Схемы и способы подключения электродвигателей

Одним из ключевых моментов, обеспечивающих нормальную работу привода, является правильная схема подключения электродвигателя – ключевого звена цепи. Соблюдение всех соединений гарантирует отсутствие нештатных ситуаций, повреждения обмоток, долговечную работу и прогнозируемую агрегата. Важно понимать, что существуют общепринятые решения для включения эл. моторов одно- и трехфазных (220 и 380 В), с потреблением постоянного/переменного тока, с пускателем и защитой теплового реле, а также специфические схемы, например, моторы с фазным ротором, или П 41, работающие на 110/220 В, выходящие за привычные рамки.

Классические варианты подключения

Большинство эл. моторов для современных электроприводах работают от переменной трехфазной линии (каждая из трех фаз подается отдельным проводником). Соответственно, клеммная коробка содержит выводы (входной и выходной) трех обмоток. Между собой и с сетью они могут соединяться по двух классическим схемам: «звезда» и «треугольник».

Схема подключения Звездой и Треугольником

Для первой характерной особенностью является замыкание концевых выводов каждой катушки в одну точку (на практике это одну нейтраль). На входные вывода между тем подается напряжение сети. Подобная схема характеризуется более мягким ходом, но к сожалению, не позволяет развить полную мощность.

Второй вариант с треугольником характеризуется последовательным соединением выводов обмоток: конец первой соединяется с началом второй и т. д. Такой вариант пуска гарантирует достижение паспортной мощности, но во время включения возможно возникновение больших по значению токов, которые могут термически повредить обмоточные выводы.

Если снять крышку клеммной коробки, то оба варианта подключения будут выглядеть следующим образом:

Применение магнитного контактора

Для организации плавного пуска приходится внедрять в цепь питания специальное коммутирующее устройство – пускатель. Это один из вариантов коннектора, который можно дополнить опциональными элементами, например, тепловым реле. Огромным преимуществом такой схемы является возможность организации не только пуска эл. двигателя, но и его остановки, реверса, а также защиты соединений от повреждения избыточными токами. Кроме того, сердечник или катушка может иметь номинал по напряжению 380 или 220В, что позволяет включать мотор в силовую и бытовую сеть.

Классические электросхемы подключения моторов через пускатель можно разделить на два типа:

1. Нереверсивная. Соединение агрегата и сети без необходимости/возможности организации его обратного хода. В этом случае есть возможность интеграции, как в силовую, так и бытовую (220В) сеть,

Нереверсивная схема подключения

1. Реверсивная. Электросхема, которая объединяет два пускателя (блок) с прерывателем цепи. Менять направление вращения роторного узла можно также для силовых и бытовых (220В) сетей.

Реверсивная схема подключения

Как можно судить по иллюстрациям, отличия между «сетевыми» вариантами заключаются в точках подключения выводов контактора:

• для 380 вольт контакты замыкаются на 2 из 3 фаз,
• для 220 вольт один из контактов соединяется с крайней фазой, а второй – с нулем.

Кроме того, во всех четырех вариантах присутствует элемент, обозначенный, как «Р». Это не что иное, как тепловое реле. Оно подключается в цепь последовательно с катушкой контактора и служит для обеспечения защиты двигателя от превышения токовых нагрузок.

По принципу действия тепловое реле является ключом, то есть при достижении критических для работоспособности агрегата и контактора токовых значений, происходит временный разрыв цепи питания. Некоторые виды теплового реле или «теплушки» используют для цепей постоянного тока или специфических режимах (затянутый пуск, выпадение фазы и т. п).

Постоянное включение магнитного пускателя приводит к механическому износу контактов, чего лишена тиристорная или бесконтактная схема. Разрыв цепи происходит не механическим путем (разведение контактной группы), а электронным – за счет диодных мостов.

Работа устройств со специфической подвижной частью

Привычным вариантом роторного узла трехфазного асинхронного электродвигателя является короткозамкнутый типа «беличья клетка», который набирается из стальных пластин. Когда существует необходимость снизить номинал пусковых токов с возможностью регулирования частоты вращения, тогда используется фазный ротор. Характерной его особенностью являются две группы выводов:

1. Статорная. Классический клеммный блок, на который подводится напряжение сети (380 или 220В),
2. Роторная. Дополнительный клеммник для выводов обмоток фазного ротора, к которым подключаются контакты реостата (блока сопротивлений).

Последний необходим для плавного пуска с постепенным включением/отключением отдельных сопротивлений в обмоточной цепи фазного ротора.

Работа ДПТ типа П 41

Электрическая машина, питание которой осуществляется постоянным током 220 В, имеет более сложную конструкцию в сравнении с вышеописанными агрегатами. Специфика работы, например, модели П 41, требует наличия коллекторно-щеточного узла, катушки якоря, вспомогательных полюсов статора (индуктора). Двигатели данного типоразмера модели относятся к машинам с электромагнитным индуктором. То есть, для подключения и пуска П 41 используется не постоянный магниты, а независимая или смешанная обмотка возбуждения на 110 или 220В.

Как можно судить, работа трехфазных (380 В) и однофазных (220 В) машин переменного тока или ДПТ типа П 41 может быть организована самыми разными способами, от классических до специфических, учитывающих реальные условия эксплуатации.

Однолинейная схема электроснабжения – назначение и виды

Время чтения: 6 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», однолинейная схема электроснабжения − это один из видов исполнительной документации, которая должна быть в наличии у организации и частного лица, эксплуатирующих электросети и оборудование в обязательном порядке. В этой статье редакции HomeMyHome.ru подробно расскажем о том, что представляет собой такая схема, что она должна включать в себя, а также правила её оформления согласно всем нормативным документам.

Однолинейная схема электроснабжения загородного дома

Что такое однолинейная схема электроснабжения и зачем нужна

Однолинейная схема электроснабжения является техническим документом, на котором отображаются все элементы электрической сети объекта с указанием их характеристик и параметров, а также установленная и расчётная мощности объекта в целом. Термин «однолинейная» означает, что все электрические соединения, существующие на объекте, вне зависимости от их фазности, на схеме отображаются одной линией. Правила оформления однолинейных схем регламентированы ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем». Основное предназначение подобной исполнительной документации – информативность и предоставление визуального восприятия о конфигурации электрической сети объекта, необходимого для принятия решений при эксплуатации энергетического хозяйства.

Пример оформления однолинейной схемы электроснабжения промышленного предприятия

Виды однолинейных электрических схем

В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.

К сведению! Порядок получения технических условий на подключение к электрическим сетям регламентирован рядом документов. Среди них: Постановление Правительства РФ № 861 от 27.12.2004 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг», «Правила недискриминационного доступа к услугам по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике и оказания этих услуг», «Правил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих услуг», а также и «Правила технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям». Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

Расчётная схема квартирного щита загородного дома

На этапе эксплуатации объекта составляются однолинейные исполнительные схемы, на которых отображаются все изменения, вносимые в конфигурацию электрической сети в процессе её использования. Это может быть связано с модернизацией используемого оборудования или его заменой, добавлением новых мощностей или изменением конфигурации магистральных и групповых линий. На крупных объектах, где система электроснабжения подразделяется на несколько уровней, однолинейные схемы составляются по каждой группе потребителей: «объект в целом – цех – участок» и т.д. Изначально делается рисунок, отображающий подстанции (ТП) и конфигурацию сетей их объединяющих, затем схема ТП или ГРЩ (главный распределительный щит) и затем − каждого силового или осветительного щитка, имеющегося на объекте.

К сведению! На объектах различной формы собственности за ведение технической документации и её соответствие предъявляемым требованиям отвечает лицо, ответственное за энергохозяйство (ПТЭЭП гл.1.2 «Обязанности, ответственность потребителей за выполнение правил»).

Исполнительная схема 2-трансформаторной подстанции

На основе однолинейных разрабатываются прочие электрические схемы системы электроснабжения: структурные и функциональные, принципиальные и монтажные.

Принципы проектирования однолинейной схемы электроснабжения

При разработке и оформлении исполнительной документации необходимо выполнять требования к подобным документам, отражённым в нормативной литературе, а также ПТЭЭП и ПУЭ («Правила устройства электроустановок»).

Что должна включать однолинейная схема электроснабжения

На однолинейных схемах электроснабжения должна быть отражена следующая информация, а именно:

• граница зоны ответственности организации, поставляющей электрическую энергию, и её потребителя;

К сведению! Граница зоны ответственности отображается в Договоре на электроснабжение конкретного объекта.

Отображение зоны балансовой принадлежности на схеме электроснабжения объекта

• вводно-распределительные устройства (ВРУ) или ГРЩ, а также трансформаторные подстанции, стоящие на балансе потребителя с отображением устройств АВР (автоматическое включение резерва), если таковые имеются;

Важно! При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке.

• приборы учёта электрической энергии с указанием коэффициента трансформации трансформаторов тока при использовании счётчиков, работающих на вторичном токе в 5 Ампер;
• информация обо всех имеющихся на объекте распределительных шкафах как силового оборудования, так и системы освещения;
• длины магистральных электрических линий с указанием марки кабелей, проводов и способов их прокладки;
• технические параметры и состояние в рабочем положении всех устройств автоматического отключения, к которым относятся автоматические выключатели, УЗО и предохранители;
• данные обо всех электрических нагрузках, подключаемых к отображаемому на схеме оборудованию, с указанием их мощности, тока и cos ϕ.

Вариант выполнения расчётной однолинейной схемы электроснабжения административного здания

Этапы проектирования

Наличие однолинейной схемы электроснабжения является обязательным условием для получения разрешения на подключение объекта строительства к сетям электроснабжающей организации, поэтому прежде, чем приступать к её разработке, необходимо запросить технические условия.

В связи с этим все работы по проектированию схемы электроснабжения можно разбить на несколько этапов:

1. Запрос и получение технических условий;
2. Разработка однолинейной схемы электроснабжения на основании полученных документов;
3. Согласование разработанной документации в организации, выдавшей технические условия.

Вариант оформления технических условий на электроснабжение

Правила оформления, требования ГОСТов

При оформлении однолинейной схемы электроснабжения необходимо соблюдать требования ГОСТов, регламентирующих этот процесс, а именно:

• ГОСТ 2.709-89 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах»;
• ГОСТ 2.755-87 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения»;
• ГОСТ 2.721-74 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения (с Изменениями №№ 1, 2, 3, 4)»;
• ГОСТ 2.710-81 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (с Изменением № 1)».

Вариант оформления однолинейной схемы электроснабжения в соответствии с данными ГОСТами приведён наследующем рисунке.

Расчётная однолинейная схема электроснабжения жилого дома

Условные обозначения, используемые при составлении однолинейных схем

Все элементы системы электроснабжения отображаются на схеме в виде графических изображений, которые регламентированы нормативной литературой, указанной в предыдущем разделе статьи. Электрические коробки и шкафы различного назначения изображаются следующим образом.

Электроустановочные изделия (розетки и выключатели), в зависимости от конструкции и типа исполнения, отображаются вот так

Приборы электрического освещения изображаются следующим образом

Силовые трансформаторы и трансформаторы тока изображаются так

Электроизмерительные приборы имеют следующий вид на схемах электроснабжения, в соответствии с ГОСТ

Пересечение электрических линий и места соединения электропроводки, а также заземление выглядят следующим образом

Коммутационные устройства (автоматические выключатели и пускатели, короткозамыкатели и отделители, а также прочие аппараты) изображаются так

Для того чтобы узнать, как правильно оформить исполнительную документацию, необходимо изучить все требования ГОСТов или воспользоваться специальной компьютерной программой, которая учтёт все эти требования в автоматическом режиме при её использовании

Программы для оформления исполнительной документации

В настоящее время чтобы оформить разработанную однолинейную схему в соответствии с требованиями ГОСТ, достаточно просто только наличия персонального компьютера и специального программного обеспечения, позволяющего выполнить эту работу. Существует несколько видов компьютерных программ, предназначенных для этих целей:

«Компас-Электрик» – бесплатная программа, достаточно проста в использовании, пользуется популярностью среди инженерно-технических работников, трудящихся в службах главного энергетика предприятий различного профиля.

Составление электрической схемы с использованием «Компас-Электрик»

Работа по составлению однолинейной схемы распределительного щита в программе «AutoCAD Electrician»

Видео: cоветы опытного электрика

В настоящем видеосюжете мы расскажем, как сделать однолинейную схему электроснабжения дома на основе трёхфазного распределительного щита.

А если у вас есть вопросы к автору статьи, не стесняйтесь оставлять их ниже в комментариях.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте