Щит переменного тока или щит собственных нужд (ЩСН) предназначен для распределения электрической энергии на несколько линий, питающих потребителей собственных нужд подстанции.
К собственным нуждам подстанции относится: обогрев помещений, приводов выключателей, освещение помещений, уличное освещение, бытовые розетки, розетки в мастерской, станки, устройства, расположенные в мастерской, зарядные устройства аккумуляторной батареи, приточно-вытяжная вентиляция помещений, дистиллятор (для приготовления дистиллированной воды для аккумуляторной батареи), обдув, насосы систем охлаждения и устройства РПН силовых трансформаторов, питание цепей переменного тока устройств релейной защиты, автоматики и управления оборудованием распределительных устройств подстанции. Кроме того, щит переменного тока осуществляет питание потребителей 0,4 кВ, находящихся в непосредственной близости к подстанции. Например, электрическая распределительная подстанция, которая находится на территории промышленного предприятия, осуществляет электроснабжение высоковольтного оборудования напряжением 6 кВ, а также оборудования напряжением 0,4 кВ, в том числе и для собственных нужд предприятия.
Для обеспечения высокой надежности электроснабжения потребителей, щит переменного тока имеет два независимых источников питания – трансформаторов собственных нужд. Если распределительный щит не осуществляет питание потребителей 0,4 кВ, а питает только собственные нужды, то понижающие трансформаторы выбираются сравнительно небольшой мощностью, как правило, до 250 кВА. В том случае если щит переменного тока осуществляет питание посторонних потребителей 0,4 кВ, то трансформаторы, питающие данный щит, выбираются большей мощностью, в зависимости от мощности потребителей (например, 630 кВА). Существуют также щиты переменного тока, которые имеют три секции и соответственно три независимых источника питания.
Основная задача щита переменного тока – распределение электрической энергии на несколько линий, а также защита данных линий от повреждения в результате возникновения аварийных режимов работы. Номинальное напряжение на сборных шинах щита переменного тока 220/380 В. На вводах в распределительный щит устанавливаются автоматические выключатели, которые служат для защиты питающих трансформаторов от перегрузки и коротких замыканий в сети переменного тока. Кроме того, данные автоматические выключатели резервируют автоматические выключатели, установленные на отходящих линиях.
Как правило, в щите переменного тока предусматривается секционный
автоматический выключатель. Если возникает необходимость обеспечить бесперебойное снабжение того или иного потребителя, то на секционном автоматическом выключателе предусматривается устройство автоматического включения резерва. Данное устройство включает секционный выключатель в случае обесточения одной из секций щита переменного тока. При этом данное устройство проверяет наличие напряжения на другой секции щита переменного тока, а также контролирует отсутствие повреждений на обесточенной секции, в частности возникновения замыкания на «землю». В щите переменного тока предусматривается защита от замыканий на землю, которая может работать, как на сигнал, так и на отключение участка, на котором возникло замыкание на «землю».
На внешней стороне щита переменного тока устанавливаются различные вспомогательные устройства. Во-первых, это измерительные приборы. На каждой секции устанавливаются вольтметры, предназначенные для пофазного контроля напряжения на шинах. Также устанавливаются амперметры, которые показывают ток нагрузки. Если щит переменного тока питает только собственные нужды подстанции, то амперметры устанавливаются только на вводах каждой из секций. В том случае, если распределительный щит питает других потребителей (промышленных, жилых), то для возможности осуществления контроля нагрузки амперметры устанавливаются на каждой из отходящих линий.
Для обеспечения индикации положения коммутационных аппаратов (автоматических выключателей, рубильников) устанавливают сигнальные лампы, которые указывают текущее положение коммутационных аппаратов. Данная функция обеспечивается при помощи блок-контактов, которые устанавливаются в паре с автоматическими выключателями и рубильниками, расположенными в щите переменного тока.
Кроме того, благодаря использованию блок-контактов есть возможность реализации оповещения персонала (световая и звуковая сигнализация) в случае автоматического отключения одного из электрических аппаратов или при возникновении того или иного аварийного режима в сети переменного тока.
Помимо вышеприведенных электрических аппаратов и вспомогательных элементов, в щите переменного тока устанавливаются
приборы учета потребляемой электрической энергии. Электросчетчики устанавливают на вводах в распределительный щит, а также на отходящих линиях потребителей при необходимости учета отпускаемой электрической энергии.
В зависимости от типа щита переменного тока, в нем может быть предусмотрены различные защитные устройства. Помимо защиты от замыкания на «землю», может быть установлена защита от перенапряжений, защита минимального напряжения, возможность запитки от генератора в случае полной потери напряжения на щите переменного тока.