Obwody elektroenergetyczne systemów automatyki

Zasilacze do urządzeń elektrycznych i systemów automatyki to warsztatowe podstacje rozdzielcze, rozdzielnice i zasilacze systemów zasilania automatyzowanego obiektu, do których nie jest podłączone żadne gwałtownie zmienne obciążenie (silniki elektryczne dużej mocy itp.). Napięcie, rodzaj prądu oraz urządzenia sterujące i zabezpieczające są z reguły połączone i skoordynowane z systemem elektroenergetycznym.

Przyjmuje się, że niezawodność zasilania urządzeń elektrycznych i odbiorników elektrycznych systemu automatyki jest nie mniejsza niż niezawodność zasilania zautomatyzowanego obiektu. Kwestię konieczności ograniczenia rozstrzyga się w zależności od przynależności odbiorców energii elektrycznej do odpowiedniej kategorii niezawodności według PUE, biorąc pod uwagę dostępność rezerw w systemie zasilania obiektu.

System zasilania zwykle składa się z sieci zasilającej i dystrybucyjnej.Ogólnie system zasilania można przedstawić w postaci schematu pokazanego na ryc. 1.

Ryż. 1. Schemat i główne urządzenia zasilające układu automatyki: 1 — zasilacz, 2 — płytka zasilająca nr 1, 3 — płytka pomiarowa nr 1, 4 — urządzenie zasilające zawory, 5 — płytka zasilająca nr 2 , 6 — tablica pomiarowa nr 2, 7 — czujniki urządzeń podstawowych itp., 8 — urządzenia niezależne.

Sieć energetyczna (linie ciągłe) łączy zasilacze zautomatyzowanego obiektu z panelami i węzłami energetycznymi systemu automatyki. Sieć dystrybucyjna (linie przerywane) łączy płytki drukowane i jednostki zasilające systemu automatyki z indywidualnymi odbiornikami energii.

W zależności od względnego położenia płytek (węzłów) zasilania układu automatyki i źródeł zasilania, a także wymagań dotyczących redundancji obwodu zasilania, mogą być one: promieniowe z jednostronnym (rys. 2, a ) lub dwustronny (ryc. 2.6) zasilacz, stojak z jednostronnym (ryc. 2, d) lub dwustronnym zasilaniem z jednego (ryc. 2, e) lub dwóch (ryc. 2, f) niezależnych źródła promieniowo-lufowe (ryc. 2, c).

Jeżeli ekrany i węzły elektroenergetyczne 2 są umieszczone w różnych kierunkach od źródeł zasilania 1, a odległość między ekranami jest większa niż od źródła do ekranów, wówczas stosuje się obwody zasilające. W tym przypadku tarcze (węzły) mogą być zasilane jedną linią z jednego źródła lub dwoma z dwóch niezależnych źródeł.

Ryż. 2. Schemat sieci zasilającej system zasilania

Główne obwody zasilające stosuje się, gdy odległość między ekranami a węzłami jest znacznie mniejsza niż do źródła zasilania. Zasilanie według obwodów sieciowych może być dostarczane z jednego lub dwóch niezależnych źródeł. Zasilanie z jednego źródła może być zasilane tylko przez ekrany, które umożliwiają przerwanie zasilania.

Sieci dystrybucyjne są zwykle promieniowe, to znaczy każdy odbiornik elektryczny jest podłączony do odpowiedniego panelu lub węzła końcowego za pomocą oddzielnej linii promieniowej.

Główne schematy zasilania dla sieci zasilającej i dystrybucyjnej są wykonywane osobno, ale jeśli schemat sieci dystrybucyjnej składa się z niewielkiej liczby grup zasilaczy, to można go połączyć na jednym rysunku ze schematem sieci zasilającej.

Urządzenia do sterowania sieciami elektroenergetycznymi i rozdzielczymi zapewniają włączanie i wyłączanie odbiorników elektrycznych i odcinków sieci w czasie normalnej eksploatacji, niezawodne odłączanie odbiorników elektrycznych i odcinków sieci na potrzeby rewizji i napraw, ochronę przed wszelkiego rodzaju zwarciami, a także przeciążeniami (w przypadku konieczne).

Do odczytania schematów zasilania warto wiedzieć, że w sieciach zasilających i rozdzielczych można stosować następujące kombinacje urządzeń sterowniczych i zabezpieczających: w liniach elektroenergetycznych — wyłącznik lub bezpiecznik.Instaluje się je w punktach podłączenia do zasilania, a także przy wejściach do osłon i zasilaczy.

W sieciach elektroenergetycznych i dystrybucyjnych można stosować przełączniki pakietowe, wyłączniki automatyczne, przełączniki sterujące i przełączniki dźwigienkowe. Należy zauważyć że:

— w obwodach odbiorników elektrycznych nie instaluje się urządzeń sterowniczych i zabezpieczających z wbudowanymi wyłącznikami i bezpiecznikami;

— w obwodach odbiorników elektrycznych z wbudowanym bezpiecznikiem przewidziano tylko urządzenie sterujące;

— zabronione jest instalowanie urządzeń kontrolnych i zabezpieczających w przewodach uziemiających wszystkich typów; w przewodach neutralnych, w tym stosowanych jako przewody uziemiające, urządzenia sterujące mogą być instalowane tylko wtedy, gdy odłączają wszystkie przewody fazowe;

— w obwodach zasilania połączonych ze sobą urządzeń (na przykład czujnika i urządzenia wtórnego itp.), których poszczególne elementy nie działają niezależnie od siebie, są zainstalowane wspólne urządzenia sterujące i zabezpieczające. W tym przypadku na odgałęzieniach przewidziane są osobne wyłączniki do poszczególnych elementów regulatorów (np. regulator ze zdalnym sterowaniem);

— w schematach transformatorów obniżających napięcie z rozgałęzioną siecią wtórną urządzenia sterujące i zabezpieczające są instalowane po stronie pierwotnego i wtórnego uzwojenia napięcia w każdym połączeniu odbiornika elektrycznego, który nie ma urządzenia sterującego i zabezpieczającego. W przypadku podłączenia po stronie napięcia wtórnego odbiornika elektrycznego, urządzenia sterujące i zabezpieczające w tym obwodzie nie mogą być instalowane.

W przypadku krytycznych, dużych i złożonych systemów automatyki kontrola napięcia jest zapewniona na szynach zbiorczych tablicy rozdzielczej, tablicach rozdzielczych i tablicach sterowniczych itp. Sterowanie napięciem magistrali odbywa się zwykle za pomocą lamp sygnalizacyjnych podłączonych bezpośrednio do sterowanych szyn.W niektórych przypadkach nie tylko obecność napięcia, ale także jego wartość jest monitorowana za pomocą woltomierza lub przekaźnika napięciowego. Przekaźnik napięciowy zawiera alarm świetlny lub dźwiękowy, gdy zostanie odłączony od górnej lub dolnej dopuszczalnej wartości.

Obwód zasilania jest z reguły wykonywany na obrazie jednoliniowym. Na schemacie przedstawiono urządzenia sterujące i zabezpieczające zamontowane zarówno po stronie źródła zasilania, jak i po stronie płyt zasilających systemu automatyki oraz linie komunikacji elektrycznej pomiędzy nimi. Na ilustracjach urządzeń sterujących i zabezpieczających obwody zasilające widać: oznaczenie alfanumeryczne i typ urządzenia, znamionowe napięcie i prąd, a dla urządzeń zabezpieczających również prąd bezpiecznika lub wyłącznika.

Zarządzanie zasilaniem i urządzenia zabezpieczające po stronie zasilania są zwykle uwzględniane w schematach zasilania. Urządzenia do sterowania i ochrony sieci elektroenergetycznej po stronie paneli zasilających są uwzględniane w schematach automatyki i są wymienione w wykazie wyposażenia schematów sieci dystrybucyjnej.

Ryż. 3. Schemat sieci elektroenergetycznej systemu automatyki wykonany w postaci obrazu jednokreskowego (na schemacie podano tylko typowe oznaczenia).

Schemat sieci dystrybucyjnej wykonywany jest w postaci obrazu wielokreskowego dla każdej rozdzielnicy i zasilacza z osobna.Pokazuje urządzenia sterujące (przełączniki nożowe, przełączniki, przełączniki), urządzenia zabezpieczające (wyłączniki, bezpieczniki), przetwornice (prostowniki, transformatory, stabilizatory itp.), lampy oświetleniowe, styki, automatyczne przełączniki zasilania (SZR) oraz połączenia elektryczne między urządzeniami linie.

Ryż. 4. Schemat sieci dystrybucyjnej rozdzielni nr 1, wykonany na obrazie wielokreskowym.

Oznaczenia alfanumeryczne są wskazane dla obrazów urządzeń, dla transformatorów — wyższe i niższe napięcie, dla prostowników i stabilizatorów — rodzaj prądu, wyższe i niższe napięcie. Charakterystyki techniczne przełączników, przełączników, wyłączników i bezpieczników nie są wskazane na schematach sieci dystrybucyjnej, ponieważ są podane w wykazach elementów wyposażenia elektrycznego.