Щиты собственных нужд применяются для приёма электроэнергии переменного тока от силовых понижающих трансформаторов мощностью до 1000 кВА и её дальнейшего распределения между потребителями внутри трансформаторной подстанции или другой энергосети. ЩСН, как правило, предназначены для управления механизмами, устройствами управления, электроагрегатами и другими приёмниками переменного тока в системе собственных нужд.
Щит собственных нужд чаще всего имеет два ввода и под каждый ввод имеет отдельную секцию со сборными шинами и вводным аппаратом (рубильником или автоматическим выключателем). Обе этих секции соединяются между собой третьей панелью с секционным аппаратом. Вводные и секционный выключатели могут быть выполнены в стационарном исполнении, либо для обеспечения удобства обслуживания и «горячей» замены во втычном или выкатном исполнении. Исполнение автоматических выключателей определяется проектом, либо техническим заданием заказчика.
Ошиновка в щитах ЩСН выполняется медными (иногда алюминиевыми) неизолированными шинами. В случае использования алюминиевых шин болтовые контактные соединения дополнительно могут свариваться аргоновой сваркой. От сборных шин к отходящим автоматам выполняются шинные спуски (от 250А), либо применяется гибкий изолированный провод. Все неизолированные токопроводящие части закрываются защитным кожухом, либо пластроном из ПВХ для предотвращения случайных прикосновений во время эксплуатации и обслуживания.
Состав щитов ЩСН
Щиты собственных нужд ЩСН может выполняться в конструктивном исполнении шкафного или открытого типа, двухстороннего либо одностороннего обслуживания. При этом фидерные выключатели каждой секции, вводные и секционный выключатели размещаются в отдельных шкафах. Отходящие автоматические выключатели также могут быть расположены в отдельной – распределительной панели. Вводные выключатели, как правило, размещаются в крайних шкафах.
В щите собственных нужд переменного тока ЩСН предусмотрено местное и дистанционное управление вводными, секционным и фидерными выключателями с сигнализацией состояния выключателя. В щитах собственных нужд переменного тока серии ЩСН применяются шкафы типа ВРУ, панели типа ШНС, ЩО-70 или другие аналогичные по назначению изделия (производства DKC, IEK и т.д.). Тип изделий определяется заказчиком или проектной организацией.
На первых двух фотографиях выше — щиты собственных нужд на оборудовании DEKraft + КЭАЗ. В щите присутствуют трансформаторы напряжения из-за специфики подключаемого оборудования, которое питается от напряжения, отличного от напряжения основной энергосети. Оборудование на объекте подключается к щиту через клеммы и розетки (XS), находящиеся внутри щита. На двух правых фотографиях представлен щит собственных нужд для системы зарядных станций. Щит оснащён силовым оборудованием и элементами автоматики.
Для организации измерений в щите ЩСН предусмотрены вольтметр с переключателем напряжения и амперметры в шкафах вводных и секционного шкафах. Для учета электроэнергии в ЩСН устанавливаются счётчики электроэнергии. Если счётчик не прямоточный, а трансформаторного подключения, то в состав также входят трансформаторы тока с классом точности 0,5S (0,2S).
Счетчики могут быть смонтированы на двери щита собственных нужд, либо на этой двери предусматривается окошко для снятия показаний. Тип счетчика определяется при заказе. Схема автоматического ввода резерва (АВР) выполняется на электронных реле или с использованием микропроцессорных устройств.
ЩСН чаще всего комплектуются системой мониторинга и контроля, которая представляет собой программируемый контроллер и набор модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов. Все эти части соединяются между собой интерфейсом RS-485.
Также щиты ЩСН могут быть оснащены дополнительно: утеплителем и обогревателем (в случае наружной установки), зарядными устройствами, блоками аварийного освещения, естественной и принудительной вентиляцией, устройствами связи с АСУ ТП.
Щиты собственных нужд ЩСН выполнены с использованием электрической аппаратуры ведущих иностранных производителей (Schneider Electric, АВВ, Siemens, Legrand, Phoenix Contact), а также отечественных производителей (КЭАЗ, Ульяновский завод «Контактор», ДЗНВА, ЧЭАЗ» и др.).
Щит собственных нужд серии ЩСН обеспечивает:
- приём электроэнергии переменного тока от нескольких вводов;
- автоматическое включение АВР при пропадании напряжения по схеме явного или неявного резервов;
- распределение электрической энергии между потребителями первой и второй секциями шин;
- защиту автоматическими выключателями потребителей и отходящих линий от токов короткого замыкания и перегрузки;
- дистанционное управление распределением электрической энергии.
Конструкция
Конструкция щитов ЩСН представляет собой сборные металлические электрические шкафы одностороннего или двустороннего обслуживания. С лицевой стороны щит собственных нужд имеет двери, на которых присутствует возможность установки электроизмерительных устройств, а также светосигнальной аппаратуры и элементов управления. Задние панели оболочки щита обычно выполняются съёмными для удобства обслуживания.
В верхней части внутри шкафов устанавливаются сборные шины, изготовленные из электротехнической меди или алюминия. Шины установлены на шинные изоляторы (шинодержатели), например, типа SM «бочонок» или плоские ИШП.
В шкафах ввода и секционирования щита собственных нужд переменного тока применяются автоматы защиты выдвижного или стационарного исполнения. При установке в щит ЩСН автоматических выключателей стационарного исполнения, дополнительно выше по цепи устанавливаются рубильники, для осуществления видимого разрыва силовых цепей. Ручка рубильников может быть прямого монтажа (внутри шкафа), либо вынесена на переднюю дверь или боковую грань.
Весь каркас устанавливается на жесткий сборный цоколь, который обеспечивает крепление шкафов к закладным элементам фундамента. Крепление происходит с помощью специальных отверстий в цоколе и крепёжных элементов. Также цоколь даёт возможность разводки кабеля большого сечения в свободном пространстве. По высоте цоколь может быть 100, 200, 300 и более миллиметров.
Реже всего используется вариант ЩСН открытого типа. Минусом данного технического решения является возможность случайных прикосновений к элементам, находящимся под напряжением, так как вся аппаратура установлена на открытой несущей конструкции.