Jak samodzielnie wykonać i zrealizować mały projekt instalacji elektrycznej

W procesie obsługi instalacji elektrycznych lub poprawy działania sprzętu czasami konieczne jest samodzielne wykonanie drobnych prac instalacyjnych i uruchomieniowych bez udziału wyspecjalizowanych organizacji, które wykonują projekty tych instalacji elektrycznych na zamówienie wraz z ich późniejszą instalacją.

Przed rozpoczęciem tych prac należy ustalić ich celowość, następnie jasno sformułować zadanie, zebrać wstępne dane, określić zakres sprzętu, urządzeń, produktów kablowych i elektroinstalacyjnych, materiałów instalacyjnych itp., przemyśleć miejsca instalacji urządzeń elektrycznych, podłączenie ich do sieci elektrycznej oraz awaryjne tryby pracy, kwestie bezpieczeństwa elektrycznego, koszty robocizny.

Projektowanie jest procesem twórczym i nie może być ściśle uregulowane, ale konieczne jest uwzględnienie szeregu ograniczeń i wskazówek zawartych w różnej literaturze normatywnej i odniesienia oraz lokalnych uwarunkowań realizacji projektów.Jest to seria dokumentów, które są podstawowe i określają cały proces projektowania, instalacji i eksploatacji urządzeń elektrycznych: Zasady instalacji elektrycznej (PUE), Normy i przepisy budowlane (SNiP), Zasady eksploatacji technicznej (PTE), Zasady bezpieczeństwa (PTB).

Sam projekt składa się z kilku obowiązkowych etapów. Pierwszym jest zdefiniowanie i przygotowanie zadania. Sformułowaniem problemu zajmują się pracownicy służb pokrewnych — mechanicy, technolodzy itp. Jeśli chodzi o poprawę samej instalacji elektrycznej, to zgłoszeniem problemu zajmują się elektrycy. Zadanie jest sporządzane po dokładnym rozważeniu sytuacji.

Im dokładniej przemyślane zadanie, tym bardziej udany późniejszy projekt i instalacja. Zadanie powinno odzwierciedlać istniejącą sytuację, sytuację, a także przygotować szczegółowe szkice, np. instalacje, budynki. Zadanie określa konkretne zadanie odzwierciedlające realną potrzebę: zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa pracy, oszczędność energii elektrycznej, wody, paliwa itp., poprawa jakości regulacji poziomu, ciśnienia, temperatury, zainstalowanie urządzeń kontrolno-sygnalizacyjnych w jakimś pomieszczeniu, zastosowanie określony rodzaj sprzętu itp.

Na przykład na FIG. 1 schematycznie przedstawia zasilanie w wodę węzłów technologicznych w warsztacie. Na dachu budynku znajduje się zbiornik stałego ciśnienia i magazynowania wody 1 wyposażony w rurę przelewową 2. Woda wpływa do zbiornika przewodem zasilającym 3 z pompy 4. Poziom wody w zbiorniku jest monitorowany przez pracowników warsztatu . Gdy poziom wody zbliża się do górnej granicy, nadmiar wody przepływa rurą 2 do kanalizacji.

Ryż. 1.Instalacja wodociągowa z wodą technologiczną

System ten ma szereg wad. Występuje tu znaczne nadmierne zużycie wody, ponieważ personel pracujący nie zawsze zauważa przelanie zbiornika, a wyłączenie pompy nie zawsze jest opłacalne, ponieważ przy stałym zużyciu wody ze zbiornika na potrzeby technologiczne poziom krople i woda jest tracona.

Jeżeli pompa nie jest wyłączona tak, że pracuje w sposób ciągły, a dopływ wody jest regulowany zaworem 5 na rurociągu 4, to nawet przy tej metodzie nie ma gwarancji, że nie dojdzie do wycieku wody z powodu niespójności przepływu wody z zbiornik.Dodatkowo dochodzi do nadmiernego zużycia energii elektrycznej oraz zużycia stale pracującej pompy 6.

Konieczne jest ustalenie ogólnego zadania planowanej pracy:

• ograniczenie zużycia i nadmiernego spożycia wody;

• zmniejszenie przeciążenia mocy;

• zmniejszenie zużycia pompy i jej silnika elektrycznego;

• poprawa warunków pracy;

• nie odwracać uwagi personelu, pracowników od wykonywania ich głównej pracy;

• poprawę jakości zaopatrzenia w wodę.

Jak widać, temu prostemu systemowi zaopatrzenia w wodę można postawić szereg skutecznych celów, których osiągnięcie znacznie poprawi działanie i ekonomię systemu.

Wstępne zebranie danych wykazało, że zainstalowana pompa wyposażona jest w silnik elektryczny 4A80A2 o danych nominalnych: prędkość obrotowa 2850 obr/min, napięcie przemienne 380 V, 50 Hz, 3,3 A, sprawność - 0,81, cosφ = 0,85, Azn = 6,5; zbiornik o pojemności 1,5 m3 (zbiornik nie jest uziemiony), zasilający 1 rurociąg o średnicy 42 mm.

Po etapach zdefiniowania problemu i zebraniu wstępnych danych należy je przeanalizować, nakreślić pożądany kierunek rozwiązania problemu i podjąć decyzję.

Problem można rozwiązać, instalując w zbiorniku regulator poziomu przewodu zasilającego. Ale takiego rozwiązania nie można uznać za zadowalające, ponieważ rozwiązując problem regulacji poziomu, w ogóle nie spełniamy wymagań dotyczących oszczędności energii i zmniejszenia zużycia pompy.

Istnieje możliwość zamontowania na rurociągu zaworu regulacyjnego z siłownikiem elektrycznym sterowanym czujnikami poziomu w zbiorniku. Tutaj są wady poprzedniej metody, a także zwiększone zużycie sprzętu elektrycznego.

Z omówienia tych opcji jasno wynika, że ​​poziom w zbiorniku musi być kontrolowany poprzez włączenie pompy, gdy poziom wody spada, i, co jest dość oczywiste, włączenie musi być automatyczne.

Następnie należy sformułować zadanie, tj. określa zakres projektu. Podczas projektowania należy:

1) opracować schemat ideowy zasilania i zabezpieczenia silnika elektrycznego;

2) opracowanie schematu ideowego automatyki;

3) opracowanie schematu schematu alarmów;

4) dobierać aparaturę elektryczną i sterowniczo-sygnalizacyjną;

5) sporządzać plany i rodzaje rozmieszczenia urządzeń i aparatury elektrycznej;

6) sporządzać schematy elektryczne lub inaczej zwane schematami elektrycznymi i połączeniami;

7) wybrać kable i produkty kablowe oraz produkty instalacyjne;

8) jeśli nie będzie możliwe zastosowanie standardowych metod instalacji sprzętu i układania przewodów elektrycznych, wówczas przygotowywane są odpowiednie szkice;

9) rozmieszczenie urządzeń elektrycznych i sterowniczo-sygnalizacyjnych na planie za pomocą symboli;

10) opracowuje plan wykonania robót, rozruchu instalacji elektrycznej;

11) dokonać oceny, tj. określa koszt sprzętu i, jeśli to konieczne, koszt prac instalacyjnych.

Sam projekt polega na opracowaniu kompozycji środków technicznych, których działanie odpowiada wszystkim punktom wymagań zadania. Połączenia (schematy) tych urządzeń muszą zapewniać określone algorytmy działania instalacji elektrycznej z maksymalną wydajnością i bezpieczeństwem personelu. Więc w tym przypadku schemat zasilania był niezadowalający, trzeba go przeprojektować.

Pokażmy proces projektowania w powyższej kolejności, ponumerowanych paragrafach.

1. Do napędzania silnika elektrycznego, tj. E. do konwersji na energię elektryczną potrzebny jest rozrusznik, do którego bierzemy rozrusznik magnetyczny typu PME-122. Rodzaj rozrusznika zależy od prądu znamionowego silnika. Przy naszym prądzie 3,3 A najbliższy prąd znamionowy rozrusznika to 10 A, co odzwierciedla pierwsza cyfra w jego typie.

Dodatkowo, ponieważ rozrusznik montowany jest w pomieszczeniu, musi posiadać obudowę ochronną - to numer 2 w typie rozrusznika (równolegle poinformujemy, że 1 to rozrusznik bez obudowy, 3 jest zabezpieczony przed kurzem, stopień ochrony to IP54).

Ponadto silnik elektryczny musi mieć zabezpieczenie przed przeciążeniem, a odbywa się to za pomocą elektrycznego przekaźnika termicznego. Rozrusznik ma taki przekaźnik, jego typ to TRN-10.Obecność zabezpieczenia termicznego w typie rozrusznika odzwierciedla trzecia cyfra, w tym przypadku — 2 (1 — rozrusznik nieodwracalny bez zabezpieczenia, 2 — nieodwracalny z zabezpieczeniem, 3 — odwracalny bez zabezpieczenia, 4 — odwracalny z zabezpieczeniem).

Wybieramy standardowy prąd przekaźnika termicznego — 4 A, tj. najbliższy większy niż prąd silnika. Ponieważ przekaźnik ma możliwość regulacji prądu roboczego w niewielkich granicach, w projekcie umieściliśmy wskazanie wartości takiej regulacji zgodnie z prądem obciążenia podczas normalnej pracy silnika elektrycznego.

Oprócz tego typu istnieją inne przystawki, na przykład Seria PML z wbudowanymi elektrycznymi przekaźnikami termicznymi RTL. W naszym przypadku możliwe byłoby zastosowanie rozrusznika PML-121002V, ale nie spełnia on pewnych wymagań ze strony obwodu sterującego, co zostanie omówione w punkcie 3 projektu.

Ponadto linia zasilająca pompy wymaga również zabezpieczenia przed prądami zwarciowymi, a także urządzenia umożliwiającego odłączenie rozrusznika i silnika elektrycznego od sieci zasilającej w razie potrzeby. Wymagania te można spełnić za pomocą wyłącznika automatycznego, takiego jak np typu AP50B-ZMłącząc go szeregowo z rozrusznikiem po stronie zasilania.

Opracowany schemat jest z reguły rysowany na papierze (ryc. 2).

Ryż. 2. Schemat zasilania pompy

Ponieważ zabezpieczenie przed przeciążeniem zapewnia rozrusznik, wyłącznik zapewni ochronę przed prądami zwarciowymi.Biorąc pod uwagę prąd roboczy silnika i prąd przekaźnika termicznego rozrusznika, prąd znamionowy wyłącznika powinien wynosić co najmniej 4-6 A, a aby zrekompensować prąd przekaźnika termicznego, prąd wyzwalający uwolnienie powinno być o stopień lub dwa wyższe.

Ponieważ prąd znamionowy wyłącznika AP50B -ZM wynosi 50 A, spełnia on niezbędne wymagania, a prąd roboczy wyzwalacza prądowego przyjmuje się w skali wartości standardowych -10 A.

2. Schemat ideowy automatycznego sterowania pompą opracowano na podstawie typowych i ogólnie przyjętych schematów.

Na przykład na FIG. 3 i przedstawia schemat sterowania ręcznego realizowanego za pomocą przycisków «Start» (styk rozwarty) i «Stop» (styk rozwarty).

Ryż. 3. Projekt schematu sterowania

Po naciśnięciu przycisku „Start” napięcie poprzez zwarty styk przycisku „Stop” jest doprowadzane do cewki rozrusznika KM, która jest aktywowana i zamyka swoje styki. Jeden ze styków połączony jest równolegle z przyciskiem «Start», dlatego po zwolnieniu tego przycisku zasilanie cewki zostanie podane przez ten styk, zwany stykiem pomocniczym.

Aby wyłączyć rozrusznik, należy nacisnąć przycisk „Stop”, którego styk otwiera się i przerywa obwód zasilania cewki, co powoduje zwolnienie jej styków.

Na potrzeby automatyki istnieje możliwość podłączenia styku dolnego poziomu czujnika poziomu NU SL równolegle z przyciskiem SB2 (rys. 3, b).

Gdy woda osiągnie poziom LP, czujnik włączy rozrusznik i pompę. Jednak w tym schemacie nie ma automatycznego wyłączenia pompy, gdy poziom wody wzrośnie powyżej znaku OU. Dlatego konieczne jest włączenie drugiego styku czujnika SL do obwodu sterującego.Oczywiste jest, że ten styk musi być otwarty, a ponieważ jego działanie jest podobne do przycisku „Stop”, to podłączamy go sekwencyjnie do takiego przycisku (ryc. 3, c).

W tym schemacie sterowanie ręczne i automatyczne są połączone we wspólne obwody elektryczne. Jest to jednak niewygodne i takie powielanie nie jest racjonalne, dlatego z reguły takie łańcuchy są dzielone. Separacja odbywa się za pomocą przełącznika. Odpowiedni schemat pokazano na ryc. 3, ur.

Wprowadzony przełącznik SA ma trzy pozycje przełącznika — sterowanie ręczne (P), wyłączone (O) i sterowanie automatyczne (L). Pozycja O jest niezbędna do wyłączenia obwodu podczas napraw, awarii i innych przypadków, z których jeden opisano poniżej.

Powyższy schemat stosuje się, gdy pomiędzy kontrolowanymi parametrami występuje odpowiedni rozstęp, w tym przypadku poziom np. 0,5-1 m. Ten schemat pozwala uniknąć zbyt częstego uruchamiania pompy. Można go również wykorzystać do innych celów, na przykład do regulacji temperatury w pomieszczeniu.

Ale w naszym przypadku poziom w zbiorniku musi być utrzymany na jednym poziomie, a wskazany schemat można uprościć, ponieważ w tym przypadku będzie to niepotrzebnie skomplikowane technicznie ze względu na większą liczbę czujników. Tej wady można uniknąć, jeśli zaprojektowany schemat jest powiązany z charakterystyką używanego sprzętu.

Na przykład pewien zysk można osiągnąć za pomocą pływakowego przełącznika poziomu typu RP-40. Przekaźnik zawiera w swojej konstrukcji przełączniki rtęciowe, które załączane są z pewnym opóźnieniem, wynikającym z czasu wlewania się rtęci do styku. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie awarii przekaźnika w niewielkim zakresie, co jest konieczne.W tym przypadku jest to 20-25 mm, co odpowiada dokładności utrzymania poziomu zgodnie z wymaganiami technologicznymi produkcji.

W przypadku zastosowania innych czujników poziomu, np. DPE lub ERSU, są one wyzwalane natychmiastowo, a aby zapobiec częstemu uruchamianiu pompy, konieczne byłoby wprowadzenie przekaźnika czasowego w obwodzie sterowania, aby opóźnić reakcję, a to już jest komplikacja obwodu. Dlatego umiejętny dobór sprzętu pozwala rozwiązać wiele problemów już na etapie projektowania.

Schemat z przekaźnikiem pływakowym RP-40 przedstawiono na rys. 3, e. Tutaj konieczne jest wyjaśnienie zmiany pozycji przełączania przełącznika SA. Faktem jest, że odpowiedni łącznik typu PKP10-48-2 przyjęty do montażu posiada zwarcia styków pokazane na rys. 3, e i nie jest tym samym, co pierwotnie zakładano przy opracowywaniu obwodu z FIG. 3, d. Ale oba schematy zamykania styków przełącznika są funkcjonalnie równoważne.

Następnie musisz zapewnić obwód alarmowy. W takim przypadku sytuacją awaryjną jest awaria pompy, gdy poziom wody w zbiorniku spadnie poniżej dopuszczalnego poziomu. Sygnalizację dźwiękową odbieramy poprzez wywołanie np. z typu ZP-220.

Ponieważ musi reagować na spadek poziomu, tj. aby zamknąć styk czujnika SL, a także styk rozrusznika KM, obwód tutaj będzie najprostszy i będzie składał się z połączonych szeregowo styków czujnika i otwartego styku rozrusznika KM. Teraz wszystkie opracowane schematy można podsumować na jednym rysunku (ryc. 4), który jest schematem połączeń urządzeń elektrycznych i automatycznego sterowania pompą systemu zaopatrzenia w wodę.

Ryż. 4.Schemat zasilania i sterowania pompą

Wszystkie obwody na schemacie między stykami a urządzeniami są oznaczone numerami 1,3, 5 itd. Ze schematu wynika, że ​​wykorzystuje styki pomocnicze rozrusznika KM - jeden znak i jedna przerwa. Ponieważ jednak rozruszniki serii PML do 10 A mają tylko jeden taki styk — zamykający lub otwierający, a wprowadzenie przekaźnika pośredniego do obwodu sterującego jest niepraktyczne ze względu na jego złożoność, w takim przypadku rozrusznik z dużą liczbą styków pomocniczych powinien być przystosowany do instalacji i do tego celu nadaje się wybrany wcześniej rozrusznik serii PME. Można zastosować inne startery o wymaganej konstrukcji. Przycisk SB można zaakceptować jako PKE 722-2UZ.

3. Trzeci etap projektowania nie jest wyodrębniony ze względu na prostotę i jedność obwodu z obwodem sterującym.

4. Doboru urządzeń elektrycznych na opracowanym obwodzie, jak pokazano, można dokonać już w trakcie opracowywania obwodów, co pozwala na najpełniejsze wykorzystanie ich funkcjonalności oraz opracowanie prostych i ekonomicznych obwodów, które w pełni wykorzystują wszystkie możliwości sprzętu.

Możliwa jest również inna opcja: dobór sprzętu według gotowych schematów. Ale takie podejście czasami prowadzi do komplikacji technicznych, na przykład do zwiększenia liczby przekaźników pośrednich z powodu nadmiernego zużycia styków w obwodach w czysto teoretycznym projekcie. Wynika z tego, że przed przystąpieniem do projektowania należy dokładnie przestudiować charakterystykę, konstrukcję i możliwości sprzętu elektrycznego.Jest to konieczne przy projektowaniu bardziej złożonych obwodów, gdy w procesie projektowania nie jest możliwe równoległe i intuicyjne nakreślenie określonych typów urządzeń elektrycznych.

5. Ponadto, na podstawie konkretnej lokalizacji i usytuowania urządzeń technologicznych, dróg dojazdowych do nich oraz lokalizacji proponowanej lokalizacji urządzeń elektrycznych, sporządza się plany i rodzaje rozmieszczenia urządzeń i urządzeń elektrycznych.

W takim przypadku plan byłby niezwykle prosty i nie zawierałby maksymalnej ilości informacji. Dlatego bardziej celowe jest narysowanie widoku z przodu ściany pomieszczenia w pobliżu pompy, w której znajduje się wszystko zaprojektowane, przedstawiono pomocnicze produkty instalacyjne, na przykład skrzynki rozdzielcze, a także trasy okablowania elektrycznego (ryc. 5 ) . Na zbiorniku montowany jest przekaźnik pływakowy RP-40 (rys. 5).

Ryż. 5. Schemat instalacji

6. Schematy połączeń i połączeń niosą informacje o charakterze czysto praktycznym o tym, jak i jakim okablowaniem podłączyć zaciski urządzeń elektrycznych. Są one zestawiane na podstawie schematów ideowych iw procesie rzeczywistego okablowania polowego służą jako dokument podstawowy, a schematy ideowe pełnią w tym miejscu rolę odniesienia i są wykorzystywane w przypadku pojawienia się niejasności. Wszystkie schematy razem wzięte służą następnie jako dokumentacja operacyjna.

Schemat dla naszego przykładu pokazano na ryc. 6. Pokazano schematy elektryczne wszystkich zaprojektowanych urządzeń elektrycznych oraz zaciski do podłączenia przewodów zewnętrznych. Zgodnie ze schematem obwodu na ryc. 4, zaciski tych urządzeń są połączone.W procesie łączenia ujawniają się najkrótsze ścieżki układania przewodów elektrycznych, potrzeba rozciągania i skrzynek rozdzielczych.

Ryż. 6. Schemat elektryczny urządzeń elektrycznych

na ryc. 6 potrzeba puszki przyłączeniowej powstała w związku z koniecznością wykonania połączeń międzysprzętowych, gdyż połączenia kablowe muszą być wykonane pod wspornikami śrubowymi. Wynika to z faktu, że zastosowane zostaną druty aluminiowe, których lutowanie jest trudne, a nawet niemożliwe dla małych przekrojów, a ponadto połączenia śrubowe są wykonywane szybko i umożliwiają różne przełączenia w przyszłości w celu przeglądów i konserwacji.

Ponieważ do wykonania połączeń potrzebnych było siedem zacisków, do instalacji przystosowana jest puszka typu KSK-8 z ośmioma dwustronnymi zaciskami pyłoszczelnymi (stopień ochrony IP44). Na koniec projektowania połączeń między urządzeniami identyfikowane są linie kablowe zawierające wymaganą liczbę żył.

W takim przypadku należy wziąć pod uwagę kilka innych wymagań. Na przykład, jak już wspomniano, zbiornik na wodę nie jest uziemiony. Jednak teraz, w związku z zainstalowaniem na nim aparatury elektrycznej — przekaźnika RP-40, zbiornik musi być uziemiony zgodnie z wymogami bezpieczeństwa elektrycznego.

Uziemienie można wykonać specjalnym drutem uziemiającym wykonanym ze stali okrągłej o średnicy 6 mm, podłączonym do warsztatowego obwodu uziemiającego.

Możliwy jest inny sposób — ponieważ przekaźnik RP-40 nie pobiera energii elektrycznej i jest urządzeniem sterującym, do jego uziemienia można wykorzystać pętlę uziemienia źródła zasilania (podstacji transformatorowej), a przewód tutaj będzie przewodem zerowym sieć elektryczna i ziemia już będą znikanie — również skuteczny środek ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym.W tym celu w okablowaniu między skrzynką XT a przekaźnikiem SL przewidziano trzeci przewód, z jednej strony podłączony do neutralnego, az drugiej do korpusu przekaźnika.

7. Na koniec sporządzania schematów wybierane są określone rodzaje okablowania — marki przewodów i kabli, metody ich układania, długości mierzone na rzucie lub w naturze, a wszystko to nanoszone jest na rysunek. Przekrój dobiera się zgodnie z PUE dla długotrwałego dopuszczalnego prądu obciążenia, obciążalność kabla musi być większa niż prąd obciążenia, w tym przypadku większy niż prąd silnika.

Od rozrusznika do silnika elektrycznego okablowanie musi być chronione przed uszkodzeniami mechanicznymi, co zwykle odbywa się za pomocą elektrycznie spawanej rury stalowej o grubości ścianki co najmniej 2 mm.

Rurę stalową z reguły układa się na ścianach w miejscach narażonych na obciążenia mechaniczne i uszkodzenia, a we wszystkich innych miejscach, a także w betonowej podłodze, ponieważ w naszym przykładzie stosuje się rury z tworzywa sztucznego o odpowiedniej średnicy. Dla małych odległości dopuszczalne jest użycie jednego kawałka rury stalowej.

Okablowanie elektryczne od rozrusznika do skrzynki XT odbywa się za pomocą przewodów w metalowym wężu ułożonym wzdłuż ściany za pomocą zacisków. Okablowanie do przycisku i przełącznika odbywa się w ten sam sposób.Możesz podłączyć kabel do rozmowy.

Jeśli chodzi o okablowanie do czujnika poziomu w zbiorniku, to tutaj zdecydowanie akceptujemy przewody w rurach stalowych, gdyż jest to wymóg instalacji elektrycznej umieszczonej na suficie ze względów przeciwpożarowych, ponieważ zbiornik znajduje się na suficie warsztatu.

8. Okablowanie w warsztacie układane jest po prostych trasach i bez żadnych cech konstrukcyjnych, dlatego nie są wymagane żadne specjalne rysunki.

9. Zestawienie rodzaju rozmieszczenia urządzeń elektrycznych zostało już przeprowadzone wcześniej, a plan w tym przypadku byłby najprostszy, dlatego nie wymaga specjalnego rysunku. Urządzenia elektryczne i układy okablowania wskazujące miejsca i metody instalacji są przeznaczone dla większej liczby urządzeń — jak pokazano w poniższym przykładzie projektu.

10. Plan wykonania pracy i uruchomienia instalacji elektrycznej musi co najmniej określać kolejność prac, np. określić czas pracy bez wpływu na warsztat, liczbę elektryków, proces ustawiania schematu sterowania , sprawdzenie zainstalowanej instalacji elektrycznej, uruchomienie próbne, przekazanie pracownikom warsztatu itp.

11. Przed przystąpieniem do kosztorysu należy sporządzić specyfikację sprzętu i materiałów elektrycznych. Gotowy projekt podlega zatwierdzeniu.