Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Как сделать проект небольшой электроустановки

Анализ принципиальной схемы - Как сделать проект небольшой электроустановки

Оглавление
Как сделать проект небольшой электроустановки
Общие сведения о проектировании
Особенности выполнения проектов
Задание на новую работу
Предварительный вариант принципиальной схемы
Выбор электродвигателя и аппаратуры
Корректирование принципиальной схемы
Анализ принципиальной схемы
Сравнение схем
Краткие выводы по схемам
Типы изделий
Назначение рабочих чертежей
Распределение элементов схемы по узлам
Рабочие чертежи узлов
Схемы внешних соединений
Выбор проводов, кабелей
Организация работы
Освещение технического кабинета
Документы для финансирования
Послесловие
Директивные материалы
Степени защиты и категории размещения электрооборудования
Список литературы и сноски

Итак, принципиальная схема, составленная по условиям действия, подверглась корректированию исходя из возможностей и особенностей выбранной аппаратуры и с учетом монтажных соображений. Не исключено, однако, что, внеся полезные изменения в одни узлы, проектировщик ухудшил условия работы других и даже сделал их неработоспособными и, может быть, опасными. Наконец, при перечерчивании схемы и уточнении позиционных обозначений элементов (см. ниже в этом же параграфе) тоже могли вкрасться ошибки. Следовательно, схему нужно проверить, как говорят, проанализировать, чтобы устранить обнаруженные в ней недостатки.
Анализ схемы — дело очень сложное, кропотливое, требующее большого внимания. И хотя изложение и иллюстрация всего комплекса вопросов, составляющих содержание анализа, выходят за пределы задач этой книги, основные его приемы, необходимые во всех без исключения случаях, можно показать, воспользовавшись схемами рис. 7,6 и 8. Но прежде сформулируем основные задачи анализа, чтобы в общих чертах представить себе содержание предстоящего дела, затем выполним подготовительную работу.
Основные задачи анализа схем в общем случае сводятся к тому, чтобы проверить:
а)        выполняются ли необходимые условия действия;
б)        сможет ли схема начать работать при первом включении электропитания после окончания монтажа и наладки, как поведет себя при перерыве питания и сможет ли после его восстановления правильно продолжить работу;
в)        обеспечивается ли возникновение сигнала, обращающего внимание персонала на потерю схемой работоспособности как из-за неисправности технологического оборудования, так и при неполадках в самой схеме;

г)         правильно ли секционировано питание;

д)        может ли новая схема работать совместно с остальными электрическими устройствами;
е)        обеспечивается ли защита от токов к. з.;
ж)        обеспечивается ли защита от перегрузки;
з)         как поведет себя схема при перегорании предохранителей;
и)        не повлечет ли за собой заземление (нарушение изоляции относительно земли) опасных последствий;
к) нет ли ложных цепей, т.е. таких цепей, которые возникают помимо нашей воли;
л) обеспечивается ли безопасность обслуживающего персонала;
м) обеспечивается ли безопасность оборудования — защищено ли оно от перегрева, пробоя изоляции, вредного влияния среды и т. п.;
н) нет ли в схеме таких обязательных элементов, неисправность которых не может быть своевременно обнаружена в процессе ее работы. Если такие элементы есть (обычно это защита, сигнализация и блокировки безопасности), то нужно обусловить обязательность периодической проверки их действия;
о) верно ли выбран режим работы оборудования, проводов и кабелей;
п) правильно ли согласованы времена совместно действующих аппаратов.
Есть и другие задачи, но они относятся главным образом к анализу сложных схем.
Как уже отмечалось, анализу схемы должна предшествовать подготовительная работа, которая состоит в следующем. Нужно выяснить положение контактов (замкнут, разомкнут) реле уровня в характерных режимах: бак пуст, заполняется, заполнен до предела, опорожняется. Затем следует решить, какому из перечисленных режимов должно соответствовать изображение контактов на схеме, и на этом основании уточнить схему. Наконец, необходимо сформулировать условия построения диаграммы взаимодействия, которая служит для иллюстрации работы схемы во времени (подробнее см. ниже).
Как переключаются контакты реле уровня. На рис. 9, а показаны контуры бака и даны отметки уровней: верхнего ВУ, нижнего НУ и нижнего аварийного НАУ. Там же схематически изображены реле уровня У и А У, каждое в двух положениях: 1 и III — поплавок опущен до уровня, при котором происходит переключение контактов; II—IV— поплавок всплыл и достиг уровня, при котором контакты вновь переключились.

Схема настройки поплавковых реле РМ-51
Рис. 9. Схема настройки поплавковых реле уровня типа РМ-51.

В положении I для реле уровня У (III для реле А У) поплавок 1 находится на отметке НУ (НАУ). В таком же положении он будет и при пустом баке — повиснет на тросе 3. Упорная втулка 9 давит на рычаг 5 с коромыслом, в результате чего контакт б замкнут, а контакт 7 разомкнут. На рис. 9 контакты показаны отдельно в большем масштабе и расположены один над другим.
При заполнении бака поплавок всплывает, а противовес 2, связанный с поплавком тросом, перекинутым через блок 4, опускается. При опускании противовеса упорная втулка 9 отходит от рычага 5, но контакты остаются в том же положении: контакт б замкнут, контакт 7 разомкнут. Наконец, поплавок, всплывая, достигает отметки ВУ — положение II для реле У (или НУ для реле АУ, положение IV). Упорная втулка 8 надавливает на рычаг 5 и переводит его в положение, при котором контакт 6 размыкается, а контакт 7 замыкается.
При опорожнении бака поплавок опускается, упорная втулка 8 перестает давить на рычаг 5, но контакты остаются в том же положении: контакт б разомкнут, контакт 7 замкнут. Так будет до тех пор, пока втулка 9 снова не надавит на рычаг 5, в результате чего произойдет обратное переключение контактов: контакт б замкнется, контакт 7 разомкнётся. Таким образом, в интервале настройки (между отметками НУ и ВУ для реле У или между отметками НАУ и НУ для реле А У) контакт 6 может быть как замкнут (при этом контакт 7 разомкнут), так и разомкнут (при этом контакт 7 замкнут). Все зависит от того, какой происходит процесс: заполнение бака или его опорожнение. Именно из-за этой неопределенности на с. 36 подчеркнуто, что в отношении контактов поплавковых реле и аналогичных приборов технологического контроля, а также концевых выключателей задвижек и тому подобных механизмов термины «замыкающий» и «размыкающий» условны. Поэтому на чертежах необходимо указывать, для какого режима принято изображение контактов, а при рассмотрении схемы руководствоваться диаграммой переключений. Для нашего случая диаграмма переключений (не следует путать ее с временной диаграммой взаимодействия, рассмотренной на рис. 11) приведена на рис. 9,6.
В верхней части рис. 9,6 показаны заполнение (участки О—в) и опорожнение бака (участки в—О) и даны отметки уровней: Дно — бак пуст, НАУ, НУ, ВУ. В середине показано положение контактов реле У, внизу — положение контактов реле А У. Площадка над или под осью говорит о том, что контакт замкнут.
Какому же режиму должно соответствовать изображение контактов на схеме? Ответить на этот вопрос можно двояко. Исходным можно считать либо уровень ВУ и выше для реле У (ЯУ и выше для реле АУ), либо НУ (НАУ) и ниже. Промежуточный уровень исходным быть не может, так как при промежуточном уровне контакт либо замкнут (участок 6—в для контакта 6 реле У), либо разомкнут (участок в—г). Правильно же за исходное принять положение, при котором установка еще не работает, т.е. когда бак пуст. При этом (рис. 9,6) контакт 6 замкнут и, следовательно, его надо изображать как размыкающий (но не как замыкающий!), а контакт 7 разомкнут. Значит, его надо изображать как замыкающий (но не как размыкающий!).
На первый взгляд безразлично, какое положение принять за исходное, поскольку оно обязательно будет указано на схеме. Но такой взгляд ошибочен. Дело в том, что анализ схемы надо во всех без исключения случаях начинать не с середины (не с рабочего режима), а с начала, т. е. когда установка еще не работает и питание на нее еще не подано. Такой подход к анализу дает возможность ответить на очень важные вопросы: а) сможет ли установка начать работу, как только на цепи управления будет подано питание (т. е. начнет ли пустой бак заполняться); б) правильно ли отразит сигнализация существующее положение еще до подачи питания на цепи управления. В нашем случае — будет ли аварийный сигнал, если бак пуст? Но если начинать надо с исходного положения, то и изображение контактов должно ему соответствовать.
Иными словами, нужно изображать контакты реле уровня в предположении, что бак пуст, а контакты магнитных пускателей, выключателей и других двухпозиционных аппаратов — в предположении, что питание на схему еще не подано, а также что отсутствуют механические воздействия на такие аппараты, как рубильники, кнопки и т. п. При соблюдении этих условий замыкающие контакты, пока еше разомкнутые, изображают разомкнутыми, а замыкающие контакты, пока еще замкнутые,— замкнутыми. Одним словом, на схеме все показано так, как есть в исходном положении, а это при анализе очень удобно.
Положение контактов при подаче питания может, конечно, измениться. Оно обязательно станет изменяться, когда схема будет работать, но показать эти изменения на схеме невозможно: она фиксирует только какое-то одно положение.
Чтобы отразить динамику работы, т. е. показать, что происходит с течением времени, схему дополняют диаграммой взаимодействия. Однако, прежде чем ее строить, следует внести в схему те уточнения, для которых на этом этапе работы есть достаточно оснований. Если же строить диаграмму на основании неуточненной схемы, не исключено, что диаграмму придется существенно изменять, а это лишний труд и, самое главное, может привести к ошибкам.
Уточнение схемы. Будем исходить из того, что при пустом баке, как только на цепи управления подадут питание, должен включиться магнитный пускатель и включить электродвигатель насоса. Другого варианта быть не может. Значит, в цепь реле У J должен быть включен размыкающий контакт реле У — контакт б (рис. 9), который при пустом баке замкнут. Изобразим его на рис. 10, а в цепи 32—33 (см. стрелку 1). Когда же бак заполнится до отметки ВУ, контакт разомкнётся, насос остановится.
Согласно ГОСТ 2.755-74 изображения контактов на схеме можно располагать как угодно (в отличие от требований ранее действовавшего ГОСТ 2.725-69, который устанавливал строгие правила ориентации изображений). На этом основании на рис. 10 и ниже условное обозначение поплавка расположено над контактами, что более наглядно, так как отражает работу поплавкового реле. Действительно, как выяснилось при рассмотрении рис. 9, если поплавок всплывает, то контакт реле У в цепи 32— 33 размыкается, а контакт реле А У в цепи 44—51 замыкается. Другое расположение изображений, например боком, не было бы ошибкой, но оно в данном случае менее удобно.
Примем, далее, безусловное положение, что в любом случае, если бак пуст, на это должен указывать аварийный сигнал, т. е. должна гореть лампа Л А (см. рис. 7,6). Она должна также гореть при неполадках в схеме (нарушение питания цепей электродвигателя или управления, неисправность в контролирующей цепи — обрыв катушки реле АУ1, незамыкание контакта АУ). Совершенно ясно, что при любой из перечисленных неисправностей реле АУ1 будет отпущено (реле не может быть притянуто, если оно неисправно или лишено питания). А так как при отпущенном реле лампа ЛА должна гореть, в ее цепь нужно ввести размыкающий (но не замыкающий!) контакт реле АУ1. Внесем уточнение в схему на рис. 10,6 (см. стрелку 2).
Сделаем еще один шаг — включим реле АУ1 через такой контакт реле АУ, который при пустом баке разомкнут, а именно через контакт 7 (см. рис. 9). При таком включении лампа Л А будет гореть как при пустом баке, так и при неисправности в схеме, что и требуется. Внесем уточнение в цепь 44—51 на рис. 10,« (см. стрелку 3).
И, наконец, в цепь 4—5 (см. рис. 7,6) нужно ввести не контакт реле У/, а вспомогательный контакт магнитного пускателя МП, что и сделано на рис. 10,6 (см. стрелку 4). Это уточнение вызвано тем, что замкнутое положение контакта реле У1 свидетельствует лишь о том, что вода заполняет бак между отметками НУ и ВУ независимо от того, включен насос или он отключен. А лампа ЛИ должна гореть, когда насос включен, на что (хоть и косвенно) указывает положение магнитного пускателя. Поэтому лампу следует включить через вспомогательный контакт магнитного пускателя.
Других оснований для изменения схемы пока нет. Поэтому остальные цепи просто перенесены на рис. 10 с рис. 7,6 и 8. Придется ли еще что-нибудь изменять — покажет дальнейший анализ схемы.
Диаграмма взаимодействия строится следующим образом (рис. 11). Верхняя ее часть относится к баку и содержит четыре горизонтальные линии, соответствующие уровням: Дно (бак пуст), НАУ, НУ и ВУ. Средняя часть отражает работу элементов схемы управления (см. рис. 10, а): реле У, У1, магнитного пускателя МП и электродвигателя насоса М. В нижней части линии предназначены для элементов схемы сигнализации (см. рис. 10,6): реле АУ, АУ1, ламп ЛИ и ЛА, звонка Зв и кнопки К. По горизонтали отложено время (без масштаба), возрастающее слева направо.
При построении диаграммы приняты следующие условности: а) площадь над линиями поплавковых реле У и АУ показывает, что контакт б (см. рис. 9) замкнут; площадь под линиями У и АУ — контакт 7 замкнут; б) площади над линиями электромагнитных аппаратов У1, АУ1 и МП и электродвигателя М указывают, что У1, АУ1 и МП притянуты, а М — работает. Но, так как аппарат требует некоторого времени на срабатывание и отпускание, а электродвигатель на разгон и остановку, работу У1, АУ1, МП и М изображают не прямоугольниками, а трапециями, наклонные стороны которых характеризуют процессы срабатывания (разгона) и отпускания (остановки); в) площади над линиями ламп Л А, ЛИ, кнопки К и звонка Зв показывают: лампа включена, кнопка нажата, звонок звонит; г) для облегчения описания точки на диаграмме перенумерованы. Линии со стрелками указывают как последовательность переключений, так и «направление процесса» — от точки в начале линии к стрелке.
Не следует отождествлять диаграмму взаимодействия с циклограммой — это не разные названия одного и того же. Циклограммы широко применяются в дополнение к схемам управления станками, а также для пояснения режимов работы технологического оборудования. Одной схеме соответствует несколько циклограмм, по числу рассматриваемых режимов, причем одни и те же элементы, если они участвуют в нескольких режимах, изображают на нескольких циклограммах. Каждая из них может отразить, как и схема, только одно какое-либо установившееся положение.

В отличие от комплекта циклограмм одна диаграмма взаимодействия показывает динамику работы схемы во всех режимах, нужных для анализа. Диаграммы были созданы в связи разработкой устройств телемеханики, содержащих много взаимодействующих во времени элементов. В настоящее время с применяют для пояснения работы многих устройств электопривода благодаря простоте строения и наглядности.

схема управления электродвигателем насоса и сигнализации
Окончательная схема управления электродвигателем насоса и сигнализации

Рис. 10. Окончательная схема управления электродвигателем насоса и сигнализации, на основании которой будут разрабатываться рабочие чертежи (см. § 11 — 13).

Стрелки / 4 указывают участки схемы, в которые внесены уточнения. Ошибки, обнаруженные при анализе схемы, отмечены римскими цифрами.
Нажимаем кнопку К (точка , чтобы отключить звонок (2).

Временная диаграмма взаимодействия
Рис. 11. Временная диаграмма взаимодействия к схеме по рис. 10.
1 — исходное положение; II — первое включение и автоматическое регулирование уровня в заданных пределах; III — кратковременный перерыв питания; IV — аварийное снижение уровня.

Включаем рубильник Р8(3), подавая этим действием питание на цепи электродвигателя и управления. Срабатывает реле У1 (4), включает магнитный пускатель МП (5), электродвигатель начинает работать (7): уровень в баке начинает повышаться (8). При включении МП (5) его вспомогательный контакт включает лампу ЛИ (6).
Уровень, повышаясь, достигает отметки НАУ (9), но при этом ничего не изменяется, так как контакты реле уровня не изменяют положения (см. рис. 9). На отметке НУ (10) переключаются контакты реле АУ (11), срабатывает реле АУ1 (12) и отключает лампу ЛA (13). На отметке ВУ (14) переключаются контакты реле У (15), отключают реле У/ (16), отпускает МП (17), электродвигатель М останавливается (19): повышение уровня прекращается (20). При отключении МП (17) гаснет лампа ЛН (18).
Насос не работает, но водоразбор продолжается, поэтому уровень начинает снижаться. На отметке ВУ (21) ничего не изменяется. На отметке 22 переключаются контакты реле У (23), срабатывает реле У1 (24), включаются магнитный пускатель (25), лампа ЛН (26) и электродвигатель (27): уровень начинает повышаться (28), так и не снизившись до аварийного значения (отметка НАУ). Далее все повторяется в той же последовательности, поэтому нумерация точек 10—21 повторена.
Приступая к построению диаграммы, мы предполагали, что в схеме содержатся цепи, удовлетворяющие всем условиям действия. Действительно, электродвигатель включается и отключается в зависимости от уровня, так как в его цепях есть контакты магнитного пускателя, а катушка последнего включается и отключается контактом повторителя реле уровня У/. Но, проверяя эти цепи по схеме (см. рис. 10, я), обнаруживаем ошибку (отмечена цифрой /), которая состоит в том, что катушка магнитного пускателя включена после его контакта. Это значит, что схема не сможет работать: ток в катушку магнитного пускателя не пройдет, пока не будут замкнуты его контакты, а они не замкнутся до тех пор, пока катушка не будет включена. Ошибка исправлена (черная линия),
В схеме сигнализации (см. рис. 10, б) лампа ЛН включается и отключается в зависимости от включения и отключения магнитного пускателя. Лампа Л А и звонок Зв включаются при нижнем аварийном уровне в баке.
Обращаясь к диаграмме (рис. 11) видим, что в исходном положении — пока бак пуст — об этом сигнализирует аварийная лампа ЛА независимо от того, есть питание на цепях управления или нет. Это хорошо. Звонит звонок. Его отключают кнопкой К, а лампа ЛА продолжает гореть. Лампа ЛН не горит, правильно отражая положение тока отключенного магнитного пускателя.
Когда на схему подано питание (точка 3), происходят переключения, в результате которых насос включается и накачивает воду в бак. Пока насос включен, горит лампа ЛН.
Когда уровень достигает отметки НУ {-10), гаснет лампа Л А (13), что совершенно правильно, так как уровень повысился и перестал быть аварийным.
Когда уровень достигает отметки ВУ (14), насос отключается (19), гаснет лампа ЛН (18), уровень начинает снижаться (20) и снижается до отметки НУ (22). Затем насос вновь включается (27): уровень в баке начинает повышаться (28). Далее все повторяется: уровень в заданных пределах НУ—ВУ поддерживается автоматически, не снижаясь до аварийного значения. Одним словом, до начала работы схемы (участок диаграммы левее линии 0—0), при первом включении (участок, начиная от точки 5) и в нормальном режиме (участки 10—20—28—20 и т. д.) все происходит так, как требуется.
Рассмотрим теперь ненормальный режим — кратковременный перерыв питания, например снятие напряжения с шин а, е, с (см. рис. 10, а).
Первый случай — насос работал, напряжение снималось, но так кратковременно, что уровень существенно снизиться не успел, во всяком случае не достиг отметки НАУ, чему соответствует участок диаграммы между точками 29 и 40. Напряжение снято (29), отпустили У1 (30), МП (31) и АУ1 (35), насос остановился (32), погасла лампа ЛН (34), включились лампа ЛА (36) и звонок (37), заполнение бака прекратилось (33). Звонок отключили (39) кнопкой К (38).
Спустя некоторое время напряжение вновь подано (40). Включились У1 (41), МП (42), насос (43), лампа ЛН (44) и А У1 (45), погасла лампа ЛА (46). Снова началось заполнение бака (47). Иными словами, восстановилась нормальная работа.
Второй улучай. Те же условия, но питание подано спустя время, за которое бак успел опорожниться. Неисправность не останется незамеченной, так как при исчезновении питания сейчас же включаются аварийная лампа Л А и звонок. Лампа будет гореть, пока уровень не достигнет отметки НУ (что соответствует левой части диаграммы от ее начала до точки 13).
Третий случай. Бак опорожнялся. В это время снято питание с шин а, е, с. До тех пор, пока уровень не достигнет отметки НУ, ничего не изменится. На отметке НУ переключаются контакты реле У, но это ничего не изменит, так как схема лишена питания. Однако неисправность будет замечена благодаря тому, что реле ЛУ1, лишившись питания, отпустит и включит лампу JTA и через реле РИС-ЗМ звонок.
Допустим, наконец, что питания лишилась схема сигнализации (см. рис. 10,6). Значит ли это, что установка осталась бесконтрольной? Нет, не значит, так как в схему введено реле контроля наличия напряжения РКП, непосредственно присоединенное к магистрали сигнализации (цепь 46—53). При исчезновении в ней напряжения реле РКН отпускает и включает звуковой и световой сигналы (сирену и лампу), которые получают питание от другой магистрали. Реле РКН, сирена С и лампа ЛKH являются непременными элементами существующей схемы сигнализации; они показаны в нижней части рис. 10,6, цепи 55-48 и 50.
Правая часть диаграммы иллюстрирует, что происходит, если уровень, понижаясь, достигает отметки НАУ. Это может произойти по ряду причин: нарушено питание, не1 включилось реле У], не включился магнитный пускатель, из-за перегрузки сработало тепловое реле РТ и отключило магнитный пускатель, плохо работает насос и т. д. В любом случае уровень снижается. На отметке НАУ (48) переключаются контакты реле А У (49), отключают реле АУ1 (50), которое включает лампу ЛA (51) и звонок (52). Звонок отключают кнопкой (53).
Подведем итоги. В начале параграфа были сформулированы основные задачи анализа схем. Настало время ответить, решаются ли они схемой.
а)        Необходимые условия действия выполняются.


*Смотри пояснение на с. 20.

**При к. з. на стороне вторичной обмотки трансформатора ток к. з. будет через него проходить. Предохранители П8 ток к. з. не отключат. При отсутствии предохранителей П4 трансформатор сгорит.
Если коммутационная способность задана в единицах мощности, то размыкаемый ток определяется делением значения мощности на напряжение цепи, в которой используют контакты. В нашем случае при 380 В ток 500 В А:380 В = 1,3 А, при 220 В 500 В А:220 В = = 2,2 А, при 127 В 500 В А:127 В = 3,9 А. Ток, однако, не должен быть больше 5 А, а напряжение не должно превышать 380 В.

б)        Схема начинает работать при первом включении. Ничего опасного при перерыве питания не происходит. После восстановления питания продолжается нормальная работа.
в)        При потере схемой работоспособности по любой причине включаются аварийные сигналы: лампа, звонок или сирена.
г)         Питание секционировано правильно: контролирующие элементы получают питание независимо от контролируемых. В нашем случае цепи управления, сигнализации, а также контроля напряжения в сигнальных цепях питаются независимо друг от друга.
д)        Новая схема может работать совместно с остальными электрическими устройствами благодаря тому, что она присоединена к существующим щиту 380 В и схеме сигнализации по той же системе, которая в них принята.
е)        Обеспечивается защита от токов к. з. Докажем это. В сетях 380 В согласно ПУЭ нейтраль (нулевая точка трансформатора) глухо заземляется. Следовательно, соединение провода любой фазы с «землей» приводит к к. з., и поэтому в каждой фазе должен быть предохранитель. На схеме рис. 10,<7 так и сделано. Как объяснено в § 6 предохранители П8 и П4 защищают от токов к. з. цепи управления, а предохранитель 775 (см. рис. 10, б) — цепи сигнализации.
Особый случай представляет защита от токов к. з. нагревательных элементов теплового реле. В нашем случае их защищают предохранители П8, как доказано расчетом, который приведен выше в § 6.
ж)        Обеспечивается защита от перегрузки. В нашем случае от перегрузки надо защищать только электродвигатель (в других цепях перегрузки быть не может), но тепловые элементы теплового реле РТ введены в две, а не в три фазы. Чтобы убедиться в том, что двухфазной защиты достаточно, нужно представить себе, что происходит при всех возможных причинах перегрузки. При чрезмерно большой механической нагрузке на вал электродвигателя чрезмерный ток пройдет через тепловые элементы обоих фаз. При перегорании предохранителя в одной из трех фаз частота вращения двигателя снизится, либо электродвигатель остановится. Но в обоих случаях чрезмерный ток пройдет хотя бы через один тепловой элемент. Заметим здесь же, что при защите не предохранителями, а трехполюсным автоматическим выключателем (который отключает сразу все три фазы) достаточно защиту от перегрузки установить в одной фазе [6].
з)         При перегорании предохранителей работа схемы, конечно, нарушится, однако ничего опасного не произойдет. Включатся аварийные сигналы — лампа, звонок или сирена, благодаря чему неполадка будет замечена. Рассмотрим вопрос подробнее.
Если перегорят любые два или три предохранителя П8, электродвигатель остановится. При этом, если перегорели предохранители в фазах а и с, реле АУ1, лишившись питания, отпустит и включит аварийные сигналы. Если перегорит один предохранитель в фазе в, возникнет перегрузка, сработает тепловая защита и отключит электродвигатель. Когда уровень снизится до отметки НАУ, включатся аварийные сигналы.
При перегорании одного предохранителя в фазе а или с возможны два случая. Либо в цепях управления напряжение настолько понизится, что реле АУ1 отпустит, либо притянувшиеся ранее У1, АУ1 и МП не отпустят*. Тогда возникнет перегрузка, сработает тепловое реле и отключит электродвигатель, поэтому через некоторое время уровень снизится до отметки НАУ. В обоих случаях включатся аварийные сигналы.
Если перегорит предохранитель П4 — один или два, безразлично, реле АУ1 отпустит и включит аварийный сигнал. Однако при перегорании левого предохранителя (см. рис. 10, а) заземление, обеспечивающее безопасность (см. ниже), окажется отсоединенным от вторичной обмотки трансформатора Tpl, так как на схеме оно присоединено неправильно (ошибка обозначена римской цифрой II). Заземление должно быть присоединено непосредственно к выводу трансформатора. т. е. до предохранителя, а не после него.
Если перегорит предохранитель /75, схема сигнализации работать не сможет, при этом отпустит реле РКН и включит сирену (см. рис. 10,6).
и) Нарушение изоляции относительно «земли» не приведет к опасным последствиям, но для этого необходимо исправить ошибку в схеме, а именно заземлить не левый, а правый вывод вторичной обмотки понижающего трансформатора Tpl. Правильное присоединение «земли» показано черной линией. Поясним это очень важное, но далеко не очевидное требование. В ПУЭ сказано, что для обеспечения безопасности в случае повреждения изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора один из выводов вторичной обмотки должен быть заземлен2. К заземленному выводу нужно присоединять катушки, но ни в коем случае нельзя присоединять контакты. Чтобы понять, чем вызвано это требование, рассмотрим цепь 33—32 на рис. 10, а, предположив, что контакт У разомкнут, заземлен левый вывод Tpl (чего делать нельзя, ошибка обозначена римской цифрой ИГ) и произошло замыкание на «землю» на участке между контактом У и катушкой реле У/. При этом реле У1 немедленно получит питание через «землю» (штриховая линия), минуя контакт реле У. Это крайне опасно, так как произойдет самовключение реле У/, которое
способы питания катушек магнитных пускателей

включит магнитный пускатель, а магнитный пускатель включит электродвигатель. Для его отключения со схемы придется снять напряжение.
Сравнение способов питания катушек магнитных пускателей
Рис. 12. Сравнение способов питания катушек магнитных пускателей, с и и — правильно; s — неправильно; б—ж, и—о —схемы для оценки последствий перегорания предохранителей.
Исправим ошибку, заземлив тот вывод вторичной обмотки понижающего трансформатора, к которому присоединены катушки. А чтобы проверить, что исправление выполнено правильно, предположим, что контакт У замкнут, реле У/ притянуто. При нарушении изоляции в той же точке катушка реле У/ окажется закороченной (штрихпунктирная линия), реле отпустит, левый предохранитель П4 перегорит. Это, конечно, нарушение работы, но не опасное.
Заземление любого провода, питающегося от фазы а, в или с, приведет к перегоранию предохранителя П8. Заземление проводов, присоединенных к предохранителю /75, приведет к его перегоранию.
к) Ложных цепей в схеме нет. Чтобы в этом убедиться, надо проследить каждую цепь и проверить, что ток не попадает в «чужой» электроприемник. Например, при замыкании контакта Z (см. рис. 10,6) должна включиться только одна лампа ЛZ, остальные лампы гореть не должны. Они и не горят благодаря наличию разделяющих диодов ДН, ДА, ДХ, ДУ, //Z (как объяснено в § 4 при описании рис. 6, г). Если бы перечисленные диоды отсутствовали, то при замыкании любого контакта МП, АУ1, X, Y, Z, кроме одной, нужной лампы, ложно включились бы четыре «чужие» лампы.
л) Безопасность обслуживающего персонала обеспечивается: присоединением контактов реле уровня, установленных на металлическом баке, через понижающий трансформатор;
заземлением одного из выводов вторичной обмотки понижающего трансформатора;
питанием катушки магнитного пускателя от двух фаз, а не от фазы и нуля.
Необходимость применять понижающий трансформатор и заземлять один из выводов его вторичной обмотки пояснений не требует, но почему обмотку магнитного пускателя нельзя в нашем случае питать от фазы и нуля, а необходимо питать от двух фаз? Рассмотрим этот вопрос подробнее.
Выше (см. § 4) подчеркивалось, что требование ПУЭ питать катушку магнитного пускателя от двух фаз, если двигатель защищен предохранителями, непосредственно относится к безопасности обслуживающего персонала. Поясним суть этого не совсем очевидного требования.
Для этого, во-первых, отметим, что предохранители могут перегорать: либо по одному (рис. 12,б — г, и, к, л), либо по два (рис. 12,д—ж, At —о), либо все три. Перегорание одного предохранителя опасно для двигателя (работа на двух фазах, перегрев), но не опасно для персонала, так как двигатель гудит. Перегорание двух предохранителей не опасно для двигателя, но опасно для персонам, так как двигатель стоит, не гудит, но остается под напряжением. Перегорание трех предохранителей (так же, как и отключение автомата) не опасно ни для двигателя, ни для персонала.
Во-вторых, сравним два способа питания катушки пускателя: от двух фаз (рис. 12, а) и от фазы с нулем (рис. 12, з) — и оценим последствия перегорания предохранителей.
В случае рис. 12,6— г двигатель остается под напряжением, но гудит — не опасно. В случаях рис. 12,д — ж двигатель отключается, так как катушка магнитного пускателя не может питаться только от одной фазы — не опасно.
В случаях рис. 12,и — л двигатель остается под напряжением, но гудит —не опасно. В случаях рис 12, м — о — двигатель остается под напряжением, но не гудит — опасно! Вот почему ПУЭ запрещают питать катушку магнитного пускателя от фазы и нуля при защите предохранителя. При защите автоматом (рис. 12, и) питание от фазы и нуля не только допустимо, но и предпочтительно, так как в цепях управления напряжение ниже (например, 220 В, а не 380 В).
м) Безопасность оборудования обеспечивается. Во-первых, мы тщательно его выбрали (§ 5), учтя условия монтажа и эксплуатации. Во-вторых, защитили от токов к. з., а электродвигатель, кроме того, и от перегрузки. Но в схеме (см. рис. 10,6) допущена ошибка (отмечена римской цифрой IV). состоящая в том, что вентиль ДН присоединен не до резистора R, а после него. В результате такой ошибки на лампу ЛИ кнопкой КОС подается напряжение не 24, а 220 В, и лампа перегорит. Ошибка исправлена, см. жирную линию.
н) В схеме есть обязательные элементы, неисправность которых в процессе нормальной эксплуатации не может быть обнаружена. Поэтому они требуют периодической проверки. Этими элементами являются лампы, звонок и контакт реле АУ1 в цепи 7 (9)—34 на рис. 10,6. Исправность звонка и ламп проверяют, нажимая кнопку КОС, при этом все лампы должны гореть, а звонок — звонить. Проверить исправность контакта реле А У/ можно, например, отключив на несколько секунд рубильник Р8: реле АУ1 отпустит и включит звонок и лампу.

Заметим здесь же, что распространенный прием оценки последствий неисправности состоит в следующем. Поочередно рассматривают все контакты, предполагая, что контакт не замкнулся, и оценивают последствия незамыкания. Если среди них есть опасные, например приводящие к самовключениям,— схема безусловно не годится. Если есть такие, что приводят к отказам (как в нашем примере),— надо обусловить необходимость периодической проверки.
Не следует рассматривать такую неисправность как неразмыкание контакта. Дело в том, что у правильно выбранных по режиму и содержащихся надлежащим образом аппаратов механические заедания якоря, перекосы и т. п., а также приваривание контактов исключаются.
о) Режим работы оборудования проводов и кабелей выбран правильно. Оборудование выбрано по расчету (см. § 5). Сечение жил по ПУЭ не может быть меньше I мм2 для меди или 2,5 мм2 для алюминия, т. е. имеет большие запасы . по условиям нагревания. Выбор марки проводов и кабелей подробно рассмотрен в § 14.
п) Согласования времен действия аппаратов в нашем примере не требуется: схема очень простая, процессы протекают медленно, например опорожнение и заполнение бака, и нет таких аппаратов, которые могут не успеть сработать или отпустить. Однако, в сколько-нибудь сложных схемах автоматики необходимые для правильной работы соотношения времени могут нарушиться, когда в полностью отработанную специалистами и согласованную во всех деталях схему (читатели на рассмотренном очень несложном примере уже убедились, что правильно составить схему не так просто) вносят небольшие «непринципиальные» изменения, например, параллельно одной катушке включают еще одну катушку, резистор, лампу и т. п. Такие нововведения могут совершенно исказить важные временные зависимости, например существенно замедлить отпускание реле.
В заключение обратим внимание на кнопку опробования насоса ОН, присоединенную параллельно контакту реле У1 на рис. 10, а (штриховая линия). Этой кнопкой можно кратковременно включить насос, чтобы проверить его работу.
Полезно при анализе и составлении схем пользоваться следующими свойствами последовательного и параллельного соединения контактов.
Если нужно, чтобы цепь размыкалась раздельно любым из нескольких контактов, но замыкалась всеми контактами совместно, их соединяют последовательно. Так сделано на рис. 10, я, где любой из контактов РТ и У/ отключает катушку магнитного пускателя. Включается же она, только если оба контакта замкнуты.
Если нужно, чтобы цепь раздельно замыкалась любым из нескольких контактов, но размыкалась всеми контактами совместно, их соединяют параллельно. Например, на рис. 10,6 любой контакт АУ1, X, Y, Z замыкает цепь входного резистора RBX прибора РИС-ЭЗМ. Размыкается же она только тогда, когда все контакты разомкнуты.



 
« Кабельные маслонаполненные линии 110-500 кВ высокого давления   Каталог АСКО-УКРЕМ »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.