Сравнительный анализ низковольтного коммутационного оборудования
Важнейшим вопросом реконструкции и проектирования системы электроснабжения является выбор щитового и коммутационного оборудования. В настоящее время подавляющее большинство промышленных предприятий и проектных организаций выбирают изделия, разработанные западными фирмами и изготовленные с использованием импортных комплектующих, в основном, в России.
Это обусловлено сложившимся уровнем цен: с одной стороны - качественное, но очень дорогое оборудование зарубежных фирм, с другой - дешевые, но низкого качества отечественные щиты и аппараты. Такое положение на рынке низковольтной коммутационной аппаратуры объясняется отсутствием современных отечественных разработок. Так, аппараты серии А3700 и выключатели "Электрон" - это разработки 70-х гг., а автоматические выключатели ВА55 (Ангарского электромеханического завода) появились на рынке в 80-х гг. прошлого века.
Ведущие западные компании, такие как ABB, Schneider Electric, Siemens, Moeller, постоянно обновляют номенклатуру изделий, представляя на рынок новые образцы низковольтной аппаратуры.
Schneider Electric в 2002 г. организовала кампанию по представлению автоматического выключателя Masterpact, серия NT на токи 630-1600 А и Masterpact NW на токи до 6300 А. Фирма "АББ Индустри и Стройтехника" уже в 2004 г. провела презентации новой серии автоматических выключателей SACE Tmax на рабочие токи от 1 до 630 A и устройств плавного пуска для асинхронных двигателей.
Серия выключателей SACE Tmax оснащена быстродействующим, если так можно сказать, рефлекторным расцепителем, обладающим токоограничивающим действием. Вне зависимости от типа расцепителя, выключатели Т4 и Т5 для распределительных сетей имеют максимальную уставку токовой отсечки Iср=10*In.
При токах К.З., превышающих десятикратное значение номинального, контакты самопроизвольно расходятся, и сопротивление дуги вводится в цепь короткого замыкания, ограничивая величину тока. Каталожное значение отключающей способности выключателя в 100 кА никогда не будет достигнуто, поскольку при I=10*In выключатель самопроизвольно отключится. Результат ограничения тока короткого замыкания можно оценить, сравнивая расчетное значение тока с соответствующим ограниченным значением. По данным "АББ Индустри и Стройтехника", при отключении тока К.З. 40 кА автоматическим выключателем SACE Tmax Т2S на 160 А c термомагнитным расцепителем R160 расчетное значение ударного тока равно 84 кА, а при ограничении составляет 16,2 кА.
Токоограничивающие выключатели, как правило, имеют два разрыва на фазу и ускорение механизма расцепителя за счет автокомпрессионного эффекта дуги, вследствие чего достигаются столь малые времена отключения. Приведенное в таблице значение времени отключения 6 мс меньше половины периода тока промышленной частоты. Малое время отключения снижает тепловое воздействие токов К.З. В процессе проектирования систем электроснабжения можно получить существенную экономию при выборе шин, кабелей и другого токоведущего оборудования, учитывая результаты ограничения тока К.З.
Автоматические выключатели западного производства оснащаются электромагнитными, термомагнитными или наиболее современными расцепителями - электронными. Благодаря продуманной конструкции таких выключателей потребитель может очень быстро заменить расцепитель в соответствии с текущими потребностями. Электронные расцепители, разработанные с использованием микропроцессорной технологии, обеспечивают высокий уровень надежности, точность срабатывания и нечувствительность к электромагнитным помехам. Защитные расцепители содержат трансформаторы тока (три или четыре, в зависимости от числа защищаемых проводников), размещенные внутри корпуса и обеспечивающие электропитание расцепителя и определение величины токов. Срабатывание гарантировано даже при токе в одной фазе.
Электронный расцепитель PR221DS обеспечивает защиту от перегрузки (L) и короткого замыкания с помощью максимальной токовой защиты с выдержкой времени (S) и токовой отсечки (I). Для расцепителя типа PR221DS-LS/I можно выбрать одну из функций защиты S или I с помощью DIP-переключателя. Токи срабатывания защиты от перегрузки выставляются вручную с помощью DIP-переключателя, расположенного на передней панели. Имеется 16 уставок, и есть возможность выбора между двумя кривыми срабатывания: t=3 с при I=6*I1 и t=6 с при I=6*I1. Аналогично настраивается защита от короткого замыкания "S", уставка по току которой имеет 15 значений, а выдержка по времени определяется одной из кривых срабатывания: t=0,1 с при I=8*In и t=0,25 с при I=8*In.
Для токовой отсечки - ток срабатывания I3=1...10*In (15 значений). Благодаря широкому диапазону регулирования уставок этот расцепитель используют для защиты распределительных сетей, в которых требуется надежность и точность срабатывания.
Для защиты электродвигателей зарубежные фирмы рекомендуют специальные расцепители, обеспечивающие такие дополнительные функции, как:
- точную защиту двигателя от перегрузки посредством моделирования нагрева меди и элементов магнитопровода;
- защиту электродвигателя от заклинивания во время работы (функция R);
- контроль обрыва или перекоса фаз (функция U).
Кроме того, в этих защитах учитываются пусковые токи двигателей, и поэтому максимальное значение токовой отсечки равно 14*In.
Следует отметить, что координация уставок защит (селективность) для выключателей зарубежных фирм определяется по специальным таблицам, приводимым в каталогах. Для автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, кроме временной и токовой селективности вводится понятие логической селективности. При коротком замыкании начинают работать все расцепители, но первым отключается ближайший к месту аварии выключатель, а в случае отказа срабатывает следующий.
Рассмотренные выше отличительные особенности импортных выключателей являются причиной того, что все большее число заказчиков считают оправданным использование в распределительных щитах в качестве вводных и секционных выключателей аппараты таких фирм, как ABB, Schneider Electric или Siemens. Создавая столь совершенную технику, как автоматические выключатели, разработчики усовершенствуют и при необходимости активно используют такие аппараты, как выключатели нагрузки, рубильники, предохранители, переключатели. Рубильник XLP рассчитан на предохранители с номинальным током от 100 до 630 А.
Более мощное устройство - выключатель нагрузки типа OETL на номинальные токи до 3150 А. Интересна запатентованная конструкция самоочищающихся контактов с эффективной системой гашения дуги.
Необходимо отметить, что среди отечественных фирм нет такой, которая выпускала бы весь набор аппаратуры, необходимый для комплектования распределительных устройств низкого напряжения. Практически все западные фирмы, например, Legrand и упомянутая выше "АББ Индустри и Стройтехника" имеют модульные серии аппаратов, к которым выпускается полный набор аксессуаров, позволяющих подключать провода, кабели с наконечниками и без них, использовать моторный привод, дистанционное управление, дополнительные контакты, расцепители и многое другое. Модульные серии, как правило, включают множество дополнительных устройств и аппаратов, таких как устройства защитного отключения, пускатели, всевозможные реле, включая программируемые, тепловые и реле времени, ограничители перенапряжений и т. д. Программируемые электронные реле времени, реле неприоритетных нагрузок, устройства управления освещением и отоплением предназначены для создания домашних, коммунальных и промышленных энергосберегающих систем электроснабжения. Дополнительные микропроцессорные устройства позволяют построить системы автоматического управления электроснабжением производства, что дает возможность автоматизировать технический и коммерческий учет, устранить ошибки оперативного персонала, организовать автоматическую подготовку отчетной документации.
Низковольтные вводно-распределительные устройства (ВРУ) для различных объектов строятся с использованием типовых щитов: вводные, секционные и распределительные. Отечественные ВРУ собираются из панелей типа ЩО-70, которые выпускаются многими заводами России и имеют принципиально одну конструкцию: сверху шины, приборы, коммутационный аппарат и кабельный отсек. Распределительное устройство, собранное из таких щитов, занимает много места, но зато легко ремонтируется и расширяется. Шкафы, производимые зарубежными компаниями, отличаются вертикально расположенными сборными шинами, что позволяет подключать большое число аппаратов и отходящих линий. Монтаж в шкафу осуществляется медными изолированными шинами, дополнительные устройства размещаются по модульному принципу. Расширять и ремонтировать такие устройства гораздо сложнее.
Примерами щитовой продукции являются шкафы серии ХА и Prisma. Распределительные устройства промышленных предприятий, административных зданий и крупных коммунальных хозяйств могут быть построены на этих шкафах, поскольку, например, шкафы серии ХА выпускаются на номинальные токи 250-3500 А и со степенью защиты до IP66.
На главных и вводных распределительных устройствах часто используют устройства автоматического включения резервного питания (АВР). Предлагается готовое решение: блок автоматики АТS010. Устройство выполнено на основе микропроцессорной техники и полностью управляет операцией автоматического переключения выключателей основной и резервной линий. В случае неисправности на основной линии ее выключатель отключается, и с установленной выдержкой включается автоматический выключатель резервной линии. Если питание основной линии восстанавливается, в автоматическом режиме происходит обратная операция переключения. Это простое и надежное в эксплуатации устройство.
Все зарубежные фирмы производят большое количество щитовой продукции: навесные, встраиваемые шкафы Pragma, модульные щиты Sarel и осветительные щитки UK 500, модульные ящики AL10N, навесные A300 и напольные щиты одностороннего обслуживания серии G,C,W на токи до 850 А.
К настоящему времени многие российские предприятия выпускают по лицензиям отдельные образцы зарубежного оборудования, параллельно проводя перевооружение производства: устанавливают автоматические линии для изготовления металлоконструкций, порошковой окраски, используют специальное оборудование для гибки, пробивки и резки медных шин, инструмента для монтажа проводов и оборудования, что позволяет им самостоятельно осваивать выпуск новой продукции. По такому пути идет Петербургское производственное объединение "Элтехника", освоившее производство элегазовых КРУ "Ладога" и панелей одностороннего обслуживания ЩО-2000 "Нева". Зарубежные компании идут на такое сотрудничество и предлагают различные виды оснастки для производства щитового оборудования, например, центры сборки, состоящие из стола и сборочной машины. Сборочный стол типа MT 100 позволяет одновременно разместить до 5 панелей и с помощью поворотного устройства привести их в горизонтальное положение для удобства монтажа. Сборочная машина MT 101 содержит устройство для снятия остаточного заряда, автоматический выключатель, набор проводов, закрывающийся ящик для инструментов и мелких предметов.
Для облегчения работы проектировщиков предлагаются программы, обеспечивающие детальную проработку проекта: привязку схемы, расчет стоимости, однопроводную схему, оптимальную компоновку шкафа и хранение всей необходимой информации.
| Автор: А. А. Гасс, С. Е. Герасимов Дата: 01.06.2004 Журнал Стройпрофиль 4-04 Рубрика: электротехническое оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |