Все о щитах электроэнергии: ГРУ, ВРУ, АВР и другие, принципы работы и особенности эксплуатации

Комплектация и функционал вводных устройств различного типа отличаются в зависимости от вида объекта. Это может быть многоквартирный дом, промышленный объект, офисное здание или другое сооружение. Комплектация и функционал подбираются в соответствии с условиями эксплуатации и предполагаемой нагрузкой. Рассмотрим, чем отличаются виды устройств, какие имеют особенности и как осуществляются ремонтные работы для разных видов оборудования.

Назначение и область применения вводно-распределительных устройств различного типа

Вводно-распределительные устройства решают сразу несколько важных задач:

• Основная функция ВРУ заключается в том, чтобы принимать и перераспределять между потребителями определенную мощность электроэнергии. 
• Кроме этого, устройство такого типа позволяет защитить потребителей от перегрузки, короткого замыкания и других аварийных ситуаций.
• Также ВРУ обеспечивают учет электроэнергии и правильность распределения нагрузки по сети в целом.

Установленное на вводе распределительное устройство дополнительно позволяет включать и отключать оборудование, которое подключено к конкретному участку цепи.

Основная задача ВРУ в том, чтобы объединить в одном устройстве аппаратуру контрольного и защитного типа, а также приборы для измерения и учета электроэнергии. Это позволяет компактно разместить все специфические аппараты и осуществлять управление с одного щита, который защищен от основных опасностей, включая погодные условия.

Устройства такого типа располагают на различных объектах:

• административных;
• промышленных;
• многоквартирных и частных жилых домах;
• офисных зданиях и других сооружениях.

При разработке проекта электроснабжения определяется место установки ВРУ и точные характеристики всех устройств, которые будут в нем установлены. Сборка и монтаж, а также опломбировка прибора учета осуществляются в соответствии с разработанной проектной документацией.

При установке вводно-распределительного устройства в частном доме обеспечивается распределение нагрузки по нескольким строениям сразу. Например — между гаражом, флигелем, баней и так далее. В этом случае осуществляется монтаж основного ВРУ, а после — установка индивидуального устройства для каждого сооружения.

Принцип работы вводно-распределительных устройств

Способ эксплуатации ВРУ и распределение нагрузки зависят от условий эксплуатации и типа подключения. Однако можно выделить основные правила, которые используются чаще всего.

• Ввод основного кабеля питающего типа осуществляется на вводный автомат.
• Расчет номинального тока отражается в техническом задании или проектной документации.
• Автоматический выключатель вводного типа обеспечивает защиту проводки в аварийной ситуации, обеспечивая отключение питания для проведения восстановительных работ и технического обслуживания. Иногда аппарат такого типа заменяют разъединителем или рубильником.
• Установка разрядников осуществляется за автоматом вводного типа: обеспечивается соединение проводов фазного типа и защитной шины РЕ.
• При возникновении импульсной перегрузки срабатывает разрядник, после чего напряжение попадает на шину, и в результате срабатывает защита вводно-распределительного устройства.

Распределение электроэнергии производится посредством автоматов защитного типа: у каждого свой номинал. Группа потребителей подсоединяется к отдельному выключателю автоматического типа. При необходимости устанавливают УЗО, чтобы обеспечить более надежную защиту автомата и потребителей.

Автоматы распределительного типа позволяют обеспечить равномерное распределение электрической нагрузки между всеми фазами. При произведении расчетов для каждой фазы учитывается коэффициент спроса, который определяет вероятность максимальной загрузки сети.

Особенности конструкции, способ эксплуатации и точные технические характеристики определяются проектной и сопроводительной документации.

Главный распределительный щит

ГРЩ обеспечивает распределение электроэнергии между несколькими объектами. Как правило, устройство располагают на территории подстанции. 

Базовая комплектация ГРЩ включает в себя:

• устройства для ввода электроэнергии;
• устройства для видимого разрыва электроцепи (например рубильник);
• противоаварийную автоматику;
• щитовые измерительные приборы;
• иногда — устройства для учета потребления электроэнергии.

Особенности подключения:

• если ГРЩ размещается на территории подстанции понижающего типа, ввод осуществляется посредством шинопровода или кабельной линии;
• если щит размещается в промежуточном пункте, который соединяется с подстанцией по воздуху на 0,4 кВ, ввод может быть осуществлен через эту линию  с применением изоляторов проходного типа.

Особенности установки коммутационных аппаратов:

• выключатель автоматического типа и рубильник размещают на вводе электропитания и на каждой линии;
• выключатель позволяет отключить линию, которая уже находится под нагрузкой;
• номинал для выключателя ввода должен превосходить автоматы всех отходящих линий, так как через него проходит сумма мощностей всех подключенных объектов.

Основной элемент защиты ГРЩ — внутренняя разводка. Она же позволяет зарезервировать защиту для других подключенных линий.

Правила определения характеристик вводного и линейного автоматов:

• линейный автомат должен срабатывать первым, если повреждена линия отходящего типа;
• если автомат не срабатывает, отключается ввод электропитания.

В качестве устройств противоаварийной автоматики могут быть установлены:

• автоматы ручного типа с расцепителями;
• дистанционные выключатели, которыми можно управлять с диспетчерского пункта.

Во втором случае на диспетчерский пункт поступает вся необходимая информация о ситуации: в каком состоянии выключатели, сработала ли защита. Для этого используются специальные сигнализационные линии.

Рубильники или разъединители, которые устанавливаются для обеспечения видимого разрыва электроснабжения, используются в основном для соблюдения правил техники безопасности. В качестве средств противоаварийной автоматики их не используют. Кроме того, рубильники ГРЩ позволяют отключить весь щит или отдельную линию нагрузки. Однако производится все это в стабильном, а не аварийном режиме.

Для получения измерений в ГРЩ устанавливают вольтметры и амперметры как традиционного, так и электронного типа. Современные ГРЩ снабжены специальными информационными блоками, на которых содержатся данные о напряжении, токе, потреблении различных видов энергии, значениях мощности.

Вводно-распределительное устройство

ВРУ — одна из разновидностей распределительного щита. Устанавливают такое устройство на вводе питания конкретного объекта. Функционал ВРУ схож с ГРЩ, однако если во втором случае речь идет об обеспечении электроэнергией сразу нескольких объектов, в первом — только об одном здании. 

Чаще всего ВРУ выполняются в виде металлического шкафа, в котором размещены все необходимые элементы. Есть и типовые исполнения в зависимости от вида объекта. Так, для производственных цехов и многоквартирных домов устанавливаются ВРУ в трехфазном исполнении.

Внутренними проводниками в вводно-распределительном устройстве выступают шины, соединенные с жилами кабелей отходящего типа. Такое конструктивное решение позволяет обеспечить необходимый уровень механической устойчивости.

Отличия моделей ВРУ без устройств противоаварийной автоматики:

• в качестве коммутационных аппаратов выступают рубильники;
• привод управления чаще всего находится снаружи металлической оболочки ВРУ;
• ручка управления в большинстве случаев располагается на правой боковой стенке;
• безопасность эксплуатации обеспечивается благодаря блокировке дверцы, которая препятствует открыванию при включенном положении ввода;
• в качестве токовой защиты выступают предохранители плавкого типа.

Иногда ВРУ совмещают со шкафом учета электроэнергии. Для этого счетчик размещают в специальном отделе вводно-распределительного устройства. Как правило, подобные решения применяют для высоких мощностей, что влияет и на конструктивные решения. 

• Цепи счетчика, по которым поступает электроэнергия, подключаются через трансформаторы измерительного типа.
• Используется два вида обмотки: первую подключают последовательно к каждой фазе, вторую — непосредственно к клеммам при помощи специального провода с изоляцией.

Вид вводно-распределительного устройства, тип исполнения, функциональность и комплектация зависят от места установки и условий эксплуатации. Типовые решения подходят далеко не в каждом случае: есть возможность изготовления по индивидуальным параметрам и проектам.

Комплектация вводно-распределительных устройств

Вводные и распределительные панели — две обязательных составляющих, которые есть в устройствах вне зависимости от типа объекта. В остальном комплектация полностью зависит от типа зданий. Несмотря на стандартную схему подключения, различия в оснащении довольно существенны.

Для зданий общественного назначения

Вводно-распределительное устройство, которое устанавливается на таких объектах, может быть рассчитано на разную силу тока. Например, 250, 400 или 630 ампер. В связи с этим определяют несколько основных типов панелей, которые могут быть установлены на устройства: ВР, ВА, ВП.

Панели могут быть оснащены различными дополнениями в зависимости от условий эксплуатации:

• автоматикой для сетей отводящего типа;
• отдельной линией для освещения на лестничных пролетах и в коридорах;
• приборами учета и контроля уровня потребления электроэнергии для каждой линии отдельно или для всего уровня потребления в целом.

Как правило, панели вводного и распределительного типа для одного ввода устанавливают рядом.

Для производственных объектов

Здания и сооружения такого типа относятся к потребителям особо высокой мощности. Поэтому комплектация и особенности установки требуют применения особых конструктивных решений. 

Так, задачу вводно-распределительного устройства на таком объекте выполняет вводный или распределительный шкаф, изготовленный по индивидуальному проекту в соответствии с ГОСТ и ТУ. Исполнение может быть как односторонним, так и двусторонним. 

При этом:

• На вводных установках устанавливается автоматика типа АВМ;
• На распределительных установках устанавливается автоматика типа А37.
• Панели одностороннего типа устанавливаются исключительно у стены.
• Панели двустороннего типа необходимо монтировать на расстоянии не ближе 80 см от стены.

Односторонние шкафы более компактны, а двусторонние — удобнее в обслуживании. По индивидуальному проекту может быть изготовлен модульный шкаф: в этом случае обеспечивается отдельная установка различных блоков управления.

Щит подключения резервного питания

Устройство такого типа также называют АВР. Необходимость в установке обусловливается наличием нескольких источников питания, один из которых относится к резервному типу. АВР в этом случае обеспечивает автоматическое переключение с основной линии на резервную, если возникнут проблемы с поступлением и распределением электроэнергии.

Как правило, шкафы такого типа рассчитаны на работу с двумя и более линиями электроснабжения. Комплектация и функционал могут быть разными в зависимости от места установки и других деталей. Переключение на резервную линию может осуществляться как автоматическим, так и ручным способом.

Отличия АВР ручного типа:

• рассчитан на два ввода электроэнергии, для каждого из которых устанавливается индивидуальная аппаратура коммутационного типа, а также приборы для контроля и измерения параметров электроэнергии;
• если линии работают нормально, резерв отключен, а ввод рабочего питания включен;
• если напряжение в рабочем вводе пропадает, переключение осуществляется вручную при помощи рубильника.

Дополнительная безопасность эксплуатации обеспечивается за счет блокировки коммутационных аппаратов таким образом, чтобы их нельзя было использовать одновременно. Отходящие линии проектируются и устанавливаются таким же способом, как и для других распределительных шкафов.

Особенности автоматических АВР:

• контроль напряжения на вводах и переключение в случае необходимости осуществляется при помощи специальной автоматики;
• коммутационные системы работают при помощи пускателей магнитного типа, а безопасность обеспечивается за счет автоматической системы блокировки.

Статус линий может быть разным:

• обе линии рабочие;
• питающая линия либо рабочая, либо резервная.

Во втором случае нормальная схема питания обеспечивается исключительно от линии рабочего типа, а резервная подключается в аварийном режиме. В таком случае при восстановлении питания на рабочей линии объект снова переподключается к ней. Если же обе линии считаются рабочими, можно подключаться к любой из них.

Приоритетность подключения к определенному источнику часто определяют при подключении объектов промышленного типа. В этом случае учитывают как технические особенности, так и экономическую целесообразность.

В чем особенности:

• подача электроэнергии может производиться различными поставщиками, которые назначают различную стоимость;
• в таком случае выгоднее назначить основным источником более доступный по стоимости, а резервным назначить более дорогостоящий;
• при подключении бытовых нужд учитывают в основном технические особенности: например, наличие или отсутствие ограничений по мощности;
• в качестве рабочего можно использовать только линию, которая выдерживает необходимую мощность и не имеет ограничений.

Существует и типовое решение для подключения питания от двух источников, его часто применяют на производствах. 

• Все электропринимающие устройства разделяют на две группы, каждая из которых подключена к собственной секции на 0,4 кВ.
• В рабочем режиме (питание по основному источнику) секции изолированы и получают электроэнергию по выделенному источнику.
• Если напряжение в каком-то из них пропадает, включается секционный пускатель: в аварийной ситуации происходит объединение секций, которые продолжают получать питание от линии, продолжающей работать.

В индивидуальном порядке может быть изготовлен шкаф АВР с автономным генератором резервного питания. В таком случае устройство снабжается специальной системой автоматики, которая обеспечивает контроль за самим наличием напряжения, производит коммутацию, а также осуществляет запуск резервного генератора.

Могут применяться нестандартные схемы питания: в таком случае конфигурация, комплектация и другие детали формируются по индивидуальному заказу и проекту, который также соответствует как действующим стандартам ГОСТ, так и особенностям конкретного объекта.

Этажный электрощит

Такие устройства обеспечивают распределение электроэнергии между потребителями, которые находятся на одном этаже. Если ГРЩ распределял энергию между разными объектами, а ВРУ — между потребителями в пределах одного здания, то здесь зона ответственности устройства еще уже и ограничивается одним этажом. Если ЭЩ располагается в здании административного типа, его назначение может состоять в том, чтобы контролировать электропитание отдельных кабинетов.

Если ЭЩ располагается в многоквартирном доме, зачастую в нем устанавливают приборы электроучета для каждой квартиры. Располагают их в отдельных отсеках, что облегчает учет и контроль, а также опломбировку представителями контролирующих организаций.

Такие щиты обязательно снабжаются автоматическими выключателями. Современные типы реализуются в модульном исполнении.

Распределительный щит внутриквартирного типа

Самый простой тип электрического щита, знакомый каждому потребителю. Располагается внутри конкретной квартиры и позволяет надежно и безопасно распределить электричество по комнатам и группам потребителей в соответствии с проектной документацией.

Иногда снабжается прибором учета электроэнергии и УЗО: устройством защитного отключения.

Щит освещения

Устройство такого типа позволяет распределить осветительную нагрузку между разными типами приборов. Чаще всего такие щиты устанавливают в офисных и административных зданиях. Это позволяет разделить нагрузку на силовую часть и освещение.

Когда и как проводится ремонт вводно-распределительных устройств

Способы ремонта зависят от конкретной ситуации.

• Аварийный. Выполняется в случае, если части и компоненты устройства вышли из строя внезапно. Требует повышенной оперативности и высокого уровня квалификации от специалиста. Кроме того, важно обеспечить прямой и быстрый доступ к необходимым запасным частям. Как правило, для быстрого осуществления аварийного ремонта заключают договор с ответственной организацией.
• Планово-предупредительный. Такой вид работ позволяет предотвратить возникновение аварийной ситуации и проводится в соответствии с формуляром, определяющим порядок и периодичность проведения таких работ. В ходе ремонта заменяются элементы, которые не соответствуют заявленным характеристикам, а на время работ ВРУ полностью отключается.
• Капитальный. Если оборудование прослужило долгие годы, а степень износа близка к критической, выполняется самый сложный и обширный вид восстановительных работ. Для осуществления составляется техническое задание, основанное на сопроводительной документации. Как правило, капитальный ремонт подразумевает изготовление новых элементов конструкции, а нередко и полный демонтаж старого ВРУ с заменой на новое устройство, изготовленное по новой проектной документации.

Капитальный ремонт — самый затратный по стоимости, поэтому важно своевременно проводить профилактические осмотры и замены элементов.

Обратите внимание: монтаж электрических щитов любого типа на каждом объекте производится в полном соответствии с проектной документацией и спецификой объекта. 

Остались вопросы? Нужна профессиональная консультация? Звоните или оставляйте заявку: наши специалисты подробно ответят на любые вопросы и помогут подобрать оптимальный тип оборудования для вашего объекта. Работаем с индивидуальными проектами.