что такое вру и авр в электрике
Что такое автоматический ввод резерва и как работает АВР?
Нельзя гарантировать бесперебойную работу энергосистемы, поскольку всегда существует вероятность воздействия на нее техногенных или природных внешних факторов. Именно поэтому токоприемники, относящиеся к первой и второй категории надежности, положено подключать к двум или более независимым источникам энергоснабжения. Для переключения нагрузок между основными и резервными питаниями используются системы АВР. Подробная информация о них приведена ниже.
Что такое АВР и его назначение?
В подавляющем большинстве случаев такие системы относятся к электрощитовым вводно-коммутационным распредустройствам. Их основная цель — оперативное подключение нагрузки на резервный ввод, в случае возникновения проблем с энергоснабжением потребителя от основного источника питания. Чтобы обеспечить автоматическое переключение на работу в аварийном режиме, система должна отслеживать напряжение питающих вводов и ток нагрузки.
Типовой щит АВР
Расшифровка аббревиатуры АВР
Данное сокращение это первые буквы полного названия системы – Автоматический Ввод Резерва, как нельзя лучше объясняющее ее назначение. Иногда можно услышать расшифровку «Автоматическое Включение Резерва», такое определение не совсем корректное, поскольку под ним подразумевается запуск генератора в качестве резервного источника, что является частным случаем.
Классификация
Вне зависимости от исполнения, блоки, шкафы или АВР принято классифицировать по следующим характеристикам:
Требования к АВР
В число основных требований к системам аварийного восстановления электроснабжения входит:
Устройство АВР
Существует два основных типа исполнения, различающиеся приоритетом ввода:
В первом случае большинство систем имеют функцию, позволяющую переключиться на рабочий режим питания, как только в главном вводе произойдет восстановление напряжения. Двухсторонние АВР в подобной функции не нуждаются, поскольку не имеет значения от какой линии запитывается нагрузка.
Примеры схем двухсторонней и односторонней реализации будут приведены ниже, в отдельном разделе.
Принцип работы автоматического ввода резерва
Вне зависимости от варианта исполнения АВР в основу работы системы заложено отслеживание параметров сети. Для этой цели могут использоваться как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные блоки управления, но принцип работы при этом остается неизменным. Рассмотрим его на примере самой простой схеме АВР для бесперебойного электроснабжения однофазного потребителя.
Рис. 4. Простая схема однофазной АВР
Обозначения:
В штатном режиме работы напряжение подается на индикаторную лампу и катушку реле К1. В результате нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты меняют свое положение и на нагрузку подается питание с линии А (основной). Как только напряжение в на входе А пропадает, лампочка гаснет, катушка реле перестает насыщаться, и положение контактов возвращается в исходное (так, как показано на рисунке). Эти действия приводят к включению нагрузки в линию В.
Как только на основном вводе восстанавливается напряжение, реле К1 производит перекоммутацию на источник А. Исходя из принципа работы, данную схему можно отнести к одностороннему исполнению с наличием возвратной функции.
Представленная на рисунке 4 схема сильно упрощена, для лучшего понимания происходящих в ней процессов, не рекомендуем брать ее за основу для контроллера АВР.
Варианты схем для реализации АВР с описанием
Приведем несколько рабочих примеров, которые можно успешно применить при создании щита автоматического запуска. Начнем с простых схем для бесперебойной системы электроснабжения жилого дома.
Простые
Ниже представлен вариант схемы АВР, переключающей подачу электричества в дом с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь предусмотрена защита от короткого замыкания, а также электрическая и механическая блокировка, исключающая одновременную работу от двух вводов.
Схема АВР для дома
Обозначения:
После переводов автоматов АВ1 и АВ2 алгоритм работы блока АВР будет следующим:
Теперь рассмотрим два варианта простых АВР для трехфазного напряжения. В одном из них энергоснабжение будет организовано по односторонней схеме, во втором применено двухстороннее исполнение.
Обозначения:
Рассмотрим схему «А», у которой два равноправных ввода. Чтобы не допустить одновременное подключение линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. От какой линии будет питаться нагрузка, определяется очередностью включения автоматов АВ1 и АВ2. Если первым включается АВ1, то срабатывает пускатель МП1, при этом разрывается контакт мп1.2, блокируя поступление напряжение на катушку МП2, а также замыкается контактная группа мп1.1, обеспечивающая подключение источника 1 к нагрузке.
При отключении источника 1 контакты пускателя ПМ1 возвращаются в исходное положение, что приводит в действие контактор ПМ2, блокирующий катушку первого пускателя и включающий подачу питания от источника 2. При этом нагрузка будет оставаться подключенной к этому вводу, даже если работоспособность источника 1 пришла в норму. Переключение источников можно делать в ручном режиме манипулируя выключателями АВ1 и АВ2.
В тех случаях, когда требуется одностороння реализация, применяется схема «В». Ее отличие заключается в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (РН), возвращающее подключение на основной источник 1, при восстановлении его работы. В этом случае размыкается контакт рн2, отключающий пускатель МП2 и замыкается рн1, позволяя включиться МП1.
Промышленные системы
Принцип работы промышленных систем энергообеспечения остается неизменным. Приведем в качестве примера схему типового шкафа АВР.
Схема типового промышленного шкафа АВР
Обозначения:
Приведенная схема АВР практически идентична, той, что была представлена на рисунке 6 (А). Единственное отличие заключается в том, что в последнем случае используется специальное реле контролирующее состояние каждой фазы. Если «пропадет» одна из них или произойдет перекос напряжений, то реле переключит нагрузку на другую линию, и восстановит исходный режим при стабилизации основного источника.
АВР в высоковольтных цепях
В электрических сетях с классом напряжения более 1кВ реализация АВР более сложная, но принцип работы системы практически не меняется. Ниже в качестве примера приведен упрощенный вариант схемы понижающей ТП 110,0/10,0 киловольт.
Упрощенная схема ТП 110/10 кВ
Из приведенной схемы видно, в ней нет резервных трансформаторов. Это говорит о том, что каждая из шин (Ш1 и Ш2) подключена к своему питающему трансформатору (T1, T2), каждый из которых может на определенное время стать резервным, приняв на себя дополнительную нагрузку. В штатном режиме секционный выключатель СВ10 разомкнут. АВР контролирует работу ТП через ТН1 Ш и ТН2 Ш.
Когда перестает поступать питание на Ш1, АВР выполняет отключение выключателя В10Т1 и производит включение секционного выключателя СВ10. В результате такого действия обе секции работают от одного трансформатора. При восстановлении источника система ввод резерва перекоммутирует систему в исходное состояние.
Микропроцессорные бесконтакторные системы
Завершая тему нельзя не упомянуть о АВР с микропроцессорными блоками управления. В таких устройствах, как правило, используются полупроводниковые коммутаторы, которые более надежны, чем аппараты, выполняющие переключение с помощью контакторов.
Электронный блок АВР
Основные преимущества бесконтакторных АВР несложно перечислить:
К числу недостатков следует отнести сложный ремонт электронных АВР. Самостоятельно реализовать схему устройства также не просто, для этого потребуются знания электротехники, электроники и программирования.
Виды распределительных щитов: ГРЩ, ВРУ, АВР и др.
При электроснабжении объектов различного назначения напряжением до 1000 вольт используются специальные комплектные устройства, служащие для приёма и распределения электрической энергии, которые называют распределительными щитами (РЩ).
РЩ в зависимости от специфических функций и своего места в общей иерархии электроснабжения, а также конкретных локализаций установки имеют несколько разновидностей, рассмотрим основные.
Главный распределительный щит (ГРЩ)
Главными называют щиты, на которых осуществляется распределение питания нескольких различных объектов. Обычно такие щиты располагаются в распред-устройствах электрических подстанций.
Так выглядит ГРЩ с открытыми панелями.
К типовому оборудованию, входящему в состав ГРЩ относятся:
При расположении главного щита в помещении понижающей трансформаторной подстанции, ввод питания выполняется кабельной линией или шинопроводом. В случае размещения ГРЩ на промежуточных пунктах, соединённых с питающей подстанцией воздушной линией 0,4 кВ, ввод может быть организован непосредственно с неё через проходные изоляторы.
Как на вводе питания, так и на каждой из отходящих линий последовательно устанавливаются два коммутационных аппарата – автоматический выключатель и рубильник (разъединитель). Выключатель служит для отключения линии питания под нагрузкой. СтабЭксперт.ру напоминает, что отключающая способность выключателя рассчитывается таким образом, чтобы он мог разорвать ток короткого замыкания защищаемой линии. На вводе питания устанавливается выключатель ввода, который по своему номиналу превосходит автоматы отходящих линий, так как через ввод протекает суммарный ток всех питаемых объектов.
Основной зоной защиты выключателя ввода является внутренняя разводка главного распределительного щита. Кроме этого, в его функции входит резервирование защит отходящих линий.
Взаимные характеристики вводного и линейного автоматов выбираются таким образом, чтобы при повреждении отходящей линии в первую очередь срабатывал линейный автомат. В случае его отказа, во избежание повреждений оборудования отключается ввод питания. Добиваются этого либо искусственной задержкой отключения ввода по времени, либо соответствующим подбором характеристик интегральных органов защиты выключателей.
В качестве автоматических выключателей могут быть использованы:
Во втором варианте на диспетчерский пункт по специальным линиям сигнализации и управления передаётся информация о текущем состоянии выключателей и фактах срабатывания защит.
Рубильники и разъединители обычно не предназначены для отключения токов нагрузки, а тем более токов аварийных режимов. Они предназначаются для обеспечения видимого разрыва при выполнении ремонтных работ, который требуют правила безопасности. Также рубильники главного распределительного щита используются при выводе из работы линии нагрузки или всего щита (с помощью рубильника ввода).
В качестве щитовых приборов могут использоваться традиционные стрелочные вольтметры и амперметры, а также более современные цифровые. Комбинированные щитовые измерительные блоки имеют цифровую шкалу, которая в зависимости от выбранного режима индикации может показывать значение одного из следующих параметров:
Читайте еще: как происходит монтаж системы заземления и что такое токоотвод?
Вводное распределительное устройство (ВРУ)
Вводное распределительное устройство является разновидностью распределительного щита, устанавливаемого на вводе питания объекта (здания, частного дома, производственного цеха и т.п.). Общее назначение щита-ВРУ схоже с функциями главного распределительного щита. СтабЭксперт.ру напоминает, что различие заключается в том, что ГРЩ осуществляет распределение питания между объектами, которые могут находиться на удалении друг от друга, а вводное распределительное устройство питает линии электропроводки внутри одного объекта (здания).
Комплектность и конструктивное исполнение ВРУ могут быть различными. Наиболее часто встречающийся вид – в виде металлического шкафа. Типовые модели вводных шкафов для питания многоэтажных жилых домов и различных производственных объектов имеют трёхфазное исполнение.
Для удобства распределения питания внутри шкафа монтируется трёхфазная система шин, к которой крепятся жилы отходящих кабелей. Благодаря применению шин в качестве внутренних проводников, весь монтаж приобретает необходимую механическую устойчивость.
Довольно часто встречаются модели ВРУ, в которых отсутствуют автоматические выключатели. Роль коммутационных аппаратов играют рубильники. Привод управления рубильником может быть выведен наружу шкафа. Ручка управления при этом находится на правой боковой стенке. Передняя дверца шкафа в таких случаях оснащается специальной блокировкой, препятствующей её открыванию при включенном положении ввода. Таким образом обеспечивается требуемый уровень безопасности при обслуживании.
При отсутствии автоматического выключателя функции токовых защит выполняют плавкие предохранители.
В отдельных случаях вводное распределительное устройство совмещается со шкафом учёта. В этом варианте в отдельном отсеке ВРУ устанавливается счётчик электроэнергии. Поскольку описываемые шкафы обычно предназначены для питания достаточно мощных потребителей, токовые цепи счётчика подключаются через специальные измерительные трансформаторы тока. Первичные обмотки таких трансформаторов, обычно выполненные в виде коротких шинок, подключаются в разрыв (то есть, последовательно) каждой из трёх фаз ввода питания. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключаются к клеммам счётчика медным изолированным проводом.
Щит подключения резервного питания (АВР)
Необходимость установки щитов такого вида возникает в случаях, когда объект имеет несколько источников питания, где, как минимум один из них находится в резерве. В этом случае при отсутствии напряжения в рабочей линии питания должно быть произведено переключение на запасную.
Существуют различные варианты оформления и комплектации шкафов включения резерва. Большинство из них рассчитаны на работу с двумя линиями, но бывает и больше. Конструкции шкафов подразумевают ручное или автоматическое (АВР) включение резервного питания.
АВР-щит с аварийным сигналом.
В первом варианте шкаф имеет два ввода питания, на каждом из которых установлена своя коммутационная аппаратура и контрольно-измерительные приборы. В нормальном режиме рубильник или выключатель рабочего ввода питания включен, резервный ввод отключен. При исчезновении напряжения на рабочем вводе необходимо вручную произвести переключение.
Если встречное включение источников питания недопустимо, коммутационные аппараты могут быть сблокированы таким образом, чтобы одновременное их включение было исключено.
Подключение отходящих линий выполнено аналогично обычным распределительным шкафам.
В шкафах АВР установлена специальная автоматика, осуществляющая контроль напряжения на вводах питания и в случае необходимости, производящая их автоматическое переключение. СтабЭксперт.ру напоминает, что коммутация в этом случае производится магнитными пускателями, а блокировка от одновременного включения вводов обеспечивается электрической схемой автоматики.
Питающая линия может иметь статус рабочей или резервной, либо обе линии считаются рабочими. В первом случае питание по нормальной схеме происходит только от рабочего источника, резервная линия включается только на периоды аварийных ситуаций. При восстановлении рабочего питания, объект вновь подключается к нему. Если линии питания равнозначны, в рабочем режиме может быть включена любая из них.
Приоритетность питания от определённого источника часто бывает актуальной при организации электроснабжения промышленных объектов. Данный вопрос может иметь как экономический, так и технический аспект.
Электропитание может осуществляться разными поставщиками электроэнергии, цена которой может быть различной. В этом случае естественно выбрать в качестве основного — более дешёвый источник. То же с резервным автономным генератором, стоимость электроэнергии которого дороже сетевой. У бытового потребителя таких ситуаций, как правило, не возникает. В некоторых случаях одна из линий электропитания может иметь ограничение по мощности. Такой источник не всегда может быть использован в качестве рабочего.
Ещё один вариант схемы питания от двух источников является типовым для производственных распределительных устройств. Суть его заключается в том, что все потребители объекта разделены на две группы, каждая из которых подключена к своей секции 0,4 кВ. В рабочем режиме секции изолированы одна от другой и питаются каждая от своего источника. При исчезновении напряжения на одном из них, происходит включение секционного выключателя или пускателя. То есть, в аварийной ситуации секции объединяются и продолжают питаться от оставшейся в работе линии.
Частный случай исполнения шкафа АВР представляет собой вариант, когда резервное питание обеспечивается автономным генератором.
Такой шкаф содержит специфическую автоматику, которая не только контролирует наличие напряжения и осуществляет коммутацию, но и производит запуск резервного генератора.
Для реализации нестандартных схем, содержащих несколько различных вариантов питания, шкафы нужной конфигурации выполняются по специальному заказу.
Этажный электрощит (ЭЩ)
Щиты такого типа относятся к более низкой иерархии распределительных щитов. Назначение данного устройства определяется его названием. Через ЭЩ происходит распределение электроэнергии потребителям, находящимся на конкретном этаже. А в случае административного здания, отходящие линии электропроводки могут обеспечивать электропитание отдельных кабинетов или их групп.
В жилом многоквартирном доме этажный электрощит осуществляет распределения электроэнергии по квартирам одной лестничной площадки. В этом случае он может содержать приборы учёта электроэнергии, потреблённой каждой квартирой. При наличии в щите счётчиков электроэнергии, они могут располагаться в отдельном отсеке, который при необходимости может быть опломбирован представителями контролирующих органов.
Щиты данного типа в отличие от ранее рассмотренных видов обязательно содержат автоматические выключатели. Современные варианты ЭЩ выпускаются в модульном варианте, установка автоматов в них осуществляется на DIN-рейку.
Внутриквартирный распределительный щит
Располагается внутри квартиры и служит для распределения электроэнергии по комнатам или группам потребителей, в зависимости от существующего проекта. В отдельных случаях в составе квартирного щита может находиться и счётчик электроэнергии. При наличии устройства защитного отключения (УЗО), оно также располагается в данном щите.
Квартирный щит с учетным устройством.
Щит освещения (ЩО)
В ЩО происходит распределение осветительной нагрузки, это актуально в офисных и административных зданиях. На подобных объектах производится разделение электрической нагрузки на силовую часть (розеточные группы, отдельные устройства вентиляции и кондиционирования и т.п.) и непосредственно освещение.
Пример ЩО с замком.
В заключение стоит добавить, что монтаж распределительных электрических щитов на любом объекте электроснабжения производится строго в соответствии с электрической частью строительного проекта. Проектная документация предусматривает необходимое количество РЩ, их внутреннюю схему и места установки.
Вводно-распределительное устройство (ВРУ): состав, классификация, требования
Вводно-распределительное устройство (ВРУ) — это низковольтное распределительное устройство, устанавливаемое на вводе в электроустановку здания и обеспечивающее ввод, учет и распределение электроэнергии в электроустановке здания, а также управление и защиту подключенных к нему распределительных и конечных электрических цепей (определение согласно СП 437.1325800.2018 [1]).
Назначение
О назначении ВРУ, а также о его отличии от ВУ, наиболее ёмко, на мой взгляд, написал Харечко Ю.В. в своей книге [2]:
« Вводно-распределительное устройство устанавливают на вводе в электроустановку здания. Вводно-распределительное устройство представляет собой специальное низковольтное распределительное устройство, которое предназначено для выполнения ввода, осуществления учета и распределения электроэнергии в электроустановке здания. Для выполнения указанных функций ВРУ оснащают аппаратурой учета, а также низковольтной коммутационной аппаратурой и аппаратурой управления, посредством которой осуществляют управление и защиту отходящих от вводно-распределительного устройства распределительных и конечных электрических цепей. В отличие от вводного устройства к ВРУ подключают конечные электрические цепи электроустановки здания. »
Вводно-распределительные устройства должны соответствовать требованиям стандартов комплекса ГОСТ Р 51321 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления», а также требованиям ГОСТ 32396-2013.
Пример внешнего вида вводно-распределительного устройства с закрытой (А) и открытой дверью (Б) приведен на рисунке 1.
Рис. 1. Общий вид ВРУ с закрытой (А) и открытой (Б) дверью (на основе рисунка 6.12 из книги [5] автора Харечко Ю.В.)
С примером выполнения такого ВРУ для электроустановки индивидуального жилого дома вы можете ознакомиться на странице: https://www.asutpp.ru/trehfaznoe-vru-dlya-chastnogo-doma.html
Состав ВРУ
Харечко Ю.В. в своей книге [2] очень детально расписал из каких функциональных блоков и панелей может состоять ВРУ. Приведу соответствующие цитаты из его книги:
« Вводно-распределительные устройства состоят из функциональных блоков, под которыми понимают совокупность взаимосвязанной аппаратуры, установленной во ВРУ, которая обеспечивает выполнение определенных функций. В многопанельном ВРУ функциональный блок может быть выполнен в виде панели, обеспечивающей выполнение определенной функции. »
Вводно-распределительные устройства могут иметь следующие функциональные блоки [2]:
Многопанельные вводно-распределительные устройства состоят из панелей, представляющих собой отделяемые части многопанельного ВРУ, выполненные на единой конструктивной основе с другими панелями и содержащие соответствующие функциональные блоки.
Вводно-распределительные устройства могут иметь следующие панели [2]:
Классификация ВРУ
Вводно-распределительные устройства подразделяются на [2]:
По виду установки шкафные ВРУ могут быть напольного исполнения, настенного исполнения и встраиваемого в нишу.
Харечко Ю.В. в своей книге [2] акцентирует внимание на том, что:
« Согласно классификации низковольтных распределительных устройств, приведенной в ГОСТ Р 51321.1-2007, могут быть ящичные распределительные устройства, предназначенные для установки на вертикальной плоскости. Поэтому вводно-распределительные устройства, которые устанавливают на стенах, например, в электроустановках индивидуальных жилых домов, следует называть ящичными ВРУ, а не шкафными ВРУ. »
Технические характеристики
В таблице 2 ГОСТ 32396-2013 [3], информация из которой приведена ниже, установлены основные характеристики вводно-распределительных устройств.
| Наименование параметра | Вид ВРУ | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Многопанельное | Однопанельное | Шкафное | |||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальное напряжение на вводе ВРУ, В | 400/230 | 400/230 | 400/230 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальные токи вводной коммутационной аппаратуры, А | 250; 400; 630 | 160; 250 | 50; 63; 100; 125; 160 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальные токи вводной коммутационной аппаратуры панели ввода с АВР, А | 100; 160; 250; 400 | 100; 160; 250 | — | ||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальные токи защитной и коммутационной аппаратуры распределительных электрических цепей, А | 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250 | 25; 32; 40; 63; 100; 160 | 10; 16; 25; 32; 40 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальные токи защитной аппаратуры конечных электрических цепей, А | 10; 16; 25 | 10; 16; 25 | 10; 16; 25 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальные отключающие дифференциальные токи устройств дифференциального тока, мА, установленных: — на распределительной электрической цепи — на конечной электрической цепи | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Номинальный кратковременно выдерживаемый ток короткого замыкания для блока ввода и сборных шин ВРУ, кА | 20 | 15 | ≤ 10 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Сечение фазного проводника S, мм2 | Сечение соответствующего защитного проводника, мм2 | ||||||||||||||||||||||||||
| S ≤ 16 | S | ||||||||||||||||||||||||||
16
Согласно пункта 6.8.1 из [3]:
– металлические | |||||||||||||||||||||||||||