Однолинейная расчетная схема электроснабжения: Однолинейная схема электроснабжения дома и квартиры

Содержание

Правила оформления и примеры однолинейной схемы электроснабжения

Занимаясь ремонтом дома столкнулся с необходимостью нарисовать однолинейную схему электроснабжения. Все можно было сделать от руки, но решил сделать на компьютере. Этот обзор посвящен бесплатным программам для подготовки однолинейных электрических схем.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 256
Источник: https://moonback.ru/page/risuem-odnolinejnuju-shemu

Однолинейная схема электроснабжения: что это такое и зачем нужна

Принципиальная электрическая схема

Полное представление о том, как функционирует электротехническое изделие или объект, дает принципиальная электрическая схема. Она включает в себя весь перечень элементов, из которых состоит объект. Данная схема является основой для разработки всех последующих документов и чертежей, необходимых для строительства объекта либо оборудования. На принципиальной схеме отражены чертежи, которые показывают полные электромагнитные и электрические связи элементов, а также характеристики всех компонентов объекта. Составление принципиальной схемы производится двумя способами: совмещенным и разнесенным.

При разнесенном способе используют схемы, которые содержат множество контакторов, реле и различных контактов. Для создания таких схем элементам присваивают значения последовательно. А вот отдельные цепи располагают параллельно. Все части, которых входят в состав элементов и устройств или отдельные элементы на схеме прорисовывают раздельно друг от друга, чтобы схема выглядела более наглядно.

При совмещенном способе на схеме электроснабжения отображают все части элементов или устройств вблизи друг от друга.

На свободных полях схем, которые выполнены разнесенным способом, допустимо размещать графические обозначения устройств, выполненные совмещенным способом.

Если объект содержит такие элементы, которые используются частично, то эти элементы должны быть изображены на схеме полностью, при этом следует указать, какие части используются целиком, а какие нет. Те, что используются полностью, должны быть отображены на схеме длиннее, а части неиспользованных элементов изображаются короче.

Что подразумевают под однолинейной схемой

Однолинейная схема отличается от принципиальной схемы тем, что на однолинейной все электрические соединения объекта выполнены в упрощенном виде и обозначены одной линией независимо от числа фаз. Этот способ упрощения используется не только для отображения силовых линий, но и для обозначения различного вида кабеля, число проводов в котором может быть более трех.

Виды однолинейных схем: расчетная и исполнительная

Расчетную схему используют на этапе проектирования и подбора электрооборудования. Она служит основой для других схем, необходимых для строительства объекта и ввода его в эксплуатацию. При составлении расчетной схемы учитывают все необходимые параметры, которые будут обеспечивать объекту полную пожарную безопасность.

На готовом объекте исполнительную схему применяют, когда электрические сети подлежат модернизации. В данном случае чертеж разрабатывается на основании действующих установок. Перед тем, как составить однолинейную схему электроснабжения в обязательном порядке проводят всестороннее обследование объекта. Модернизированную схему разрабатывают с учетом исправления всех дефектов, которые удалось выявить в ходе работ.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 2868
Источник: https://odinelectric.ru/elektrosnabzhenie/chto-takoe-odnolinejnaja-shema

Материалы и приборы на однолинейных схемах щитов

Качественные электрические щиты сегодня изготавливают только из качественных, надежных и привлекательных по внешнему виду материалов. Некоторые щиты оснащаются специальными дверцами, которые дают возможность расположения в них замка и запирания внутреннего пространства на ключ, что будет особенно полезным для квартир, в которых проживают маленькие дети.

Внешние щиты, предназначенные для установки вне дома, обычно оснащаются герметично закрывающимися дверцами, за счет чего исключается попадание влаги на чувствительное электрическое оборудование.

Контролировать подачу и расход электроэнергии во всех помещениях с помощью современного щита достаточно просто, достаточно будет переключить определенные рычаги, чтобы отключить некоторые линии электропотребителей в доме или обесточить всю сеть. Внутри щитков достаточно места для расположения всего необходимого электрического оборудования и устройства учета электроэнергии. Во время создания чертежа однолинейной схемы, квалифицированный мастер должен рассчитать и указать все приборы, которые впоследствии будут в щите установлены для реализации проекта электроснабжения дома.

Пример проекта электроснабжения дома

В целом можно сказать о том, что электрический щит – это короб, предназначенный для расположения в нем всей группы необходимых устройств, которые потребуются для создания надежной электрической цепи.

Однолинейная схема щита освещения должна составляться после расчета мощности сети, нагрузки и всех необходимых для нее устройств. Все приборы должны быть тщательно подобраны и соответствовать не только индивидуальным принципам построения сети, но и друг другу. Далеко не все автоматы, устройства защиты, провода могут нормально функционировать друг с другом.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 1795
Источник: https://energy-systems.ru/main-articles/proektirovanie-elektriki/1709-odnolinejnye-skhemy-shchitov

Виды однолинейных электрических схем

Существуют два основных класса схем, проектирующихся на разных этапах реализации проекта. Для создания ОСЭ требуется знать ключевые характеристики каждого типа.

Расчетная схема

Однолинейная расчетная схема щита ЩР (электроснабжение детсада)

Проектируется на этапе разработки документов по реализуемому проекту. Здесь проводится расчет характеристик системы и требуемых нагрузок. Расчетные документы могут включать в себя:

  • схематическую репрезентацию структуры;
  • схему функций;
  • монтажную электросхему;
  • чертежные документы;
  • схему пожарной безопасности.

Схема структуры электрооборудования показывает силовые элементы (точки врезки, линии передач, трансформаторные компоненты и другие) и коммуникации между ними. Схема функций создается для демонстрации работы механизмов, взаимодействующих с электросетью, и их влияния на безопасность объекта. Обычно она применяется для помещений производственного назначения, имеющих дело с обилием разнородного оборудования. Монтажный проект требует согласования с архитектурно-конструкторскими решениями и строгого указания диаметров проводов и габаритов оборудования.

Проект расчетной схемы подлежит согласованию с органами города или района для выдачи технических условий на подключение помещения к действующим сетям коммуникации. Выдача ТУ регламентируется нормативными документами.

Исполнительная схема

Исполнительная однолинейная схема электрощита дома

Создается, когда помещение уже подвергалось эксплуатации на протяжении некоторого времени. Требуется графически отобразить модификации, которые планируется внести в структуру сети. Документ подготавливается при проведении замены или модификации имеющегося технического оборудования. Исполнительная схема предоставляет информацию:

  • о состоянии электросети в настоящее время;
  • об электроприборах, входящих в ее состав;
  • советы по ликвидации неполадок, обнаруженных в процессе проведения техосмотров и других мероприятий.

Если надо сделать схему предприятия, многоквартирного дома или иного объекта с несколькими уровнями снабжения, ее делают для каждого уровня: например, для всего завода, цехового подразделения и его отдельного участка. Сначала делается изображение КТП и соединяющих их сетей, потом чертежи для отдельной КТП или распределительного электрощита, и наконец – всех отдельных щитков, представленных в помещении.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2353
Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/pravila-oformleniya-i-primery-odnolinejnoj-sxemy-elektrosnabzheniya/

Для чего нужны однолинейные схемы щитов

Однолинейная схема щитка – важный этап на пути электрификации любого помещения. С помощью щита впоследствии будет осуществляться распределение токов в цепи и управление всеми электрическими потребителями, расположенными внутри здания. В жилых домах могут устанавливаться отдельные или общие щиты для управления только линией освещения, но будут контролировать не только внутредомовые осветительные приборы, но и внешние, к примеру, фонари на территории дачного участка. Подобные щитки могут быть рассчитаны и установлены отдельно и соединяться с общей линией электроснабжения через вводно-распределительные устройства.

От щитка электрический ток распределяется по отдельным линиям потребления и отдельным потребителям. Функционирование всех отдельных устройств внутри одной линии электроснабжения контролируется специальные приборами, размещенными внутри щитка.

Щитки используются во всех типах зданий – жилые дома и квартиры, предприятия, офисы и магазины, они должны напрямую соединяться с ВРУ. Правильно укомплектованный и установленный щиток, может эффективно распределять электрический ток по всем помещениям, вести учет потребления энергии и защищать всю электрическую систему от сбоев, коротких замыканий и перепадов напряжения. Защитные функции в щитках выполняют специальные автоматы, которые обесточивают сеть, при возникновении скачков напряжения или других неполадок на линии. В целях безопасности, рекомендуется использовать по одному автоматическому выключателю на каждую линии потребителей.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1667
Источник: https://energy-systems.ru/main-articles/proektirovanie-elektriki/1709-odnolinejnye-skhemy-shchitov

Порядок разработки ОСЭ

При создании однолинейного проекта электросети понадобится соблюдать определенные нормативные правила. При этом подбор отдельных элементов цепи должен вестись согласно ПУЭ.

Какую информацию должна нести ОСЭ

На схеме, предназначенной для формирования проекта электроснабжения, обязательно потребуется отразить:

  • точку подключения к источнику питания;
  • тип вводного аппарата (автомат или распределительный пункт) с указанием номинального тока;
  • сведения об используемых счетчиках для учета электроэнергии;
  • марку, длину, сечение и количество токопроводящих жил кабельных линий;
  • расчетные потери напряжения и нагрузку;
  • используемые защитные устройства;
  • расположение внутренней и наружной сети освещения.

Этапы разработки

Перед началом разработки однолинейного проекта электрической сети понадобится получить техническое условие. Для этого потребуется обратиться в муниципальный участок электросетей. Техническим условием определяется место подключения объекта к питающей сети, а также границы распределения будущего проекта электроснабжения.

После этого потребуется посетить отдел архитектуры и градостроительства по месту жительства. В нем сделать запрос на выдачу генерального плана земельного участка. Это необходимо для точного определения места прокладки питающей линии от точки подключения, исключая пересечения с другими инженерными сооружениями. Также можно определить длину будущей кабельной линии.

Порядок подключения к электрическим сетям

На следующем этапе выполняется расчет планируемых нагрузок, с отображением всех требуемых элементов на однолинейной схеме. На завершающей стадии останется утвердить проект и получить разрешение на подключение к питающей сети.

Требования ГОСТ и нюансы оформления

Построение ОСЭ ведется в соответствии с требованиями ГОСТов ЕСКД. Для этого используются следующие номера ГОСТов:

  • 709-89 — токопроводящие проводники, электрооборудование и контактные соединения;
  • 710-81 — нанесение буквенно-цифровых обозначений;
  • 721-74 — элементы общего использования;
  • 732-68 — обозначение источников света;
  • 755-87 — коммутационные аппараты и контактные соединения;
  • 702-2011 — правила оформления схем.

Буквенно-цифровые обозначения в схемах по ГОСТ 2.710-81

При оформлении чертежа рекомендуется придерживаться следующих правил:

  1. Первоначально чертится рамка и штамп установленной формы.
  2. При необходимости можно разнести чертеж на несколько листов, чтобы было легче его читать. В этом случае формируется список со сквозной нумерацией.
  3. Осуществление маркировки элементов цепи производится от источника питания к конечному потребителю. Для этого используются заглавные латинские буквы и арабские цифры. Первые указывают фазу переменного тока, а вторые — последовательность цепи.
  4. Для обозначения положительной полярности используются нечетные цифры, а отрицательной — четные.
  5. Расшифровка маркировки составляющих цепи выполняется в левой части чертежа или непосредственно над каждым элементом.
  6. Основные параметры питающей сети, а также потребителей можно сносить в отдельную таблицу. При этом ее размер не регламентируется.
  7. Допускается использовать свободные участки ОСЭ для отображения технических характеристик кабельных линий в виде текста.

Условно-графическое отображение компонентов цепи

Для составления ОСЭ понадобится использовать определенные условные обозначения. Их большая часть отражена ГОСТами ЕСКД 2.721-74, 2.709-89, 2.755-87 и 2.732-68 в отдельных таблицах.

Проверка и утверждение проекта

После завершения разработки ОСЭ на ней ставится подпись непосредственного исполнителя. В дальнейшем понадобится получить согласование проекта от ответственного специалиста со стороны поставщика, который осуществляет проверку предоставленных данных.

Заключительным этапом станет получение разрешения на реализацию проекта от руководителя муниципальных электросетей. В зависимости от установленного штата указанной организации, проверяющий и утверждающий специалист может совмещать обязанности.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 3942
Источник: https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/odnolinejnaya-sxema-elektrosnabzheniya.html

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 5Ампер;
  • 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

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 4661
Источник: https://HomeMyHome.ru/odnolinejjnaya-skhema-ehlektrosnabzheniya.html

Программы для оформления исполнительной документации

Составление электрической схемы в Visio

Для составления качественной документации, соответствующей госстандартам, нет необходимости чертить схему от руки на бумаге. Ее можно нарисовать онлайн, воспользовавшись заточенным под эту цель программным обеспечением. Примеры таких приложений:

  • MS Visio – широко используется для разного рода офисных работ и подойдет для подготовки чертежа электросхемы жилого дома;
  • Компас-Электрик – простая программа, распространяемая свободно, применяемая сотрудниками служб электроснабжения;
  • 1-2-3-Схема – вариант, часто выбираемый учащимися и малоопытными специалистами;
  • AutoCAD Electrician – популярная программа в среде профессиональных разработчиков.

Выбор подходящей программы делается с учетом масштабности и сложности сети. Например, для частного дома нет необходимости применять сложное профессиональное ПО.

При самостоятельном выполнении данной задачи необходимо помнить, что чертеж должен четко репрезентировать основные параметры электросети. Можно скачать образец однолинейной схемы электроснабжения с просторов Интернета, внести требующиеся коррективы и проверить на соответствие госстандартам. Изображение должно содержать три фазы, питающие помещение, отходящие от них электролинии групповых сетей, данные о выключателях и устройствах защитного отключения, кабелях питания.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1371
Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/pravila-oformleniya-i-primery-odnolinejnoj-sxemy-elektrosnabzheniya/

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

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 315
Источник: https://HomeMyHome.ru/odnolinejjnaya-skhema-ehlektrosnabzheniya.html

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 19228
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:
  1. https://odinelectric.ru/elektrosnabzhenie/chto-takoe-odnolinejnaja-shema: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2868 (15%)
  2. https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/pravila-oformleniya-i-primery-odnolinejnoj-sxemy-elektrosnabzheniya/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3724 (19%)
  3. https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/odnolinejnaya-sxema-elektrosnabzheniya.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 3942 (21%)
  4. https://HomeMyHome.ru/odnolinejjnaya-skhema-ehlektrosnabzheniya.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 4976 (26%)
  5. https://energy-systems.ru/main-articles/proektirovanie-elektriki/1709-odnolinejnye-skhemy-shchitov: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 3462 (18%)
  6. https://moonback.ru/page/risuem-odnolinejnuju-shemu: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 256 (1%)

Три основные схемы электропроекта квартиры

Основные схемы электропроекта квартиры

Электропроект это основа электроснабжения квартиры. Без проекта невозможно получить разрешение на подключение новой квартиры к электросети, невозможно сделать новую электропроводку с подключением новых, дополнительных мощностей.

Все  страницы типового электропроекта важны, от титульного листа, до описи документов и нормативных ссылок. Но есть три основные схемы электропроекта, но которых базируется, не только весь проект, но и вся будущая работа электромонтажников или электриков. Эти схемы называются так:

  • Однолинейная расчетная схема электроснабжения квартиры;
  • Схема электрооборудования;
  • Схема электроосвещения.

Конечно, в разных проектах словосочетания в названиях могут меняться, но суть остается именно такой. Правда, если схему электрооборудования можно заменить на схему силового оборудования или схема размещения силовых розеток, то однолинейная расчетная схема, не может назваться по-другому.

Однолинейная расчетная схема

Однолинейная расчетная схема это «мозг» проекта. На ней указано все, что нужно электромонтажнику для устройства электропроводки квартиры, кроме привязки розеток и светильников по месту установки.

На однолинейной расчетной схеме вы видите, вводную группу электропитания квартиры, включая счетчик учета.

На схеме показаны все планируемые потребители сети с указанием их мощности. Все потребители разделены на группы розеток и группы светильников. Для каждой группы запланированы устройства защиты (автоматические выключатели и УЗО). Обозначены марки и сечения кабелей электропроводки.

То есть, на однолинейной расчетной схеме есть вся информация необходимая для ввода электропитания в квартиру, сборки квартирного щита и распределения электропроводки по группам освещения и группам розеток.

Однолинейная схема, называется так потому что, делается только для одной фазы электропроводки, но применяется для всех фаз при трехфазном электропитании. На схеме это обозначается условными обозначениями, линия, перечеркнутая тремя или четырьмя палочками.

Визуально, однолинейная расчетная схема, делается в виде таблицы.

Примеры однолинейных расчетных схем

Схема электрооборудования квартиры

Схема электрооборудования или план расположения розеток в квартире, делается в гостированных условных обозначениях. На правильной, схеме электрооборудования, показываются все розетки квартиры, указывается их высота от пола и обозначается трассировка электропроводки от квартирного электрощита или распределительного этажного щита. В пояснении к схеме указывается, какой тип проводки должен быть выполнен: скрытая проводки или открытая проводка. Иногда, точную привязку розеток к помещению выносят в дизайнерский проект, где показана расстановка мебели.

Примеры схем электрооборудования квартиры

 Схема электроосвещения квартиры

Схема электроосвещения показывает расположение всех светильников квартиры и выключателей к ним. На схеме показывается  трассировка  электропроводки от распределительного щитка или этажного щита. В пояснении к плану, указывается высота выключателей и способы электропроводки.

Примеры схем освещения квартир

На этом все! Внимательно читайте три основные схемы электропроекта квартиры.

©Ehto.ru

Другие статьи раздела

Однолинейная схема электроснабжения – назначение и виды

Одной из важных составляющих современных зданий и сооружений, промышленных объектов является система электроснабжения. Чтобы точно разобраться во всех тонкостях прокладки линий электропередач, установки трансформаторных подстанций (ТП), комплектных трансформаторных подстанций (КТП), щитов, шкафов, используют однолинейную электрическую схему. Это документ, который визуально отображает все основные элементы электрической сети, важные характеристики используемого оборудования, расчетные данные, способы взаимодействия разных элементов сети между собой. Однолинейная схема электроснабжения объекта является обязательным элементом исполнительной документации.

Понятие и назначение однолинейной схемы

Однолинейная схема электроснабжения – разновидность нормативно-технической документации, которую должны иметь в наличии все частные лица и организации, эксплуатирующие электрические сети. На этом документе отображают все компоненты электрической сети с указанием их типа и основных технических параметров. Все электрические соединения выполняют одной линией, независимо от количества фаз. Составление однолинейных схем электроснабжения регламентируется ГОСТ 2.702-2011. Главным назначением этого документа является предоставление реальной визуальной конфигурации электрической сети объекта. На основании этой информации ответственные лица принимают решения о режимах работы электрооборудования, возможных видах переключений и других изменений конфигурации для исключения простоя.

Виды однолинейных электрических схем

Однолинейная схема электроснабжения выполняется в двух различных вариантах:

  1. Расчетная схема. Разрабатывается на этапе проектирования и содержит информацию о расчетных нагрузках, планируемых типах оборудования, коммуникации между ними. Такая разновидность однолинейных схем предназначена для согласования с контролирующими органами, представителями заказчика.
  2. Исполнительная однолинейная схема. Составляется после ввода оборудования в эксплуатацию. Она отображает все реальные взаимосвязи и типы оборудования, которые участвуют в приеме, преобразовании и распределении электроэнергии.

Для каждого конкретного случая составление однолинейных схем должно осуществляться индивидуально на основании требуемой функциональности, масштаба и предназначения документа.

Пример: простая однолинейная схема электроснабжения

Как составить однолинейную схему электроснабжения

Профессиональная разработка проектной документации и однолинейной схемы в частности, играет важную роль для положительного решения вопроса с контролирующими органами, быстрого введения объекта в эксплуатацию. При подготовке документации учитывают все требования ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). При составлении схем электроснабжения не требуется подробная детализация. Главная цель однолинейной схемы – дать общее представление о конфигурации системы электроснабжения. Использование такой подачи материала позволяет быстро ознакомиться с параметрами сети, качественно оценить уровень её надежности, сложности и функциональности.

Что должна включать однолинейная схема электроснабжения

Однолинейная электрическая схема электроснабжения должна отображать следующие основные данные:

  • Границы балансовой принадлежности между потребителем и поставщиком электроэнергии.
  • Узлы учета электроэнергии с установленными трансформаторами тока и указанием их коэффициента трансформации.
  • Вводно-распределительные устройства, трансформаторные подстанции, распределительные пункты, главные распределительные щиты и другие крупные узлы приема и распределения электроэнергии с указанием наличия устройств автоматического ввода резерва (АВР).
  • Данные о силовом оборудовании, системах освещения, длины магистральных линий, способы их прокладки и марки кабеля.
  • Характеристики всех выключателей, разъединителей, переключателей, предохранителей, разрядников и другой коммутационной аппаратуры.
  • Информация о величине тока, мощности и характере электрической нагрузки, подключаемой к схеме электроснабжения.

Разновидности однолинейных схем

В зависимости от основного назначения, все однолинейные схема классифицируют на несколько групп:

  1. Структурные. Включают данные об электроустановках, в том числе отображает их взаимосвязь с помощью линий электропередач, трансформаторов и других способов.
  2. Функциональные. Они предназначены для передачи потенциальных действий потребителей электроснабжения. На этой схеме указывают взаимодействие потребителей электрической энергии, их характер нагрузки.
  3. Монтажные. Отображают принятые проектные решения в части способа и места монтажа электрооборудования. Они согласовываются со строительными планами, соответствующими ГОСТ и СНиП.

Кроме перечисленных выше схем существуют электрические специальные схемы, которые используются для отображения компонентов электрической сети по отдельности.

Разница однолинейной и принципиальной схемы

Принципиальные электрические схемы подробно описывают марку, тип, технические параметры используемого электрооборудования. С помощью принципиальной схемы можно полностью отследить все взаимосвязи между элементами электрической сети. В отличие от них, простая однолинейная схема электроснабжения отображает только основные взаимосвязи без детализации проложенных дополнительных линий связи.

Особенности проектирования однолинейной схемы электроснабжения

Наличие однолинейной схемы является обязательным условием для подключения объекта к сети поставщика электрической энергии.  Перед началом разработки однолинейной схемы необходимо запросить у поставщика электроэнергии технические условия (ТУ), которые будут отображать установленные лимиты в мощности подключаемой нагрузки.

На основании полученных ТУ, проектировщики формируют пакет документации, где рассчитывают размер нагрузки, конфигурацию будущей электрической сети: тип и характеристики защитной аппаратуры, длина и марка кабелей, подбор трансформаторов, распределительной аппаратуры, место и способ монтажа. На основании этой документации создается однолинейная схема, которая обобщает проектную документацию и полученные результаты расчетов. Вся проектная документация и однолинейная схема в том числе, согласовываются у поставщика электроэнергии, который выдавал технические условия.

Порядок разработки ОСЭ

Многие начинающие специалисты часто задаются вопросом, как сделать однолинейную схему электроснабжения? Ответ на этот вопрос можно найти в ПУЭ, где четко указано, что вся исполнительная документация должна отвечать требованиям (техническим условиям на подключение) поставщика электроэнергии. В технических условиях отражены основные требования к суммарной мощности потребления электрической энергии, техническим параметрам узлов учета, защитных устройств. Только после полного изучения ТУ можно начинать приступать к работе над однолинейной схемой и другими исполнительными документами.

Какую информацию должна нести ОСЭ

Однолинейная схема электроснабжения объекта должна в полной степени отражать реальную конфигурацию электрической сети во всех возможных режимах работы. Кроме основных технических характеристик и наименований электрооборудования, на однолинейной схеме могут указывать:

  • Разделение электрической сети по типам: распределительная, магистральная, групповая.
  • Все возможные режимы работы: ремонтные, аварийные, работа устройств АВР и прочие.
  • Расчет потерь электроэнергии в сети электроснабжения.

Построенная с учетом этих требований схема может дополняться другими техническими документами, которые не требуют отдельного согласования со стороны поставщика электроэнергии.

Этапы разработки

Постараемся максимально точно описать, как составить однолинейную схему электроснабжения с учетом всех требований нормативно-технической документации. Алгоритм действий в этом случае будет иметь следующую последовательность:

  1. Обратиться к поставщику электроэнергии для получения технических условий на присоединение.
  2. Получить технические условия, где будут четко прописаны все основные требования к нагрузке, узлу учета, надежности.
  3. Произвести расчет однолинейной схемы электроснабжения объекта с учетом требований ТУ, необходимого уровня надежности, размера бюджета.
  4. Согласовать исполнительную документацию с поставщиком электроэнергии.
  5. При необходимости доработать исполнительную документацию с учетом замечаний от поставщика электрической энергии.

Требования ГОСТ и нюансы оформления

При составлении однолинейных схем электроснабжения следует руководствоваться широким перечнем нормативно-технической документации:

  • ГОСТ 2.710-81.
  • ГОСТ 2.755-87.
  • ГОСТ 2.702-2011.
  • ГОСТ 2.721-74.
  • ГОСТ 2.709-89.

Основные правила, которых придерживаются при составлении однолинейных схем:

  1. Все силовые цепи и элементы электрических сетей выделяют утолщенной линией.
  2. Электрические сети маркируют с помощью арабских цифр и латинских букв. Буквами обозначают фазы, а цифрами – последовательность. Маркировка осуществляется от источника к электрической нагрузке.
  3. При наличии участков цепи с большим количеством контактов, необходимо указывать полярность.
  4. Маркировку размещают над изображением соответствующего участка цепи или слева от него.
  5. Все характеристики электрической цепи с целью упрощения чтения допускается выносить в отдельные таблицы.
  6. На свободном поле однолинейной электрической схемы разрешено указывать техническую информацию следующего характера: назначение элемента, марка и сечение кабеля, требования к монтажу.
  7. При выполнении схемы на нескольких листах, следует все позиционные обозначения элементов схемы осуществлять с применением сквозной нумерации.

Условно-графическое отображение компонентов цепи

Все условно-графические элементы однолинейной схемы выполняются с использованием простых геометрических фигур, линий и маркировки: квадраты, треугольники, прямоугольники, окружности, пунктирные и сплошные линии, тушевание, буквенно-цифровые обозначения. Каждый элемент схемы должен соответствовать требованиям ГОСТ и правильно отображать соответствующий компонент электрической сети. Чтобы грамотно составить однолинейную схему, следует четко знать условные обозначения по ГОСТ:

Проверка и утверждение проекта

Окончательным этапом работы на ОСЭ объекта является согласование у поставщика электроэнергии, который выдал технические условия. Получив разрешение от поставщика можно приступать к реализации проекта путем закупки необходимого оборудования, расходных материалов или передачи этих функций специализированной электромонтажной организации.

Однолинейная схема электроснабжения что это такое? » Строительный портал

Однолинейная схема электроснабжения что это такое.

При строительстве загородного коттеджа владелец несет ответственность за соблюдение всех норм и должен оформить соответствующую документацию. Нужно рассчитать необходимую мощность фундамента, инженерные коммуникации и другие показатели, обеспечивающие безопасность и комфорт в доме.

Одним из важнейших вопросов является расчет и выполнение электроснабжения. Для расчета применяется линейная схема электроснабжения частного дома. Такие схемы для больших объектов получаются объемными и сильно запутанными. Поэтому для упрощения понимания используются различные методики.

Самой широко применяемой стала однолинейная электрическая схема. Ее с успехом применяют не только для расчетов электроснабжения промышленных объектов, но и для частного строительства. Давайте рассмотрим, что это такое более детально.

Исходя из названия, однолинейная схема – это графическое изображение двух- или трехфазной сети, объединяющей все устройства электрической цепи при помощи одной линии. Это позволяет значительно упростить техническую документацию, сделать ее не такой объемной и более понятной для восприятия. Приведем пример, где изображена однолинейная простая схема.

Как видим, пример отображает двухфазную цепь, в которую подключены различные потребители частного дома.

Для отображения однолинейной трехфазной сети используется несколько обозначений.

Три косых отрезка, расположенных на вводе нагрузки.

Одна косая линия с цифрой 3.

Обратите внимание! Все электрические приборы и другие элементы сети имеют свои обозначения, утвержденные определенными ГОСТами.

Виды однолинейных схем.

Однолинейная электрическая схема по электроснабжению объекта может быть нескольких типов.

Эти схемы являются самыми применяемыми. Разберемся, в чем заключается отличие.

Исполнительная однолинейная схема.

Исполнительный вариант документации применяется для уже действующего электроснабжения любого объекта. Пример применения: владелец дома или предприятия хочет переделать существующую сеть. Другой пример – при проверке состояния цепи были выявлены нарушения или дефекты. В таком случае выдается рекомендация по их устранению и составляется исполнительная схема.

Однолинейная расчетная схема.

Расчетная документация составляется при строительстве нового объекта: жилого дома или промышленного предприятия. В этом случае учитываются все нагрузки на сеть. По этим результатам рассчитывается сечение кабелей и проводов, а также подбираются автоматические устройства защиты.

Дополнительно на схеме указываются все маркировки электроустановок, мощность потребителей, протяженность, а также сечение проводки и кабелей.

Правильно составленная однолинейная схема является своего рода удобной инструкцией для быстрого монтажа всех элементов электрической сети.

Другие виды электросхем.

Кроме этого, при помощи однолинейной функции выполняются следующие виды схем.

Структурные. Отображают общую информацию о взаимосвязях силовых электроустановок: трансформаторах, точках врезки, распределительных щитов и так далее.

Принципиальные схемы выполняются по ГОСТу, без упрощений и сокращений. Европейские стандарты (пример IEC, DIN) проходят согласование и утверждение в государственных органах нашей страны.

Функциональные. Относятся к планировочным документам и не имеют четких требований. Выполняются проектировщиком в произвольной форме, позволяющей распределить оборудование по производственной площадке с учетом потребляемой мощности.

Монтажные схемы учитывают расположение несущих конструкций, а также особенности здания: наличие строительных и архитектурных элементов. На таких чертежах важно указывать фактические размеры, сечение кабелей, крепежные и другие элементы.

Особенности проектирования.

Как уже отмечалось, однолинейная схема используется для составления плана по электроснабжению частного дома, квартиры или производственного предприятия. При этом нет необходимости ее детализировать. Основная цель такого чертежа – дать общее представление о системе электроснабжения.

Рассмотрим, что необходимо для составления такого проекта.

Рассчитать общую мощность силовых нагрузок. Этот параметр берется путем сложения максимальной мощности каждого потребителя электрического тока.

В зависимости от мощности потребителей выбрать необходимое сечение электропроводки и общих кабелей. При этом округление сечения производится в большую сторону.

В соответствии с расчетными нагрузками подбираются защитные устройства. Рекомендуется установка нескольких видов защитных устройств. Пример для квартиры или частного дома – это УЗО и автоматические выключатели, которые дополняют друг друга.

Исходя из этого, на схеме должны быть отображены следующие элементы.

Точка подключения. Это может быть как трансформаторная подстанция, так и общий ввод в дом (для квартиры.

Тип вводно-распределительного аппарата.

Марка и тип прибора учета (электросчетчика.

Протяженность кабелей, а также их марка, сечение и количество жил. Нужно указать способ прокладки электропроводки: открытый или скрытый.

Указываются группы потребителей. Номинальная потребляемая мощность указывается для промышленного объекта.

Обозначается цепь освещения, без указания источников света.

Важно! При наличии в доме автономного источника электроснабжения, как пример дизельный генератор, его также необходимо указывать на схеме с входящими в цепь автоматами и переключателями.

Этапы проектирования.

Рассмотрим основные этапы проектирования однолинейной схемы электроснабжения на примере частного дома.

Прежде всего, нужно получить ТУ (технические условия) в компании, занимающейся поставкой электроэнергии.

Получить разрешение и генплан в городской Архитектуре. В генплане отображаются все прилегающие к участку коммуникации, чтобы не повредить их при проведении работ.

После этого непосредственно разрабатывается план электроснабжения загородного участка.

Разработанная схема требует окончательного утверждения в муниципальном отделении энергопоставляющей компании.

Подводим итоги.

В заключение отметим, что сейчас нет необходимости самостоятельно рисовать эскизы на бумаге. Для этого существуют специальные программы, которые по введенным данным в течение нескольких минут выдадут готовый результат. Остается лишь распечатать схему и утвердить ее в соответствующих инстанциях.

Однолинейная схема электроснабжения частного дома

Автор: Кургузов А.В., инженер по электроснабжению

Однолинейная схема электроснабжения — документ, отображающий компоненты электросети дома с указанием их основных характеристик, расчетной мощности. Название этой схемы объясняется тем, что все электросоединения, имеющиеся в доме, изображены одной линией. Оформляются однолинейные принципиальные схемы электроснабжения в соответствии с правилами, указанными в ГОСТ 2 702 2011.

Разновидности однолинейных схем электроснабжения

На разных стадиях создания сети электроснабжения в частном доме составляются два вида однолинейной схемы.

На этапе проектирования разрабатывается расчетная однолинейная схема электроснабжения дома. Она является базовым документом, на основе которого рассчитываются параметры электрической сети. Именно данная схема электроснабжения нужна для дальнейших согласований с территориальными органами, которые выдают технические условия для подключения частного дома к существующим электрическим сетям.

Исполнительная однолинейная схема разрабатывается, когда дом уже подключен к электроснабжению, и в нем проложена внутренняя электрическая сеть. Она составляется с учетом всех изменений, которые были внесены в конфигурацию системы электроснабжения после утверждения расчетной схемы. Эти изменения могут быть связаны с добавлением новых электрических приборов, поправками в проектной документации и т. д.

Что должно содержаться в однолинейной схеме электроснабжения дома

В однолинейной схеме необходимо отобразить следующую информацию:

  1. Граница участков ответственности организации, распределяющей электроэнергию, и владельцев частного дома
  2. Места расположения и параметры главного распределительного щита (ГРЩ) или ВРУ
  3. Данные о приборах учета электроэнергии
  4. Данные обо всех расположенных в доме распределительных электрических щитах (как для силовой, так и для осветительной подсистем электроснабжения)
  5. Информацию о кабельных магистралях — их длину, маркировку кабелей, проводов, метод укладки в помещениях дома
  6. Технические характеристики всех расположенных в доме устройств отключения — автоматических выключателей, устройств защитного отключения (УЗО), дифференциальных автоматов, предохранителей
  7. Информацию (проектную или эксплуатационную) об электрических нагрузках

Однолинейная схема электроснабжения дома является одним из основных элементов проектной документации по электрической системе. В ней отображаются все главные характеристики, приводится расчет нагрузок. Обеспечивается соблюдение технических условий (ТУ), выдаваемых энергосбытовой компанией, при монтаже устройств учета электроэнергии.

Главные достоинства, благодаря которому однолинейные схемы электроснабжения получили широкое распространение в качестве базовой документации – структурная полнота и удобство работы с ними. Это принципиальная электрическая схема. Она не включает в себя общие планы комнат, экспликацию, подробную разводку по каждому участку – такая информация есть в чертежах монтажных схем. Но именно однолинейная схема электроснабжения является наиболее наглядной для исполнителей и контролирующих органов.

Читайте другие статьи по данной тематике
Услуги по данной тематике

Доверяйте и работайте только с профессионалами!
Экономьте свое время, деньги и нервы!

 

Возникли вопросы?

Звоните: 
+7 (495) 789 80 79

 

или напишите нам сообщение

 

Примеры однолинейных схем электрических сетей от МОСЭНЕРГОТЕСТ

Для составления однолинейных схем электрических сетей необходимо провести обследование объекта. В результате выполненной работы заказчику предоставляются готовая схема и рекомендации специалистов по поводу устранения найденных в ходе обследования дефектов.

Расчетная однолинейная электрическая схема

Проектирование электроснабжения осуществляется для объектов-новостроек. При разработке документации производится:

  • расчет нагрузок на оборудование,
  • подбор специальных аппаратов защиты от перенапряжения,
  • выбор правильного сечения отходящих линий.

Специалистами создаются примеры электрических однолинейных схем, с учетом которых проводятся все последующие электромонтажные работы. Грамотно составленный чертеж гарантирует пожарную безопасность для объектов.

 

Проект – это фундамент вашей идеи

Если вы не хотите лишних проблем с инспекторами, с этим вопросом лучше пойти к специалистам. ООО«МОСЭНЕРГОТЕСТ» в самые короткие сроки подготовит техническую документацию и выполнит все необходимые установочные работы.

У нас работают мастера, которые имеют бесценный опыт и все соответствующие допуски и лицензии. За десятилетнюю практику мы внедрили сотни успешных проектов, благодаря этому имеем огромную базу постоянных благодарных клиентов. Мы выполняем свою работу качественно – в этом наш секрет успеха.

Проектирование однолинейных схем электрических сетей

Данная схема в дальнейшем может полностью заменить и сам проект электроснабжения. В будущем ее можно дополнять любыми чертежами, в согласовании которых нет никакой необходимости.

Стандартный пример электрической однолинейной схемы электроснабжения вы сможете просмотреть у нас, также его можно найти в специальной технической литературе.

Однолинейная схема электроснабжения здания должно учитыватьколичество всех имеющихся нагрузок с обязательным указанием мощности, маркировки щитов и других показателей.

При планировании также следует получить необходимые технические условия, согласно которым все электроприборы должны быть нанесены на схему.

Для ознакомления мы можем представить клиенту пример однолинейной схемы, который разработан нашими опытными специалистами.

Наши мастера ежедневно осуществляют разработку чертежей для проектов электроснабжения домов и предприятий, поэтому, если вам нужен толковый проект, смело обращайтесь к нам!

 

Мы гарантируем:

  • проведение всех работ четко в срок,
  • грамотную разработку всей необходимой технической документации,
  • профессионализм наших специалистов,
  • самые приемлемые цены,
  • качество нашей работы.

Наши специалисты оперативно рассчитают стоимость работ и выполнят задачу в самые сжатые сроки. Также составят всю необходимую техническую документацию, которая будет выполнена в соответствии с ПУЭ и ПТЭЭП.

Обращайтесь в электролабораторию «МОСЭНЕРГОТЕСТ», и мы окажем вам полный спектр услуг таких как составление, а также сделаем приятные скидки. Вы останетесь довольны результатом и придете еще!

Стоимость электроизмерений — расчет цен онлайн

Наименование работ Единица измерения Кол-во Цена  Сумма 
Проверка наличия цепи между заземлителями и заземленными элементами (металлосвязь) 1 точка 40,00
Измерение сопротивления изоляции мегаомметром кабельных и других линий напряжением до 1 кв. 1 линия: 3 жилы 120,00
5 жил 150,00 
Замер полного сопротивления цепи «фаза-нуль» 1-полюсный автомат 140,00 ₽
Испытание автоматических выключателей 1-полюсный автомат 90,00 
3-полюсный автомат до 50 А 180,00
до 200 А 230,00
до 1000 А 360,00
> 1000 А 430,00
Проверка и испытание УЗО 1 устройство 130,00
Измерение сопротивления заземляющих устройств 1 контур 8000,00
Протокол визуального осмотра шт. 3000,00
Составление однолинейной схем шт. 700,00
Проверка молниезащиты с выдачей технического отчета 8000,00
Проверка сопротивления заземляющего контура с выдачей технического отчета 8000,00
Проверка предохранителей шт. 500,00
Испытание силового кабеля до 10кВ 1 линия 9000,00
Испытание силовых трансформаторов, автотрансформаторов, масляных реакторов и заземляющих дугогасящих реакторов (дугогасящих катушек) номинальным напряжением до 35кВ, мощностью до и выше 1,6МВА 1 устройство 20000,00
Испытание КРУ и КРУН в ЭУ до 35кВ 1 устройство 14000,00
Испытание масляного, вакуумного, воздушного, элегазового выключателей до 35кВ шт. 13000,00
Испытание комплектных шинопроводов (токопроводов) испытание 5000,00
Испытание сборных и соединительных шин испытание 5000,00
Испытание трубчатого, вентильного разрядника, ограничителя перенапряжения шт. 2500,00
Испытание вводов и проходных изоляторов в ЭУ до 35кВ шт. 3000,00
Испытание подвесных и опорных изоляторов в ЭУ до 35кВ шт. 1000,00
Испытание сухих токоограничивающих реакторов устройство 4000,00
Проверка и наладка ячейки (релейное оборудование) устройство 13000,00
Испытание электрического двигателя переменного тока до 20 кВ устройство 18000,00
Проверка фазировки РУ и их присоединений устройство 8000,00
Испытание синхронного генератора и компенсатора устройство 8000,00
Испытание измерительного трансформатора тока шт. 2500,00
Испытание измерительного трансформатора напряжения шт. 4500,00
Проверка конденсатора шт. 2800,00
Проверка трансформатороого масла на диэлектрическую прочность проба 1 литр 5000,00
Испытание воздушной линии электропередач более 1 кВ. испытание 19000,00
Однолинейная схема системы электроснабжения

— объяснение и преимущества соединения генерирующих станций

Электроэнергия вырабатывается на генерирующих станциях и по передающей сети передается потребителям. Между генерирующими станциями и распределительными станциями используются три различных уровня напряжения (уровень напряжения передачи, дополнительной передачи и распределения).

Высокое напряжение требуется для передачи на большие расстояния, а низкое напряжение требуется для электроснабжения.Уровень напряжения продолжает снижаться от системы передачи к системе распределения. Электроэнергия вырабатывается трехфазным синхронным генератором (генераторами переменного тока), как показано на рисунке ниже. Напряжение генерации обычно составляет 11 кВ и 33 кВ.

Это напряжение слишком низкое для передачи на большие расстояния. Следовательно, оно повышается до 132, 220, 400 кВ или более с помощью повышающих трансформаторов. При этом напряжении электрическая энергия передается на основную подстанцию, где энергия поступает от нескольких подстанций.

Напряжение на этих подстанциях понижается до 66 кВ и подается в подсистему передачи для дальнейшей передачи на распределительные подстанции. Эти подстанции расположены в районе центров нагрузки.

Напряжение дополнительно снижено до 33 кВ и 11 кВ. Крупные промышленные потребители получают питание на уровне первичного распределения 33 кВ, в то время как более мелкие промышленные потребители получают напряжение 11 кВ.

Напряжение дополнительно понижается распределительным трансформатором, расположенным в жилом и коммерческом районе, где оно подается этим потребителям на вторичном уровне распределения трехфазного напряжения 400 В и однофазного 230 В.

Преимущество объединения генерирующих станций

Энергосистема состоит из двух или более генерирующих станций, соединенных соединительными линиями. Объединение генерирующих станций имеет следующие важные преимущества.

  1. Позволяет экономично взаимно передавать энергию из зоны избытка в зону дефицита.
  2. Меньшая общая установленная мощность для удовлетворения пикового спроса.
  3. Требуется меньшая резервная генерирующая мощность.
  4. Он позволяет в любое время производить энергию на самой эффективной и дешевой станции.
  5. Это снижает капитальные затраты, эксплуатационные расходы и стоимость произведенной энергии.
  6. Если произошла серьезная поломка блока генерирующей системы во взаимосвязанной системе, то перебоев в электроснабжении нет.

Соединение обеспечивает наилучшее использование энергоресурсов и большую надежность электроснабжения. Это обеспечивает общую экономичность производства за счет оптимального использования экономичной электростанции большой мощности.Взаимосвязь между сетью осуществляется либо посредством линий HVAC (высокого напряжения переменного тока), либо через линии HVDC (высокого напряжения постоянного тока).

Что такое однолинейная диаграмма?

Независимо от того, есть ли у вас новое или существующее предприятие, однолинейная схема является жизненно важной дорожной картой для всех будущих работ по тестированию, обслуживанию и техническому обслуживанию. Таким образом, однолинейная диаграмма подобна балансовому отчету вашего предприятия и дает моментальный снимок вашего предприятия в определенный момент времени.Он должен меняться по мере изменения вашего объекта, чтобы обеспечить адекватную защиту ваших систем.

Посмотреть продукты и услуги


Эффективная однолинейная схема четко покажет, как подключены основные компоненты электрической системы, включая резервное оборудование и доступные запасные части. Он показывает правильный путь распределения мощности от входящего источника питания к каждой последующей нагрузке, включая номинальные характеристики и размеры каждой части электрического оборудования, их проводников цепи и их защитных устройств.

На многих производственных объектах нагрузки постоянно добавляются или удаляются небольшими приращениями. Чистый эффект не всегда виден до тех пор, пока какая-то часть системы не станет перегруженной или не обнаружит другие проблемы. Много раз цепи добавляются без соответствующих изменений стандартных настроек соответствующих автоматических выключателей на входе. Используемые защитные устройства должны быть согласованы с их кривыми время / ток и друг с другом. Однолинейная схема представляет собой дорожную карту для обеспечения надлежащего проектирования оборудования, резервирования и защиты.

Требования

NFPA-70E требуют получения точных и актуальных однолинейных схем.

Чтобы удовлетворить эти требования, Vertiv может провести всестороннее обследование объекта, чтобы разработать однолинейные схемы для вашего объекта или обновить существующие схемы. В опросе вошли:

  • Опись оборудования
  • Проверить наличие рабочих чертежей и их наличие
  • Проверка наличия процесса, обеспечивающего поддержание действующего чертежа в текущем состоянии
  • Подтвердите, что нагрузки подключены к аварийным / резервным фидерам
  • Проверить потенциальные единые точки отказа
  • Оценить проектное резервирование критических систем (N, N + 1, N + 2…) и можно ли обслуживать все критическое оборудование без останова
  • Сделать отчет с изложением результатов по участкам вместе с рекомендованными действиями
  • Обновление предоставленных заказчиком однолинейных чертежей до распределительных щитов 480 В
  • Предоставить копию однолинейной электрической схемы в формате AutoCAD
  • Размещать рабочие чертежи на каждом объекте

Современная однолинейная схема жизненно важна для различных сервисных операций, включая:

  • Расчет короткого замыкания
  • Координационные исследования
  • Исследования потока нагрузки
  • Исследования по оценке безопасности
  • Все прочие инженерные изыскания
  • Правила электробезопасности
  • Эффективное обслуживание

Преимущества

  • Помогает определять места неисправностей и упрощает поиск и устранение неисправностей
  • Определить потенциальные источники электроэнергии во время процедуры LOTO
  • Обеспечение безопасности персонала
  • Соответствие требованиям NFPA 70E
  • Обеспечить безопасную и надежную работу объекта

Объем

Чтобы дать вам точное представление о вашей электрической системе, информация об однолинейной схеме обычно включает:

  • Входящие линии (напряжение и габариты)
  • Входные главные предохранители, наконечники, вырезы, переключатели и главные / межкоммутаторные выключатели
  • Трансформаторы силовые (номинал, соединение обмоток и средства заземления)
  • Автоматические выключатели и выключатели с предохранителями
  • Реле (функции, применение и тип)
  • Трансформаторы тока / напряжения (размер, тип и соотношение)
  • Трансформаторы управляющие
  • Все основные кабели и провода с соответствующими изолирующими выключателями и наконечниками (размер и длина)
  • Все подстанции, включая встроенные реле и главные панели, а также точный характер нагрузки в каждом фидере и на каждой подстанции
  • Напряжение и размер критически важного оборудования (ИБП, аккумулятор, генератор, распределение энергии, автоматический переключатель, кондиционирование воздуха в компьютерном зале)

Проектирование простых схем источника питания

В статье подробно рассказывается, как спроектировать и построить простую схему источника питания, начиная с базовой конструкции и заканчивая достаточно сложным источником питания с расширенными функциями.

Блок питания незаменим

Будь то новичок в области электроники или опытный инженер, всем необходим этот незаменимый элемент оборудования, называемый блоком питания.

Это связано с тем, что никакая электроника не может работать без питания, а точнее, низковольтного источника постоянного тока, а блок питания — это устройство, которое специально предназначено для выполнения этой цели.

Если это оборудование так важно, всем в этой области необходимо изучить все мельчайшие подробности этого важного члена электронного семейства.

Давайте начнем и узнаем, как спроектировать схему источника питания, сначала простейшую, вероятно, для новичков, которые сочтут эту информацию чрезвычайно полезной.
Базовая схема источника питания требует трех основных компонентов для обеспечения желаемых результатов.
Трансформатор, диод и конденсатор. Трансформатор — это устройство с двумя наборами обмоток, одна первичная, а другая вторичная.

Сеть 220 В или 120 В подается на первичную обмотку, которая передается на вторичную обмотку, чтобы создать там более низкое наведенное напряжение.

Низкое пониженное напряжение, доступное на вторичной обмотке трансформатора, используется для предполагаемого применения в электронных схемах, однако, прежде чем это вторичное напряжение можно будет использовать, его необходимо сначала выпрямить, что означает, что напряжение должно быть преобразовано в постоянный ток. первый.

Например, если вторичная обмотка трансформатора рассчитана на 12 вольт, то полученные 12 вольт от вторичной обмотки трансформатора будут 12 вольт переменного тока через соответствующие провода.

Электронная схема никогда не может работать с переменным током, поэтому это напряжение должно быть преобразовано в постоянное.

Диод — это одно устройство, которое эффективно преобразует переменный ток в постоянный, есть три конфигурации, с помощью которых могут быть сконфигурированы основные конструкции источника питания.


Вы также можете узнать, как разработать настольный источник питания


Использование одного диода:

Самая простая и грубая форма конструкции источника питания — это тот, который использует один диод и конденсатор. Поскольку один диод будет выпрямлять только один полупериод сигнала переменного тока, для этого типа конфигурации требуется большой конденсатор выходного фильтра для компенсации вышеуказанного ограничения.

Фильтрующий конденсатор гарантирует, что после выпрямления на участках падения или убывания результирующей схемы постоянного тока, где напряжение имеет тенденцию к падению, эти участки заполняются и покрываются накопленной энергией внутри конденсатора.

Вышеупомянутая компенсация за счет накопленной энергии конденсаторов помогает поддерживать чистый и свободный от пульсаций выход постоянного тока, что было бы невозможно только с помощью одних диодов.

Для конструкции источника питания с одним диодом вторичная обмотка трансформатора должна иметь только одну обмотку с двумя концами.

Однако вышеупомянутая конфигурация не может считаться эффективной конструкцией источника питания из-за ее грубого полуволнового выпрямления и ограниченных возможностей формирования выходного сигнала.

Использование двух диодов:

Использование пары диодов для создания источника питания требует трансформатора с центральной вторичной обмоткой с ответвлениями. На схеме показано, как диоды подключаются к трансформатору.

Хотя два диода работают в тандеме и обрабатывают обе половины сигнала переменного тока и производят двухполупериодное выпрямление, используемый метод неэффективен, поскольку в любой момент используется только одна половина обмотки трансформатора.Это приводит к плохому насыщению сердечника и ненужному нагреву трансформатора, что делает этот тип конфигурации источника питания менее эффективной и обычной конструкцией.

Использование четырех диодов:

Это лучшая и общепринятая форма конфигурации источника питания с точки зрения процесса выпрямления.

Продуманное использование четырех диодов делает работу очень простой, достаточно только одной вторичной обмотки, насыщение сердечника идеально оптимизировано, что приводит к эффективному преобразованию переменного тока в постоянный.

На рисунке показано, как делается двухполупериодный выпрямленный источник питания с использованием четырех диодов и конденсатора фильтра с относительно низким номиналом.

Этот тип диодной конфигурации широко известен как мостовая сеть. Возможно, вы захотите узнать, как построить мостовой выпрямитель.

Все вышеперечисленные конструкции источников питания обеспечивают выходы с обычным регулированием и поэтому не могут считаться идеальными, они не обеспечивают идеальных выходов постоянного тока и поэтому нежелательны для многих сложных электронных схем.Кроме того, эти конфигурации не включают в себя функции управления переменным напряжением и током.

Однако вышеупомянутые функции могут быть просто интегрированы в вышеуказанные конструкции, а не в последнюю двухполупериодную конфигурацию источника питания за счет введения одной ИС и нескольких других пассивных компонентов.

Использование IC LM317 или LM338:

IC LM 317 — универсальное устройство, которое обычно объединяется с источниками питания для получения хорошо регулируемых и регулируемых выходов напряжения / тока.Несколько примеров схем питания, использующих эту микросхему

Поскольку указанная выше микросхема может поддерживать максимум 1,5 А, для более высоких выходных токов можно использовать другое аналогичное устройство, но с более высокими номиналами. IC LM 338 работает точно так же, как LM 317, но может выдерживать ток до 5 ампер. Ниже показан простой дизайн.

Для получения фиксированных уровней напряжения ИС серии 78ХХ могут использоваться с описанными выше схемами питания. ИС 78XX подробно описаны для вашего обращения.

В настоящее время бестрансформаторные источники питания SMPS становятся фаворитами среди пользователей благодаря их высокой эффективности, высокой мощности, обеспечивающей функции при удивительно компактных размерах.
Хотя создание схемы источника питания SMPS в домашних условиях, безусловно, не для новичков в этой области, инженеры и энтузиасты, обладающие всесторонними знаниями в этой области, могут заняться построением таких схем в домашних условиях.

Вы также можете узнать об аккуратной конструкции блока питания с переключателем режимов.

Есть несколько других форм источников питания, которые могут быть построены даже начинающими любителями электроники и не требуют трансформаторов. Хотя эти типы цепей питания очень дешевы и просты в изготовлении, они не могут поддерживать большой ток и обычно ограничиваются 200 мА или около того.

Конструкция бестрансформаторного источника питания

Две концепции вышеупомянутых схем безтрансформаторного источника питания обсуждаются в следующих парах сообщений:

С использованием высоковольтных конденсаторов,

С помощью Hi-End ICs и FET

Обратная связь от одного из преданных читателей этого блога

Уважаемый Swagatam Majumdar,

Я хочу сделать блок питания для микроконтроллера и его зависимых компонентов …

Я хочу получить стабильные + 5V и +3.3 В от блока питания, я не уверен в возрасте усилителя, но я думаю, что всего 5 А должно быть достаточно, также будут 5 В для мыши и 5 В для клавиатуры, а также 3 микросхемы SN74HC595 и 2 x 512 КБ SRAM … Итак Я действительно не знаю, к какой амплитуде нужно стремиться ….

Думаю, 5А достаточно? …. Мой ГЛАВНЫЙ вопрос: какой ТРАНСФОРМАТОР и какие ДИОДЫ? Я выбрал трансформатор после того, как прочитал где-то в Интернете, что мостовой выпрямитель вызывает ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ на 1,4 В в целом, и в вашем блоге выше вы заявляете, что мостовой выпрямитель вызывает повышение напряжения?..

ТАК Я не уверен (я не уверен, что я новичок в электронике) ….. ПЕРВЫЙ трансформатор, который я выбрал, был этот. Пожалуйста, посоветуйте мне, какой из них ЛУЧШЕ для моих нужд и какие ДИОДЫ тоже использовать …. Я хотел бы использовать блок питания для платы, очень похожей на эту ….

Пожалуйста, помогите мне и подскажите лучший способ сделать подходящий сетевой блок питания 220/240 В, который дает мне СТАБИЛЬНЫЕ 5 В и 3,3 В для использования с моим дизайном. Заранее спасибо.

Как получить постоянные 5 В и 3 В от цепи питания

Здравствуйте, вы можете добиться этого, просто используя микросхему 7805 для получения 5 В и добавив пару диодов 1N4007 к этим 5 В для получения примерно 3.3В.

5 ампер выглядит слишком высоко, и я не думаю, что вам потребуется такой высокий ток, если только вы не используете этот источник питания с внешним каскадом драйвера, несущим более высокие нагрузки, такие как светодиод высокой мощности или двигатель и т. Д.

Итак, я Я уверен, что ваше требование может быть легко выполнено с помощью вышеупомянутых процедур.

для питания MCU с помощью описанной выше процедуры вы можете использовать 0-9 В или 0-12 В с током 1 ампер, диоды могут быть 1N 4007 x 4 контакта

Диоды упадут на 1.4 В, когда на входе постоянный ток, но когда это переменный ток, например, от сети, выход будет увеличен в 1,21 раза.

Обязательно используйте конденсатор 2200 мкФ / 25 В после моста для фильтрации.

Надеюсь, эта информация просветит вас и ответит на ваши вопросы.

На изображении выше показано, как получить постоянные 5 В и 3,3 В из заданной цепи питания.

Как получить переменное напряжение 9 В от IC 7805

Обычно IC 7805 рассматривается как фиксированный стабилизатор напряжения 5 В.Однако с помощью простого обходного пути ИС можно превратить в схему переменного регулятора напряжения от 5 В до 9 В, как показано выше.

Здесь мы видим, что предустановка на 500 Ом добавлена ​​к центральному контакту заземления ИС, что позволяет ИС выдавать повышенное выходное значение до 9 В с током 850 мА. Предустановку можно отрегулировать для получения выходных сигналов в диапазоне от 5 В до 9 В.

Чтобы получить повышенное выходное напряжение от микросхемы 7812, вы можете обратиться к этому сообщению!

Создание фиксированной схемы стабилизатора 12 В

На приведенной выше схеме мы можем увидеть, как обычная микросхема стабилизатора 7805 может быть использована для создания фиксированного регулируемого выхода 5 В.

Если вы хотите получить фиксированный регулируемый источник питания 12 В, ту же конфигурацию можно применить для получения требуемых результатов, как показано ниже:

Регулируемый источник питания 12 В, 5 В

Теперь предположим, что у вас есть схемы, которым требуется двойное питание в диапазоне фиксированных напряжений 12 В и регулируемых источников питания 5 В.

Для таких приложений описанная выше конструкция может быть просто изменена с помощью микросхемы 7812, а затем микросхемы 7805 для получения требуемых выходных регулируемых источников питания 12 В и 5 В вместе, как показано ниже:

Во многих схемных приложениях, особенно в тех, которые используют операционные усилители, двойной источник питания становится обязательным для включения питания +/- и заземления в цепи.

Проектирование простого двойного источника питания на самом деле включает только источник питания с центральным отводом и мостовой выпрямитель, а также пару конденсаторов фильтров высокой емкости, как показано ниже:

Однако для достижения регулируемого двойного источника питания с желаемым уровнем двойное напряжение на выходе — это то, что обычно требует сложной конструкции с использованием дорогостоящих ИС.

Следующая конструкция показывает, насколько просто и дискретно можно сконфигурировать двойной источник питания с использованием нескольких BJT и нескольких резисторов.

Здесь Q1 и Q3 настроены как проходные транзисторы эмиттерного повторителя, которые определяют величину тока, которая может проходить через соответствующие выходы +/-. Здесь оно составляет около 2 ампер.

Выходное напряжение на соответствующих двойных шинах питания определяется транзисторами Q2 и Q4 вместе с их базовым резистивным делителем.

Уровни выходного напряжения можно соответствующим образом регулировать и настраивать, регулируя значения делителей потенциала, образованных резисторами R2, R3 и R5, R6.

Двойной источник питания с одним операционным усилителем

Если в вашей цепи остался дополнительный операционный усилитель, который требует двойного источника питания от одного источника, то, возможно, можно попробовать следующий простой двойной источник питания из конфигурации с одним операционным усилителем.

Резисторы R1 и R2 работают как высокоомные, и, следовательно, экономичный делитель напряжения. Операционный усилитель гарантирует, что искусственный потенциал земли всегда идентичен потенциалу между переходом R1 и R2. Соединение между R1 и R2 устанавливает взаимосвязь между парой выходных напряжений; если R1 и R2 имеют одинаковое значение, то для обоих выходных напряжений будет обеспечено одно и то же, что будет совершенно симметричным.

Это позволяет нам получить наиболее желаемую особенность схемы, а именно то, что соединение R1 / R2 не зависит от напряжения батареи! Дополнительным преимуществом этого активного делителя потенциала является то, что (в отличие от основной цепи резисторного делителя) он хорошо подстраивается к изменяющимся токам нагрузки, движущимся к линии заземления и от нее, особенно в случае несимметричных токов нагрузки. Вероятно, вы можете подумать об использовании разных вариантов операционных усилителей для этой схемы. 3140 и 324, как правило, являются фантастическим выбором, несмотря на то, что у них напряжение батареи всего 4.5 В. Имейте в виду, что максимальное напряжение, которое могут выдерживать эти ИС, составляет не более 30 В, а максимальный ток нагрузки, который может выдерживать операционный усилитель, также будет зависеть от типа операционного усилителя.

Проектирование источника питания LM317 с фиксированными резисторами

Чрезвычайно простой источник напряжения / тока на основе LM317T, который можно использовать для зарядки никель-кадмиевых элементов или в любое время, когда необходим практический источник питания, показан ниже.

Это несложное предприятие для новичка, которое может быть сконструировано и предназначено для использования со съемным сетевым адаптером, обеспечивающим нерегулируемый d.c. выход. IC1 на самом деле представляет собой регулируемый регулятор типа LM317T.

Поворотный переключатель S1 выбирает настройку (постоянный ток или постоянное напряжение) вместе со значением тока или напряжения. Регулируемое напряжение может быть получено на SK3, а ток — на SK4.

Обратите внимание на наличие регулируемой настройки (положение 12), которая позволяет настраивать переменное напряжение с помощью потенциометра VR1.

Номиналы резисторов должны быть изготовлены из ближайших возможных фиксированных значений, при необходимости размещенных последовательно.

Резистор R6 рассчитан на 1 Вт, а R7 на 2 Вт, хотя оставшаяся часть может составлять 0,25 Вт. Регулятор напряжения IC1 317 необходимо установить на какой-нибудь радиатор, размер которого определяется необходимыми входными и выходными напряжениями и токами.


Импульсные источники питания и импульсные регуляторы

Линейные регуляторы напряжения обычно намного эффективнее и проще в использовании, чем эквивалентные схемы регуляторов напряжения, сделанные из дискретных компонентов, таких как стабилитрон и резистор, или транзисторы и даже операционные усилители.

Самыми популярными типами линейных и фиксированных регуляторов выходного напряжения на сегодняшний день являются серия 78… положительного выходного напряжения и серия 79… отрицательного выходного напряжения. Эти два типа дополнительных регуляторов напряжения обеспечивают точное и стабильное выходное напряжение в диапазоне от примерно 5 до примерно 24 вольт для использования во многих электронных схемах.

Существует широкий выбор этих трехконтактных стабилизаторов напряжения, каждый со своими собственными встроенными схемами регулирования напряжения и ограничения тока.Это позволяет нам создавать множество различных шин и выходов для источников питания, как с одним, так и с двумя источниками питания, подходящих для большинства электронных схем и приложений. Существуют даже линейные регуляторы переменного напряжения, которые обеспечивают постоянное выходное напряжение от чуть выше нуля до нескольких вольт ниже максимального выходного напряжения.

Мост постоянного тока Источники питания состоят из большого и мощного понижающего сетевого трансформатора, диодного выпрямителя, двухполупериодного или полуволнового, и схемы фильтра для удаления любых пульсаций из выпрямленного d.c. создавая достаточно гладкий постоянный ток. напряжения, а также некоторые формы регуляторов или стабилизаторов напряжения, линейные или переключаемые, чтобы обеспечить правильное регулирование выходного напряжения источников питания при различных условиях нагрузки. Затем типичный постоянный ток. блок питания будет выглядеть примерно так:

Типовой источник питания постоянного тока

Эти типовые конструкции блоков питания содержат большой сетевой трансформатор (который также обеспечивает изоляцию между входом и выходом) и цепь последовательного регулятора с рассеивающим током.Схема регулятора может состоять из одного стабилитрона или трехконтактного линейного последовательного регулятора для создания необходимого выходного напряжения. Преимущество линейного регулятора заключается в том, что для схемы источника питания требуется только входной конденсатор, выходной конденсатор и некоторые резисторы обратной связи для установки выходного напряжения.

Линейные регуляторы напряжения вырабатывают стабилизированный выход постоянного тока, последовательно размещая непрерывно проводящий транзистор между входом и выходом, управляя им в его линейной области (отсюда и название) его вольт-амперных (i-v) характеристик.Таким образом, транзистор действует больше как переменное сопротивление, которое постоянно подстраивается под любое значение, необходимое для поддержания правильного выходного напряжения. Рассмотрим эту простую схему последовательного транзисторного регулятора ниже:

Цепь транзисторного регулятора серии

Здесь эта простая схема регулятора с эмиттерным повторителем состоит из одного транзистора NPN и напряжения смещения постоянного тока для установки необходимого выходного напряжения. Поскольку схема эмиттерного повторителя имеет единичный коэффициент усиления по напряжению, прикладывая подходящее напряжение смещения к базе транзистора, на выводе эмиттера получается стабилизированный выходной сигнал.

Поскольку транзистор обеспечивает усиление по току, выходной ток нагрузки будет намного выше, чем базовый ток, и еще выше, если используется схема транзистора Дарлингтона.

Кроме того, при условии, что входное напряжение достаточно высокое, чтобы получить желаемое выходное напряжение, выходное напряжение регулируется базовым напряжением транзистора и в этом примере задается как 5,7 В для получения выходного напряжения 5 В на нагрузку как примерно 0,7 напряжение падает на транзисторе между выводами базы и эмиттера.Тогда в зависимости от значения базового напряжения может быть получено любое значение выходного напряжения эмиттера.

Хотя эта простая схема последовательного регулятора будет работать, обратная сторона этого заключается в том, что последовательный транзистор постоянно смещен в своей линейной области, рассеивая мощность в виде тепла в результате его произведения V * I, поскольку весь ток нагрузки должен проходить через последовательный транзистор, что приводит к низкому КПД, потере мощности и непрерывному выделению тепла.

Кроме того, одним из недостатков последовательных регуляторов напряжения является то, что их максимальный непрерывный выходной ток ограничен всего несколькими ампер или около того, поэтому обычно используются в приложениях, где требуются выходы малой мощности.Когда требуются источники питания с более высоким выходным напряжением или током, обычной практикой является использование импульсного регулятора, обычно известного как импульсный источник питания , для преобразования сетевого напряжения в любую требуемую более высокую выходную мощность.

Импульсные источники питания или SMPS становятся обычным явлением и в большинстве случаев заменили традиционные линейные источники питания переменного тока в постоянный как способ сократить энергопотребление, уменьшить тепловыделение, а также размер и масса.Импульсные источники питания теперь можно найти в большинстве ПК, усилителях мощности, телевизорах, приводах двигателей постоянного тока и т. Д., И практически во всем, что требует высокоэффективного источника питания, поскольку импульсные источники питания становятся все более зрелой технологией.

По определению импульсный источник питания (SMPS) — это тип источника питания, в котором для обеспечения необходимого выходного напряжения используются полупроводниковые методы переключения, а не стандартные линейные методы. Базовый импульсный преобразователь состоит из каскада переключения мощности и схемы управления.Этап переключения мощности выполняет преобразование мощности из входного напряжения схемы V IN в ее выходное напряжение V OUT , которое включает фильтрацию выходного сигнала.

Основным преимуществом импульсного источника питания является его более высокая эффективность по сравнению со стандартными линейными регуляторами, и это достигается внутренним переключением транзистора (или силового MOSFET) между его состоянием «ВКЛ» (насыщение) и состоянием «ВЫКЛ». (отсечка), оба из которых производят меньшее рассеивание мощности.Это означает, что когда переключающий транзистор полностью «включен» и проводит ток, падение напряжения на нем находится на минимальном значении, а когда транзистор полностью «выключен», ток через него не протекает. Таким образом, транзистор действует как идеальный переключатель.

В результате, в отличие от линейных регуляторов, которые предлагают только понижающее регулирование напряжения, импульсный источник питания может предлагать понижение, повышение и отрицание входного напряжения с использованием одной или нескольких из трех основных топологий схемы переключения. : Buck , Boost и Buck-Boost .Это относится к тому, как транзисторный ключ, катушка индуктивности и сглаживающий конденсатор соединены в основной цепи.

Блок питания с понижающим переключателем

Понижающий импульсный стабилизатор представляет собой схему импульсного источника питания, которая предназначена для эффективного снижения постоянного напряжения с более высокого напряжения до более низкого, то есть вычитает или «понижает» напряжение питания, тем самым уменьшая доступное напряжение. на выходных клеммах без изменения полярности. Другими словами, понижающий импульсный стабилизатор представляет собой схему понижающего регулятора, поэтому, например, понижающий преобразователь может преобразовывать, скажем, +12 вольт в +5 вольт.

Понижающий импульсный стабилизатор — это преобразователь постоянного тока в постоянный и один из самых простых и популярных типов импульсных стабилизаторов. При использовании в конфигурации импульсного источника питания понижающий импульсный стабилизатор использует последовательный транзистор или силовой полевой МОП-транзистор (в идеале биполярный транзистор с изолированным затвором или IGBT) в качестве основного переключающего устройства, как показано ниже.

Понижающий импульсный регулятор

Мы видим, что базовая конфигурация схемы понижающего преобразователя представляет собой последовательный транзисторный переключатель TR 1 с соответствующей управляющей схемой, которая поддерживает выходное напряжение как можно ближе к желаемому уровню, диод, D 1 , индуктор L 1 и сглаживающий конденсатор C 1 .Понижающий преобразователь имеет два режима работы, в зависимости от того, включен или выключен переключающий транзистор TR 1 .

Когда транзистор смещен в положение «ВКЛ» (переключатель замкнут), диод D 1 становится смещенным в обратном направлении, и входное напряжение V IN заставляет ток течь через индуктивность к подключенной нагрузке на выходе, заряжая конденсатор, С 1 . Когда изменяющийся ток течет через катушку индуктивности, он создает обратную ЭДС, которая противодействует потоку тока, согласно закону Фарадея, до тех пор, пока он не достигнет устойчивого состояния, создавая магнитное поле вокруг катушки индуктивности, L 1 .Эта ситуация будет продолжаться бесконечно, пока TR 1 закрыт.

Когда транзистор TR 1 переключается в положение «ВЫКЛ» (переключатель разомкнут) схемой управления, входное напряжение мгновенно отключается от цепи эмиттера, вызывая коллапс магнитного поля вокруг катушки индуктивности, вызывая обратное напряжение на катушке индуктивности. Это обратное напряжение заставляет диод смещаться в прямом направлении, поэтому накопленная энергия в магнитном поле индукторов вынуждает ток продолжать течь через нагрузку в том же направлении и возвращаться обратно через диод.

Затем катушка индуктивности L 1 возвращает накопленную энергию обратно нагрузке, действующей как источник и подающей ток, пока вся энергия катушки индуктивности не вернется в схему или пока транзисторный ключ снова не закроется, в зависимости от того, что произойдет раньше. В то же время конденсатор также разряжает ток, подаваемый на нагрузку. Комбинация катушки индуктивности и конденсатора образует LC-фильтр, сглаживающий любые пульсации, создаваемые переключающим действием транзистора.

Следовательно, когда транзисторный полупроводниковый ключ закрыт, ток подается от источника питания, а когда транзисторный ключ открыт, ток подается через катушку индуктивности.Обратите внимание, что ток, протекающий через катушку индуктивности, всегда в одном и том же направлении, либо напрямую от источника питания, либо через диод, но, очевидно, в разное время в цикле переключения.

Поскольку транзисторный ключ постоянно закрывается и открывается, среднее значение выходного напряжения, следовательно, будет связано с рабочим циклом D, который определяется как время проводимости транзисторного ключа в течение одного полного цикла переключения. Если V IN — это напряжение питания, а время «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для транзисторного ключа определяется как: t ВКЛ и t ВЫКЛ , то выходное напряжение V OUT определяется как:

Рабочий цикл понижающего преобразователя

Рабочий цикл понижающих преобразователей также можно определить как:

Таким образом, чем больше рабочий цикл, тем выше среднее выходное напряжение постоянного тока от импульсного источника питания.Из этого мы также можем видеть, что выходное напряжение всегда будет ниже, чем входное напряжение, поскольку рабочий цикл D никогда не может достичь единицы (единицы), что приведет к понижающему регулятору напряжения. Регулировка напряжения достигается за счет изменения рабочего цикла, а при высоких скоростях переключения, до 200 кГц, можно использовать более мелкие компоненты, что значительно снижает размер и вес импульсного источника питания.

Еще одно преимущество понижающего преобразователя состоит в том, что схема катушки индуктивности с конденсатором (LC) обеспечивает очень хорошую фильтрацию тока катушки индуктивности.В идеале понижающий преобразователь должен работать в непрерывном режиме переключения, чтобы ток катушки индуктивности никогда не падал до нуля. С идеальными компонентами, то есть нулевым падением напряжения и коммутационными потерями в состоянии «ВКЛ», идеальный понижающий преобразователь мог бы иметь КПД до 100%.

Помимо понижающего понижающего импульсного стабилизатора для базовой конструкции импульсного источника питания, существует еще одна операция основного импульсного регулятора, который действует как повышающий регулятор напряжения, называемый повышающим преобразователем.

Блок питания с импульсным переключателем

Импульсный стабилизатор Boost — другой тип импульсной схемы источника питания. Он имеет те же типы компонентов, что и предыдущий понижающий преобразователь, но на этот раз в другом положении. Повышающий преобразователь предназначен для увеличения постоянного напряжения от более низкого до более высокого, то есть он также добавляет или «повышает» напряжение питания, тем самым увеличивая доступное напряжение на выходных клеммах без изменения полярности.Другими словами, импульсный импульсный регулятор представляет собой схему повышающего регулятора, поэтому, например, повышающий преобразователь может преобразовывать, скажем, +5 вольт в +12 вольт.

Ранее мы видели, что понижающий импульсный стабилизатор использует последовательно переключаемый транзистор в своей базовой конструкции. Отличие от конструкции повышающего импульсного стабилизатора состоит в том, что он использует параллельно подключенный переключающий транзистор для управления выходным напряжением импульсного источника питания. Поскольку транзисторный ключ эффективно подключен параллельно выходу, электрическая энергия проходит через катушку индуктивности к нагрузке только тогда, когда транзистор смещен в положение «ВЫКЛ» (переключатель разомкнут), как показано.

Регулятор переключения наддува

В цепи повышающего преобразователя , когда транзисторный ключ полностью включен, электрическая энергия от источника питания V IN проходит через катушку индуктивности и транзисторный переключатель и обратно к источнику питания. В результате ничего из этого не проходит на выход, поскольку насыщенный транзисторный ключ фактически создает короткое замыкание на выходе. Это увеличивает ток, протекающий через индуктор, поскольку он имеет более короткий внутренний путь, чтобы вернуться к источнику питания.Между тем, диод D 1 становится смещенным в обратном направлении, поскольку его анод подключается к земле через транзисторный ключ, при этом уровень напряжения на выходе остается довольно постоянным, когда конденсатор начинает разряжаться через нагрузку.

Когда транзистор полностью выключен, входной источник питания теперь подключен к выходу через последовательно соединенные индуктивность и диод. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! По мере того, как поле индуктора уменьшается, индуцированная энергия, накопленная в индукторе, подталкивается к выходу через V IN через диод, смещенный в прямом направлении.Результатом всего этого является то, что индуцированное напряжение на катушке индуктивности L 1 меняется на противоположное и добавляется к напряжению входного источника, увеличивая общее выходное напряжение, как теперь, V IN + V L .

Ток от сглаживающего конденсатора C 1 , который использовался для питания нагрузки, когда транзисторный ключ был закрыт, теперь возвращается в конденсатор входным питанием через диод. Тогда ток, подаваемый на конденсатор, является током диода, который всегда будет включаться или отключаться, поскольку диод постоянно переключается между прямым и обратным состоянием посредством переключающих действий транзистора.Тогда сглаживающий конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить плавный устойчивый выход.

Поскольку индуцированное напряжение на катушке индуктивности L 1 отрицательно, оно добавляется к напряжению источника, V IN , заставляя ток катушки индуктивности поступать в нагрузку. Выходное напряжение в установившемся режиме повышающих преобразователей равно:

Как и в предыдущем понижающем преобразователе, выходное напряжение повышающего преобразователя зависит от входного напряжения и рабочего цикла.Таким образом, регулирование мощности достигается за счет управления рабочим циклом. Не то чтобы это уравнение не зависело от величины индуктивности, тока нагрузки и выходного конденсатора.

Мы видели выше, что для базовой работы неизолированной схемы импульсного источника питания может использоваться либо понижающий преобразователь, либо конфигурация повышающего преобразователя, в зависимости от того, требуется ли нам понижающее (понижающее) или повышающее (повышающее) выходное напряжение. . В то время как понижающие преобразователи могут быть более распространенной конфигурацией переключения SMPS, повышающие преобразователи обычно используются в емкостных схемах, таких как зарядные устройства, фотовспышки, стробоскопические вспышки и т. Д., Потому что конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки, когда переключатель замкнут.

Но мы также можем объединить эти две основные коммутационные топологии в единую неизолированную схему переключающего стабилизатора, которая, что неудивительно, называется понижающе-повышающим преобразователем .

Регулятор переключения понижающего и повышающего напряжения

Импульсный понижающий-повышающий преобразователь представляет собой комбинацию понижающего преобразователя и повышающего преобразователя, которая вырабатывает инвертированное (отрицательное) выходное напряжение, которое может быть больше или меньше входного напряжения в зависимости от рабочего цикла. Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой разновидность схемы повышающего преобразователя, в которой инвертирующий преобразователь передает в нагрузку только энергию, накопленную катушкой индуктивности, L 1 .Базовая схема импульсного источника питания повышающего и понижающего режимов приведена ниже.

Регулятор переключения понижающего и повышающего давления

Когда транзисторный ключ TR 1 полностью включен (закрыт), напряжение на катушке индуктивности равно напряжению питания, поэтому в катушке индуктивности накапливается энергия от входного источника питания. На подключенную нагрузку на выходе ток не подается, поскольку диод D 1 имеет обратное смещение. Когда транзисторный ключ полностью выключен (открыт), диод становится смещенным в прямом направлении, и энергия, ранее накопленная в катушке индуктивности, передается нагрузке.

Другими словами, когда переключатель находится в положении «ON», энергия подается в катушку индуктивности от источника постоянного тока (через переключатель) и не поступает на выход, а когда переключатель находится в положении «OFF», напряжение на катушке индуктивности меняется на противоположное. поскольку катушка индуктивности теперь становится источником энергии, энергия, ранее накопленная в катушке индуктивности, переключается на выход (через диод), и никакая энергия не поступает напрямую от входного источника постоянного тока. Таким образом, падение напряжения на нагрузке, когда переключающий транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ», равно напряжению на катушке индуктивности.

В результате величина инвертированного выходного напряжения может быть больше или меньше (или равна) величине входного напряжения в зависимости от рабочего цикла. Например, повышающий-повышающий преобразователь положительного напряжения в отрицательный может преобразовывать 5 вольт в 12 вольт (повышающий) или 12 вольт в 5 вольт (понижающий).

В повышающем-понижающем импульсном импульсном стабилизаторе выходное напряжение в установившемся режиме, В OUT задается как:

Затем понижающий-повышающий стабилизатор получил свое название от создания выходного напряжения, которое может быть выше (например, повышающий силовой каскад) или ниже (как понижающий силовой каскад) по величине, чем входное напряжение.Однако полярность выходного напряжения противоположна входному.

Краткое описание импульсного источника питания

Современный импульсный источник питания, или SMPS, использует твердотельные переключатели для преобразования нерегулируемого входного напряжения постоянного тока в регулируемое и плавное выходное напряжение постоянного тока на разных уровнях напряжения. Входной источник питания может быть истинным постоянным напряжением от батареи или солнечной панели или выпрямленным постоянным напряжением от источника переменного тока с использованием диодного моста вместе с некоторой дополнительной емкостной фильтрацией.

Во многих приложениях управления мощностью силовой транзистор, MOSFET или IGFET, работает в режиме переключения, когда он многократно переключается в положение «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на высокой скорости. Основным преимуществом этого является то, что энергоэффективность регулятора может быть довольно высокой, потому что транзистор либо полностью открыт и проводит (насыщен), либо полностью отключен (отсечка).

Доступно несколько типов преобразователей постоянного тока в постоянный (в отличие от преобразователя постоянного тока в переменный, который является инвертором), с тремя основными топологиями импульсного источника питания, рассматриваемыми здесь: Buck , Boost и импульсные регуляторы Buck-Boost .Все три эти топологии неизолированы, то есть их входное и выходное напряжения имеют общую линию заземления.

Каждая конструкция импульсного регулятора имеет свои уникальные свойства в отношении рабочих циклов в установившемся режиме, соотношения между входным и выходным током и пульсаций выходного напряжения, создаваемых действием твердотельного переключателя. Еще одним важным свойством этих топологий импульсных источников питания является частотная характеристика переключающего действия на выходное напряжение.

Регулировка выходного напряжения достигается за счет процентного регулирования времени, в течение которого переключающий транзистор находится в состоянии «ВКЛ», по сравнению с общим временем ВКЛ / ВЫКЛ. Это соотношение называется рабочим циклом, и, изменяя рабочий цикл, (D — величина выходного напряжения, V OUT можно контролировать.

Использование одного индуктора и диода, а также твердотельных переключателей с быстрым переключением, способных работать на частотах переключения в диапазоне килогерц, в конструкции импульсного источника питания позволяет значительно увеличить размер и вес источника питания. уменьшенный.Это связано с тем, что в их конструкции не должно быть больших и тяжелых понижающих (или повышающих) сетевых трансформаторов напряжения. Однако, если требуется изоляция между входными и выходными клеммами, перед преобразователем должен быть установлен трансформатор.

Двумя наиболее популярными неизолированными конфигурациями переключения являются понижающий (вычитающий) и повышающий (аддитивный) преобразователи.

Понижающий преобразователь — это импульсный источник питания, предназначенный для преобразования электрической энергии из одного напряжения в более низкое.Понижающий преобразователь работает с последовательно включенным переключающим транзистором. Поскольку рабочий цикл D <1, выходное напряжение понижающего всегда меньше входного напряжения V IN .

Повышающий преобразователь — это тип импульсного источника питания, который предназначен для преобразования электрической энергии от одного напряжения к более высокому. Повышающий преобразователь работает с параллельно включенным переключающим транзистором, который обеспечивает путь постоянного тока между V IN и V OUT через катушку индуктивности L 1 и диод D 1 .Это означает, что на выходе нет защиты от короткого замыкания.

Изменяя рабочий цикл (D) повышающего преобразователя, можно управлять выходным напряжением, и при D <1 выход постоянного тока повышающего преобразователя больше, чем входное напряжение V IN вследствие саморегулирования катушек индуктивности. -индуцированное напряжение.

Также предполагается, что выходные сглаживающие конденсаторы в импульсных источниках питания очень большие, что приводит к постоянному выходному напряжению импульсного источника питания во время действия переключения транзисторов.

Общие сведения об источниках питания переменного / постоянного тока | Статья

.

СТАТЬЯ ОБРАЗОВАНИЯ


Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Назначение источника питания — обеспечить нагрузку надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — на широкий диапазон нагрузок, иногда одновременно, и все это не позволяет изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выход. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выходная мощность зависит от любых изменений на входе.

Все источники питания объединяет то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и доставляют в нагрузку на выходе.

Питание на входе и выходе может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током:

  • Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении.Обычно он поступает от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного / постоянного тока. Постоянный ток — предпочтительный тип питания для электронных устройств.
  • Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для подачи электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

Следовательно, если переменный ток — это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток — это тип питания, который вам нужен для зарядки телефона, вам понадобится источник питания переменного / постоянного тока для преобразования переменного напряжения, поступающего из электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Общие сведения об переменном токе (AC)

Первым шагом в разработке любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичная форма волны переменного тока — синусоида (см. Рисунок 1) .`

Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

  • Пиковое напряжение / ток: максимальное значение амплитуды волны может достигать
  • Частота: количество циклов, которые волна завершает в секунду.Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
  • Среднее напряжение / ток: Среднее значение всех точек напряжения в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
  • Среднеквадратичное напряжение / ток: определяется как квадратный корень из среднего значения за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно рассчитать с помощью Уравнение (1) :
  • $$ V_ {PEAK} \ over \ sqrt 2 $$
  • Также может быть определена как эквивалентная мощность постоянного тока, необходимая для достижения такого же нагревающего эффекта.Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти эффективное значение переменного напряжения или тока. По этой причине его иногда обозначают как V AC .
  • Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоидальной волны делится на 360 °, начиная с 0 °, с пиками при 90 ° (положительный пик) и 270 ° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, при 180 ° и 360 °. Если две волны изображены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же самое время, когда другая достигает своего отрицательного пика, то первая волна будет иметь угол 90 °, а вторая волна — 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180 °.Считается, что эти волны находятся в противофазе, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны находятся в фазе.

Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов конечным пользователям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что в процессе транспортировки электроэнергию необходимо преобразовывать несколько раз.

Электрические генераторы вырабатывают напряжение около 40 000 В или 40 кВ.Затем это напряжение повышается до любого значения от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при транспортировке электрического тока на большие расстояния. Когда он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения будут либо сложными, либо очень неэффективными по сравнению с постоянным током (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Линейный источник питания переменного / постоянного тока

Линейный источник питания переменного / постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока (DC), которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества формы сигнала (Рисунок 2) .

Рисунок 2: Блок-схема линейного источника переменного / постоянного тока

Традиционная конструкция линейного источника питания переменного / постоянного тока развивалась с годами, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного / постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки ко вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает практически невозможной миниатюризацию этих источников питания.

Еще одним ограничением линейных источников питания переменного / постоянного тока является регулировка напряжения большой мощности.

Линейный источник питания переменного / постоянного тока использует линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.Для малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое должен рассеивать регулятор для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и потребует добавления очень больших радиаторов.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного / постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут очень быстро и эффективно включаться и выключаться даже при больших напряжениях и токах.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи мощности, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Блоки питания

AC / DC, в которых используются импульсные преобразователи мощности, называются импульсными блоками питания. Импульсные источники питания переменного / постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования переменного тока в постоянный.

В импульсных источниках питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе.Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в серию высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода (см. Рисунок 3) .

При работе на высоких частотах катушка индуктивности трансформатора может передавать больше мощности, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше.Следовательно, трансформатор, используемый для переключения источников питания переменного / постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может составлять часть размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного / постоянного тока.

Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания переменного / постоянного тока

Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

Импульсные преобразователи переменного тока в постоянный ток могут генерировать в системе значительный шум, который необходимо устранить, чтобы исключить его на выходе.Это создает потребность в более сложных схемах управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому они не оказывают существенного влияния на размер блока питания.

Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регуляторов напряжения в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока — вот причина, по которой теперь мы можем преобразовывать напряжение переменного тока 220 В ¬RMS в напряжение 5 В постоянного тока с помощью преобразователя питания, который может поместиться у вас на ладони.

Таблица 1 суммирует различия между линейными и импульсными источниками питания переменного / постоянного тока.

Транзисторы Нерегулируемые источники питания
Линейный источник питания переменного / постоянного тока Импульсный источник питания переменного / постоянного тока
Размер и вес Необходимы большие трансформаторы, что значительно увеличивает размер и вес Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
КПД Если не регулировать, потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной потери эффективности.В случае регулирования приложения с большой мощностью будут иметь решающее влияние на эффективность. обладают небольшими коммутационными потерями, поскольку они ведут себя как малые сопротивления. Это обеспечивает эффективных мощных приложений .
Шум могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные источники питания постоянного тока переменного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских приложениях. Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают шум в цепи. Однако это может быть либо отфильтровано, либо частота переключения может быть сделана чрезвычайно высокой, превышающей предел человеческого слуха, для аудиоприложений
Сложность Линейный источник питания переменного / постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного / постоянного тока. Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, вынуждает добавлять большие сложные фильтры, а также схемы управления и регулирования для преобразователей.

Таблица 1: Линейные и импульсные источники питания

Сравнение однофазных и трехфазных источников питания

Источник питания переменного тока может быть однофазным или трехфазным:

  • Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, каждая из которых передает переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120 °, или одной трети цикл (см. рисунок 4) .Эти системы являются наиболее эффективными при передаче большого количества энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
  • Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределять нагрузку между линиями. В этом случае ток течет от линии питания через нагрузку, а затем обратно через нейтральный провод. Это тип источника питания, который используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий.Однофазные системы не могут передавать столько энергии нагрузкам и более подвержены сбоям питания, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4: Форма кривой переменного тока трехфазного источника питания

Существует две конфигурации для передачи энергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольником $ (\ Delta) $ и конфигурация звезды (Y), также называемые конфигурациями треугольника и звезды, соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. Рисунок 5) .

Соединения

треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения типа Y могут подавать два разных напряжения: фазное напряжение, которое является однофазным напряжением, подаваемым в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Соотношение между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раз больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна обеспечивать питанием как трехфазные, так и однофазные системы, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль.Таким образом, и дома, и промышленное оборудование могут быть снабжены одной и той же линией передачи. Поэтому конфигурация Y наиболее часто используется для распределения мощности, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и треугольника

Напряжение, при котором электросеть поставляет однофазную электроэнергию своим пользователям, имеет различные значения в зависимости от географического положения.Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения источника питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения в сетях в разных регионах мира.

Действующее значение (AC) Напряжение Пиковое напряжение Частота Регион
230 В 310 В 50 Гц Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и Южная Америка
120 В 170V 60 Гц Северная Америка
100 В 141V 50 Гц / 60 Гц Япония *

* Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за истоков ее электрификации в конце 19 века.В западном городе Осака поставщики электроэнергии купили генераторы 60 Гц в Соединенных Штатах, а в Токио, который находится на востоке Японии, они купили немецкие генераторы 50 Гц. Обе стороны отказались изменить свою частоту, и по сей день Япония все еще имеет две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспортировки, но также для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядки больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии нагрузке и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. Рисунок 6) .

Рисунок 6: Передача энергии в однофазных (слева) и трехфазных (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он заряжается.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним силовым преобразователем переменного / постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность из переменного в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Резюме

Источники питания переменного / постоянного тока есть повсюду. Основная задача источника питания переменного / постоянного тока — преобразовать переменный ток (AC) в стабильное постоянное напряжение (DC), которое затем можно использовать для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для транспортировки электроэнергии по всей электрической сети от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо больше мощности более стабильным образом, поэтому они часто используются для питания промышленных приложений.

Разработка эффективных источников питания переменного / постоянного тока — непростая задача, поскольку на текущих рынках требуются мощные, чрезвычайно эффективные и миниатюрные источники питания, способные поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Способы проектирования источников питания переменного / постоянного тока со временем изменились. Линейные источники питания переменного / постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные регуляторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и ​​преобразуют электроэнергию намного эффективнее, чем предыдущие разработки, что позволило создать мощные блоки питания переменного / постоянного тока размером с ладонь.

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

Статьи по теме

Чему о синхронных выпрямителях не говорят в школе — Избранные темы из реальных проектов

Базовая таблица источников питания переменного и постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Ноты:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом.С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока.Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для использования этого метода практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени делают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся.Обсудите эти вопросы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, если студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичное исследование , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставьте своих учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Консультации — Специалист по спецификациям | Проектирование системы аварийного электроснабжения

Рисунок 2: На нем показана типичная однолинейная схема среднего напряжения, состоящая из двух параллельно включенных резервных генераторов.Предоставлено: CDM Smith

Цели обучения
  • Разберитесь в различиях между аварийным и резервным питанием, а также между системами аварийного электроснабжения Уровня 1 и Уровня 2 (EPSS).
  • Ознакомьтесь с требованиями NFPA 70 NEC (2020) и NFPA 110 (2019) при проектировании систем аварийного и резервного питания.
  • Понимать важность обслуживания и тестирования для соответствия системам Уровня 1 и Уровня 2.

Инженеры-электрики и механики должны определить и применять требования NFPA 110: Стандарт для систем аварийного и резервного питания и NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс при проектировании альтернативных систем электроснабжения.

Первым шагом при проектировании системы аварийного электроснабжения является определение эксплуатационных требований основных нагрузок для правильной классификации EPSS и выбора соответствующего типа оборудования. Инженеры должны определить, что EPSS необходимо для питания в случае нормального отключения электроэнергии. Обычно для этого требуется участие архитектора и клиента (т. Е. Жильца здания), а также проверка применяемых строительных норм и правил штата или юрисдикции. Этот обзор определит, считается ли альтернативный источник энергии системой Уровня 1 или Уровня 2, как определено в NFPA 110.

В дополнение к требованиям NFPA 110, инженер должен определить, охарактеризован ли аварийный источник питания как «аварийный», «требуемый по закону резервный» или «дополнительный резервный» в соответствии со статьями 700, 701 и 702 издания 2020 г. NFPA 70 соответственно. Эти статьи включают особые требования к характеристикам системы, расположению вспомогательного оборудования, мерам противопожарной защиты и т. Д.

Согласно разделу 3.3.4 стандарта NFPA 110, EPSS — это «полная и функционирующая система EPS, соединенная с системой проводников, средствами отключения и устройствами защиты от сверхтоков, автоматическими переключателями и всеми устройствами управления, контроля и поддержки, включая нагрузочные клеммы передаточного оборудования, необходимые для работы системы в качестве безопасного и надежного источника электроэнергии.”

Определение системы как резервной или аварийной иногда вызывает путаницу, поскольку в NFPA 110 используется термин «аварийная система питания» как для аварийных, так и для резервных систем.

Классификация EPSS

Классификация EPSS зависит от минимального времени, в течение которого EPSS рассчитана на работу при номинальной нагрузке без необходимости дозаправки или перезарядки. См. Таблицу 4.1 (a) NFPA 110 для классификации EPSS. Обозначенный тип EPSS определяет максимальное время, в течение которого клеммы нагрузки передаточного оборудования могут быть без приемлемой электроэнергии, исходя из требований к существенной нагрузке.См. NFPA 110 Таблица 4.1 (b) для получения информации о типах EPSS.

Как классификация, так и тип EPSS зависят от уровня, на который классифицируется EPSS, и основаны на обзоре применимых государственных и местных кодексов, обсуждениях с компетентным органом и согласовании с владельцем или конечным пользователем EPSS.

NFPA 110 разделяет EPSS на два разных уровня, которые определяют требования к установке, производительности и обслуживанию:

  • Системы уровня 1 требуются там, где отказ оборудования может привести к гибели людей или серьезным травмам.Например, эти системы обычно предназначены для обеспечения безопасности жизнедеятельности, аварийных или критических нагрузок, как определено в NFPA 99: Кодекс медицинских учреждений, Статья 700 NEC, NFPA 110, NFPA 101: Кодекс безопасности жизни и применимые строительные нормы и правила. Раздел 700.12 NEC требует, чтобы питание было «доступно в течение времени, необходимого для приложения, но не более 10 секунд». Это обозначило бы эту EPSS как Тип 10 или меньше.
  • Системы
  • уровня 2 требуются там, где отказ системы EPSS менее критичен для жизни и безопасности человека.Эти системы предусмотрены как для требуемых по закону, так и для дополнительных резервных систем, как определено в статьях 701 и 702 NEC, соответственно. Время, необходимое для восстановления питания установок уровня 2, зависит от применимых кодов и приложений для каждой установки:
    • Системы уровня 2, которые требуются согласно Статье 701 NEC, должны иметь резервное питание в течение 60 секунд или меньше после нормального отключения питания в соответствии с Разделом 701.12.
    • Системы
    • уровня 2, обозначенные как дополнительная резервная EPSS, зависят от потребностей конечных пользователей и применимых кодов.Потребности конечных пользователей в существенной нагрузке будут определять приемлемое время от потери электроснабжения до того момента, когда EPSS обеспечит адекватную мощность.

Комбинация различных типов и классификаций систем EPSS иногда предусмотрена на предприятии для экономичного удовлетворения эксплуатационных требований различных основных нагрузок. Например, может существовать следующее требование EPSS: для всех основных нагрузок требуется минимум 48 часов, в течение которых EPSS должна работать с номинальной нагрузкой без дозаправки или перезарядки; небольшая часть основных нагрузок, таких как диспетчерское управление и сбор данных, не может выдержать перебоев в подаче электроэнергии между нормальным отключением мощности и временем, которое требуется резервному генератору для запуска и приема нагрузки.

Однако большинство основных нагрузок могут выдерживать 60-секундное прерывание питания между нормальным отключением питания и восстановлением питания EPSS. Комбинированная система EPSS, состоящая из EPSS класса 48, типа 60, обеспечивает питание основных нагрузок, которые могут выдерживать 60-секундное восстановление питания, а также обеспечивает питание EPSS класса 0,083, типа U для питания основных бесперебойных нагрузок (SCADA). EPSS класса 0.083, тип U будет продолжать обеспечивать питание бесперебойных нагрузок в течение периода до пяти минут, чтобы преодолеть 60-секундное время восстановления питания EPSS класса 48, тип 60.

Если существует потребность в централизованной аварийной системе для обеспечения энергией жизненно важных нагрузок, таких как аварийное выходное освещение, потребуется третий тип EPSS, чтобы соответствовать требованиям уровня 1 NFPA 110, NFPA 101 и статьи 700 «Аварийная ситуация. Системы »НЭК. Статья 700 NEC требует, чтобы аварийные цепи оставались полностью независимыми от всей другой проводки и оборудования, если иное не разрешено в Разделах 700.10 (B) (1) — (B) (5).

Для этой ситуации класс 1.5, тип U, система бесперебойного питания, соответствующая стандарту UL 924, расположенная в двухчасовом номинальном пространстве, будет приемлемым решением. Поскольку ИБП обеспечивает непрерывное питание аварийных нагрузок во время потери нормальной мощности, он соответствует требованиям раздела 700.12 NEC, который гласит, что при потере нормальной мощности питание должно быть доступно в течение времени, необходимого для приложения, но не более 10 секунд. .

Рейтинг класса 1.5 также соответствует требованию NEC, раздел 700.12 (C), о 90-минутной емкости батареи для питания нагрузки при потере нормальной мощности.Очень важно отметить, что при объединении EPPS уровней 1 и 2 и обычного силового оборудования необходимо учитывать требования к физическому разделению, определенные в статье 700 NEC. См. Рисунок 1 для примера такого типа установки.

Рис. 1: Система аварийного электроснабжения обеспечивает резервирование генератора с источником бесперебойного питания для бесперебойных нагрузок. Предоставлено: CDM Smith

Аппаратура безобрывного переключателя

Передаточные переключатели требуются для переключения электрических нагрузок от одного источника питания, обычно называемого «нормальным» источником питания, к другому, обычно называемому «аварийным» или «резервным» источником питания, и обратно.При питании аварийных, аварийных или критических ответвительных нагрузок автоматический переключатель резерва должен быть внесен в список (UL 1008 для АВР с номинальным напряжением 1000 В и менее) для аварийного обслуживания как полностью собранный на заводе и испытанный на заводе аппарат. Передаточное оборудование должно быть снабжено либо механической блокировкой, либо одобренным альтернативным методом для предотвращения соединения двух отдельных источников питания. NFPA 110 требует, чтобы ATS был способен к электрическому управлению и механическому удержанию, передаче и повторному переключению нагрузки автоматически и визуально оповещать, когда он «не работает в автоматическом режиме».”

ATS должен иметь устройства обнаружения пониженного напряжения, которые контролируют все незаземленные линии нормального источника питания, чтобы инициировать запуск двигателя и процесс передачи мощности на САЭ при потере адекватной мощности в обычном источнике питания. Эти устройства измерения напряжения также используются для инициирования процесса переключения основных нагрузок обратно на нормальный источник питания. Переход к нормальному питанию обычно происходит после заданной задержки по времени после того, как нормальный источник возвращается к допустимому напряжению для поддержки нагрузок.

В дополнение к измерению напряжения на всех незаземленных линиях нормального источника питания, по крайней мере, одна незаземленная линия САЭ должна контролироваться как по напряжению, так и по частоте. Эти чувствительные устройства препятствуют передаче основных нагрузок на САЭ до тех пор, пока напряжение и частота САЭ не будут в пределах заранее определенного допустимого диапазона для поддержки основных нагрузок.

NFPA 110 определяет устройства с выдержкой времени в схеме автоматического переключения САЭ для обеспечения надежного питания основных нагрузок путем правильного переключения нагрузок с одного источника питания на другой.В разделах с 6.2.5 по 6.2.11 стандарта NFPA 110 представлены подробные требования и значение различных устройств задержки времени для обеспечения надежного питания основных нагрузок

.

Если EPSS использует две или более параллельно включенных генераторных установок в качестве альтернативного источника питания, переключение нагрузок на EPS должно быть упорядочено по приоритету нагрузки, чтобы обеспечить питание основных нагрузок. Чтобы гарантировать, что питание будет доступно для основных нагрузок в течение требуемого времени после нормальной потери мощности, необходимо учитывать время, которое требуется системе для обнаружения пониженного напряжения, инициирования запуска генератора (ов), времени, в течение которого генераторы достигают приемлемого напряжения и частоты, размыкают и замыкают выключатели.Следовательно, проектировщик и владелец должны идентифицировать и классифицировать основные нагрузки по приоритету.

Например, нагрузки первого приоритета являются наиболее важными и поэтому включаются, как только появляется мощность в пределах допустимых значений напряжения и частоты. Каждый раз, когда дополнительный генератор подключается параллельно к аварийной / резервной шине, следующая приоритетная нагрузка должна быть запитана до тех пор, пока не будут запитаны все аварийные и резервные нагрузки. При выходе из строя одной или нескольких генераторных установок, нагрузки должны автоматически отключаться, начиная с нагрузки с наименьшим приоритетом и продолжая с возрастающим приоритетом, так что нагрузка с наивысшим приоритетом является последней нагрузкой, на которую будет воздействовать нагрузка.

На рисунке 2 представлена ​​типичная однолинейная схема среднего напряжения уровня 2, состоящая из двух параллельно включенных резервных генераторов с электрически заблокированными выключателями среднего напряжения, которые разрешены для использования в соответствии с разделом 6.1.6 NFPA 110, если обслуживаемые нагрузки не работают. включают безопасность жизни, аварийные или критические нагрузки ответвления.

EPS разрешается обслуживать дополнительные нагрузки при условии, что EPS имеет достаточную мощность или если система оборудована автоматическим выборочным подбором и отключением нагрузки.Автоматическое селективное включение / отключение нагрузки должно обеспечивать приоритет нагрузок Уровня 1, нагрузок Уровня 2 и любых дополнительных нагрузок в этом порядке, чтобы обеспечить подачу питания на наиболее критические нагрузки. Несмотря на то, что целью EPS является обеспечение резервного питания основных нагрузок при наличии электроэнергии от электросети, допустимо использование EPS для других целей, таких как уменьшение пиковых нагрузок и сокращение нагрузки от электросети. Однако в этих сценариях может потребоваться решение дополнительных вопросов, связанных с получением разрешений на воздух.

Рис. 2: Здесь показана типичная однолинейная схема среднего напряжения, состоящая из двух параллельно включенных резервных генераторов. Предоставлено: CDM Smith

Рекомендации по установке и охране окружающей среды

Глава 7 стандарта NFPA 110 устанавливает минимальные требования и соображения, касающиеся установки и условий окружающей среды. На производительность EPSS может влиять географическое положение, тип здания, класс занятости и наличие опасного содержимого.

Важным аспектом установки EPSS является минимизация вероятности отказа оборудования или кабеля внутри EPSS.Некоторые методы, используемые для минимизации вероятности отказов кабеля оборудования:

  • Размещайте EPS как можно ближе к критическим нагрузкам.
  • Отделите аварийные фидеры и цепи от нормальных, чтобы предотвратить выход из строя одного из другого.
  • Размещайте критически важное оборудование EPS в местах, защищенных от природных условий, таких как наводнения, штормы, пожары, землетрясения и т. Д., А также от человеческих причин, таких как вандализм, саботаж и тому подобное.

Группа разработчиков EPS также должна рассмотреть вопрос о минимизации единичных точек отказа в EPS, чтобы снизить вероятность нарушения энергоснабжения защищаемых нагрузок из-за отказов материалов и оборудования.

Для установок EPS уровня I, расположенных в помещении, NFPA 110 требует, чтобы EPS устанавливался в отдельном двухчасовом помещении с классом огнестойкости, отделенном от остальной части здания. В этом помещении должно находиться только оборудование EPS и оборудование, которое обслуживает это пространство. Оборудование уровня 1 EPSS не должно устанавливаться в одном помещении с обычным сервисным оборудованием, которое рассчитано на более 150 вольт на землю и на 1000 ампер или более.

Наружное оборудование EPSS Уровня 1 или Уровня 2 должно быть установлено в подходящем корпусе, который защищает оборудование от условий окружающей среды, как того требуют местные строительные нормы и правила. Этот корпус должен включать только оборудование EPS и оборудование, которое обслуживает это пространство. Существуют дополнительные требования к монтажу преобразователя энергии, освещения, отопления, охлаждения, вентиляции, системы охлаждения EPS, топливной системы, системы выпуска, защиты и распределения для EPSS.

Как показано на Рисунке 3, вытяжная система должна быть установлена ​​так, чтобы выхлопные газы не могли повторно попадать в здание.NFPA 110 указывает, что оборудование выхлопной системы должно быть установлено в соответствии с другими применимыми стандартами, такими как NFPA 37: Стандарт для установки и использования стационарных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин.

Тестирование и техобслуживание

Регулярное обслуживание и эксплуатационные испытания EPSS имеют решающее значение для обеспечения надежности системы. Предлагаемый график технического обслуживания EPSS включен в NFPA 110, Глава 8. Техническое обслуживание и тестирование EPSS должны быть настроены в соответствии с инструкциями производителя, минимальными требованиями главы 8 в NFPA 110 и AHJ.

Важным аспектом текущего обслуживания является еженедельный осмотр генераторной установки и ежемесячная проверка ее под нагрузкой в ​​течение минимум 30 минут. ATS используется для автоматического включения генератора. Выполнение упражнений должно осуществляться одним из двух методов:

  • EPS должен быть загружен таким образом, чтобы поддерживать минимальную температуру выхлопных газов в соответствии с рекомендациями производителя.
  • EPS должен работать с минимальной нагрузкой не менее 30% от номинальной мощности EPS при рабочих температурах.

Нагрузка ниже рекомендуемых 30% номинальной нагрузки может привести к мокрому штабелированию, то есть скоплению несгоревшего топлива или углерода в выхлопной системе EPS, что может помешать двигателю развить номинальную нагрузку, когда это необходимо.

Аккумуляторные батареи, используемые вместе с системой, требуют еженедельных проверок и должны обслуживаться в соответствии с рекомендациями производителя. Аккумуляторы в надлежащем состоянии имеют решающее значение для любого EPSS. Батареи, которые не обслуживались или не тестировались регулярно, подвержены выходу из строя, из-за чего САЭ не запускается и при необходимости обеспечивает аварийное питание системы.

Рис. 3: Показана внутренняя установка дизель-генератора аварийного электроснабжения уровня 2. Выхлопные системы должны быть установлены таким образом, чтобы выхлопные газы не могли повторно попадать в здание. Предоставлено: CDM Smith

Тестирование EPSS имеет решающее значение для проверки правильности работы каждого компонента. Каждый компонент вместе с EPSS должен быть включен в требуемые проверки и испытания. Это включает сам EPS, переключатели, автоматические выключатели, батареи и т. Д. Испытания должны также гарантировать соответствие EPSS максимальному времени, в течение которого генератор должен принимать нагрузку после потери мощности, на основе Уровня, Класса и Статей 700 EPSS и 701 NEC.

Тестирование работы САЭ заключается в моделировании отключения электроэнергии. Моделирование обычно запускается с помощью тестовых переключателей на АВР или размыкания нормально замкнутого выключателя. Для более сложных систем, в которых используется несколько ATS, следует ежемесячно менять ATS для тестирования. Тестирование состоит из электрического управления безобрывным переключателем от нормального силового контакта к аварийному силовому контакту и последующего возврата к нормальному силовому контакту. Тест также следует начинать с холодного старта.

Вся система EPSS уровня 1 должна проверяться не реже одного раза в 36 месяцев в дополнение к проверкам и испытаниям отдельных компонентов, указанных выше. Это требование состоит в том, чтобы обеспечить работоспособность системы EPSS в течение всего срока ее классификации. Однако, если EPS определен как класс более четырех часов, испытание должно быть завершено после четырех часов непрерывной работы.

Автоматические выключатели, используемые в САЭ Уровня 1, должны ежегодно проверяться при выключенном САЭ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *