 0,5 секунды без повреждений. Таким образом, функция мгновенного отключения может быть отложена, чтобы позволить нижестоящим выключателям устранить неисправность без отключения выключателя распределительного устройства, что облегчает селективную координацию.

Стандарт распределительных щитов позволяет использовать выключатели, соответствующие UL 489: автоматические выключатели в литом корпусе, выключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей. Выключатели, изготовленные в соответствии с этим стандартом, должны выдерживать только 3 цикла, 0,05 секунды. Для этих выключателей функция мгновенного отключения не может быть отложена для облегчения выборочной координации. Допускается также использование выключателей с плавкими предохранителями. Применимым стандартом для закрытых выключателей является NEMA KS1: Закрытые и глухие выключатели для тяжелых условий эксплуатации.

Характеристики распределительного устройства включают:

• Уровень изоляции.
• Максимальный длительный ток.
• Максимальное напряжение.
• Частота сети.
• Выдерживаемый ток короткого замыкания.
• Кратковременно выдерживаемый ток.

В типичной установке распределительное устройство низкого напряжения подключается к вторичной обмотке силового трансформатора — либо служебного, либо промышленного трансформатора. Там, где используется среднее напряжение, силовой трансформатор может быть тесно соединен с распределительным устройством, при этом две сборки должны быть соединены болтами, образуя единый блок. Полученная сборка называется «блочной подстанцией». Распределительные выключатели распределительного устройства, как правило, служат для питания больших объектов, таких как чиллеры, большие трансформаторы или большие ИБП, или другого распределительного оборудования, такого как распределительные щиты, центры управления двигателями, щиты или, реже, другие узлы распределительного устройства.

Распределительное устройство имеет определенные преимущества перед распределительной конструкцией с точки зрения надежности и ремонтопригодности. Решение о том, какую систему использовать в конкретном проекте, будет зависеть от множества факторов. Конструкция распределительного щита требует значительно меньших габаритов для обеспечения тех же функций распределения и защиты, поэтому доступное пространство будет влиять на выбор. Распределительное устройство значительно дороже, со снижением затрат порядка 60–100 %, поэтому ограниченный бюджет проекта приведет к смещению решения в пользу конструкции распределительного щита. А в проектах, где избирательная координация затруднена, особенно в аварийной системе, где требуется строгая координация в соответствии со статьей 700.28 NEC, необходимым решением может быть распределительное устройство.

Трансформаторы

Трансформатор представляет собой электромагнитное устройство переменного тока, которое под действием магнитного поля перемещает энергию от одной или нескольких первичных цепей к одной или нескольким вторичным цепям. Первичные и вторичные цепи вторичных цепей обычно работают при разных напряжениях и токах, причем соотношение между ними определяется характеристиками трансформатора. Требования к трансформаторам описаны в Статье 450 NEC.

Трансформаторы повсеместно используются в современной жизни, с различными характеристиками, номиналами и областями применения. Что касается мощностей, то электроэнергетические компании используют большие силовые трансформаторы для подключения систем передачи, работающих при разных напряжениях. На малом конце крошечные сигнальные трансформаторы используются для подключения коммуникационного оборудования к системам Ethernet, а микроскопические трансформаторы даже печатаются в интегральных схемах. Трансформаторы, используемые в распределительных сетях, находятся между этими крайностями.

Трансформатор работает по принципу магнитной индукции, электромагнитному принципу, который гласит, что напряжение возникает на проводнике в присутствии изменяющегося магнитного поля. Магнитная индукция была открыта и количественно определена в 19 веке учеными, чей вклад был настолько значителен, что их имена были связаны с электрическими единицами измерения и законами физики. Тщательное рассмотрение магнитной индукции потребовало бы во много раз большего объема доступного здесь места, поэтому при обсуждении работы трансформатора оно будет рассмотрено качественно.

В элементарной реализации простой трансформатор может состоять из железного кольца, называемого «сердечником», с одной первичной и одной вторичной обмотками, каждая из которых образует несколько витков вокруг кольца, называемых «катушками», как показано на рисунке 1. Когда первичная обмотка питается переменным током, первичная катушка создает магнитное поле, которое изменяется по величине и направлению в зависимости от входной мощности.

Теоретически это магнитное поле существует во всем пространстве, но магнитные характеристики железного сердечника концентрируют почти все магнитное поле внутри корпуса кольца, где оно проходит через первичную и вторичную обмотки. Изменяющееся во времени магнитное поле, проходящее через вторичную катушку, индуцирует напряжение на этих катушках за счет магнитной индукции. Отношение количества первичных витков к количеству вторичных витков называется «коэффициентом витков», где витки относятся к виткам провода вокруг сердечника. В конце концов, вторичное напряжение равно первичному напряжению, деленному на коэффициент витков.

Трансформеры в реальном мире намного сложнее, чем наивная реализация, описанная здесь. Например, большинство трансформаторов, установленных на объектах, представляют собой трехфазные блоки, геометрия сердечника которых должна включать три первичных и три вторичных катушки. Трансформаторы часто снабжены ответвлениями на вторичной обмотке — дополнительными точками подключения, выходное напряжение которых немного выше или ниже номинального напряжения, для использования в приложениях, где постоянно возникают напряжения ниже или выше нормального из-за загрузки системы, уровней напряжения сети или для другие причины. Сердечники трансформаторов обычно изготавливаются из листов специальной стали, соединенных вместе изолирующим клеем, а не из цельного железа или стали, для уменьшения магнитно-индуцированных токов, которые циркулируют в сердечнике во время работы. Типичный промышленный трансформатор монтируется внутри металлического корпуса, обычно с отверстиями для вентиляции.

Между первичной и вторичной обмотками трансформатора отсутствует токопроводящее соединение. Магнитное взаимодействие между катушками приводит к тому, что напряжение между вторичными проводниками достигает определенного значения, но напряжение между любым проводником и его окружением теоретически не определено. В большинстве систем один из вторичных проводников должен быть намеренно соединен с землей, чтобы напряжение на вторичной обмотке не отклонялось слишком далеко от потенциала земли. Исключением из этого правила являются системы, которые должны быть устойчивы к одиночному замыканию на землю, например изолированные системы питания в медицинских учреждениях.

Номинальные характеристики трансформатора включают:

• Мощность, обычно выражаемая в киловольт-амперах, максимальная полная мощность, которую трансформатор может подавать на свои нагрузки.
• Первичное напряжение или линейное напряжение — рабочее напряжение первичной обмотки.
• Вторичное напряжение или напряжение нагрузки — рабочее напряжение вторичной обмотки.
• Превышение температуры, обычно выражаемое в градусах Цельсия — разница между температурой обмоток трансформатора и температурой окружающей среды при работе трансформатора с полной нагрузкой.

Другими характеристиками трансформаторов, которые обычно указываются в спецификациях, являются количество фаз, количество ответвлений трансформатора и расстояние между ними, характеристики корпуса, изоляционная среда, импеданс и эффективность.

Трансформаторы не на 100% эффективны. Хотя большая часть входной мощности подается на вторичные клеммы, часть теряется в виде тепла. Эти потери можно охарактеризовать как потери под нагрузкой, в первую очередь за счет сопротивления проводников катушки, и потери холостого хода, в первую очередь за счет магнитных эффектов внутри и снаружи сердечника. Эти два типа потерь взаимозависимы в том смысле, что сокращение одного типа потерь может привести к увеличению другого.

Например, потери нагрузки могут быть уменьшены путем изготовления катушек из более крупного провода, что уменьшит их последовательное сопротивление. Однако более крупные проводники будут размещать внешние слои дальше от сердечника, снижая эффективность магнитной связи между катушкой и сердечником и увеличивая потери холостого хода. Для большинства трансформаторов правила Министерства энергетики описывают требуемые уровни эффективности и указывают, что эффективность трансформатора будет оптимизирована при уровне нагрузки, равном или близком к 35%. Эти правила обычно определяют, какие компромиссы между потерями под нагрузкой и потерями без нагрузки допустимы.

Источники бесперебойного питания

ИБП — это электрическая сборка, предназначенная для непрерывного обеспечения почти идеальной мощности переменного тока с почти 100% надежностью. ИБП обычно используется для поддержки электрических нагрузок, которые имеют решающее значение для бизнеса, проводимого на объекте. ИБП доступны в виде очень маленьких настольных блоков для питания нагрузок в сотни вольт-ампер, для очень крупных корпоративных систем мощностью в тысячи киловатт.

Функция ИБП заключается в обеспечении высококачественным питанием своей нагрузки, когда основной источник питания, обычно электроэнергетическая компания, выходит из строя или выходит из строя. ИБП поддерживает питание своей нагрузки во время отключений электроэнергии, понижений напряжения, провалов и скачков напряжения, потери одной фазы и других нарушений в системе, защищая как от потери питания, так и от повреждений.

Все ИБП содержат систему накопления энергии, чаще всего в виде химических батарей (свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, литий-ионных). При сбое входного питания ИБП получает энергию от своих батарей, преобразует ее в переменный ток и подает на нагрузку. Широко используется ряд схем обеспечения замещающего питания, называемых «топологиями».

ИБП с «двойным преобразованием», также называемый онлайн-ИБП, непрерывно преобразует входящий переменный ток в постоянный с помощью внутреннего выпрямителя. Полученная мощность постоянного тока используется для выработки мощности переменного тока для нагрузки с использованием внутреннего инвертора и для поддержания заряда аккумуляторов системы. В случае нарушения подачи переменного тока батареи обеспечивают питание шины постоянного тока, а преобразование в переменный ток и подача на нагрузку продолжаются без перерыва.

Термин «двойное преобразование» относится к тому факту, что ИБП непрерывно преобразует переменный ток в постоянный, а затем снова преобразует этот постоянный ток в переменный. При такой схеме качество выходного переменного тока не зависит от качества входной мощности, так как выходное напряжение формируется независимо от шины постоянного тока. Поскольку преобразование является непрерывным, нет необходимости в обнаружении нарушений входной мощности для защиты нагрузки. Эта топология считается очень надежной. Кроме того, как правило, более дорогой и менее эффективный, чем альтернативы.

Поскольку ИБП с двойным преобразованием постоянно генерирует выходной переменный ток, сбой внутри ИБП может поставить под угрозу непрерывность подачи питания на критическую нагрузку. Чтобы устранить эту уязвимость, эти устройства обычно включают в себя статический переключатель — высокоскоростной электронный переключатель, подключенный между входом и выходом, — который подключает входную мощность непосредственно к нагрузке. ИБП контролирует свою собственную выходную мощность и, если выходная мощность выходит за допустимые пределы, ИБП замыкает статический выключатель и отключается от нагрузки.

ИБП «простого преобразования» или «резервный» непрерывно передает свою входную мощность непосредственно на нагрузку, пока входная мощность приемлема. ИБП контролирует входное питание на наличие помех и, в случае их появления, отключает входное питание и начинает обслуживать нагрузку от своих аккумуляторов через свой инвертор. Этот процесс требует задержки между входной помехой и началом замены мощности для обнаружения, повторной настройки системы и запуска инвертора. Таким образом, резервный ИБП применим к нагрузкам с более высокой устойчивостью к системным помехам. Эта топология считается менее надежной, чем двойное преобразование. Однако он более эффективен, поскольку при нормальной работе не имеет потерь в своем выпрямителе или инверторе.

Номинальные значения для систем бесперебойного питания включают:

• Время работы при полной нагрузке — зависит от емкости аккумулятора.
• Входное напряжение.
• Максимальная выходная полная мощность, выраженная в вольт-амперах.
• Максимальная выходная мощность, выраженная в ваттах.
• Выходные напряжения.

ИБП обычно рассчитан примерно на 125 % от его ожидаемой максимальной нагрузки, рассчитанной на весь его жизненный цикл. Для приложений центров обработки данных требуются оценки агрессивного роста нагрузки, которые иногда не реализуются, приводя к избыточным мощностям. Чтобы решить эту проблему, некоторые системы доступны с модульными блоками питания и батареями с возможностью «горячей» замены, что позволяет увеличивать емкость и время работы по мере увеличения нагрузки.

ИБП требуют планового обслуживания и, как и все остальное, иногда выходят из строя. Для некоторых систем обходной байпас для обслуживания, подключающий нагрузку напрямую к электросети, является адекватным условием для обслуживания и ремонта. Более чувствительные системы потребуют определенного уровня резервирования. Устройства могут быть подключены параллельно или последовательно для обеспечения резервной мощности, связи и мониторинга между резервными устройствами.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Что такое распределительное устройство среднего напряжения?

Что такое распределительное устройство среднего напряжения?

فهرست مطالب

• 1 Все о распределительных щитах среднего напряжения
• 2 Распределительные устройства среднего напряжения
• 3 Классы напряжения электрических распределительных устройств в соответствии со стандартами ANSI и IEEE
• 4 Какие бывают типы распределительных устройств среднего напряжения?
• 5 Электрощит КРУЭ с газовой изоляцией
• 6 Распределительное устройство среднего напряжения в металлической оболочке 
• 7 Распределительное устройство в металлическом корпусе
• 8 КРУЭ
• 9 Характеристики электрощита
• 10 Подземный распределительный щит среднего напряжения
• 11 Дугостойкий распределительный щит: ANSI / IEEE C37. 20.7
• 12 Классификация по стандарту ANSI 8.07 C900EE 8.07 C900EE 13 Тип изоляции, используемый в распределительных щитах среднего напряжения
• 14 Особенности воздушной изоляции
• 15 Газовая изоляция в распределительном щите среднего напряжения
• 16 Жидкостная изоляция и ее свойства
• 17 Изоляция на основе минерального масла
• 18 Жидкая изоляция E200
• 19 Жидкая изоляция FR3
• 20 Автоматические выключатели в распределительных щитах среднего напряжения

Распределительное устройство среднего напряжения представляет собой набор электрооборудования, заключенного преимущественно в металлическую конструкцию. Этот централизованный набор включает в себя различные выключатели, трансформаторы, предохранители и автоматические выключатели. Электрические панели используются для лучшей защиты, управления и разделения электрооборудования друг от друга. Электрические распределительные устройства обычно используются в системах передачи и распределения электроэнергии, а также на средних и крупных коммерческих или промышленных объектах. В этой статье мы представим и рассмотрим типы электрических панелей среднего напряжения и соответствующие стандарты.

Стационарное распределительное устройство среднего напряжения производства ADAK

Распределительное устройство среднего напряжения

Помимо защиты электрического оборудования, расположенного внутри, электрический щит отвечает за правильную передачу и распределение электроэнергии на различные объекты. Кроме того, распределительное устройство среднего напряжения хорошо защищает электрический персонал и оборудование, ограничивая систему электрического тока до безопасного уровня.

adakbn-co.com

Классы напряжения распределительных устройств согласно стандартам ANSI и IEEE

Стандарты ANSI и IEEE определяют следующую классификацию электрических панелей по напряжению:

• Распределительный щит низкого напряжения: до 600 вольт
• Среднее напряжение: от 600 вольт до 69 кВ
• Высокое напряжение: от 69 кВ до 230 кОм

Классы сверхвысокого напряжения и сверхвысокого напряжения также определены в стандартах ANSI/IEEE. Однако NEC 2014 расширил определение распределительных щитов низкого напряжения до 1000 вольт.

вам также может понравиться: обслуживание распределительных устройств

Какие бывают типы распределительных устройств среднего напряжения?

В зависимости от типа применения и внутренней структуры распределительного щита среднего напряжения для него можно выделить следующие типы категорий.

Электрическая панель с газовой изоляцией GIS

Этот тип распределительного устройства среднего напряжения имеет герметичные камеры, заполненные гексафторидом серы (SF6) или смесью SF6 и других изоляционных газов, недавно представленных на рынке. Газонепроницаемые камеры облегчают процесс установки и занимают меньше места. Электрические панели с элегазовой изоляцией разработаны и испытаны в соответствии со стандартами ANSI C37.60 и C37.72. До определения IEEE C37. 20.9для электрических распределительных щитов с элегазовой изоляцией летом 2019 года распределительные щиты GIS были спроектированы, изготовлены и испытаны в соответствии со стандартом IEC 62271.

Металлическое покрытие Распределительное устройство среднего напряжения Этот стандарт относится к процессу изготовления распределительного устройства среднего напряжения, в котором все электрические компоненты заключены в отдельные металлические корпуса. К ним относятся входная шина, выходная шина, измерительный прибор и главный автоматический выключатель или выключатель. Это должно обеспечить дополнительный уровень безопасности, эффективности и простоты обслуживания. Номинальный уровень напряжения для металлического холодного распределительного щита варьируется от 5 кВ до 38 кВ. Распределительные щиты Metal Clad имеют три автоматических выключателя для простоты обслуживания и часто используются на промышленных объектах, электростанциях и линиях электропередач.

Распределительное устройство в металлическом корпусе

Панель в металлическом корпусе или Панель в металлическом корпусе определяется в соответствии с IEEE C37.20.3. Этот тип распределительного щита среднего напряжения включает в себя защитные устройства, такие как автоматические выключатели, электрические предохранители и различные трансформаторы, а также контрольно-измерительное оборудование. Эти устройства также могут быть установлены в общих шкафах, и нет необходимости в разделении, аналогичном тому, что делается в распределительном щите с металлическим покрытием. Металлические закрытые панели используются во многих коммерческих и промышленных установках, где входное напряжение превышает 480/600 вольт.

Распределительные устройства, монтируемые на плите

Распределительные устройства, монтируемые на плите, соответствуют стандарту IEEE C37.74. Распределительный щит среднего напряжения, установленный на площадке, предназначен для подземных распределительных сетей напряжением от 5 до 38 кВ. Использование вне помещений, низкая сложность и устойчивость к высоким температурам делают этот продукт идеальным выбором для использования в распределительных сетях и линиях управления.

Характеристики электрического щита, монтируемого на подставке

Выключатели, предохранители и автоматические выключатели в этом типе распределительного щита среднего напряжения оптимизированы для защиты постоянного тока, поиска неисправностей и минимизации количества автоматических выключателей. Распределительные щиты с прокладками доступны максимум 6 способами в общем изолированном баке. Используемые типы изоляции включают воздушную, элегазовую, жидкую, твердую диэлектрическую технологию в воздухе и твердые вещества.

Подземный распределительный щит среднего напряжения

Подземный распределительный щит среднего напряжения определяется IEEE C37.74. Подземный распределительный щит предназначен для систем распределения электроэнергии напряжением от 15 до 38 кВ. Конструкция этого электрического щита такова, что устройство и его аксессуары могут работать под землей. Эти места могут быть сухими или подверженными воздействию воды. Подземный распределительный щит среднего напряжения также может позволить пользователю управлять устройством с земли вручную или с помощью реле и устранять возможные неисправности. Общие типы изоляции в этом типе электрощита среднего напряжения включают газ SF6, технологию твердого диэлектрика в воздухе и твердые вещества.

Дугостойкий распределительный щит: ANSI / IEEE C37.20.7

Обычные электрические щиты изготавливаются в соответствии со стандартами IEEE (Северная Америка) или IEC (Европа и другие страны мира) и обеспечивают относительно безопасную среду для оборудования и обслуживающего персонала. в нормальных рабочих условиях. Однако обычная электрическая панель не рассчитана на то, чтобы выдерживать огромное количество энергии, высвобождаемой при отключении электроэнергии.

Электрические распределительные щиты, сертифицированные для защиты от дуги, предназначены для легкого сдерживания внезапной энергии дуги и предотвращения повреждения оператора и оборудования. Обычно это делается путем направления внезапной энергии дуги через нагнетательную камеру в область, которую можно высвободить, не причиняя вреда персоналу или оборудованию.

Классификация по стандарту ANSI/IEEE C37.20.7

• Тип 1 — Только передняя часть оборудования должна быть защищена от дуги.
• Тип 2. Вся окружность оборудования должна быть защищена от дуги.
• Тип 2B — система должна быть устойчива к дуге во всех частях, даже в частях ящика для инструментов или дверцы управления.
• Тип 2C — должен быть устойчивым к дуге между соседними корпусами внутри системы, а также в ее окружении.

Кроме того, выносные стеллажи могут использоваться для таких операций, как отключение, проверка и повторное подключение автоматических выключателей и корпусов собственных нужд распределительных щитов Metal Cold с расстояния 7-9 метров.

Тип изоляции, используемой в распределительных щитах среднего напряжения

Изолирующая среда — это среда внутри корпуса распределительного щита среднего напряжения, которая используется для защиты оборудования с электрической энергией, такого как вводы, басы и т. д., от нежелательных движений дуги. В то время как воздух является наиболее распространенной изоляцией, изоляция газа и жидкости обеспечивает более высокую диэлектрическую прочность, что позволяет уменьшить размеры распределительных щитов. Жидкости также обеспечивают преимущество охлаждения.

Характеристики воздушной изоляции

Воздушная изоляция является наиболее распространенной и дешевой. Однако воздух также имеет самое низкое диэлектрическое сопротивление, и для противостояния воздействию дуги требуется более сложное и физически более крупное оборудование.

Газовая изоляция в электрощите среднего напряжения

Газовая изоляция значительно улучшает диэлектрическое сопротивление по сравнению с воздухом. Газ, наиболее часто используемый в качестве изоляции панелей, представляет собой гексафторид серы (SF6). Любое электрическое воздействие герметизируется внутри резервуара с элегазом под давлением. Специальная конструкция этого герметичного резервуара также устраняет необходимость обслуживания контактора.

Жидкая изоляция и ее свойства

Жидкости обладают лучшими диэлектрическими свойствами, чем воздух. В то же время они приносят преимущество в охлаждении системы. Хотя мы часто называем жидкость маслом, на самом деле для изоляции электричества в распределительных щитах низкого напряжения, а также в трансформаторах и других устройствах используются разные жидкости. Очень важно, чтобы выбранные жидкости были пожаробезопасными и экологически безопасными.

Минеральная масляная изоляция

Это изоляция на масляной основе, хорошо зарекомендовавшая себя в течение долгого времени и обладающая надежными электроизоляционными свойствами.

Жидкая изоляция E200

Маловязкая, нетоксичная, биоразлагаемая, биоразлагаемая жидкость на основе полиэстера с превосходными диэлектрическими, тепловыми и физическими свойствами. Низкая вязкость Е200 позволяет использовать его в распределительных щитах среднего напряжения до -30 °С. Его температура вспышки составляет более 300 градусов Цельсия (572 градуса по Фаренгейту). В результате риск пожара из-за его использования немыслим.

Жидкая изоляция FR3

Изоляция состоит из пищевых растительных масел и добавок, используемых в пищевых продуктах. Он не содержит масел, галогенов, кремния или других токсичных веществ. Это вещество быстро и полностью выводится из почвенной и водной среды. Эта жидкость также вышла из токсикологических испытаний жидкостей, с гордостью.

Автоматические выключатели в распределительных щитах среднего напряжения

Коммутационные устройства отключают электропитание и включают в себя устройства защиты от перегрузки по току (предохранители, автоматические выключатели) и выключатели.

Воздушный переключатель

Воздушный переключатель — это переключающее устройство, в котором воздух используется в качестве диэлектрика. Воздушные выключатели обычно имеют меньше времени простоя, чем масляные или вакуумные выключатели, но они более экономичны и обеспечивают надежное средство отключения.

Предохранители в распределительных щитах среднего напряжения

Предохранитель — это устройство, отсекающее ток. Ток отключается путем расплавления провода или изоленты, предназначенных для плавления при заданной температуре/времени. В распределительном щите среднего напряжения предохранители обычно соединены с выключателем, чтобы использовать как защиту от перегрузки по току, так и возможность размыкания и замыкания цепи.

Масляный выключатель

Это переключающее устройство, которое погружается в камеру, заполненную маслом. Масляные выключатели часто устанавливаются в распределительных щитах среднего напряжения. В нем можно выполнить масляную изоляцию в виде компактной камеры с небольшой сложностью.

Вакуумный автоматический выключатель

Это тип автоматического выключателя в распределительном щите среднего напряжения, в котором происходит прерывание и прерывание дуги внутри изолированных вакуумных баллонов. Вакуум вызывает быстрое исчезновение дуги и очень быстрое уменьшение ее энергии. Вакуумные автоматические выключатели могут отключать напряжения намного выше, чем автоматические выключатели воздушного типа. Они также требуют значительно меньше места.

Вакуумный выключатель

Этот компонент устраняет необходимость в отдельном предохранителе и выключателе одновременно, как в качестве устройства защиты от перегрузки по току, так и в качестве автоматического выключателя.

Интеллектуальный распределительный щит среднего напряжения

Включение интеллектуальных электронных устройств (IED), таких как интеллектуальные автоматические выключатели, датчики и реле, а также микропроцессорные счетчики, может сделать распределительные щиты среднего напряжения более интеллектуальными.