Основное назначение ГРЩ независимо от вида ─ это приём и распределение по группам потребителей электроэнергии для оптимизации эксплуатации электрических сетей и снижения вероятности возникновения перегрузок и коротких замыканий, возникновения аварийных ситуаций. Выбор конкретной схемы ГРЩ для судна зависит от:
- числа и мощности генераторов;
- режима работы местной электростанции;
- количества потребителей электропитания и их особенностей;
- наличием АВР, счётчиков учёта электроэнергии;
- уровнем автоматизации энергосистемы.
Количественное и качественное внутреннее наполнение определяется в первую очередь назначением электрощита. Повышенное внимание уделяют проектированию электроснабжения, набору оборудования для того, чтобы работа электросистемы не давала сбоев, отличалась стабильной и надёжной эксплуатацией. Разработка главного распределительного щита осуществляется на основании документации проектной организации и непосредственно производителя. ООО ПКФ «Энергоцентр» занимается проектировкой, производством и монтажом электрощитового оборудования.
Однолинейная схема ГРЩ: особенности и определение
Проект электроснабжения может содержать различные составляющие. Но существуют базовые элементы, без которых он не будет одобрен надзорными органами и без них невозможно создать любую электросистему. Однолинейная схема грщ предназначена для выполнения стандартных функций и содержит отображение эксплуатационных и расчетных характеристик в виде условных обозначений:
- устройства ввода;
- заполнения приборами и аппаратурой;
- разделения электросетей в зависимости от группы потребления;
- общей нагрузки и мощности системы.
Графическое изображение может быть представлено как для каждого электрического щита, так и для всего объекта (например, здания) в целом. Правила их оформления регламентируют Государственные стандарты и другие нормативные документы. Такие схемы необходимы электрикам для обслуживания объекта, для предъявления при проверке контролирующим службам. Все элементы на чертежах не могут изображаться произвольным образом, а должны соответствовать конкретным правилам.
Для чего нужен однолинейный тип:
- оформлять техническое задание для производства, монтирования щитового оборудования; графический документ служит основанием для сборки в заводских условиях, а также для установки на месте электрооборудования согласно ТЗ;
- проводить регулярное техническое обслуживание, не нарушать его периодичность; сверка со схемой позволит ускорить процесс техобслуживания и нахождения электроперсоналом неисправностей и поломок;
- обесточивать систему при возникновении аварийной ситуации путём отключения вводных автоматов;
- предоставлять проверяющим органам, поставщикам электроэнергии для проверки.
На документе должна стоять подпись лица, отвечающего за электробезопасность предприятия. Для частных домовладельцев требования к составлению не такие строгие.
Распространенные основные обозначения схемы
Однолинейным схематическое изображение называют из-за некоторых упрощений. Например, любые проводники, вне зависимости от числа фаз, наносят одной линией. Число косых чёрточек, пересекающих провод, скажет о количестве фаз. Для трёхфазного проводника это будут три наклонённых под углом риски. Для разведения однополюсного автомата по разным фазам возле проводов указывают L1, L2, L3.
Полный список символов приводится в стандартах. Приводим некоторые из них согласно ГОСТ 2.710 для буквенно-цифровых обозначений в электрических схемах, вот их расшифровка;
- QF ─ распространяется на автоматы (АВ), для которых приводится тип (в виде буквы) и максимальное числовое значение тока; на рисунке приводится знак замыкающего коммутационного устройства плюс прямоугольник автомата с добавлением конкретной функции согласно таблице из стандарта:
- QD ─ УЗО изображается в виде замыкающих контактных линий, эллипса и стрелки;
- QFD ─дифференциальные автоматы, работающие по токам: утечки, обычный; низковольтный аппарат выполняет функции устройства защитного отключения (эллипс) и автомата-выключателя (прямоугольник);
ГОСТ 2.755 содержит графическое отображение коммутационных приспособлений, контактов, их элементов на схемах промышленных и строительных объектов.
Пример однолинейной схемы распределительного щита:
Разъяснение:
- одна фаза (L) говорит о том, что это электрический щит однофазный с входным автоматом на 50А;
- далее следует устройство защитного отключения по группам (по номеру присоединения) с током 40А, по утечке 30мА; для объекта №3 (условно примем, что это ванная и прихожая) стоит отдельное УЗО;
- для каждого подключаемого объекта (приведена потребляемая мощность) предназначен отдельный автомат с Imax;
- изображение проводников сопровождает указание сечения (в миллиметрах квадратных) и типа провода (NYM);
- на рисунке отсутствует символ Wh (электросчётчик), значит силовой щит расположен в здании и присоединен к вводно-распределительному устройству (ВРУ); общая схема электрики включит все РУ с присвоением номеров электрощитам.
Основные принципы составления документа:
- размещение элементов сверху вниз, начиная от входного автомата и заканчивая потребителями электрической энергии;
- указание силы тока для аппаратов, расположенных после ввода, мощности приборов-потребителей;
- обозначение комплектующих щита при помощи графических условных символов, рекомендованных стандартом.
Структурная схема ГРЩ на примере судовых электростанций
Судно имеет ограниченные размеры, поэтому важен каждый сантиметр полезной площади. Главные распределительные щиты занимают пространство в несколько метров, поэтому их сборку проводят из отдельных частей, которые проще загрузить через узкие люки. Типовая конструкция состоит из шести секций, на рисунке приведена схема комплектации, которая включает: СР, СГ, СУ, СПБ ‒ распределительные, генераторные, управления, берегового питания соответственно. О наполнении каждой секции с соответствующими обозначениями:
- РС: автоматы для защиты: ВФ ‒ отводных линий электропередачи, ВП ‒ питания;
- СГ: РОТ, РТД ‒ реле обратного тока и дифференциальное для защиты генератора; УЗП, УВР, УГП ‒ устройство: защитное приводного двигателя от перегрузки, включения резерва и гашения поля; ПСД ‒ переключатель подачи электропитания серводвигателя; СРВ ‒ система регулирования возбуждения электрических характеристик генераторов; ДАТ‒ датчик активного тока;
- СП: автоматы ‒ ВС для секций, ВПБ ‒ для берегового питающего фидера; защитное приспособления, состоящее из блоков реле (БР) и трансформатора тока (БТТ); для чередующихся фаз электрических систем берега и судна: указатель (ФУ) и переключатель (ПФ), также ПКИ и ВП (для перемычки);
- СУ: ПКИ ‒ прибор контролирующий изоляцию; устройства: УСГ ‒ синхронизирующее генераторные установки, УРМ ‒ распределяющее мощность; также дополнительные устройства (ДУ) и автоматы ВП и ВС.
Пример структурной схемы распределительного щита:
Амперметры для надзора за нагрузками потребителей энергии установлены во всех отсеках.
Для структурной схемы характерны следующие отличия:
- параллельная работа генераторов, каждый из которых подключён к своему шинному отсеку;
- защита генераторных установок и отходящих линий электропередач от неожиданных сбоев;
- возможность передачи энергии сторонним электростанциям, приёма электропитания как с берега, так и с другого судна;
- проведение ремонта и техобслуживания на отдельных участках при снятии с него напряжения.
Требования ПРР при разработке структурной схемы
При разработке ГРЩ существует определённый порядок закреплённый в Правилах Речного Регистра, которому необходимо следовать:
- установка на генераторы постоянного тока по одному прибору для замера I, U, а для переменного ‒ амперметра и вольтметра с переключателями для фаз, аппаратуры для измерения частоты и активной мощности, т.д.;
- размещение в ГРЩ для цепей потребителей первостепенной важности амперметров с переключателями в количестве не более шести штук;
- включение в схему отдельного приспособления для контроля изоляционного сопротивления;
- оснащение линии внешнего электропитания устройствами коммутации и защиты, измерения напряжения на выводе кабеля, указателем смены фаз их переключателем.
Выполнение электросхемы рекомендовано осуществлять на миллиметровке/листе ватмана при помощи карандаша символами, заложенными в соответствующем Государственном стандарте.
Некоторые практические рекомендации при составлении схемы:
- переключение в автоматическом режиме приёма электроэнергии с основной линии подачи питания на резервную, что придаёт системе дополнительную надёжность; такое расширение возможностей рекомендовано для особо ответственных потребителей;
- установка на судне аварийной электростанции, шины которой посредством кабеля соединены с основной ЭС; при сбое в подаче питания происходит запуск аварийного дизель-генератора, который возобновляет электроснабжение от АС;
- отличия секционированных сборных шин:
разделение на независимые части с межсекционными разъединительными приспособлениями; каждая секция питается от своего источника, при необходимости отключается нужный отсек при сохранении работоспособности других участков;
вынесение неответственных потребителей на отдельный сектор шин, что в значительной мере разгружает работу генераторов;
объединение работающих потребителей при стоянке судна в одну секцию для питания с берега;
изолирование судовой трансформаторной подстанции от основной станции; основные и резервные трансформаторы подключаются к разным секциям.
Комплектный электрощит сверху и боков закрыт металлическими листами. Спереди оболочка выглядит как набор панелей, которые при необходимости снимаются или открываются, на одной из них размещается схематическое изображение установки. Сзади в проходе ставятся двери, а также защитные предохранители и автоматы. Стальные каркасы секций скрепляются болтовым крепежом, а шины ‒ болтами из меди. Кабели подводятся снизу с прогибом для движения конструкции вверх/вниз на амортизирующей раме. Назначения всех рукояток и шкал аппаратуры поясняется при помощи соответствующих надписей. Обязательно монтируются светильники с подпиткой от шин, с направленным внутрь потоком света и для освещения пространства прохода. Каждая секция укомплектовывается блоками автоматов.
Принципиальная схема ГРЩ сухогрузного судна
Согласно схеме выше, судовая электростанция оснащена тремя дизельными генераторами (ДГ1, ДГ2, ДГ3), которые подключаются на шины автоматами В1, В3, В4. При этом В5 необходим для подключения электропитания, подаваемого с берега, а В2 обслуживает перемычку шины со щитом. Фидерные автоматы-выключатели нужны для соединения ГРЩ с приёмниками энергии.
Принципиальная схема грщ:
- защищает генераторные установки, основные и дополнительные линии от выхода из строя в результате коротких замыканий, чрезмерных нагрузок, от радиопомех при приёме радиосигналов;
- контролирует основные характеристики электрической энергии: I, U, W, , также сопротивление изоляции, сигналы отдельных выключателей;
- распределяет в автоматическом режиме реактивную и активную мощность между параллельно установленными генераторами;
- передаёт при помощи графических и буквенно- цифровых изображений полный комплект элементов объекта, а также существующие связи, контакты между составляющими электрических устройств в заданном порядке;
- служит основанием для формирования инженерно-конструкторской документации на объект.