Функции системы электроснабжения коммерческого или промышленного объекта не ограничиваются только распределением электрической энергии между потребителями. При ее построении необходимо обеспечить защиту линий и оборудования при перегрузках, коротких замыканиях и других аварийных режимах.
Также следует учесть совместимость всех компонентов. Если шкаф, аппараты защиты, шины и монтажные элементы выпускают разные производители, их приходится согласовывать друг с другом по габаритам, способам установки, электрическим характеристикам. Это усложняет комплектацию и может увеличить объем монтажных работ.
Компания ДКС предлагает комплексный подход к построению системы распределения электроэнергии. Оболочки электрощитов дополняются оборудованием для коммутации и защиты, а также шинными системами. Компоненты изначально рассчитаны на совместное применение и образуют готовую техническую основу для сборки низковольтных комплектных устройств (НКУ). Благодаря этому упрощается подбор оборудования и сокращается количество нестандартных решений при монтаже.
Далее рассмотрим основные этапы проектирования системы распределения электроэнергии и защиты: от сбора исходных данных и расчета электрических параметров до выбора аппаратов, оболочки и шинной системы, компоновки НКУ и подготовки спецификации.
Этап 1. Сбор исходных данных и расчет параметров системы
Подбор силового оборудования начинается с параметров будущей сети. На этом этапе определяют структуру системы электроснабжения, расчетные токи и возможные аварийные режимы, а также условия размещения НКУ.
Категория надежности и схема ввода
Категории электроприемников по надежности электроснабжения установлены пп. 1.2.17–1.2.21 ПУЭ. От категории зависит схема питания и требования к резервированию.
I категория — питание от двух независимых взаимно резервирующих источников. При отказе одного из них перерыв допускается только на время автоматического восстановления питания.
II категория — также предусматривает два независимых взаимно резервирующих источника, однако при отказе одного из них допускается перерыв на время, необходимое для включения резерва дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.
III категория — допускает питание от одного источника, если перерыв, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента, не превышает одних суток.
Для автоматизации резервирования компания ДКС предлагает готовые решения АВР на базе оборудования Mitra. В зависимости от структуры электроснабжения можно использовать несколько схем:
- с двумя вводами и одним резервом («2 в 1»);
- двумя вводами и секционным выключателем («2 в 2»);
- тремя вводами и одним резервом («3 в 1»);
- тремя вводами с секционированием («3 в 2»).
Для каждого решения подготовлены электрические схемы в DWG/PDF, спецификации оборудования и прикладное программное обеспечение.
Расчет токовых нагрузок
При расчете учитывают коэффициенты спроса и одновременности, характер нагрузки, режим работы и перспективу подключения дополнительных потребителей. Полученные значения становятся исходными для выбора номинальных токов автоматических выключателей и сечения шин.
Расчет токов короткого замыкания
Для главных распределительных щитов (ГРЩ) и вводно-распределительных устройств (ВРУ) рассчитывают ожидаемые токи короткого замыкания (КЗ) в характерных точках сети. Отключающая способность автоматического выключателя должна соответствовать ожидаемому току КЗ в месте его установки. Для самой системы НКУ проверяют стойкость к сквозным токам короткого замыкания.
Условия эксплуатации НКУ
Место установки определяет требования к оболочке. До выбора шкафа необходимо установить температурный диапазон, влажность, запыленность и возможные механические воздействия. По условиям окружающей среды подбирают степень защиты IP, а при риске ударных воздействий учитывают показатель IK.
Этап 2. Подбор защитного и коммутационного оборудования
Выбор автоматических выключателей
Тип аппарата зависит от его места в системе распределения. В ассортименте ДКС представлены автоматические выключатели YON для разных уровней сети. Воздушные YON pro ANX выпускаются на номинальные токи от 630 до 6300 А с предельной коммутационной способностью от 66 до 160 кА. Их можно применять на подстанциях и других участках с большими рабочими токами. Автоматические выключатели в литом корпусе YON pro MNX охватывают диапазон от 16 до 1600 А и комплектуются термомагнитными и электронными расцепителями. Для конечных распределительных цепей доступны модульные аппараты YON max.
Проверка селективности защиты
Номиналы последовательно установленных выключателей сами по себе не гарантируют селективность. При коротком замыкании на отходящей линии первым должен сработать ближайший к месту повреждения аппарат, а вышестоящий — сохранить питание исправной части сети.
Дополнительные устройства защиты и коммутации
Выключатели-разъединители и выключатели нагрузки используют для коммутации и изоляции участков сети. Для защиты оборудования от кратковременных перенапряжений в ассортименте ДКС представлены УЗИП YON max — устройства защиты от импульсных перенапряжений. В составе проекта их подбирают с учетом схемы заземления, параметров сети и требуемой ступени защиты.
Средства контроля и измерения дополняют защитную часть НКУ там, где требуется отслеживать электрические параметры и состояние сети.
Этап 3. Выбор несущих конструкций и распределительных оболочек
После определения электрических параметров оборудования переходят к компоновке НКУ. На этом этапе выбирают корпус, размещают функциональные блоки и шинные трассы, определяют степень внутреннего секционирования. Конструкция должна соответствовать номинальному току, выдерживать расчетные токи короткого замыкания и обеспечивать необходимый уровень защиты персонала.
Выбор шкафа и компоновка НКУ
Для распределительных устройств большой мощности компания ДКС предлагает систему RAM power, рассчитанную на построение НКУ с номинальным током до 6300 А. Она включает более тысячи вариантов готовых функциональных блоков для установки автоматических выключателей. Основой конструкции служат напольные шкафы RAM block, в том числе сборные корпуса CQE и CQE N.
Габариты шкафа подбирают с учетом состава аппаратов, шин, кабельных подключений и требуемого секционирования. Для RAM block доступен конфигуратор, в котором задаются высота, ширина и глубина корпуса, фронтальный и задний доступ, боковые панели, монтажная плата и цоколь. По выбранным параметрам формируется спецификация.
Организация шинной системы
Для распределения больших токов внутри НКУ применяются главные и распределительные шины. Их сечение выбирают по номинальному току с учетом допустимого нагрева. Конструкцию и крепления проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ.
Для этой части НКУ компания ДКС выпускает RAM bus — систему шин и аксессуаров, совместимую с RAM power. Ее компоненты можно устанавливать в конструктивы с профилями, имеющими шаг отверстий 25 мм. Элементы RAM bus прошли испытания на превышение температуры, стойкость к токам короткого замыкания и воздействию электрической дуги.
Секционирование: от Form 1 до Form 4b
Внутри НКУ шины, функциональные блоки и клеммы можно отделять друг от друга перегородками и барьерами. ГОСТ IEC 61439-2 устанавливает формы внутреннего разделения от Form 1 до Form 4, которые различаются степенью изоляции этих частей. Чем выше степень разделения, тем больше элементов НКУ физически отделено друг от друга.
RAM power позволяет организовать секционирование до Form 4b. При таком исполнении функциональные блоки отделены от шин и друг от друга, а внешние проводники, подключенные к одному функциональному блоку, отделены от проводников других блоков. Для реализации требуемой формы в системе ДКС предусмотрены готовые элементы секционирования.
Этап 4. Программные инструменты и автоматизация подбора
При проектировании НКУ значительная часть времени уходит на подбор совместимых компонентов, компоновку оборудования и подготовку документации. Компания ДКС автоматизирует эти операции с помощью специализированного ПО и предоставляет готовые цифровые материалы для включения оборудования в проект.
Проектирование НКУ в RAM cube
Основной инструмент для подбора оборудования НКУ и ГРЩ под ТЗ — RAM cube, система автоматизированного проектирования распределительных устройств низкого напряжения. Актуальная версия позволяет начать работу с электрической однолинейной схемы, подобрать автоматические выключатели по заданным характеристикам, выбрать аксессуары YON, а затем скомпоновать оборудование в корпусе. Типовые компоненты каркаса подбираются автоматически, а для нестандартных решений предусмотрена ручная компоновка.
По готовому проекту RAM cube формирует спецификации силового оборудования и компонентов каркаса, габаритные чертежи и однолинейную схему. В программе также предусмотрен расчет бюджета.
Для более узкой задачи ДКС предлагает конфигуратор RAM Power/MCC. Он предназначен для подбора стационарных и выкатных функциональных блоков RAM power и RAM mcc по параметрам конкретного проекта.
Готовые чертежи и BIM-модели
Для интеграции решений ДКС в проектную документацию доступна база чертежей и 3D-моделей. Для RAM power представлены модели в Autodesk Revit и IFC, полная база STEP, а для RAM power, RAM mcc и RAM bus — динамические блоки DWG. Можно использовать готовую геометрию оборудования в САПР вместо самостоятельного построения каждого элемента.
В общей базе ДКС доступны также форматы Eplan, nanoCAD, Model Studio CS, Renga, AVEVA, DXF, SAT и другие. Для корпусных решений RAM block предусмотрены динамические DWG-блоки и электронный справочник типовых решений.
Использование RAM cube вместе с готовыми чертежами и BIM-моделями сокращает количество ручных операций на разных стадиях проектирования комплексного силового оборудования защиты и распределения.
Чек-лист перед отправкой спецификации в закупку
Перед заказом силового оборудования стоит еще раз проверить пять позиций:
- Расчетные токи и номиналы аппаратов.
- Токи короткого замыкания.
- Согласование защит.
- Компоновку и условия эксплуатации.
- Комплектность.
Частые вопросы
Как проверить селективность автоматических выключателей ДКС?
Для каждой пары последовательно установленных аппаратов необходимо определить, до какого тока короткого замыкания сохраняется избирательность. Помимо анализа времятоковых характеристик, для YON можно использовать таблицы селективности и каскадирования ДКС.
Можно ли адаптировать шкаф под нестандартные условия объекта?
Да. Конфигурацию НКУ подбирают с учетом места установки, требуемой степени защиты, механических воздействий, температурного режима и состава оборудования. Например, RAM power позволяет создавать НКУ со степенью защиты до IP54, ударопрочностью IK10 и секционированием до Form 4b. Для поддержания требуемого температурного режима шкафы можно комплектовать оборудованием контроля микроклимата.
Какую поддержку ДКС предоставляет при проектировании?
Специалисты ДКС помогают подобрать решения под конкретный проект, выполняют визуализацию в BIM-среде, а также проектирование и подбор оборудования по однолинейной схеме, чертежам помещения и опросному листу. Для самостоятельной работы доступны RAM cube, конфигураторы, чертежи и BIM-модели. Обратиться по техническим вопросам можно в единый центр техподдержки ДКС.
Резюме
Комплексный подбор силового оборудования для проекта сводит в одной системе несколько взаимосвязанных расчетов:
- рабочие токи определяют параметры аппаратов и шин,
- ток короткого замыкания — требования к отключающей способности и стойкости НКУ,
- условия размещения — исполнение оболочки,
- структура сети — настройки и координацию защит.
Использование решений ДКС позволяет пройти этот путь в рамках одной экосистемы: аппараты YON, конструктивы RAM power и RAM block, шинные решения и программные инструменты проектирования рассчитаны на совместное применение. Готовые НКУ разрабатываются в соответствии с ГОСТ IEC 61439-1 и ГОСТ IEC 61439-2 и проходят испытания как комплектные устройства. Это снижает объем индивидуальной проработки совместимости компонентов и позволяет перейти от электротехнического расчета системы электрораспределения объекта к комплектной спецификации без подбора разрозненного оборудования разных производителей.