Как да направите и реализирате малък проект за електрическа инсталация сами

В процеса на експлоатация на електрически инсталации или подобряване на работата на оборудването понякога е необходимо самостоятелно да се извършват малки монтажни и пуско -наладочни работи без участието на специализирани организации, които изпълняват проекти на тези електрически инсталации по поръчка с последващия им монтаж.

Преди да започнете тези работи, е необходимо да установите тяхната целесъобразност, след това ясно да формулирате задачата, да съберете първоначални данни, да определите обхвата на оборудването, устройствата, кабелните и окабеляващите продукти, монтажните материали и т.н., да помислите за местата за инсталиране на електрически устройства, свържете ги към електрическата мрежа и аварийните режими на работа, проблеми с електрическата безопасност, цена на работа.

Проектирането е творчески процес и не може да бъде строго регламентирано, но е необходимо да се вземат предвид редица ограничения и насоки, предвидени в различната нормативна и справочна литература и местните условия за изпълнение на проекта. Това е поредица от документи, които са основни и определят целия процес на проектиране, инсталиране и експлоатация на електрическо оборудване: Правила за електрическа инсталация (PUE), Строителни норми и правила (SNiP), Правила за техническа експлоатация (PTE), Правила за безопасност (PTB).

Самият дизайн се състои от няколко задължителни етапа. Първият е определяне и изготвяне на заданието. Постановката на проблема се извършва от работници на сродни служби — механици, технолози и др. Ако се отнася до подобряването на самата електрическа инсталация, тогава изявлението на проблема се извършва от електротехници. Задачата се съставя след внимателно разглеждане на ситуацията.

Колкото по -внимателно е обмислена задачата, толкова по -успешен е последващият дизайн и инсталация. Заданието трябва да отразява съществуващата ситуация, ситуацията, а също така да изготвя подробни скици, например инсталации, сгради. Задачата поставя конкретна задача, която отразява реална нужда: повишаване на производителността и безопасността на труда, спестяване на електроенергия, вода, гориво и т.н., подобряване на качеството на нивото, налягането, контрола на температурата, инсталиране на контролно и сигнално оборудване в някое помещение, като се използва определен вид оборудване и др.

Например, на фиг. 1 схематично показва водоснабдяването на технологичните възли в цеха. Има резервоар за постоянно налягане и вода за съхранение 1, разположен на покрива на сградата и оборудван с преливна тръба 2. Водата влиза в резервоара през захранващата тръба 3 от помпата 4. Нивото на водата в резервоара се следи от персонал на работилницата. Когато нивото на водата се доближи до горната граница, излишната вода изтича през тръба 2 в канализацията.

Ориз. 1. Система за водоснабдяване с технологична вода

Тази система има редица недостатъци. Тук има значително прекомерно потребление на вода, тъй като работещият персонал не винаги забелязва преливането на резервоара и изключването на помпата не винаги е изгодно, тъй като при постоянното потребление на вода от резервоара за технологични нужди, нивото пада и водата се губи.

Ако помпата не е изключена, така че да работи непрекъснато и водоснабдяването се регулира от вентил 5 на тръбопровод 4, дори и при този метод няма гаранция, че няма да има изтичане на вода поради непостоянството на водния поток от резервоара.Освен това има свръхразход на електроенергия и износване на постоянно работещата помпа 6.

Необходимо е да се постави общата задача на планираната работа:

• да се намали консумацията и прекомерната консумация на вода;

• намаляване на претоварването на мощността;

• намаляване на износването на помпата и нейния електродвигател;

• подобряване на условията на труд;

• да не отвличат вниманието на персонала, работниците от извършването на основната им работа;

• подобряване на качеството на водоснабдяването.

Както можете да видите, на тази проста водоснабдителна система можете да зададете редица ефективни цели, чието постигане значително ще подобри работата и икономичността на системата.

Събирането на първоначални данни показа, че монтираната помпа е оборудвана с електродвигател 4A80A2 с номинални данни: скорост на въртене 2850 об / мин, променливо напрежение 380 V, 50 Hz, 3.3 A, ефективност-0.81, cosφ = 0,85, Азn = 6,5; резервоар с вместимост 1,5 м3 (резервоарът не е заземен), захранващ 1 тръбопровод с диаметър 42 мм.

След етапите на определяне на проблема и събиране на първоначалните данни е необходимо да се анализират, очертаят желаната посока за решаване на проблема и да се вземе решение.

Проблемът може да бъде решен чрез инсталиране на регулатор на нивото на захранващата тръба в резервоара. Но такова решение не може да се счита за задоволително, тъй като, решавайки проблема с регулирането на нивото, ние изобщо не отговаряме на изискванията за спестяване на енергия и намаляване на износването на помпата.

Възможно е да се монтира контролен клапан на тръбопровода с електрически задвижващ механизъм, управляван от сензори за ниво в резервоара. Тук има недостатъци на предишния метод, както и повишена консумация на електрическо оборудване.

От обсъждането на тези опции очевидно следва: нивото в резервоара трябва да се контролира чрез включване на помпата, когато нивото на водата спадне, и, което е съвсем ясно, включването трябва да бъде автоматично.

След това е необходимо да се формулира задачата, т.е. определя обхвата на проекта. Когато проектирате, трябва:

1) разработват принципиална схема на захранването и защитата на електродвигателя;

2) разработване на схематична диаграма на автоматичното управление;

3) разработване на схематична диаграма на аларма;

4) изберете електрическо и контролно и сигнално оборудване;

5) изготвя планове и видове подреждане на електрическо оборудване и апаратура;

6) изгответе електрически схеми или, както те също се наричат, електрически схеми и връзки;

7) изберете кабелни и кабелни продукти и инсталационни продукти;

8) ако няма да е възможно да се използват стандартни методи за инсталиране на оборудване и полагане на електрически проводници, тогава се изготвят съответните скици;

9) поставете електрическо оборудване и оборудване за контрол и сигнализация на етажния план, използвайки символи;

10) изготвя план за производство на работа, въвеждане в експлоатация на електрическата инсталация;

11) направи оценка, т.е. определя цената на оборудването и, ако е необходимо, цената на монтажните работи.

Самият дизайн се състои в разработването на състава на техническите средства, чиято работа отговаря на всички точки от изискванията на заданието. Връзките (схемите) на тези средства трябва да осигуряват определените алгоритми за работата на електрическата инсталация с максимална ефективност и безопасност за персонала. Така че в този случай схемата на захранване беше незадоволителна, трябва да се преработи.

Нека покажем процеса на проектиране в горната последователност, номерирани параграфи.

1. За да управлявате електродвигателя, т.е. E. за преобразуване на електричество е необходим стартер, като който вземаме магнитен стартер от типа PME-122. Типът стартер зависи от номиналния ток на двигателя. При нашия ток от 3.3 A най -близкият номинален ток на стартера е 10 A, който се отразява от първата цифра в неговия тип.

Освен това, тъй като стартерът е инсталиран на закрито, той трябва да има защитен корпус-това е номер 2 в типа стартер (успоредно с това ще ви информираме, че 1 е стартер без корпус, 3 е защитен от прах, степента на защита е IP54).

Освен това електродвигателят трябва да има защита от претоварване и това се извършва с помощта на електрическо термично реле. Стартерът има такова реле, неговият тип е TRN-10. Наличието на термична защита в типа стартер се отразява от третата цифра, в този случай — 2 (1 — нереверсивен стартер без защита, 2 — необратим със защита, 3 — обратим без защита, 4 — обратим със защита) .

Избираме стандартния ток на термичното реле — 4 A, т.е. най -близкият по -голям от тока на двигателя. Тъй като релето има възможност да регулира работния ток в малки граници, ние поставяме в проекта индикация за стойността на такова регулиране в съответствие с тока на натоварване при нормална работа на електродвигателя.

В допълнение към този тип има и други предястия, например Серия PML с вградени електрически термични релета RTL. В нашия случай би било възможно да се използва стартер от марката PML-121002V, но той не отговаря на някои изисквания от страна на веригата за управление, които ще бъдат разгледани в параграф 3 от проекта.

Освен това захранващият тръбопровод на помпата също се нуждае от защита срещу токове на късо съединение, както и от устройство, което дава възможност при необходимост да се изключи стартера и електродвигателя от захранващата мрежа. Тези изисквания могат да бъдат изпълнени с прекъсвач, като напр тип AP50B-ZMкато го свържете последователно със стартера от страната на захранването.

Разработената схема, като правило, се изчертава на хартия (фиг. 2).

Ориз. 2. Схема на захранване на помпата

Тъй като защитата от претоварване се осигурява от стартера, прекъсвачът ще осигури защита срещу токове на късо съединение. Като се вземат предвид работният ток на двигателя и токът на термичното реле на стартера, номиналният ток на прекъсвача трябва да бъде най-малко 4-6 A, а за да се компенсира от тока на термичното реле, токът на изключване на освобождаването трябва да е с една или две стъпки по -високо.

Тъй като номиналният ток на прекъсвача AP50B -ZM е 50 A, той отговаря на необходимите изисквания, а работният ток на освобождаването на тока се взема по скала от стандартни стойности от -10 A.

2. Схематична диаграма за автоматично управление на помпата е разработена въз основа на типични и общоприети схеми.

Например, на фиг. 3, а показва диаграма на ръчно управление, извършено с помощта на бутоните «Старт» (отворен контакт) и «Стоп» (отворен контакт).

Ориз. 3. Проектиране на схемата за управление

При натискане на бутона «Старт» напрежението през затворения контакт на бутона «Стоп» се подава към бобината на стартера KM, който се задейства и затваря контактите си. Един от контактите е свързан паралелно с бутона «Старт», следователно, след освобождаването на този бутон, захранването на бобината ще бъде осигурено чрез този контакт, наречен спомагателен контакт.

За да изключите стартера, се натиска бутона «Стоп», чийто контакт се отваря и прекъсва захранващата верига на бобината, която освобождава контактите му.

За целите на автоматизацията е възможно да се свърже контактът от по -ниско ниво на сензора за ниво NU SL успоредно на бутона SB2 (Фиг. 3, б).

Когато водата достигне нивото на LP, сензорът ще включи стартера и помпата. В тази схема обаче няма автоматично изключване на помпата, когато нивото на водата се повиши над марката OU. Следователно е необходимо да се вмъкне вторият контакт на SL сензора в управляващата верига. Ясно е, че този контакт трябва да е отворен и тъй като действието му е подобно на бутона «Стоп», тогава го включваме последователно към такъв бутон (фиг. 3, в).

В тази схема ръчното и автоматичното управление се комбинират в общи електрически вериги. Това обаче е неудобно и такова дублиране не е рационално, поради което по правило такива вериги се разделят. Разделянето се извършва с превключвател. Съответната диаграма е показана на фиг. 3, d.

Въведеният превключвател SA има три позиции за превключване — ръчно управление (P), изключено (O) и автоматично управление (L). Позиция O е необходима за деактивиране на веригата по време на ремонти, аварии и други случаи, един от които е описан по -долу.

Горната схема се използва, когато има подходящ диапазон между контролираните параметри, в този случай нивото, например, 0,5-1 м. Тази схема избягва твърде често стартиране на помпата. Може да се използва и за други цели, например за регулиране на стайната температура.

Но в нашия случай нивото в резервоара трябва да се поддържа на едно ниво и посочената схема може да бъде опростена, тъй като в този случай тя ще бъде ненужно усложнена технически поради по -големия брой сензори. Този недостатък може да бъде избегнат, ако проектираната схема е обвързана с характеристиките на използваното оборудване.

Например, определена печалба може да бъде постигната с помощта на превключвател за ниво на поплавъка от типа RP-40. Релето съдържа в своя дизайн живачни превключватели, които се превключват с известно закъснение, поради времето на изливане на живак в контактното устройство. Това дава възможност да се постигне повреда на релето в малък диапазон, което е необходимо. В този случай той е 20-25 мм, което задоволява точността на поддържане на нивото в съответствие с технологичните изисквания на производството.

Ако използвате други датчици за ниво, например DPE или ERSU, те се задействат незабавно и за да се предотврати честото пускане на помпата, би било необходимо да се въведе реле за време в управляващата верига, за да се забави реакцията и това вече е усложнение на веригата. Следователно, умелият подбор на оборудване позволява решаването на много проблеми още на етапа на проектиране.

Диаграмата с поплавъчното реле RP-40 е показана на фиг. 3, д. Тук е необходимо да се обясни промяната в позициите на превключване на SA превключвателя. Факт е, че подходящ превключвател от типа PKP10-48-2, приет за монтаж, има контактните затваряния, показани на фиг. 3, д и не е същото, което първоначално беше прието при разработването на веригата на фиг. 3, г. Но и двете схеми за затваряне на контакти на превключватели са функционално еквивалентни.

След това трябва да осигурите алармена верига. В този случай аварийна ситуация е повреда на помпата, когато нивото на водата в резервоара падне под допустимото ниво. Получаваме звуковата сигнализация чрез повикване, например от тип ZP-220.

Тъй като трябва да реагира на намаляване на нивото, т.е. за затваряне на контакта на SL сензора, както и контакта на KM стартера, схемата тук ще бъде най -простата и ще се състои от последователно свързани контакти на сензора и отворения контакт на KM стартера. Сега всички разработени схеми могат да бъдат обобщени в един чертеж (фиг. 4), който представлява схематична електрическа схема на електрическото оборудване и автоматично управление на помпата на водоснабдителната система.

Ориз. 4. Схема на захранване и управление на помпата

Всички схеми в диаграмата между контакти и устройства са маркирани с номера 1,3, 5 и т.н. Диаграмата показва, че тя използва спомагателни контакти на стартера KM — една марка и една прекъсване. Но тъй като стартерите от серията PML до 10 A имат само един такъв контакт — затваряне или отваряне, и е непрактично да се въведе междинно реле в управляващата верига поради неговото усложнение, в този случай стартер с голям брой спомагателни контактите трябва да бъдат приети за монтаж и за тази цел е подходящ стартерът от серията PME, който беше избран по -рано. Могат да се използват и други стартери с необходимия дизайн. Бутонът SB може да бъде приет като PKE 722-2UZ.

3. Третият етап на проектиране не е отделен в отделен поради своята простота и единство на веригата с управляващата верига.

4. Изборът на електрическо оборудване върху разработената верига, както беше показано, може да се извърши вече в процеса на разработване на схеми, което позволява най -пълно използване на тяхната функционалност и разработването на прости и икономични схеми, които се възползват максимално от всички възможности на оборудването.

Възможен е и друг вариант: изборът на оборудване според готови схеми. Но този подход понякога води до технически усложнения, например до увеличаване на броя на междинните релета поради преразход на контакти във вериги в чисто теоретичен дизайн. От това следва, че преди да се пристъпи към проектирането, е необходимо внимателно да се проучат характеристиките, дизайна и възможностите на електрическото оборудване. Това е необходимо при проектирането на по -сложни схеми, когато не е възможно в процеса на проектиране паралелно и интуитивно да се очертаят конкретни видове електрическо оборудване.

5. Освен това, въз основа на конкретното местоположение и местоположението на технологичното оборудване, се изготвят пътища за достъп до него и местата на предложеното местоположение на електрическо оборудване, планове и видове разположение на електрическо оборудване и оборудване.

В този случай планът би бил изключително прост и не носи максимална информация. Поради това е по -целесъобразно да се очертае челен изглед на стената на помещението в близост до помпата, където се намира всичко проектирано, се изобразяват помощни инсталационни продукти, например разпределителни кутии, както и маршрути за електрическо окабеляване (фиг. 5) . Поплавъчно реле RP-40 е монтирано на резервоара (фиг. 5).

Ориз. 5. Инсталационна схема

6. Схемите на връзки и връзки носят информация от чисто практическо естество за това как и с какво окабеляване да се свържат скоби на електрическо оборудване. Те са съставени въз основа на схематични схеми и в процеса на реално окабеляване на място се използват като основен документ, а схематичните диаграми действат в този момент като справочни и се използват, когато възникнат неясноти. Всички схеми, взети заедно, след това служат като оперативна документация.

Диаграмата за нашия пример е показана на фиг. 6. Тук са показани електрически схеми на всички проектирани електрически устройства и скоби за свързване на външни проводници. В съответствие с електрическата схема на фиг. 4, скобите на тези устройства са свързани. В процеса на свързване се разкриват най -кратките пътища за полагане на електрически проводници, необходимостта от разтягане и разпределителни кутии.

Ориз. 6. Схема на свързване на електрическо оборудване

На фиг. 6, необходимостта от съединителна кутия възникна във връзка с необходимостта от между-хардуерни връзки, тъй като кабелните връзки трябва да се извършват под болтовите скоби. Това се дължи на факта, че ще се използват алуминиеви проводници, чието запояване е трудно и дори невъзможно за малки напречни сечения, а освен това, болтовите връзки се правят бързо и позволяват различни повторни връзки в бъдеще за проверки и поддръжка.

Тъй като за връзките бяха необходими седем скоби, за монтаж се приема съединителна кутия тип KSK-8 с осем прахоустойчиви двустранни скоби (степен на защита IP44). В края на проектирането на връзките между устройствата се идентифицират кабелни линии, които съдържат необходимия брой жила.

В този случай е необходимо да се вземат предвид някои други изисквания. Например, както вече споменахме, резервоарът за вода не е заземен. Сега обаче, във връзка с инсталирането на електрически апарат върху него — релето RP -40, резервоарът трябва да бъде заземен в съответствие с изискванията за електрическа безопасност.

Заземяването може да се извърши със специален заземяващ проводник, изработен от кръгла стомана с диаметър 6 mm, свързан към веригата за заземяване на работилницата.

Възможен е и друг начин — тъй като релето RP -40 не консумира електричество и е управляващо устройство, за да го заземите, можете да използвате заземяващия контур на източника на захранване (трансформаторна подстанция), а проводникът тук ще бъде неутралният проводник на електрическата мрежа и земята вече ще бъде изчезващ — също ефективна мярка за защита срещу токов удар.За да направите това, в окабеляването между кутията XT и релето SL предоставяме трети проводник, от една страна свързан към нула, а от друга — към тялото на релето.

7. В края на съставянето на диаграми се избират конкретни видове окабеляване — марки проводници и кабели, методи за тяхното полагане, дължините се измерват на етажния план или в натура и всичко това се прилага към чертежа. Напречното сечение се избира според PUE за дългосрочно допустимия ток на натоварване, пропускателната способност на кабела трябва да бъде по-висока от тока на натоварване, в този случай повече от тока на двигателя.

От стартера до електродвигателя окабеляването трябва да бъде защитено от механични повреди, които обикновено се извършват с електрически заварена стоманена тръба с дебелина на стената най-малко 2 мм.

Стоманена тръба, като правило, се полага по стените на места, подложени на механични натоварвания и повреди, а на всички други места, както и в бетонния под, както в нашия пример, се използват пластмасови тръби със съответния диаметър. За малки разстояния е допустимо да се използва единично парче стоманена тръба.

Електрическото окабеляване от стартера до кутията XT се извършва с проводници в метален маркуч, положен по протежение на стената със закрепване със скоби. Окабеляването към бутона и превключвателя се извършва по същия начин. Можете да поставите кабел към разговора.

Що се отнася до електрическото окабеляване към сензора за ниво на резервоара, тук определено приемаме проводници в стоманени тръби, тъй като това е изискване за електрическо окабеляване, поставено на тавана за целите на пожарната безопасност, тъй като резервоарът се намира на тавана на работилницата .

8. Окабеляването в работилницата се полага по прости маршрути и без никакви конструктивни особености, поради което не се изискват специални чертежи.

9. Съставянето на типа на разполагане на електрическо оборудване вече е извършено по -рано и планът в този случай би бил най -простият, поради което не се нуждае от специален чертеж. Разположенията на електрическо оборудване и окабеляване, посочващи местата и методите на инсталиране, са предназначени за по -голям брой оборудване — както е показано в следния пример за проектиране.

10. Планът за производство на работа и въвеждане в експлоатация на електрическата инсталация трябва най -малко да определи последователността на работа, например да определи времето на работа без да се засяга цехът, броят на електротехниците, процесът на настройка на схема за управление, тестване на инсталираната електрическа инсталация, пробна експлоатация, предаване на работниците в цеха и др.

11. Преди да се изготви разчет, е необходимо да се изготви спецификация на електрическото оборудване и материали. Завършеният проект подлежи на одобрение.