Руководство по устройству электроустановок - Оборудование установки в системах низкого напряжения

3 Оборудование установки

E30

Рис. Е48: Промежуточный распределительный щит (Prisma Plus G)
Распределительные щиты, включая главный низковольтный распределительный щит, (MLVS) играют ключевую роль в обеспечении функциональной надежности электросистемы. Они должны соответствовать строгим стандартам, регулирующим проектирование и изготовление низковольтных распределительных узлов
Требования по нагрузке определяют тип устанавливаемого распределительного щита
3.1 Распределительные щиты
Распределительный щит является узлом, в котором поступающая электроэнергия разделяется по отдельным цепям, каждая из которых контролируется и защищается плавкими предохранителями или коммутационной аппаратурой щита. Распределительный щит разделен на ряд функциональных блоков, каждый из которых включает все электрические и механические элементы, объединенные для совместного выполнения заданной функции. Он представляет ключевое звено в цепи обеспечения функциональной надежности.
Поэтому, тип распределительного шкафа должен идеально подходить для конкретной области применения. Его конструкция должна соответствовать применимым стандартам и рабочим процедурам.
Корпус распределительного щита обеспечивает двойную защиту:
Защита распределительного устройства, показывающих приборов, реле, плавких предохранители и т.д. от механических ударов, вибраций и других внешних воздействий, нарушающих режим работы (электромагнитные помехи, пыль, влага, насекомые и т.д.)
Защита персонала от возможного прямого или непрямого поражения электрическим током (см. степень защиты IP и указатель IK в Разделе E, п. 4.4).
Типы распределительных щитов
Распределительные щиты могут различаться по области применения и принципу разработки (особенно в отношении сборных шин).
Типы распределительных щитов по области применения
Основные типы распределительных щитов:
Главный низковольтный распределительный щит - MLVS - (см. Рис. E47a)
Щиты управления электродвигателями - MCC - (см. Рис. E47b)
Промежуточные распределительные щиты (см. Рис. Е48)
Конечные распределительные щиты (см. Рис. Е49)
Распределительные щиты для специальных областей применения (например, система отопления, лифты, производственные процессы) могут располагаться:
Рядом с главным низковольтным распределительным щитом или
Рядом с обслуживаемым оборудованием

Рис. : [a] главный низковольтный распределительный щит - MLVS - (Prisma Plus P) с вводными шинопроводами -- [b] низковольтный щит управления электродвигателями - MCC - (Okken)

Промежуточные и конечные распределительные щиты обычно распределены по объекту.
Различаются два типа щитов:
Традиционные распределительные щиты, в которых коммутационная аппаратура, плавкие предохранители и т.д. закреплены на раме в задней части корпуса
Функциональные распределительные щиты для специальных областей применения с модульной стандартизованной конструкцией.

Рис. Е5і: Узел конечного распределительного щита с фиксированными функциональными модулями (Prisma Plus G)

Рис. Е51: Распределительный щит с отсоединяемыми функциональными модулями

Рис. Е5Ї: Распределительный щит со съемными функциональными модулями в выдвижных ячейках
Две технологии распределительных щитов Традиционные распределительные щиты
Как правило, коммутационная аппаратура, плавкие предохранители и т.д. расположены на раме в задней части корпуса. Устройства индикации и управления (измерительные приборы, лампы, кнопки и т.д.) смонтированы на передней наружной стороне щита. Размещение компонентов в корпусе требует тщательного анализа и учета размеров каждой единицы оборудования, соединений и необходимых зазоров для обеспечения безопасной и бесперебойной работы.
Функциональные распределительные щиты
Предназначенные, как правило, для специальных областей применения, такие распределительные щиты изготавливаются из функциональных модулей, которые включают распределительные устройства вместе со стандартизованными вспомогательными устройствами для выполнения монтажа и соединений, и обеспечивают высокий уровень надежности и гибкости при внесении предпусковых и будущих изменений.
Достоинства
Функциональные распределительные щиты применяются на всех уровнях распределения низковольтной электроэнергии - от уровня главного низковольтного распределительного щита (MLVS) до уровня конечного распределения - благодаря их многочисленным достоинствам:
Модульность системы, позволяющая объединить многочисленные функции в одном распределительном щите, включая защиту, управление, техническое руководство и контроль электроустановок. Кроме того, модульная конструкция облегчает техническое обслуживание, эксплуатацию и модернизацию щита.
Конструкция распределительного щита обеспечивает оперативное добавление функциональных модулей
Возможность быстрого монтажа сборных компонентов
И, наконец, такие распределительные щиты проходят типовые испытания, что обеспечивает высокий уровень функциональной надежности.
Новые функциональные распределительные щиты серии Prisma Plus G и P от компании Schneider Electric рассчитаны на ток до 3200А и обеспечивают:
Гибкость и простоту изготовления распределительных щитов
Сертификацию в соответствии со стандартом IEC 6-439 и гарантию обслуживания при безопасных условиях
Экономию времени на всех этапах - от проектирования до монтажа, эксплуатации и изменения или модернизации
Простоту в приспособлении, например, под стили и стандарты работы в различных странах Рис. E47, E49 и E50a показывают примеры функциональных распределительных щитов, рассчитанных на все номинальные мощности, а рис. Е52 показывает промышленные функциональные распределительные щиты большой мощности.
Основные типы функциональных модулей
Три основные технологии применяются в функциональных распределительных щитах.
Фиксированные функциональные модули (см. Рис. Е50)
Эти модули не могут быть изолированы от питания, т.е., любое вмешательство для техобслуживания, внесения изменений и т.д. требует отключения всего распределительного щита. Однако, могут использоваться съемные или сменные устройства для минимизации времени простоя и повышения коэффициента готовности остальной системы.
Отсоединяемые функциональные модули (см. Рис. Е51)
Каждый функциональный модуль монтируется на съемной установочной раме и обеспечивается средствами отсоединения от вышележащей цепи (сборные шины) и от нижележащей цепи (выходная цепь). Поэтому, модуль в сборе может сниматься для обслуживания без отключения всего щита.
Съемные выдвижные функциональные модули (см. Рис. Е52) Распределительные устройства и сопутствующие устройства для обеспечения полной функциональности смонтированы на съемной выдвижной раме. Функции носят комплексный характер и часто включают управление электродвигателями.

Отсоединение возможно с входной и выходной стороны путем полного выдвижения модуля, что обеспечивает быструю замену неисправного модуля без полного обесточивания распределительного щита.
Соблюдение применимых стандартов необходимо для обеспечения соответствующего уровня функциональной надежности.
Три элемента стандарта IEC 60439-1 в значительной степени определяют функциональную надежность:
Четкое определение функциональных модулей
Типы разделения соседних функциональных модулей в соответствии с требованиями пользователя
E32

Рис. E5l : Различные типы распределительных шкафов
Строго определенные заводские и типовые испытания
Стандарты
Различные стандарты
Распределительные щиты определенных типов (в частности, функциональные распределительные щиты) должны соответствовать специальным стандартам согласно области применения или внешним условиям.
Стандартными образцами являются узлы, прошедшие полные или частичные типовые испытания поIEC 60439-1.
Стандарт IEC 60439-1
Категории узлов-сборок
Стандарт IEC 60439-1 определяет две категории узлов:
Прошедшие типовые испытания низковольтные узлы распределения и управления (TTA), которые не имеют существенных отклонений от установленного типа или системы, соответствие которой гарантируется типовыми испытаниями, предусмотренными в стандарте.
Прошедшие частичные типовые испытания низковольтные узлы распределения и управления (PTTA), которые могут включать компоненты, не прошедшие типовые испытания, при условии, что они извлечены из прошедших типовые испытания узлов (устройств).
В случае реализации квалифицированным персоналом в соответствии с профессиональными нормами и инструкциями изготовителя, такие узлы обеспечивают соответствующий уровень безопасности и качества.
Функциональные модули
Тот же стандарт определяет функциональные модули.
Часть узла (сборки), включающая все электрические и механические элементы, объединенные для совместного выполнения одной функции
Распределительный щит включает функциональный модуль для входящих цепей и один или несколько функциональных модулей для отходящих цепей в зависимости от эксплуатационных требований.
Кроме того, технологии распределительных щитов предусматривают функциональные модули, которые могут быть фиксированными, отсоединяемыми или съемными (втяжными, выкатными) (см. раздел E, п. 3.1).
Типы-исполнения (см. Рис. E! ) Разделение функциональных модулей в пределах сборки обеспечивается путем выбора типов (исполнений) шкафов, указываемых для различных режимов работы. Типы обозначены с помощью цифр 1-4 и букв "а"или "b". Тип с большим номером включает все характеристики типов с меньшим номером. Стандарт определяет следующие типы:
Тип 1: Без разделения
Тип 2: Разделение сборных шин и функциональных модулей
Тип 3: Разделение сборных шин и функциональных модулей и разделение всех функциональных модулей друг от друга, за исключением их выходных зажимов.
Тип 4: Как для типа 3, но с разделением выходных зажимов всех функциональных модулей друг от друга.
Решение по выбору типа основано на договоре между изготовителем и пользователем. Функциональные распределительные щиты серии Prima Plus поддерживают выбор типов 1, 2b, 3b, 4а, 4b.
Полная доступность электротехнической информации и «интеллектуальных» распределительных щитов стала реальностью
Типовые и заводские испытания Обеспечивают соответствие каждого распределительного щита стандарту. Протоколы испытаний, утвержденные независимой организацией, являются гарантией для пользователей.
Дистанционный контроль и управление электроустановкой
Дистанционный контроль и управление больше не ограничиваются большими установками. Эти функции находят все большее применение и обеспечивают значительное снижение затрат. Основные потенциальные достоинства: Сокращение счетов за электроэнергию Снижение затрат на поддержание установки в рабочем состоянии Оптимизация использования капиталовложений, в частности, оптимизация срока службы установки
Повышение уровня удовлетворенности потребителей электроэнергии (коммунальные потребители или потребители в обрабатывающих отраслях) благодаря повышению коэффициента готовности энергосистемы и/или качества электроэнергии
Вышеуказанные достоинства становятся все более реальными, учитывая текущее дерегулирование электроэнергетики.
Протокол Modbus находит все более широкое применение в качестве открытого стандарта связи между компонентами распределительного щита и между распределительным щитом и средствами, используемыми заказчиками для контроля мощности и телеуправления распредустройством. Используются два типа Modbus - витая пара (RS 485) и Ethernet-TCP/IP (IEEE 802.3) На сайте www.modbus.org представлены все технические характеристики протокола и постоянно обновляется перечень изделий и компаний, использующих открытый промышленный стандарт. Web-технологий позволили значительно расширить области применения благодаря резкому снижению стоимости доступа к таким функциям через интерфейс, ставший теперь универсальным (Web-страницы), и повышению уровня открытости и возможностей модернизации, которых просто не существовало всего лишь несколько лет тому назад.

3.2 Кабели и шинопроводы

Возможны два типа распределения:
По изолированным проводам и кабелям
По шинопроводам
Распределение по изолированным проводникам и кабелям Определения
Проводник
Проводник состоит из одного металлического сердечника (жилы) с изоляционной оболочкой или без нее.

Кабель

Кабель состоит из ряда проводников, электрически разделенных, но соединенных механически, как правило, заключенных в защитную гибкую оболочку.
Кабелепровод

Данный термин относится к проводникам и/или кабелям вместе со средствами их крепления и защиты и т.д., например: желоба, лестничные конструкции, каналы, траншеи и т.д. - все это «кабелепроводы».
Маркировка проводников
Проводники распознаются в соответствии со следующими тремя правилами: Правило 1
Зеленый в сочетании с желтым цветом используется только для PE и PEN защитных проводников. Правило 2
Если цепь включает нейтраль, она должна быть светло-голубой или с маркировкой «1» для кабелей, включающих более пяти проводников.
Если цепь не включает нейтраль, светло-голубой проводник может использоваться в качестве фазного проводника в случае кабеля, включающего более одного проводника.
Правило 3
Фазные проводники могут быть любого цвета, кроме:
Зеленый в сочетании с желтым
Зеленый
Желтый
Светло-голубой (см. Правило 2)

Проводники в кабеле распознаются по цвету или номерам (см. Рис. Е54).

G/Y: зеленый в сочетании с желтым Bl: черный     ■ : Как указывается в Правиле 3        LB: светло-голубой       B: коричневый
Рис. Е54: Распознание проводников по типу цепи

Примечание: Если цепь включает защитный проводник и кабель не имеет зелено-желтого проводника, защитным проводником может являться:
Отдельный зелено-желтый проводник
Голубой проводник, если цепь не имеет нейтрали
Черный проводник, если цепь имеет нейтраль
В последних двух случаях используемый проводник может быть промаркирован с помощью зелено-желтой ленты или иметь маркировку на концах и на видимых участках проводника. Маркировка сетевых шнуров оборудования аналогична маркировке многопроводниковых кабелей (см. Рис. Е55).
Методы распределения и монтажа (см. Рис. Е56)

Распределение осуществляется через кабелепроводы с одним изолированным проводником или кабелями и включает систему крепления и механической защиты.

Рис. Е5!: Радиальное распределение с помощью кабелей в гостинице
Рис. Е5і: Распознание проводников на выключателе с фазой и нейтралью

Термин шинопроводы (Busways), также называемые системой шинопроводов отличаются простотой монтажа, гибкостью и количеством возможных точек присоединения
Выбор разрешенных методов монтажа зависит от следующего:
Тип проводника или кабеля
Тип системы крепления или кабелепровода
Выбор методов монтажа, перечисляемых в стандарте IEC 60364-5-52, влияет на значение допустимого тока в проводниках или кабеле в кабелепроводе.
Распределение с помощью шинопроводов (см. Рис. Е57) Типы шинопроводов
Применение шинопроводов регулируется стандартом IEC 60439-2. Этот стандарт основан на стандарте IEC 60439-1 (см. Раздел Е, п. 312) и устанавливает дополнительные требования в отношении шинопроводов. Типовые и заводские испытания обеспечивают соответствие стандарту. Сертификаты соответствия, предоставляемые независимой организацией, являются гарантией соответствия для пользователей.
Благодаря их большому разнообразию, шинопроводы могут распределять электроэнергию от понижающего трансформатора непосредственно к отдельным нагрузкам.

Рис. Е5,: Радиальное распределение с помощью шинопроводов
Существуют три основных категории шинопроводов.
Шинопровод от трансформатора к щиту MLVS
Шинопровод устанавливается на постоянной основе, редко подвергается изменению и не имеет точек ответвления.
Часто используется для коротких линий. Почти всегда используется для номинальных токов свыше 1600/2000А, т.е., когда использование параллельных кабелей осложняет монтаж. Кроме того, шинопровод используется между щитом MLVS и другими распределительными щитами. По своим характеристикам главные распределительные шинопроводы рассчитаны на рабочие токи 1000-5000А и токи КЗ до 150 кА.
Sub-distribution busways with low or high tap-off densities
Промежуточные распределительные шинопроводы с низкой или высокой плотностью ответвлений, нижерасположенные по отношению к главному распределительному щиту, обеспечивают питание двух типов нагрузок:
Помещения среднего размера (производственные цеха с прессами для литья под давлением и металлообрабатывающими станками или большие супермаркеты с большими нагрузками). Уровень тока КЗ и рабочего тока может быть достаточно высок (20-70 кА и 100-1000А, соответственно)
Небольшие объекты (цеха с металлорежущими станками, текстильные фабрики с небольшими машинами, супермаркеты с небольшими нагрузками). Пониженные уровни токов КЗ и рабочих токов (10-40 кА и 40-100 А, соответственно)
Промежуточное распределение с помощью шинопроводов удовлетворяет следующие потребности пользователей:
Возможность изменения и модернизации при большом числе ответвительных точек
Функциональная надежность и непрерывность электропитания, поскольку ответвления могут подсоединяться без отключения питания с обеспечением полной безопасности
Принцип промежуточного распределения также применяется для вертикального распределения 250-3000А через стояки в зданиях.
Распределение для системы освещения

Цепи освещения могут распределяться с помощью шинопроводов двух типов в зависимости от необходимости использования шинопровода для подвешивания осветительной арматуры.
Шинопроводы, рассчитанные на подвешивание осветительной арматуры
Такие шинопроводы служат для питания и крепления осветительной арматуры (промышленные светильники, газоразрядные лампы и т.д.). Они используются в производственных зданиях, супермаркетах, универсамах и складских помещениях. Имеют высокую жесткость и рассчитаны на одну или две цепи 25А или 40А. Интервал ответвлений - 1,5 м.
Шинопроводы, не рассчитанные на подвешивание осветительной арматуры
Сходны со сборными кабельными системами. Используются для питания осветительной арматуры любого типа, закрепленной на конструкции здания. Используются в коммерческих зданиях (административные помещения, магазины, рестораны, гостиницы и т.д.), особенно в фальш- потолках. Гибкие и рассчитаны на одну цепь 20 А. Интервал ответвлений - 1,5 м или 3 м.
Примеры шинопроводов
Компания Schneider Electric предлагает полный ассортимент шинопроводов (см. Рис. Е58 - Рис. Е62)
Canalis KT для распределения большей мощности (на токи от 1000 до 5000 А)
Canalis KS для распределения на токи 100-1000 А
Canalis KN для распределения на токи 40-100 А
Canalis KBA и KBB для системы освещения на токи 25 А и 40 А
Canalis KDP для системы освещения на ток 20 А

Рис. Е5І: Распределительный шинопровод: Canalis KT (1000-5000А)

Рис. Е5і: Распределительный шинопровод: Canalis KS (100-1000А)

Рис. 6 : Распределительный шинопровод: Canalis KN (40-100А)

Рис. Е6 : Распределительный шинопровод для системы освещения, рассчитанный на подвесную осветительную арматуру: Canalis KB (25-40А)

Рис. Е6.: Распределительный шинопровод для системы освещения, рассчитанный на отдельно закрепляемую арматуру: Canalis KDP (20А)