小規模な電気設備プロジェクトを自分で作成して実装する方法

電気設備の運用または機器の動作の改善の過程では、これらの電気設備のプロジェクトを実行してその後の設置を発注する専門組織の参加なしに、小規模な設置および試運転作業を独自に実行する必要がある場合があります。

これらの作業を開始する前に、その便宜性を確立し、タスクを明確に定式化し、初期データを収集し、機器、デバイス、ケーブルおよび配線製品、設置材料などの範囲を決定し、電気機器を設置する場所を検討する必要があります。それらを電気ネットワークに接続し、緊急時の動作モード、電気の安全性の問題、作業コストなどを考慮します。

設計は創造的なプロセスであり、厳密に規制することはできませんが、プロジェクトの実施には、さまざまな規範文献や参考文献に規定されている多くの制限やガイドライン、および地域の状況を考慮する必要があります。これは、電気機器の設計、設置、操作のプロセス全体を決定する基本的な一連の文書です。 電気設備に関する規則 (PUE)、建設基準および規則（SNiP）、技術的運用規則（PTE）、安全規則（PTB）。

設計自体は、いくつかの必須の段階で構成されています。 1 つ目は、割り当てを定義して準備することです。問題の定式化は、関連サービスの従業員 (整備士、技術者など) によって実行されます。電気設備自体の改善に関する場合は、問題の報告は電気技師によって行われます。タスクは状況を慎重に考慮した上で作成されます。

タスクを慎重に検討するほど、その後の設計と設置がより成功します。割り当ては、既存の状況、状況を反映する必要があり、また、インスタレーション、建物などの詳細なスケッチも準備する必要があります。このタスクでは、実際のニーズを反映した特定のタスクを設定します。つまり、生産性と労働安全性の向上、電力、水、燃料などの節約、レベル、圧力、温度制御の品質の向上、一部の部屋への制御および信号機器の設置、特定の種類の機器など

例えば、図１では、図 1 は、ワークショップ内の技術ノードの給水を概略的に示しています。建物の屋上には定圧貯水タンク 1 があり、オーバーフロー パイプ 2 が装備されています。水はポンプから供給パイプ 3 を通ってタンクに入ります 4。タンク内の水位は作業場担当者によって監視されます。 。水位が上限に近づくと、余分な水はパイプ 2 を通って下水道に流れます。

米。 1.プロセス水による給水システム

このシステムには多くの欠点があります。ここでは、作業スタッフがタンクのオーバーフローに必ずしも気づかないため、水の大幅な過剰消費が発生します。また、技術的ニーズのためにタンクから水を常に消費するため、ポンプを停止することが必ずしも有益であるとは限りません。落ちて水分が失われます。

ポンプが停止されずに継続的に動作し、水の供給がパイプライン 4 のバルブ 5 によって調整されている場合、この方法を使用したとしても、ポンプからの水の流れの不一致による水漏れがないという保証はありません。さらに、電力の過剰な消費と、常時稼働しているポンプ 6 の磨耗が発生します。

計画された作業の一般的なタスクを設定する必要があります。

• 水の消費と過剰な消費を減らす。

• 電力過負荷を軽減する。

• ポンプとその電気モーターの磨耗を軽減します。

• 労働条件の改善。

• スタッフや労働者の注意をそらして主要な仕事を遂行しないようにすること。

• 水供給の質を改善します。

ご覧のとおり、このシンプルな給水システムには多くの効果的な目標を設定でき、それを達成することでシステムの運用と経済性が大幅に向上します。

初期データ収集により、設置されたポンプには公称データ: 回転速度 2850 rpm、交流電圧 380 V、50 Hz、3.3 A、効率 -0.81、cosφ = 0.85、Azn = 6.5 の 4A80A2 電気モーターが装備されていることが示されました。容量1.5 m3のタンク（タンクは接地されていません）、直径42 mmの1本のパイプラインに供給します。

問題を定義し、初期データを収集する段階の後、それを分析し、問題を解決するために望ましい方向性の概要を示し、決定を下す必要があります。

この問題は、タンクに給水管レベル調整器を設置することで解決できます。しかし、レベル調整の問題を解決しても、エネルギーの節約とポンプの摩耗の軽減の要件をまったく満たしていないため、このような解決策は満足のいくものとは考えられません。

タンク内のレベルセンサーによって制御される電動アクチュエーターを使用して、パイプラインに制御バルブを取り付けることができます。ここで、以前の方法には電気機器の消費量が増加するだけでなく、欠点もあります。

これらのオプションの議論から、明らかに次のことがわかります。水位が低下したときにポンプをオンにしてタンク内のレベルを制御する必要があり、非常に明らかに、オンは自動的に行われなければなりません。

次に、タスクを定式化する必要があります。プロジェクトの範囲を定義します。設計するときは、次のことを行う必要があります。

1) 電気モーターの電源と保護の概略図を作成します。

2) 自動制御の概略図の作成。

3) アラーム概略図の作成。

4) 電気設備、制御設備、信号設備を選択する。

5) 電気機器および装置の配置計画と種類を作成します。

6) 電気図、または電気図と接続とも呼ばれる図面を作成します。

7) ケーブルとケーブル製品、および設置製品を選択します。

8) 機器の設置と電線の敷設に標準的な方法を使用できない場合は、対応するスケッチが作成されます。

9) シンボルを使用して、電気機器および制御および信号機器を平面図上に配置します。

10）作業の生産、電気設備の試運転の計画を作成します。

11) 評価を行う、つまり機器のコストと、必要に応じて設置作業のコストを決定します。

設計自体は技術的手段の構成の開発で構成され、その作業は割り当ての要件のすべての点に対応します。これらのデバイスの接続 (スキーム) は、最大の効率と作業員の安全性を備えた電気設備の操作のための指定されたアルゴリズムを提供する必要があります。したがって、この場合は電源供給方式が不十分であったため、再設計する必要があります。

設計プロセスを上記の順序で段落番号を付けて示してみましょう。

1. 電気モーターを駆動するため。 E. 電気変換にはスターターが必要です。これには PME-122 タイプの磁気スターターを使用します。スターターの種類はモーターの定格電流によって異なります。電流が 3.3 A の場合、スターターの最も近い定格電流は 10 A で、これはタイプの最初の桁に反映されています。

さらに、スターターは屋内に設置されるため、保護ケースが必要です。これはスターターのタイプの番号 2 です（同時に、1 はケースなしのスターター、3 は埃から保護されている、保護等級はIP54です）。

さらに、電気モーターには過負荷保護が必要であり、これは電気サーマル リレーを使用して行われます。スターターにはそのようなリレーがあり、そのタイプはTRN-10です。スタータータイプの熱保護の有無は、3 番目の桁、この場合は 2 (1 - 保護なしの非可逆スターター、2 - 保護ありで不可逆的、3 - 保護なしで可逆的、4 - 保護ありで可逆的) に反映されます。

サーマルリレーの標準電流、つまり 4 A を選択します。モーター電流より大きい最も近い値。リレーには小さな制限内で動作電流を調整する機能があるため、電気モーターの通常動作中の負荷電流に応じてそのような調整の値を示す値をプロジェクトに組み込みました。

このタイプの他にも、次のような前菜があります。 PMLシリーズ 電気サーマルリレーRTLを内蔵しています。この場合、PML-121002V スターターを使用することは可能ですが、制御回路側のいくつかの要件を満たしていません。これについては、プロジェクトの段落 3 で説明します。

さらに、ポンプの供給ラインには、短絡電流に対する保護と、必要に応じてスターターと電気モーターを供給ネットワークから切り離すことを可能にする装置も必要です。これらの要件は、次のようなサーキットブレーカーで満たすことができます。 AP50B-ZM型供給側のスターターと直列に接続します。

開発されたスキームは、原則として紙に描かれます（図2）。

米。 2. ポンプ電源供給図

過負荷保護はスターターによって提供されるため、回路ブレーカーは短絡電流に対する保護を提供します。モーターの動作電流とスターターのサーマルリレーの電流を考慮して、ブレーカーの定格電流は少なくとも 4 ～ 6 A にする必要があり、サーマルリレーの電流を補償するには、ブレーカーのトリップ電流が必要です。リリースは 1 段階か 2 段階高くする必要があります。

AP50B -ZMサーキットブレーカーの定格電流は50 Aであるため、必要な要件を満たしており、電流リリースの動作電流は-10 Aの標準値のスケールで取られます。

2. 自動ポンプ制御の概略図は、一般的に受け入れられている典型的なスキームに基づいて作成されます。

例えば、図１では、これは、«Start» (開接点) ボタンと «Stop» (開接点) ボタンを使用して実行される手動制御の図を示しています。

米。 3. 制御方式の設計

《スタート》ボタンが押されると、《ストップ》ボタンの閉じた接点を介して電圧がスターター KM のコイルに供給され、スターター KM が作動して接点を閉じます。接点の 1 つは「スタート」ボタンと並列に接続されているため、このボタンを放した後、補助接点と呼ばれるこの接点を通じてコイルへの電力供給が行われます。

スターターをオフにするには、«Stop» ボタンを押すと、接点が開き、コイルの供給回路が遮断され、接点が解放されます。

自動化の目的で、NU SL レベルセンサーの下位レベルの接点を SB2 ボタンと並列に接続することができます (図 3、b)。

水がLPレベルに達すると、センサーがスターターとポンプをオンにします。ただし、この方式では、水位が OU マークを超えてもポンプは自動的に停止しません。そのため、SLセンサーの第2接点を制御回路に挿入する必要があります。この接点が開いている必要があることは明らかであり、その動作は«Stop»ボタンに似ているため、このようなボタンに順番に接続します(図3、c)。

この方式では、手動制御と自動制御が共通の電気回路に組み合わされています。しかし、これは不便であり、そのような重複は合理的ではないため、原則として、そのようなチェーンは分割されます。分離はスイッチで行います。対応する図を図に示します。 3、d.

導入された SA スイッチには、手動制御 (P)、オフ (O)、自動制御 (L) の 3 つのスイッチ位置があります。位置 O は、修理、故障、その他の場合に回路を無効にするために必要です。そのうちの 1 つについては以下で説明します。

上記のスキームは、制御パラメータ間に適切な範囲 (この場合はレベル、たとえば 0.5 ～ 1 m) がある場合に使用され、ポンプの過度の起動を回避します。室温の調整など、他の目的にも使用できます。

しかし、私たちの場合、タンク内のレベルを一定のレベルに維持する必要があり、この場合、センサーの数が増えるために技術的に不必要に複雑になるため、示されたスキームを簡素化できます。この欠点は、設計されたスキームが使用される機器の特性に関連付けられている場合に回避できます。

たとえば、RP-40 タイプのフロート レベル スイッチを使用すると、特定のゲインを実現できます。リレーの設計には水銀スイッチが含まれており、接触装置に水銀が注入される時間により、一定の遅延をもってスイッチが切り替わります。これにより、必要とされる狭い範囲でのリレー故障を実現することが可能になります。この場合、それは20〜25 mmであり、生産の技術的要件に従ってレベルを維持する精度を満たします。

他のレベル センサー (DPE や ERSU など) を使用する場合、それらはすぐにトリガーされるため、ポンプの頻繁な起動を防ぐために、制御回路に時間リレーを導入して応答を遅らせる必要がありますが、これはすでに問題となっています。回路の複雑化。したがって、機器を適切に選択することで、設計段階ですでに多くの問題を解決できます。

RP-40フロートリレーを使用した図を図に示します。 ３、ｅ ここで、ＳＡスイッチの切り替え位置の変化について説明する必要がある。実際、取り付けに使用できる適切な PKP10-48-2 タイプのスイッチは、図 1 に示す接点クロージャを備えています。図３のｅは、図２の回路の開発において当初想定されたものと同じではない。 3、d. ただし、スイッチ接点を閉じるための両方の方式は機能的に同等です。

次に、警報回路を設ける必要があります。この場合、タンク内の水位が許容レベルを下回ったときのポンプの故障が緊急事態となります。たとえば、ZP-220 タイプからの通話を通じて音声信号を受信します。

レベルの低下に反応する必要があるため、つまり。 SL センサーの接点と KM スターターの接点を閉じるには、ここでの回路が最も単純になり、センサーの直列接続された接点と KM スターターの開いた接点で構成されます。これで、開発されたすべてのスキームを1つの図面（図4）にまとめることができます。これは、電気機器と給水システムのポンプの自動制御の概略回路図です。

米。 4.ポンプの電源供給と制御の仕組み

図内の接点とデバイス間のすべての回路には、1、3、5 などの番号が付けられています。この図は、KM スターターの補助接点 (マーク 1 つとブレーク 1 つ) を使用していることを示しています。しかし、最大 10 A までの PML シリーズスタータにはそのような接点が 1 つだけ (閉または開) しかなく、複雑なため制御回路に中間リレーを導入するのは現実的ではないため、この場合は多数の補助接点を備えたスタータを使用する必要があります。この目的には、以前に選択した PME シリーズスタータが適しています。必要な設計の他のスターターを使用することもできます。 SB ボタンは PKE 722-2UZ として受け入れられます。

3. 設計の第 3 段階は、回路が単純で制御回路と一体化しているため、別個に分離されていません。

4. 開発回路上の電気機器の選択は、このように回路開発の段階ですでに行うことができるため、機能を最大限に活用し、すべてを最大限に活用したシンプルで経済的な回路の開発が可能になります。装備の可能性。

別のオプションも可能です：既製のスキームに従って機器を選択します。しかし、このアプローチは、場合によっては技術的な複雑化を引き起こすことがあります。たとえば、純粋に理論的な設計では回路内の接点が過剰になるため、中間リレーの数が増加します。したがって、設計を進める前に、電気機器の特性、設計、機能を注意深く検討する必要があります。これは、設計プロセスで特定のタイプの電気機器の概要を並列かつ直観的に行うことができない場合に、より複雑な回路を設計する場合に必要になります。

5.さらに、技術機器の特定の場所と場所、それにアクセスする道路、および電気機器の提案された場所の場所に基づいて、電気機器と設備の計画と配置の種類が作成されます。

この場合、計画は非常にシンプルになり、最大限の情報が含まれることはありません。したがって、ポンプの近くの部屋の壁の正面図を描く方が便利です。そこには、設計されたすべてのものが配置されており、配電ボックスなどの補助設置製品や電気配線のルートが描かれています（図5） ）。タンクにはフロートリレーRP-40が取り付けられています（図5）。

米。 5. 設置図

6.接続と接続の図には、電気機器のクランプをどのようにどの配線で接続するかについての純粋に実用的な性質の情報が含まれています。これらは概略図をベースに編集されており、実際の現場配線の過程では基礎資料として使用されますが、概略図はその時点での参考として機能し、曖昧な点が生じた場合に使用されます。すべての回路図をまとめると、運用文書として機能します。

この例の図を図に示します。 6. 設計されたすべての電気機器と外部ワイヤを接続するためのクランプの配線図がここに表示されます。図の回路図によれば、図４に示すように、これらの装置のクランプが接続される。接続の過程で、電線を敷設するための最短経路、ストレッチおよび配電ボックスの必要性が明らかになります。

米。 6. 電気機器の配線図

図では。図 6 では、ケーブル接続をボルト ブラケットの下で行う必要があるため、ハードウェア間の接続の必要性に関連してジャンクション ボックスの必要性が生じました。これは、アルミニウム線が使用されるという事実によるものであり、そのはんだ付けが困難であり、小さな断面では不可能でさえあり、さらに、ボルトによる接続が迅速に行われ、将来の検査やメンテナンスのためにさまざまな再接続が可能です。

接続にはクランプが7個必要となるため、防塵両面クランプ8個付きのKSK-8型接続箱（保護等級IP44）を採用して設置しています。デバイス間の接続設計の最後に、必要な数のコアを含むケーブル ラインが特定されます。

この場合、他の要件を考慮する必要があります。例えば、既に述べたように、水タンクは接地されていない。ただし、現在では、電気機器 (RP-40 リレー) の設置に関連して、電気的安全要件に従ってタンクを接地する必要があります。

接地は、ワークショップの接地回路に接続された直径 6 mm の丸鋼製の特別な接地線を使用して行うことができます。

別の方法も可能です。RP-40 リレーは電力を消費せず、制御デバイスであるため、接地するには、電源 (変電所) の接地ループを使用できます。ここのワイヤは中性線になります。電気ネットワークと地球はすでに完成しているでしょう。 消えていく これを行うために、XT ボックスと SL リレーの間の配線に 3 本目のワイヤを設け、一方の側はニュートラルに接続され、もう一方の側はリレー本体に接続されます。

7. 図面の作成の最後に、特定の種類の配線が選択されます。ワイヤとケーブルのブランド、敷設方法、長さは平面図または実物で測定され、これらすべてが図面に適用されます。断面積は長期許容負荷電流の PUE に応じて選択されます。ケーブルの搬送容量は負荷電流より大きく、この場合はモーター電流より大きくなければなりません。

スターターから電気モーターまでの配線は、機械的損傷から保護する必要があります。通常、肉厚 2 mm 以上の鋼管を電気溶接して保護します。

鋼管は、原則として、機械的負荷や損傷を受ける壁の場所に敷設され、他のすべての場所とコンクリートの床には、この例のように、適切な直径のプラスチックパイプが使用されます。短距離の場合は、単一の鋼管を使用することができます。

スターターからXTボックスまでの電気配線は、クランプを備えた壁に沿って敷設された金属ホース内のワイヤーを使用して行われます。ボタンやスイッチへの配線も同様に行います。会話にケーブルを接続できます。

タンクレベルセンサーへの電気配線については、タンクが作業場の天井にあるため、火災安全の目的で天井に電気配線を配置する必要があるため、ここでは鋼管内の配線を確実に受け入れます。

8. 作業場内の配線は、構造的な特徴を持たず、単純なルートに沿って敷設されているため、特別な図面は必要ありません。

9. 電気設備の配置タイプの作成はすでに行われており、この場合の計画は最も単純であるため、特別な図面は必要ありません。電気機器および設置場所と方法を示す配線レイアウトは、次の設計例に示すように、より多くの機器を対象としています。

10. 作業の生産と電気設備の試運転の計画では、少なくとも作業の順序を決定する必要があります。たとえば、作業場、電気技師の数、制御スキームの設定プロセスに影響を与えることなく作業時間を決定する必要があります。 、設置された電気設備のテスト、試運転、作業場での作業員への引き渡しなど。

11. 見積書を作成する前に、電気機器および材料の仕様書を作成する必要があります。完了したプロジェクトは承認を受ける必要があります。