动力电路一般指三相交流电动机和采用三相电源的电气设备及其开关、电气控制电路的总称。动力电路一般容量大、导线粗、三相电流易平衡、控制系统复杂。现在说明低压动力电路应该掌握的内容:
1)电动机的安装位置、标高、编号、容量、台数、额定电流、接法、转速、起动方式、保安型式,被拖负载的名称、机械特性、重载起动还是轻载起动、传动方式是带传动还是联轴器传动,电动机型式是同步还是异步、交流还是直流、是否多速或调速电动机,调速方式是变极、转差、整流子、交磁放大机、变频等,同步电动机的励磁装置和直流电动机的整流装置是否和电动机配套,以及直流装置的规格、型号、原理等。
2)电动机控制柜的安装位置、标高、编号、台数、排列方式,进出线位置方式编号,看懂控制原理图,是否多地控制、是否多台电动机联锁控制及控制方式、有否调速、制动、正反转功能及调速制动方式、有否和仪表联动控制和反馈装置、信号显示及报警装置、联动装置,有否程序控制及型式(矩阵、步进、时间、可编程)、是否微机控制及其传感器、传输电路、A/D转换、D/A转换、执行元件、主机型号、软件编制情况、附属部件接线方式和技术要求,柜内元件规格型号和调试要求等。
3)管路布置情况、位置、标高、出线口标高,有否电缆沟及位置、几何尺寸,有否桥架、托架,托盘及其位置、标高、规格,了解土建地面、墙面保护层厚度且能否保护暗设管路,校对管径、线径、导线根数或电缆规格、根数,管路敷设要求、接地方式等。
管路布置是否有障碍,是否有与其他热力管道交叉并行以及管路较长时应考虑分线盒的设置等。
4)有否起重机、龙门吊等起重设备及其吨位、吊高、跨度、行程,电动机型号、规格、台数、控制起动方式(凸轮控制器、按钮),变速装置、制动装置、直流装置,电源滑触线安装方式及其材质、位置、标高,电源引入方式,电气控制屏的功能原理及平面布置、看懂控制原理图,保护和控制继电器、限位开关规格、型号、个数、安装位置,管路布置及其固定方式、校对管径、线径、根数及导线规格,安装要求、调试要求等。
5)有否自备电源,自备电源的型式是哪一种(柴油发电机组、汽油发电机组、静态不间断电源装置)。对发电机组应掌握机组的容量、型号、台数、机房布置、切换开关及切换要求、有否自动切换装置、主要负载的回路编号及位置、容量、控制柜引入引出的回路及管路布置、排气系统及结构,冷却系统及结构、消声系统及结构、防震设施,此外对控制柜要掌握其原理、元件的功能、盘面布置、仪表配置,核算回路的容量和电缆的规格。对静态不间断电源装置应掌握装置的型号规格、屏面个数、布置方式、投切方式、调试要求、供电范围、蓄电池个数及充电要求等。
6)是否有电容补偿装置,电容器规格型号数量、连接方式、投切方式,是否有自动投切装置,电容补偿柜的规格型号、控制仪的型号规格及工作原理、保护装置,是否有集中补偿及其安装方式等。
7)有否集中空调机组,规格型号、电动机起动方式、机房布置、有否自动装置或微机控制系统,主机是否变频调速及变频装置的规格型号;温度与湿度、空气含氧浓度检测元件型号规格、安装位置及方式,信号传输线路的布置,接口电路的安装方式;有关冷却水循环泵、冷冻水循环泵、风机、风扇等设备的电动机平面布置、控制方式、联锁装置、管路布置;控制原理图、自控原理图、仪表设置以及调试要求等。
8)有否电热设备,所谓电热设备是指用电能直接产生热量去完成某种功能或加工制造某种产品的装置,对电热设备应看其规格、型号、加热方式(电阻加热、电弧加热、感应加热、红外加热或其他加热)、供电电压及型式,有否专用变配电装置及其变压器、断路器、电抗器、控制装置、温度检测元件、温度控制仪表、自动装置、外围辅助设备的规格、型号、平面布置、管路分配、安装位置及标高、调试要求等。此外,对电热设备应根据其加热方式的不同注意以下几点:
①电阻加热炉与电网之间的连接有几种型式:一般用铁铬铝合金或镍铬合金作加热元件的炉子大都和电网直接连接;用碳化硅元件、二硅化钼元件、石墨、钼、钨等材料作加热元件的炉子和电极盐浴炉大都采用380V进户经专用变配电装置和炉子连接;少数碳化硅烧结炉、石墨化炉等直接加热电阻炉则用高于380V电源经变压器降压供电。
功率小于15kW的加热炉常采用单相380V或220V供电,15kW以上的常采用三相380V供电。供电电路上应装有过电流保护,必要时应有过热保护。对真空电阻炉工作电压一般应小于100V,通常不采用晶闸管功率调节器来控制输入功率。电阻加热炉供电主电路接线如图6-1所示。
图6-1 电阻加热炉供电主电路
a)位式 b)晶闸管式 c)饱和电抗器式 d)磁性调压器式
电阻加热炉炉温控制方式及特点见表6-1。一次元件常用热电偶,超过1600℃时则采用光电高温计或辐射高温计,仪表常用动圈式或电子电位差计式的指示调节仪,也可用温度程序控制仪、微处理器测温控制仪及微机控温系统。
②电弧炉都由专用的电炉变压器直接供电,容量大、电流高,一次电压为10kV或35kV,二次电压在100~500V内可调;一次的开关配电装置同前,二次侧一般没有配电装置,把电炉变压器二次出线直接引至电炉电极,这种方式叫做大电流线路或短网。这段线路长度一般为10~15m,母线的型式有矩型铜排、铜软电缆、水冷铜电缆、水冷铜管等。由于电流很大,对电气参数影响严重,一般情况下要尽力缩短短网的长度,母线的厚度要小,矩形母线采用多片并联,电流方向不同的导线要尽量靠近,使其磁场相互抵消,母线支撑采用非磁性材料,母线应采用空间正三角形布置或修正型平面布置,以保证三相平衡。主电路见图6-2。
表6-1 电炉温度控制方式及特点
图6-2 炼钢电弧炉主电路图
1—隔离开关 2—高压断路器 3—电抗器 4—电抗器短接开关 5—电炉变压器 6—软电缆 7—电弧炉炉体
电弧炉的控制系统主要是电极升降自动调节系统,其他同高压配电和动力电路。电极升降自动调节系统能自动点弧且能消除电极与炉料间的短路,能自动保持每相电弧功率为给定功率,任何一相调节系统发生故障时能迅速切换到备用相,电极升降自动控制和手动控制能相互迅速切换,该系统能与程序控制器或微机接口。其框图见图6-3,要看懂并分析原理图。
③感应电炉由专用变压器或变频装置供电,辅助电气设备有补偿电容、控制设备、传动系统、三相平衡系统及冷却系统。工频电炉一般采用电力电容器,中频电炉一般采用电热电容器,高频电炉采用高频高压瓷介电容器。控制设备包括控制、操作、测量和保护设备。保护设备一般应有短路、过电流、过电压、水温、水压和漏炉报警系统。
④其他电子束炉、等离子炉、远红外加热装置、等离子热处理设备等应详细阅读设备说明书。
9)是否为高层建筑。高层建筑是指10层及10层以上的住宅及建筑高度超过24m的其他民用建筑物和工业厂房,其电气工程和常规电气工程相比,既有不少相似之处,又有其自身的特点。高层建筑消防要求高,设有火灾自动报警和自动消防系统,保安要求高,设有保安防盗自动报警系统,这些系统和管理系统有的用微机控制,形成了自动化很高的复杂的控制系统。高层建筑用电负荷量大,供电可靠性要求高,一般有两条独立高压进户,并设有自备发电机组或静态不间断电源装置。高层建筑人员密集、功能复杂、业务活动繁多,设有公用天线电缆电视系统、对讲系统、保安系统、广播音响系统、程控电话、电传等弱电工程及电梯系统。
图6-3 电极升降自动调节系统框图
1—测量比较环节 2—放大环节 3—执行环节 4—给定环节 5、6、7、8—反馈环节(www.xing528.com)
上述特点决定了高层建筑电气工程的难度和复杂性,这是要引起高度重视的。高层建筑的动力设备主要有水泵、空调机组、电梯、锅炉设施、通风机、洗衣机、卷帘机、关门机、厨房设备等。在审阅高层电气动力电路时应注意以下几点:
①看其电缆竖井的位置、大小,每层竖井位置是否一致,竖井小配电间平面布置,配电屏(板、箱)的规格、型号、数量、回路数,回路容量,电气元件的参数、控制电路的设置,是否有直接控制设备及其容量、起动方式、起动设备等。
②从竖井小配电间看其通往本层各个动力配电箱和设备起动控制柜的管路桥架、线槽布置、敷设方式、管径、导线根数及规格,是否有伸缩缝和敷设障碍及特殊要求,敷设标高位置等。吊顶房间电缆线槽的敷设位置。
③每个动力配电箱控制的回路个数、控制元件、被控设备的容量、位置标高、管路布置、导线规格根数、起动方法、是否有控制柜及控制电路的主要元件及控制电路原理等。
10)电梯系统。看其电梯台数、位置、提升层数或高度、用途、速度、曳引机类别、电动机型号规格、控制方式(继电器逻辑控制、微机控制、程序控制器控制),调速方式(变极、调压、变频)、电源位置、进户方式及其线路敷设型式、井道规格(几何尺寸、底坑深度、顶站高度、土建结构等)、厅门型式(中分、双折、直分、手动、自动等)、轿厢规格(包括载重、装饰、材质等)、安全装置及种类等。
机房布置方式以及曳引机、配电屏、控制柜、选层器,限速器等设备的具体安装位置和尺寸、固定方式及线路敷设方式(管、槽)、电源开关(即极限开关)的位置标高、导向轮的安装位置及穿通地板孔洞的位置。桥箱内操作盘位置标高、盘面布置、楼层显示器位置及管路布置、门行程开关安装位置、照明装饰灯具、排风扇、电话机安装位置及管路布置等。轿厢外各类保护开关、平层感应器、接线箱、极限开关碰铁等安装位置等。井道极限开关、每层的平层感应器、中间接线盒、线槽以及厅门呼梯按钮盒和厅门楼层显示器的接线盒位置等。
看懂电梯电气控制原理图,先分析电源及主电路,然后根据电梯控制方式和调速方式分析控制电路。目前,继电器逻辑控制系统,调压调速控制系统的电梯已被逐步淘汰,取而代之的是电梯程序控制系统和微机变频调速控制系统,特别是微机变频调速控制系统的应用越来越普及,这里就其典型电路进行分析,因各厂商图样上标注的符号不尽相同,这里我们采用汉字英文双标注。
①曳引电动机主变频器(UFC):除变频器外与其连接的还有主控电脑板(SEC-01)、制动单元(BKU)包括其制动电阻(RB)、旋转编码器(PG)及反馈卡(PG-B2),另外还有电源装置、接触器、继电器及曳引电动机以及这些设备元件的安装位置,接线方式、管线敷设、规格型号、接线端子位置等。
②控制电源接线图:电源进线电压、出线端子及其交流/直流电压值及熔断器设置等。
③主控电脑板(SEC-01)接线图:与主控板连接的元件主要有开关电源(TPB)、上平层感应器(SQU)、下平层感应器(SQD)、抱闸接触器(KMB)线圈、抱闸强励接触器(KMZ)线圈、主接触器(KMC)线圈、辅助接触器(KMY)线圈、厅门锁继电器(KAD)线圈、关门继电器(KAC)线圈、串行通信线及相关开关的触点,相关开关主要有上下强迫停车开关(SLUT、SLDT)、上下强迫慢车开关(SSU、SSD)、消防开关(SWFI)、锁梯钥匙开关(SRK)及安全回路继电器(KAS)的常开触点、厅门锁继电器常开触点,辅助继电器(KMY)常开触点、抱闸接触器(KMB)常开触点,这些元件、触点的安装位置、接线方式、电源设置、线缆型式及安装方法等。
④检修回路接线图:主控电脑板(SEC-01)引出的接线端子及与其连接的控制柜检修开关(SRP)、控制柜上下行按钮(SBPU、SBPD)、轿厢内检修开关(SRC)、轿厢内上下行按钮(SBCU、SBCD)、轿厅检修开关(SRT)、轿厅上下行按钮(SBTU、SBTD)安装位置、接线方式、电源设置、线缆型式、管路设置及安装方法等。
⑤呼梯回路接线图:呼梯回路均由主控电脑板(SEC-01)引出,上下召唤按钮(SBU、SBD)、上下召唤指示灯(HU、HD)的安装位置标高、个数(层数)、接线方式、缆线及管路设置。
⑥显示回路接线图:召唤和显示板(SM-04)、厅外7段码显示板其安装位置、个数、接线方式、线缆布置及与主控电脑板(SEC-01)的接线方式。
⑦轿厢板SM-02-B接线图:与SM-02-B板连接的主要元件有开关门到位开关(SLO、SLC)、安全触板开关(SQE)、超载开关(SSOL)、满载开关(SSFU)、司机/自动转换开关(SWD)、独立运行开关(SWV)、直驶按钮(SBPS)及上下站钟(HAU、HAD)、蜂鸣器(HAB)、超载警示灯(HOL)、照明继电器(KAE)的线圈、开关门按钮和开关门指示灯(SBOP、SBCL、HOP、HCL)的安装位置、安装接线方式、管线缆设置等。同时串行通信的接线方式和与指令板(SM-03-B)的接入方式也在该图上。
⑧指令板SM-03-B:SB-03-B安装在轿厢内,每块板控制点数、与指令灯及指令按钮(HC、SBC)接线方式,缆线规格等。
⑨安全制动回路:安全回路继电器(KAS)连接的控制保护触点主要有轿厢急停开关(STC)、轿顶急停开关(STT)、安全窗开关(SSAW)、安全钳开关(SSAN)、限速器开关(SSLS)、底坑急停开关(STL)、轿厢缓冲器开关(SSCB)、对重缓冲器开关(SSBB)、断绳保护开关(SSRG)、上下极限开关(SLUL、SLDL)、相序继电器KAP常开触点,控制柜急停开关(STP),这些继电器、开关、触点的位置、线缆连接方式及保护原理。
与门锁继电器(KAD)连接的主要有轿门锁(SMC)、1~N层厅门锁(SMH1~SMHn),这些继电器、开关触点的位置、线缆连接方式及保护原理。
抱闸线圈(YBK)回路连接的主要元件和触点有抱闸维持电位器(PZ1)、抱闸强激接触器触点(KMZ)、主接触器触点(KMC)、辅助接触器(KMY)触点,门锁继电器(KAD)触点及抱闸接触器(KMB)主触点。元件、触点位置、线缆连接方式及电源设置。
⑩照明回路:插座(XS)、风扇(HFN)照明灯(EL)的电压、安装位置、管线设置等。
⑪对讲机回路:对讲母机(PHO-M)、对讲子机(PHO-S)安装位置、电压设置、线缆及接线方式。
⑫门机接线图:门机变频器(UFD)、电源设置、去轿厢板(SM-02-B)线缆布置、接线方式,与UFD连接的门锁继电器(KAD)、关门继电器(KAC)、门机电动机(MDO)、安装位置、线缆及接线方式等。
⑬电缆布线图:电梯图样中有很多电缆布线图,如井道的、井道分支的,厅门锁的、呼梯的、随行电缆的、轿顶的、轿厢的、机房的,我们在前述中多次提到线缆布置及接线方式,因此对这些图要掌握接线端子号、连接元件设备,并与前述元件图一一对应。
⑭电梯系统结构图:电梯系统图按机房、井道、轿厢厅门、底坑上下顺序详细描述了整个系统机房设备(控制柜、电源、曳引主机、限速器、变频器、主控板等)、井道设备及线缆(极限开关、安全元件、层门锁等)、轿厢(轿顶控制箱、安全元件、门机、随行电缆、轿厢板、指令板等)、厅门(外选召唤盒等)、底坑(保护元件)的布置、缆线走向和接口,应与前述元件图一一对应。微机控制电梯系统结构图如图6-4所示。
⑮电梯的电气系统还应注意非电元件的布置,如限速器、安全钳、缓冲器等,应了解其工作原理、保护功能以及和电气系统的联系。
图6-4 微机控制电梯系统结构图
11)其他方面。有无特殊类别的动力设备及其特殊要求,其规格型号、安装位置、管线布置等,必要时要进行导线、开关、保护的核算。
系统的接地方式、接地要求、接地极(网)的布置、接地电阻及主要材料的技术要求,规格型号等。
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