Источниками питания для электрооборудования и систем автоматизации служат цеховые распределительные подстанции, распределительные щиты и питающие сборки систем электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резкопеременная нагрузка (электродвигатели большой мощности и т. п.). Напряжение, род тока и аппаратура управления и защиты, как правило, увязаны и согласованы с системой электроснабжения.
Надежность питания электрооборудования и электроприемников системы автоматизации принимается не ниже надежности электроснабжения автоматизируемого объекта. Вопрос о необходимости резервирования решается в зависимости от принадлежности электроприемников к соответствующей категории надежности по ПУЭ с учетом наличия резервирования в системе электроснабжения объекта.
Система электропитания, как правило, состоит из питающей и распределительной сетей. В общем виде систему электропитания можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 1.
Рис. 1. Схема и основные устройства электропитания системы автоматизации: 1 - источник питания, 2 - щит питания № 1, 3 - щит КИПиА №1, 4 - сборка питания задвижек, 5 - щит питания №2, 6 - щит КИПиА № 2, 7 - датчики первичных приборов и т. п., 8 - отдельно стоящие приборы.
Питающая сеть (сплошные линии) связывает источники питания автоматизируемого объекта со щитами и сборками питания системы автоматизации. Распределительная сеть (пунктирные линии) связывает щиты и сборки питания системы автоматизации с отдельными ее электроприемниками.
В зависимости от взаимного расположения щитов (сборок) питания системы автоматизации и источников питания, а также требований резервирования схемы питающей сети могут быть: радиальными с односторонним (рис. 2, а) или двусторонним (рис. 2,6) питанием, магистральными с односторонним (рис. 2, г) или двусторонним питанием от одного (рис. 2,д) или двух (рис. 2, е) независимых источников, радиально-магистралъными (рис. 2,в).
Если щиты и сборки питания 2 размещаются в различных направлениях от источников питания 1, а расстояния между щитами больше, чем от источника до щитов, то применяют схемы питающей сети. При этом щиты (сборки) могут питаться по одной линии от одного источника или по двум от двух независимых источников.
Рис. 2. Схема питающей сети системы электропритания
Магистральные схемы питающей сети применяют, когда расстояния между щитами и сборками значительно меньше, чем до источника питания. Питание по магистральным схемам может осуществляться от одного или двух независимых источников. Питание от одного источника могут иметь только щиты, допускающие перерыв в питании.
Распределительные сети выполняют, как правило, радиальными, т. е. каждый электроприемник присоединяют к соответствующему щиту или сборке зажимов отдельной радиальной линией.
Принципиальные электрические схемы питания для питающей и распределительной сетей выполняют отдельно, но если схема распределительной сети состоит из небольшого числа групп питания, то она может быть совмещена на одном чертеже со схемой питающей сети.
Аппаратура управления питающей и распределительной сетей обеспечивает включение и отключение электроприемников и участков сетей в нормальном режиме работы, надежное отсоединение электроприемников и участков сетей для ревизий и ремонтных работ, защиту от всех видов коротких замыканий, а также от перегрузки (если она требуется).
Для чтения схем питания полезно знать, что в питающей и распределительных сетях электропитания могут применяться следующие сочетания аппаратов управления и защиты: в питающих линиях — автоматический выключатель или рубильник-предохранитель. Их устанавливают в местах присоединения к источнику питания, а также на вводах в щиты и сборки питания.
В питающей и распределительных сетях электропитания могут использоваться пакетные выключатели, рубильники, ключи управления и тумблеры. Следует иметь в виду, что:
- в цепях электроприемников, имеющих встроенные выключатели и предохранители, аппараты управления и защиты не устанавливаются;
- в цепях электроприемников, имеющих встроенный предохранитель, предусматривается только аппарат управления;
- в заземляющих проводниках всех видов установка аппаратов управления и защиты запрещается; в нулевых проводниках, в том числе и при использовании их в качестве заземляющих, аппараты управления могут устанавливаться только в том случае, если они отключают все фазные провода;
- в цепях питания взаимосвязанных устройств (например, датчик и вторичный прибор и т. п.), отдельные элементы которых не работают независимо друг от друга, устанавливаются общие аппараты управления и защиты. При этом на ответвлениях к отдельным элементам регуляторов (например, регулирующему прибору при дистанционном управлении) предусматриваются индивидуальные выключатели;
- в цепях понижающих трансформаторов при разветвленной вторичной сети аппараты управления и защиты устанавливаются со стороны обмоток первичного и вторичного .напряжений в каждом присоединении электроприемника, у которого отсутствует аппарат управления и защиты. В случае присоединения на стороне вторичного напряжения одного электроприемника аппараты управления и защиты в этой цепи могут не устанавливаться.
Для ответственных, больших и сложных систем автоматизации предусматривают контроль напряжения на сборных шинах распределительного щита питания, на щитах и пультах управления и т. п. Контроль напряжения на сборных шинах обычно осуществляют при помощи сигнальных ламп, присоединенных непосредственно к контролируемым шинам. В отдельных случаях контролируют не только наличие напряжения, но и его значение с помощью вольтметра или реле напряжения. Реле напряжения включает световую или звуковую сигнализацию при отключении от верхнего или нижнего допустимого значения.
Схему питающей сети выполняют, как правило, в однолинейном изображении. На схеме показывают аппараты управления и защиты, устанавливаемые как со стороны источника питания, так и со стороны щитов питания системы автоматизации, а также электрические линии связи между ними. У изображений аппаратов управления и защиты на схеме питающей сети указывают: буквенно-цифровое обозначение и тип аппарата, номинальные значения напряжения и тока, а для аппаратов защиты - также ток плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя.
Аппаратура управления и защиты питающей сети со стороны источника питания, как правило, учитывается в схемах силового электроснабжения. Аппараты управления и защиты питающей сети со стороны щитов питания учитываются в схемах автоматизации и приводят в перечне аппаратуры схем распределительной сети.
Рис. 3. Схема питающей сети системы автоматизации, выполненная в однолинейном изображении (на схеме даны только характерные надписи).
Схему распределительной сети выполняют в многолинейном изображении для каждого щита и сборки питания отдельно. На ней показывают аппараты управления (рубильники, выключатели, переключатели), аппараты защиты (автоматы, предохранители), преобразователи (выпрямители, трансформаторы, стабилизаторы и т. п.), лампы освещения, штепсельные розетки, схемы автоматического ввода резерва (АВР) и линии электрической связи между аппаратами.
Рис. 4. Схема распределительного сети щита №1, выполненная в многолинейном изображении.
У изображения аппаратов указывают буквенно-цифровые обозначения, у трансформаторов — высшее и низшее напряжения, у выпрямителей и стабилизаторов — род тока, высшее и низшее напряжения. Технические характеристики рубильников, выключателей, автоматов и предохранителей на схемах распределительной сети не указывают, так как они даны в перечнях элементов электроаппаратуры.