Сборка ЭЛЕКТРОЩИТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ. Главный Распределительный Щит (ГРЩ).

Главный Распределительный Щит или ГРЩ - это ключевое звено в системе электроснабжения низкого напряжения. От него зависит работоспособность всей системы энергоснабжения объекта.

ГРЩ это технически сложные устройства, надежность которых зависит комплектующих, используемых в устройстве и качества сборки, которая обеспечивается высокой квалификацией специалистов и наличия профессионального оборудования.

Как правило, разработка ГРЩ осуществляется на основании документации, разработанной проектной организацией (опросные листы, однолинейные схемы, задание заводу изготовителю). Эти документы определяют только основную концепцию оборудования. Само же устройство (состав панелей устройств, его габаритные размеры, компоновки, состав аппаратуры) – определяет и разрабатывает производитель.

При проектировании устройств этого класса необходимо учитывать:

• Не только текущие задачи, но перспективы развития предприятия. Оборудование такого класса рассчитано на длительные сроки эксплуатации, и при проектировании устройств необходимо учесть возможные увеличения количества потребителей  изменения в схемах электроснабжения, внедрение энергосберегающего оборудования.
• Безопасность. Устройства должны обеспечивать безаварийную работу и безопасность обслуживающего персонала.
• Удобство  обслуживания. Этот класс устройств относятся к изделиям с периодическим обслуживанием. Регламентные работы проводятся с отключением потребителей от электрической сети и при проектировании устройств необходимо обеспечить минимальное время, требуемое на обслуживание оборудования.

Наша компания осуществляет проектирование, изготовление и пуско-наладку Главных Распределительных Щитов на комплектующих ведущих мировых производителей. Специалисты нашей компании помогут Вам спроектировать и изготовить необходимое оборудование.

Что такое ГРЩ?

Само название - Главный Распределительный Щит (ГРЩ) определяет функциональное назначение этого устройства. Это ключевое звено в системе электроснабжения низкого напряжения. От него зависит работоспособность всей системы энергоснабжения объекта:

• Он обеспечивает защиту силового трансформатора и отходящих линий питания, при необходимости, в нештатных режимах, с помощью него можно управлять нагрузками.
• Он обеспечивает бесперебойность питания объекта. Автоматически совершает переключения потребителей (при наличии АВР) на резервное питание при сбоях в энергоснабжении и возвращается в исходное состояние при восстановлении питания.

Расположение этого устройства в сети и его функциональные особенности определяют и повышенные требованию к этому устройству:

• Щит должен выдерживать высокие токи короткого замыкания. Конструкция щита и состав оборудования должен обеспечивать надежную работу в условиях КЗ. 
• При аварийных ситуациях, связанных с короткими замыканиями на вторичных кабельных линиях и электроприемниках, автоматические выключатели ГРЩ должны «дать возможность» сработать ниже стоящим автоматическим выключателям. 
• Щит должен быть снабжен системой автоматического ввода резерва, надежно работающей при любых аварийных ситуациях.

• Приборы контроля параметров электроэнергии и сигнализации должны обеспечить сбор и дистанционную передачу всех основных параметров электроэнергии. Этих параметров должно быть достаточно для точного определения режимов работы оборудования, определения характера нештатных ситуаций. 
• ГРЩ должен быть рассчитан на длительный срок эксплуатации и обладать «потенциалом модернизации и расширения».

Согласно нормативной документации ГРЩ - Это Низковольтное Комплектное Устройство, которое содержит аппаратуру, обеспечивающую возможность ввода и распределения электроэнергии, а также управления и защиты отходящих распределительных и групповых электрических цепей на производственных объектах, в жилых или общественных зданиях. 

При выборе и разработке конструкции этих устройств необходимо руководствоваться нормативными документами:

• ГОСТ Р 51321.1-2007 Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Часть 1. Устройства, испытанные полностью или частично. Общие технические требования и методы испытаний. 
• Правила устройства Электроустановок ПУЭ. 
• Правила Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей (ПТЭЭП).

Состав ГРЩ

Согласно нормативным требованиям к ГРЩ, аппаратура входящая в их состав, должна быть размещена в виде соответствующих функциональных блоков, расположенных в одной или в нескольких панелях.

Функциональный блок – это часть взаимосвязанных аппаратов ГРЩ, обеспечивающих выполнение определенных функций, при этом, аппараты могут быть расположены в разных панелях ГРЩ.

Основные функциональные блоки, входящие в состав устройства

Блок ввода – Функциональный блок, через который подается электроэнергия в ГРЩ и содержит коммутационный и защитные аппараты (чаще всего они объединены), называемые вводные или главные аппараты. Блок также включает в себя часть объема ГРЩ и конструктивные элементы, предназначенные для размещения, крепления и присоединения к вводным аппаратам проводников питающей сети. В большинстве случаев, блок ввода должен обеспечивать видимый разрыв главных электрических цепей.

Блок Автоматического Включения Резервного питания (АВР) – Функциональный блок, обеспечивающий автоматическое переключение питания потребителей, подключенных к взаиморезервируемым цепям питания, на резервный  ввод сетевого питания или на аварийный  ввод питания от Дизель-Генераторной установки, при отключении сетевых вводов питания.

Основные варианты построения систем Автоматического Ввода Резерва

Система 2 в 1 — схема с двумя вводами от разных источников питания с объединением на общую шину, с которой осуществляется питание распределительного оборудования.
Система 2 в 2  — Наиболее распространенная схема АВР. ГРЩ имеет в своей конструкции два независимых сетевых ввода питания, с установленным между ними секционным аппаратом. При наличии напряжений на двух вводах одновременно, электрические связи между двумя вводами исключены системой АВР, и распределительные блоки ГРЩ питаются каждый от своего ввода. При пропадании напряжения на одном из сетевых вводов, питание всех потребителей осуществляется от одного ввода питания через секционный аппарат.
Система 3 в 2 — является дальнейшем развитием систем 2 в 1 и 2 в 2. Отличается наличием дополнительного ввода от Аварийной Дизель – Генераторной Установки  (АДГУ). При пропадании напряжения на обоих вводах сетевого питания, система АВР подает команду на запуск АДГУ, и после подачи напряжение с установки, переключает питание потребителей на аварийный ввод питания. В зависимости от мощности АДГУ, обеспечивается питание в аварийном режиме всех потребителей или только ответственные потребители.
Кольцевая Система (3 в 3 и более) — схема ГРЩ, когда имеется три или более источника питания, например, силовые трансформаторы, и столько же распределительных секций. Все распределительные секции соединены, установленными между ними секционными аппаратами таким образом, что можно вывести для профилактики, ремонта любую из секций, а также запитать при необходимости любую из секций от соседних источников питания и вывести в ремонт любой из силовых трансформаторов.

Блок учета электроэнергии - Функциональный блок, содержащий счетчик электроэнергии, трансформаторы тока и испытательную переходную коробку, предназначенную для присоединения контрольных измерительных приборов или контрольного счетчика.

Блок распределения -  Функциональный блок, содержащий защитные и коммутационные аппараты распределительных и групповых цепей и включает в себя часть объема ГРЩ и конструктивные элементы, предназначенные для размещения, крепления и присоединения проводников отходящих линий.

 
Блок Компенсации Реактивной Мощности - Функциональный блок, предназначенный для повышения коэффициента мощности cos(ф) электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей, а также автоматического поддержания его на заданном уровне (cos(ф) не ниже 0,94).

Как устроен ГРЩ?

Как правило, Главные Распределительные Щиты состоят из отдельных панелей как одностороннего, так и двухстороннего обслуживания. Каждая панель представляет собой сварную металлоконструкцию из гнутых стальных профилей, внутри которой размещена аппаратура главных и вспомогательных цепей.

Ввод может быть как сверху, так и снизу. Вывод может осуществляться как через секции, в которых установлены аппараты, так и через специальные секции (кабельные отсеки).

Пример построения ГРЩ с блоком Компенсации Реактивной мощности

Состав панелей устройства: A; E; G – Распределительные панели; B; D – Вводные панели; С – Секционная панель; F – Кабельный отсек; Н – Панель компенсации реактивной мощности.

Основные функциональные блоки устройства: 1. Блок ввода; 2. Секционирующий блок; 3. Блок Автоматического Включения Резервного питания (управление); 4. Блок учета электроэнергии; Блок контроля напряжения сетевого питания; 5. Блок распределения; 6. Блок Компенсации Реактивной Мощности.

Одна из особенностей устройств этого класса – это расположение его вблизи от силовых трансформаторов, ввод и распределение больших электрических мощностей, и как следствие, большие номинальные токи устройства и высокие расчетные токи коротких замыканий. Все панели, входящие в состав ГРЩ или многопанельного Вводно - Распределительного строятся на общей шинной системе, с учетом этих факторов.

Ориентировочные основные параметры ГРЩ

Мощность силового трансформатора S, кВА	Номинальный ток вводного аппарата I ном, А	Номинальный ток секционного аппарата I ном, А	Сечение магистрального шинопровода, (ориентировочное)*	Расчетный ток короткого замыкания; действующее значение кА. (ориентировочный)*
400,00	800,00	630,00	1х(10х40)	11,50
630,00	1250,00	1000,00	1х(10х60)	18,20
1 000,00	2000,00	1600,00	1х(10х100)	28,90
1 250,00	2500,00	2000,00	2х(10х80)	36,00
1 600,00	3200,00	2500,00	2х(10х100)	46,20
2 000,00	4000,00	3200,00	3х(10х80)	57,70
2 500,00	5000,00	4000,00	3х(10х100)	72,20
3 200,00	6300,00	5000,00	4х(10х100)	85,30
*Значение этих параметров зависит от многих факторов. Определяются индивидуально.

Шинная система устройства изготавливается из электротехнической меди и  должна обеспечивать:

• Пропускную способность в штатном режиме работы – температура шинопровода не должна превышать предельных значений указанных в нормативной документации как при номинальных токах, так и при перегрузках в пределах времени, необходимом для срабатывания защитной аппаратуры.
• Сохранять работоспособность при превышениях температуры внутреннего объема Устройства, при работе устройства в аварийном режиме - например, когда один из сетевых вводов устройства отключен и все питание осуществляется от одного ввода питания.
• Обладать достаточной механической прочностью. Шинопровод должен выдерживать термические и механические нагрузки, возникающие при коротком замыкании. Эти требования достигаются сочетанием сечения шинопровода, расположением шинопровода в устройстве, количества, типов и качества шинодержателей (точек крепления шинопроводов), типа секционирования устройства.
  
  

Эти требования достигаются сочетанием сечения шинопровода, расположением шинопровода в устройстве, количества, типов и качества шинодержателей (точек крепления шинопроводов), типа секционирования устройства.

ГОСТ Р 51321.1-2007 предусматривает следующие виды внутреннего разделения (секционирования) НКУ

Главный критерий	Вспомогательный критерий	Схема секционирования
Форма 1	Без внутреннего разделения.
Форма 2 Отделение сборных шин от функциональных блоков.	Форма 2a Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин.
	Форма 2b Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин.
Форма 3 Отделение сборных шин от функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков. Отделение зажимов для внешних проводников от функциональных.	Форма 3a Зажимы для внешних проводников не отделены от сборных шин.
	Форма 3b Зажимы для внешних проводников отделены от сборных шин.
Форма 4 Отделение сборных шин от всех функциональных блоков, а также с разделением всех функциональных блоков. Отделение зажимов для внешних проводников, связанных с одним функциональным блоком, от зажимов другого функционального блока и сборных шин.	Форма 4a Зажимы для внешних проводников находятся в одной секции с функциональным блоком.
	Форма 4b Зажимы для внешних проводников находятся в разных секциях с функциональным блоком, но в отдельной отделенной защищенной секции.