что такое техническая характеристика электрооборудования
Выбор электрооборудования по техническим характеристикам
Электрооборудование выбирается проектными организациями. При разработке проекта ориентируются на средние условия эксплуатации. Реальные факторы, воздействующие па оборудование, могут существенно отличаться. Проектной организации, скажем, трудно учесть, какие конкретные отклонения напряжения у электроприемников будут в каждом случае в условиях реальной эксплуатации. В ряде случаев не соответствуют проектным и режимы работы электроприемников.
В практике эксплуатации обычно возникает две группы задач, связанных с выбором электрооборудования — проверка соответствия выбранного электрооборудования реальным условиям эксплуатации и проведение правильной замены вышедших из строя изделий. Особенно актуальны эти вопросы для ответственных потребителей, для которых нерациональное использование электрооборудования наносит значительный ущерб.
Существо выбора сводится к оценке ряда показателей, характеризующих конкретные условия эксплуатации, и сопоставлению их с параметрами электрооборудования. При этом используются либо принцип ограничения, либо принцип оптимальности.
В первом случае показатели электрооборудования не должны выходить за пределы заданных допусков, например, фактическая мощность нагрузки не должна быть больше мощности электродвигателя. Во втором случае формируется оптимизационная задача, которая решается одним из известных методов.
Выбор оборудования по техническим характеристикам включает в себя оценку соответствия его условиям окружающей среды и предполагаемым режимам работы (мощности, току, напряжению).
Выбор электрооборудования по условиям окружающей среды
Выбор с учетом параметров окружающей среды должен исключить применение электроприемников в условиях, на которые они не рассчитаны.
Электротехнические изделия, выпускаемые промышленностью, могут иметь следующее климатическое исполнение: У — с умеренным климатом, ХЛ — с холодным климатом, ТВ — с влажным тропическим климатом, Т — с сухим тропическим климатом, О — общеклиматического исполнения.
Категории размещения обозначаются следующим образом:
1 — для работы на открытом воздухе;
2 — для работы в помещениях, имеющих ту же температуру, что и на открытом воздухе;
3 — для работы в закрытых неотапливаемых помещениях;
4 — для работы в помещениях с искусственно регулируемым климатом;
5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью.
Для применения электрооборудования в особых условиях выпускаются изделия сельскохозяйственного исполнения (С) и химостойкого исполнения.
При проверке вновь устанавливаемого или замене вышедшего из строя электрооборудования на резервное следует обратить внимание на соответствие его условиям окружающей среды в месте установки.
Климатическое исполнение и категория размещения указываются на заводской табличке после всех обозначений, относящихся к модификации изделия (в виде букв и цифр). Например, электродвигатель 4А160М2 в исполнении У (для умеренного климата), категории размещения 3 (работа в закрытых помещениях с естественной вентиляцией) имеет обозначение 4А160М2УЗ, а при специализированном сельскохозяйственном исполнении — 4А160М2СУЗ.
Помимо выбора по климатическому исполнению и категории размещения электрооборудование следует проверять по степени защиты. Для обозначения степени защиты применяются буквы IP и следующие за ними две цифры.
Первая обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися или находящимися под напряжением частями, а также от попадания внутрь твердых предметов, вторая — степень защиты от попадания влаги. Если нет необходимости в одном из видов защиты, то в условном обозначении пропущенная цифра заменяется знаком X.
Электродвигатели общего применения по степени защиты изготовляются двух исполнений IP44 — закрытое обдуваемое и IP23 — защищенное.
Остальное электрооборудование, используемое в промышленности и сельском хозяйстве, должно иметь предпочтительные степени защиты IP30, IP41, IP44, IP54, IP55.
Выбор степени защиты производится в зависимости от конкретных условий работы электрооборудования, т. е. от конкретных помещений. Обычно характеристика степени защиты проставляется на корпусах изделий или на табличках с паспортными данными.
Выбор электрооборудования по режимам работы
Кроме защиты электрооборудования от факторов внешней среды, большое значение для надежной и экономичной работы его имеет выбор по мощности или току. Заниженная мощность электродвигателя снижает производительность приводного механизма, создает условия для преждевременного выхода его из строя. Применение электродвигателя завышенной мощности удорожает установку.
Мощность электродвигателя должна быть равна мощности, необходимой для привода рабочей машины. Решающее значение при этом имеет характер нагрузки рабочей машины. При длительной неизменной нагрузке выбор электродвигателя осуществляют по фактической потребляемой мощности. При мало изменяющейся во времени нагрузке, имеющей коэффициент вариации менее 20%, выбирают по средней мощности. При переменной нагрузке — по расчетной эквивалентной мощности (среднеквадратичной).
Зная расчетную мощность приводной машины, по каталогу выбирают электродвигатель, имеющий ближайшее большее значение мощности по условию Pl ≥ P м
Подробнее про выбор двигателей при переменной нагрузке: Выбор двигателей для механизмов циклического действия
Электрические аппараты (магнитные пускатели, автоматические выключатели, рубильники) выбирают по току главных контактов I ном1 ≥ Iраб, где I ном1 — номинальный ток i-ro аппарата, Iраб — рабочий ток коммутируемой цепи.
Электронагревательные установки выбирают из условия, чтобы их мощность не была меньше расчетной, определяемой из уравнения теплового баланса помещений или технологического процесса.
В промышленности и сельском хозяйстве, как правило, применяют напряжение 380/220 В, поэтому все электроприемники должны выбираться на это напряжение.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Электрическое оборудование (электрооборудование): определение, примеры, классификация
Определение термина.
Электрическое оборудование (электрооборудование) (electrical equipment) — это изделие, предназначенное для производства, передачи и изменения характеристик электрической энергии, а также для её преобразования в энергию другого вида (согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1]).
В качестве примеров Ю.В. Харечко в своем словаре электрика [2] приводит следующее электрооборудование:
« К электрооборудованию нормативные и правовые документы относят электродвигатели, трансформаторы, коммутационную аппаратуру, аппаратуру управления, защитные устройства, измерительные приборы, кабельные изделия, бытовые электрические приборы и другие электротехнические изделия. »
Электрооборудование используют для производства электрической энергии, изменения её характеристик (напряжения, частоты, вида электрического тока и др.), передачи, распределения электроэнергии и, в конечном итоге, – для её преобразования в другой вид энергии.
Электрооборудование, применяемое в электроустановках зданий, обычно предназначено для преобразования электрической энергии в механическую, тепловую и световую энергию, то есть оно представляет собой электроприёмники.
Классификация
По виду электроэнергии, требуемой для питания электрооборудования.
« В зависимости от вида электроэнергии, требуемой для питания электрооборудования, оно может быть электрооборудованием постоянного или переменного тока. В электроустановках зданий обычно применяют электрооборудование переменного тока, которое, как правило, представляет собой однофазное или трехфазное электрооборудование. »
Однофазным электрооборудованием следует считать такое электрооборудование, которое обычно имеет два вывода и предназначено для подключения к фазному и нейтральному проводникам или к двум фазным проводникам. Однофазное электрооборудование может также иметь три вывода, к которым присоединяют два фазных проводника одной фазы и нейтральный проводник. Такое электрооборудование используют в однофазных трехпроводных электрических системах.
Трехфазное электрооборудование, имеющее три или четыре вывода, подключают либо к трем фазным проводникам, либо к трем фазным проводникам и нейтральному проводнику.
По способам защиты от поражения электрическим током.
В соответствии с ГОСТ Р 58698-2019 [3], электрооборудование следует классифицировать по способам защиты от поражения электрическим током в соответствии с классами 0, I, II, III.
Если невозможно классифицировать электрооборудование и устройства таким образом, технические комитеты должны установить соответствующие способы монтажа для своих изделий.
Для некоторого электрооборудования соответствие с классификацией может быть достигнуто только после его установки, например когда монтаж исключает доступ к частям, находящимся под напряжением. В этом случае изготовитель или ответственный продавец должен предоставить соответствующие инструкции.
| Класс электрооборудования | Маркировка на электрооборудовании или по инструкции | Символ | Условия присоединения электрооборудования к электроустановке |
| Класс I | Маркировка зажима защитного уравнивания потенциалов графическим символом 5019 [IEC 60417-5019:2006-08] или буквами «РЕ», или комбинацией желтого и зеленого цветов |  | Присоединить этот зажим к системе защитного уравнивания потенциалов электроустановки |
| Класс II | Маркировка графическим символом 5172 [IEC 60417-5172:2003-02] (двойной квадрат) |  | Без расчета на меры защиты в электроустановке |
| Класс III | Маркировка графическим символом 5180 [IEC 60417-5180:2003-02] (римская цифра III в ромбе) |  | Присоединить только к системам БСНН и ЗСНН |
По особенностям эксплуатации электрооборудования и области его предпочтительного применения.
Согласно особенностям эксплуатации все электрооборудование подразделяют на две группы. К первой относят электрооборудование, которое должно быть недоступным для обычных лиц. Его эксплуатацией должны заниматься обученные и квалифицированные лица. Ко второй группе относят электрооборудование бытового и аналогичного назначения, которое могут эксплуатировать обычные лица. В стандарте ГОСТ Р МЭК 61326-1-2014 определены два термина, которые подразделяют все электрооборудование на две группы в соответствии с областью его предпочтительного применения:
По способу подключения.
Харечко Ю.В. в своей книге [4] детализирует, каким образом следует разделять электрооборудование по способу подключения:
« В электроустановках зданий электрооборудование присоединяют к проводникам электрических цепей с помощью различных зажимов и аналогичных соединительных устройств, обеспечивающих его постоянное присоединение, или посредством штепсельных вилок и розеток, которые позволяют осуществлять присоединения по мере необходимости. Согласно способу подключения стандарты и другие документы МЭК подразделяют электрооборудование на постоянно подключенное электрооборудование и электрооборудование с разъемным подключением. »
По степени мобильности.
Харечко Ю.В. на основании анализа нормативной документации в своей книге [4] финализирует, каким образом следует разделять электрооборудование по степени мобильности:
« В зависимости от степени мобильности электрооборудования, которая может быть реализована во время его оперирования, Международный электротехнический словарь подразделяет все электрооборудование на фиксированное, стационарное, передвижное и переносное электрооборудование. В стандартах МЭК дополнительно различают портативное, подвижное и перемещаемое электрооборудование, а также конкретные его виды, например – бытовые приборы, светильники, аппаратуру, характеризующиеся определенной степенью мобильности. »
Краткая характеристика электрооборудования
Требования к электрооборудованию
Как и в других электроустановках, компрессорная установка имеет главный электропривод, а именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который приводит во вращения поршни компрессора. Двигатель работает с постоянной скоростью без реверса. В установки используется реле времени в мести с электрогидравлическим клапаном для облегчения пуска двигателя.
Двигатель питается от трёхфазной сети, так же имеются аппараты защиты электропривода компрессора от короткого замыкания и перегрузки в виде автоматического выключателя.
Установка снабжена манометром для поддержания давления воздуха на заданном уровне, нарушение, которых приводят к отключению компрессора.
Цепь управления и сигнализация питаются фазным напряжением 220В через однополюсный автоматический выключатель.
Работа компрессорной установки может, осуществляется как с пульта управления на самом агрегате, так и с диспетчерского пункта.
Автоматический контроль составляет важнейшую часть системы управления. Он позволяет определить правильность процесса производства сжатого воздуха и состояние компрессорного агрегата.
Отклонение контролируемых параметров от заданных значений указывает на ненормальные или нерациональные режимы работы систем агрегата, а в ряде случаев может привести к аварии.
Электродвигатели и аппараты должны быть установлены таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и замены, а также для ремонта, по возможности, на месте установки. Электродвигатели должны быть заземлены или занулены.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
5.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Инструкция по эксплуатации электрооборудования установки
К обслуживанию и эксплуатации установки допускаются лица, ознакомленные с техническим описанием и прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электрооборудованием.
В специальный журнал должна быть внесена отметка об ознакомлении ответственного лица и всех членов бригады, обслуживающей установку с данной инструкцией, указаны дата и фамилия лица, проводившего инструктаж по технике безопасности.
Руководитель участка должен принять все надлежащие меры для того, чтобы исключить возможность неполадок в работе оборудования, аварий и несчастных случаев с персоналом. Для этого нужно:
а) обучить обслуживающий персонал безопасным методам работы, проверить наличие на рабочих местах инструкции по эксплуатации;
б) категорически запретить во время работы установки ремонт или замену аппаратов и приборов.
При обслуживании поршневого компрессора и питания систем автоматики и сигнализации следует руководствоваться «Правилами эксплуатации электроустановок».
После первого запуска установки, необходимо осмотреть все её элементы и убедиться в отсутствии:
1. неисправностей электрооборудования;
2. ненормального нагрева различных частей установки;
3. течи в трубопроводах, швах, в заглушках и фланцевых соединениях, резервуарах и т.д.
Все замеченные неисправности следует зафиксировать в рабочем журнале и принять меры к быстрейшему их устранению.
При заступлении на дежурство дежурный оператор должен убедиться в нормальной работе установки: в отсутствии предупредительных сигналов и отсутствии течей в вентилях, трубопроводах и т.д. Об осмотре делается соответствующая запись в оперативном журнале.
При срабатывании сигнализации о ненормальной работе компрессорной установки установка отключается автоматически.
Основные неисправности электрической схемы станка:
1 Вышел из строя переключатель, возможная причина подгорели контакты, заменить старые на новые;
2 Перегорели контакты, залипание контактов, заменить контакты;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
3 Вышел из строя эл.двигатель, заменить на новый или разобрать устранить причину по которой он вышел из строя.
4 Неисправность магнитных катушек, заменить на новые или разобрать устранить причину по которой они вышел из строя.
Краткая характеристика электрооборудования
Компрессорная установка в основном предназначена для обслуживания определенных технологических процессов, поэтому производительность компрессоров зависит от потребления воздуха в ходе работы производственного участка.
Главное движение осуществляется синхронным двигателем М1, который приводит во вращение поршневой механизм компрессорной установки.
В компрессорной установке применяются два двигателя и возбудитель. Синхронный двигатель предназначен для вращения поршневой системы компрессорной установки. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приводит во вращение возбудитель. Возбудитель наглухо присоединен к обмотке возбуждения главного двигателя, тем самым он возбуждает синхронный двигатель.
В схеме присутствуют блокировки, обеспечивающие безопасную работу компрессорной установки.
Давление масла контролируется механическим реле давления и промежуточным реле. Промежуточное реле датчика температуры контролирует температуру сжатого воздуха. Струйное реле, сигнализирует об уменьшении давления охлаждающей воды. Реле времени контролирует исчезновение охлаждающей воды.
Схема автоматического управления синхронным двигателем поршневого компрессора допускает включение на напряжение 380В, 220В переменного и 220В, 48В постоянного.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Q1 – масляный выключатель, включает в сеть двигатель М1;
Воздушный компрессор немедленно отключить от сети:
— при появлении дыма или огня из электродвигателя или его пускорегулирующей аппаратуры;
— вибрации, шуме и стуке, угрожающих целости компрессора;
— поломке приводного механизма;
— значительном снижении числа оборотов, сопровождающимся быстром нагреве электродвигателя.
Промывка отдельных узлов, деталей установки в керосине или бензине должна производится в специальном шкафу с вытяжным устройством, установленном в отдельном помещении или на открытом воздухе на расстоянии не менее 10м от источников открытого огня.
Не разрешается снимать панель с блока осушки и автоматики и приступать к работе ранее, чем через 15 мин после снятия напряжения с установки.
Нельзя пользоваться открытым пламенем, курить при проведении на установке работ с фреоном. В помещении должна работать вентиляция.
Не реже одного раза в 6 месяцев должна производится проверка рабочих манометров установки контрольным манометром. Результаты проверки должны быть записаны в журнале контрольных проверок.
Не реже одного раза в 12 месяцев должна производится проверка манометров с последующим опломбированием или клеймением.
Манометр не допускается к применению в случаях когда:
— отсутствует пломба или клеймо;
— просрочен срок проверки;
— стрелка манометра при его выключении не возвращается на нулевую отметку шкалы;
— разбито стекло или имеются другие повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.
Требования безопасности по окончании работ:
Сделать соответствующие записи в документации.
Закрыть помещение на ключ.
1.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Назначение и устройство компрессоров
По принципу действия компрессоры делятся на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры по конструкции подразделяют на турбинные и ротационные. В турбинном компрессоре (рис. 1, а) ротор 1 с лопастями при вращении захватывает газ из впускного трубопровода 2 и выбрасывает его в выпускной трубопровод 3. Увеличение давления происходит за счёт повышения скорости движения частиц газа и его сжатия между лопастями и корпусом компрессора при эксцентричном расположении ротора.
В ротационном компрессоре (рис. 1, б) увеличение давления осуществляется путём сжатия газа в камерах, образуемых с помощью пластин 1, которые перемещаются под действием центробежных сил в направляющих ротора 2 при его вращении и прижимаются к стенкам корпуса. Впускной вентиль 6 и выпускной вентиль 3 во время работы компрессора открыты. Для обеспечения работы компрессора при отсутствии потребления сжатого газа служит обходной трубопровод 4 с вентилем 5.
Статическая мощность 
на валу центробежных компрессоров изменяется пропорционально третьей степени угловой скорости 
(рис. 1, г) если отсутствует противодавление. Для этих механизмов характерны простота конструкции, надёжность в эксплуатации и высокая производительность. Такие компрессоры применяются для получения давлений до 
Па (турбинные) и 
Па (ротационные).
В поршневом компрессоре (рис. 1, в) при вращении кривошипного вала 1 и движения поршня 2 вниз газ засасывается через открытый впускной клапан 3. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается, происходит сжатие воздуха, который через выпускной клапан 4 направляется к потребителям.
Поршневые компрессоры отличаются неравномерностью подачи газа. В компрессоре одинарного действия подача газа производится только при ходе поршня вверх. В компрессоре двойного действия подача газа осуществляется при ходе поршня в обе стороны. Мгновенная мощность 
на
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
валу таких механизмов изменяется по синусоидальному закону в зависимости от угла поворота 
кривошипа (рис. 1, д). С целью сглаживания графика нагрузки на валу приводного двигателя устанавливают маховик. Для уменьшения колебаний давления у потребителя между ним и компрессором помещают ресивер (промежуточный герметичный резервуар – воздухосборник). Поршневые компрессоры имеют более сложную конструкцию чем центробежные, и применяются для получения давлений до 
Па при относительно небольшой производительности.
Высокие давления газа могут быть получены только в многоступенчатых компрессорах, в которых газ сжимается последовательно в нескольких цилиндрах или камерах. При сжатии газа в компрессорах выделяется большое количество тепла, которое обычно отводится с помощью проточной воды, проходящей через кожух компрессора. Благодаря охлаждению сохраняется неизменной температура сжимаемого газа и снижается мощность приводного двигателя. Угловая скорость рабочего вала компрессоров составляет у поршневых 30–75 рад/с, у ротационных 300 рад/с, у турбинных до 1200 рад/с.
2.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Особенности электропривода и выбор мощности двигателей компрессоров.
Для данных механизмов типичен продолжительный режим работы, поэтому их электроприводы, как правило, нереверсивные, с редкими пусками. В отличие от механизмов непрерывного транспорта компрессоры имеют небольшие пусковые статические моменты – до 20 – 25% от номинального. В зависимости от назначения, мощности и характера производства, где установлены компрессоры, они могут требовать или небольшого, но постоянного подрегулирования производительности при отклонении параметров воздуха (газа) от заданных значений, или же регулирования производительности в широких пределах.
Производительность компрессоров можно изменять тремя способами: изменением угловой скорости приводного двигателя,
изменением сопротивления магистрали (трубопровода) с помощью задвижки, а также конструктивным изменением рабочих органов механизма в процессе регулирования (поворотные лопатки в вентиляторах и т.п.)
Для большинства поршневых компрессоров не требуется регулирования угловой скорости приводных двигателей. Поэтому здесь применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели. При мощности более 50 – 100 кВт привод с синхронным двигателем оказывается экономически выгоднее, чем привод с асинхронным двигателем. Хотя синхронные двигатели сложнее по устройству и дороже, чем асинхронные, применение их целесообразнее для одновременного улучшения 
предприятия.
Поскольку поршневой компрессор при работе создаёт на валу периодически изменяющийся момент сопротивления, это вызывает колебания ротора синхронного двигателя. Чтобы уменьшить такие колебания и устранить возможность выпадания двигателя из синхронизма, для привода поршневых компрессоров применяют специальные тихоходные синхронные двигатели ( 
до 26,2–31,4 рад/с) с большой перегрузочной способностью, повышенным моментом инерции ротора и большими значениями входного (синхронизирующего) момента.
При достаточной мощности питающей сети производится прямой пуск асинхронных и синхронных двигателей. В тех случаях, когда сеть не позволяет осуществить прямой пуск, применяют различные способы ограничения пускового тока, например пуск двигателя через автотрансформатор или реакторы.
При выборе мощности двигателя для компрессоров, как и для всех механизмов с продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой, требуемую мощность двигателя 
находят по мощности на валу механизма с учётом потерь в промежуточных механических передачах.
Мощность двигателя поршневого компрессора 
, кВт определяют по приближённой формуле(1)
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
(1)
где 
– производительность (подача) компрессора, 
; 
– работа, 
, изотермического и адиабатического сжатия 1 
атмосферного воздуха давлением 
Па до требуемого давления 
, Па; для давлений до 
значения А указаны ниже:
 |
 |
– индикаторный КПД компрессора, учитывающий потери мощности при реальном процессе сжатия воздуха и равный 0,6 – 0,8; 
– КПД механической передачи между компрессором и двигателем, его значения лежат в пределах 0,9 – 0,95; 
– коэффициент запаса, равный 1,05 – 1,15 и учитывающий не поддающиеся расчёту факторы.
Мощность двигателя центробежного компрессора 
, кВт можно вычислить по формуле (2):
(2)
где – производительность центробежного компрессора, 
; Н – напор (давление) газа, Па; 
– КПД компрессора, 0,4 – 0,7 для центробежных компресссоров; 
– КПД механической передачи; – коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,2 при мощности больше 5 кВт, 1,5 при мощности до 2 кВт и 2,0 при мощности до 1 кВт.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
3. Автоматизация работы компрессорных установок
Компрессорные установки промышленных предприятий в основном предназначаются для обслуживания определённых технологических процессов, поэтому их производительность зависит от потребления воздуха (газа) в ходе работы производственного участка и изменений внешних условий, например температуры, влажности воздуха, запылённости.
Эти установки достаточно просто поддаются автоматизации путём применения специальной аппаратуры, которая даёт сигнал об изменении режима работы и производит соответствующее переключение в схеме управления без участия обслуживающего персонала; задача последнего сводится лишь к периодическому контролю действия аппаратов и профилактике.
Рассмотрим некоторые примеры построения схем управления электроприводами, которые позволяют обеспечивать автоматизацию компрессорных установок.
Автоматизация работы компрессорных установок.График потребляемого сжатого воздуха на промышленных предприятиях, как правило, имеет переменный характер в течение суток. Для обеспечения нормальной работы потребителю необходимо, чтобы давление воздуха поддерживалось постоянным; это является одним из основных требований, предъявляемых при автоматизации компрессорных установок. Давление в воздуховодной сети зависит от потребления воздуха и производительности компрессора. Когда расход воздуха равен производительности компрессора, давление в сети будет номинальным. Если потребление воздуха становится больше производительности, то давление падает и наоборот.
Наибольшее применение для приводов компрессоров получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели. Регулирование производительности компрессоров в этих случаях осуществляется путём автоматического открывания всасывающих клапанов с помощью регулятора давления. Регулирование производительности может осуществляться также периодическим включением компрессорных агрегатов с учётом графика нагрузки и давления воздухопровода, которое контролируется специальным манометром; контакты манометра вводятся в схему управления двигателем.
На рисунке 4, а показано устройство электроконтактного манометра. Как и в обычных манометрах, в нём применяется трубчатая одновитковая пружина 1, закрытая с одного (подвижного) конца, а другим (неподвижным) концом сообщающаяся со средой – газом, давление, которого необходимо контролировать.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Действие манометра основано на линейной зависимости между упругой деформацией трубчатой пружины и давлением, действующим внутри её. Изменение давления вызывает перемещение закрытого конца трубчатой пружины, который через передаточный механизм приводит в действие подвижный контакт 3, укреплённый на стрелке. При повышении давления пружина 1 стремится разогнуться, при уменьшении давления – согнуться. Если давление превысит значение 
, на которое настроен манометр, то подвижный контакт 3 замыкается с неподвижным контактом 4; при уменьшении давления ниже установленного контакт 3 замыкается с неподвижным контактом 2.
Контактная система допускает включение на напряжение 380 В переменного и 220 В постоянного тока; мощность контактов 10 ВА. Примеры типов электроконтактных манометров: МГ-278 – показывающий, МГ-618 – самопишущий. Кроме контактных манометров применяются поршневые, сильфонные реле давления и другие приборы.
Для поддержания температуры сжимаемого воздуха в компрессорах (особенно на большие давления) в допустимых пределах применяется принудительное охлаждение установок водой, которая пропускается через охлаждающие рубашки цилиндров и промежуточные холодильники, где нагретый при сжатии воздух омывает трубки с циркулирующей холодной водой. Так как кратковременная остановка системы охлаждения компрессора недопустима, за её работой устанавливается контроль с помощью специальных приборов, отключающих компрессор при недопустимом повышении температуры воздуха или прекращении подачи воды.
Так, на трубопроводах, подводящих охлаждающую воду, устанавливаются струйные реле различных конструкций. На рис. 4, б показано устройство струйного реле МС-51. Реле имеет две цилиндрических мембраны сильфона 2, соединённые трубками 4 с дроссельным устройством диафрагмы 1, устанавливаемой внутри трубопровода 5. При уменьшении количества протекающей воды изменяется перепад давления на диафрагме, происходит переключение контактов 3 реле, что обеспечивает подачу в схему управления сигнала на отключение двигателя компрессора.
На рис. 5 показана технологическая схема компрессорной установки с двумя поршневыми компрессорами 2, приводимыми в движение асинхронными двигателями 1. Сжатый воздух после компрессора проходит через воздухоочистительное устройство 6, в котором очищается от пыли,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
влаги, масла. По воздухопроводу 8 воздух поступает в ресиверы 10, оттуда по трубопроводу 12 направляется к потребителям. Обратные клапаны 5 предотвращают работу одного компрессора на другой при разнице в создаваемом ими давлении. Трубопроводы 3 и 4 предназначены для циркуляции охлаждающей воды.
Датчиками автоматического управления служат два электроконтактрых манометра 11, подвижные контакты которых устанавливаются на определённые верхние и нижние пределы давления воздуха в ресиверах. Верхние пределы для обоих манометров могут быть одинаковыми и при достижении их двигатели компрессоров будут отключаться. Нижние пределы давления манометров устанавливаются разными. При падении давления в начале включается только один компрессор, если же давление будет продолжать падать, то включается и второй компрессор.
При пуске компрессора сначала включают охлаждающую воду, затем приводной двигатель. Для уменьшения начального момента сопротивления пуск можно производить при открытом разгрузочном вентиле 7 воздухоочистительного устройства. После пуска двигателя разгрузочный вентиль закрывается. Чтобы давление воздуха в ресиверах не снижалось при остановке компрессоров, в системе имеются обратные клапаны 9.
Электрическая схема управления компрессорной установкой, состоящей из двух агрегатов К1 и К2, приведена на рисунке 6. Двигатели компрессоров Д1 и Д2 питаются от трёхфазной сети
380 В через автоматические выключатели ВА1 и ВА2 с комбинированными расцепителями. Включение и отключение двигателей производится магнитными пускателями ПМ1 и ПМ2. Цепи управления и сигнализации питаются фазным напряжением 220 В через однополюсный автоматический выключатель ВА3 с максимальным электромагнитным расцепителем.
Управление компрессорами может быть автоматическим или ручным. Выбор способа управления производится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2. При ручном управлении включение и отключение пускателей ПМ1 и ПМ2 осуществляется поворотом рукояток ключей КУ1 и КУ2 из положения 0 (Отключен) в положение Р (Включен).
Автоматическое управление компрессорами производится при установке ключей КУ1 и КУ2 в положение А, а включение и отключение пускателей осуществляется с помощью реле РУ1 и РУ2. Контроль давления воздуха в ресиверах производится двумя электроконтактными манометрами,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
контакты которых включены в цепь катушек реле РУ1 – РУ4. Очерёдность включения компрессоров при падении давления устанавливается с помощью переключателя режимов ПР. Если ПР установлен в положение К1, то первым включается компрессор К1.
Предположим, что ресиверы наполнены сжатым воздухом, давление соответствует верхнему пределу (контакты манометров М1-Н и М2-Н разомкнуты) и компрессоры не работают. Если в результате потребления воздуха давление ресиверах падает, то при достижении ими минимального значения, установленного для пуска первого компрессора, замкнётся контакт М1-Н первого манометра (Н – нижний предел), сработает реле РУ1 и своим контактом включит пускатель ПМ1 двигателя первого компрессора. В результате работы компрессора К1 давление в ресиверах будет повышаться и контакт М1-Н разомкнётся. Но это не приведёт к отключению компрессора, так как катушка реле РУ1 продолжает получать питание через свой контакт и замкнутый контакт РУ4. При повышении давления в ресиверах до максимального предела замкнётся контакт манометра М1В (В-верхний предел), сработает реле РУ4 и своим контактом отключит реле РУ1, потеряет питание пускатель ПМ1 и компрессор К1 остановится.
В случае недостаточности производительности первого компрессора или его неисправности давление в ресиверах будет продолжать падать. Если оно достигнет предела, установленного для замыкания контакта М2Н второго манометра (манометры М1 и М2 регулируются так, чтобы контакт М2Н замыкался по сравнению М1Н при несколько меньшем давлении), то сработает реле РУ3 и РУ2. Последнее своим контактом включит пускатель ПМ2, то есть вступит в работу компрессор К2. В реле РУ2 после размыкания контакта М2Н остаётся включённым через свой контакт и замкнутый контакт реле РУ4. Когда давление в ресиверах в результате совместной работы обоих компрессоров (или только К2 при неисправном К1) поднимется до верхнего предела, замкнётся контактор манометра М2Ви включится реле РУ4. В результате отключается реле РУ1 и РУ2 и пускатели ПМ1 и ПМ2. Оба компрессора остановятся.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
компрессор вентилятор установка автоматизация
В схеме предусмотрен контроль исправности компрессорной установки. Если несмотря на работу обоих компрессоров давление в ресиверах продолжает падать или не изменяется, то контакт М2Н нижнего предела остаётся замкнутым, и реле РУ3 будет включено. Оно своим контактом приведёт в действие реле времени РВ, которое с некоторой выдержкой времени, необходимой для обеспечения нормального подъёма давления компрессором К2, замкнёт свой контакт РВ цепи аварийно-предупредительной сигнализации, и персоналу будет подан сигнал о необходимости устранения неисправности.
Сигнальная лампа ЛЖ служит для световой сигнализации о режиме работы компрессорной установки при ручном управлении. Она загорается при падении давления в ресиверах, получая питание через контакт реле РУ3. Сигнальная лампа ЛБ и реле напряжения РКН служат для контроля наличия напряжения в цепи управления. Контроль температуры воздуха в компрессорах, охлаждающей воды и масла осуществляется специальными реле (на схеме не показаны), которые вместе с реле РКН воздействуют на цепи аварийно-предупредительной сигнализации, извещая персонал о ненормальной работе установки.
Требования к электрооборудованию
Как и в других электроустановках, компрессорная установка имеет главный электропривод, а именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который приводит во вращения поршни компрессора. Двигатель работает с постоянной скоростью без реверса. В установки используется реле времени в мести с электрогидравлическим клапаном для облегчения пуска двигателя.
Двигатель питается от трёхфазной сети, так же имеются аппараты защиты электропривода компрессора от короткого замыкания и перегрузки в виде автоматического выключателя.
Установка снабжена манометром для поддержания давления воздуха на заданном уровне, нарушение, которых приводят к отключению компрессора.
Цепь управления и сигнализация питаются фазным напряжением 220В через однополюсный автоматический выключатель.
Работа компрессорной установки может, осуществляется как с пульта управления на самом агрегате, так и с диспетчерского пункта.
Автоматический контроль составляет важнейшую часть системы управления. Он позволяет определить правильность процесса производства сжатого воздуха и состояние компрессорного агрегата.
Отклонение контролируемых параметров от заданных значений указывает на ненормальные или нерациональные режимы работы систем агрегата, а в ряде случаев может привести к аварии.
Электродвигатели и аппараты должны быть установлены таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и замены, а также для ремонта, по возможности, на месте установки. Электродвигатели должны быть заземлены или занулены.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
5.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
Инструкция по эксплуатации электрооборудования установки
К обслуживанию и эксплуатации установки допускаются лица, ознакомленные с техническим описанием и прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электрооборудованием.
В специальный журнал должна быть внесена отметка об ознакомлении ответственного лица и всех членов бригады, обслуживающей установку с данной инструкцией, указаны дата и фамилия лица, проводившего инструктаж по технике безопасности.
Руководитель участка должен принять все надлежащие меры для того, чтобы исключить возможность неполадок в работе оборудования, аварий и несчастных случаев с персоналом. Для этого нужно:
а) обучить обслуживающий персонал безопасным методам работы, проверить наличие на рабочих местах инструкции по эксплуатации;
б) категорически запретить во время работы установки ремонт или замену аппаратов и приборов.
При обслуживании поршневого компрессора и питания систем автоматики и сигнализации следует руководствоваться «Правилами эксплуатации электроустановок».
После первого запуска установки, необходимо осмотреть все её элементы и убедиться в отсутствии:
1. неисправностей электрооборудования;
2. ненормального нагрева различных частей установки;
3. течи в трубопроводах, швах, в заглушках и фланцевых соединениях, резервуарах и т.д.
Все замеченные неисправности следует зафиксировать в рабочем журнале и принять меры к быстрейшему их устранению.
При заступлении на дежурство дежурный оператор должен убедиться в нормальной работе установки: в отсутствии предупредительных сигналов и отсутствии течей в вентилях, трубопроводах и т.д. Об осмотре делается соответствующая запись в оперативном журнале.
При срабатывании сигнализации о ненормальной работе компрессорной установки установка отключается автоматически.
Основные неисправности электрической схемы станка:
1 Вышел из строя переключатель, возможная причина подгорели контакты, заменить старые на новые;
2 Перегорели контакты, залипание контактов, заменить контакты;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 140448.51- КП. 2016.0447.00.00 ПЗ |
3 Вышел из строя эл.двигатель, заменить на новый или разобрать устранить причину по которой он вышел из строя.
4 Неисправность магнитных катушек, заменить на новые или разобрать устранить причину по которой они вышел из строя.