6.2.  ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ

Выбор напряжения. Для распределения электрической энергии на современных промышленных предприятиях наибольшее распространение получили четырехпроводные системы трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В с глухим заземлением нейтрали. На действующих предприятиях встречаются еще четырехпроводные системы трехфазного переменного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 220/127 В.

На отдельных промышленных объектах находят применение трехпроводные трехфазные системы переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 380 и 500 В. В ряде случаев применяется трехфазная система переменного тока напряжением 660 В. На некоторых предприятиях для питания потребителей постоянного тока (электролизные установки и т. д.) имеются источники и сети постоянного тока различных напряжений. В отдельных случаях на промышленных объектах выполняются стационарные двухпроводные сети переменного тока напряжением 42 В для питания переносного освещения и электрифицированного инструмента.

Перечисленные выше напряжения наиболее широко распространены в распределительных цеховых сетях.

В системах электропитания следует (по возможности) применять напряжения, принятые в распределительных сетях системы электроснабжения автоматизируемого объекта, которые могут быть использованы без дополнительного преобразования. Применение приборов, аппаратов и средств автоматизации с номинальным напряжением, отличным от имеющегося на автоматизируемом объекте, ведет к усложнению системы электропитания и требует специальных преобразовательных устройств (выпрямителей, трансформаторов и др.).

Если такая необходимость возникает, например, при использовании приборов и аппаратов постоянного тока и отсутствии на автоматизируемом объекте источника постоянного тока, то для питания таких электроприемников должны, как правило, использоваться иевращающиеся преобразователи (полупроводниковые выпрямители и т. п.).

Отметим основные положения, которые должны учитываться при выборе напряжения систем электропитания.

Системы трехфазного переменного тока 380/220 В с глухозаземленной нейтралью, 380 В с изолированной нейтралью и постоянного тока ПО и 220 В могут использоваться для питания стационарно установленных приборов, аппаратов и других средств автоматизации переменного и постоянного тока в помещениях всех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим током.

Если для электроснабжеьшя автоматизируемого объекта применен трехфазный переменный ток 660 В, то питание однофазных и трехфазных электроприемников системы электропитания приборов и средств автоматизации должно осуществляться через понижающие однофазные или трехфазные трансформаторы.

В цепях управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) в помещениях всех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим током допускается применение того же напряжения, что и в главных (силовых) цепях электродвигателей, включая напряжение 400 В переменного и постоянного тока. При этом необходимо соблюдать требования к установке аппаратов управления и защиты, а также к выполнению зануления (заземления), изложенные далее.

Питание схем производственной сигнализации рекомендуется осуществлять на напряжении системы электропитания приборов

и средств автоматизации. Как правило, это 220 В переменного или постоянного тока. Однако часто возникает необходимость в применении миниатюрных сигнальных лампочек, позволяющих уменьшить место, занимаемое ими на щите или пульте. Эти лампочки требуют пониженных напряжений, и для их питания должны предусматриваться отдельные преобразователи.

Для питания стационарного освещения монтажной стороны шкафных шитов, в том числе и малогабаритных, может применяться напряжение до 220 В. Питание лампочек освещения должно осуществляться от системы электропитания таким образом, чтобы при снятии со щита питающего напряжения они могли оставаться под напряжением.

Часто возникает необходимость освещать не только монтажную (внутреннюю) сторону ШИТОВ, но и фасадную. Отметим, что такое освещение согласно ПУЭ относится к местному стационарному. Для местного стационарного освещения фасадной стороны шкафных щитов, устанавливаемых в производственных помещениях, должно применяться напряжение не выше 42 В (для лампочек накаливания), а для освещения фасадной стороны панельных щитов, устанавливаемых в ШИТОВЫХ помещениях (если освещение щитового помещения по каким- либо причинам недостаточно), — не выше 220 В. Светильники с люминесцентными лампами на напряжение 127—220 В для местного освещения фасадных сторон шкафных и панельных щитов допускается применять в указанных помещениях при условии недоступности их токоведущих частей для случайных прикосновений.

Для производства ремонтных и других работ в процессе эксплуатации установок автоматизации необходимо иметь возможность пользоваться электрифицированным инструментом и переносным освещением. Питание этих электроприемников лучше всего осуществлять от распределительной сети соответствующего напряжения системы электроснабжения автоматизируемого объекта. Если такая сеть отсутствует, то необходимо питание электрифицированного инструмента и переносного освещения предусматривать в системе электропитания приборов и средств автоматизации.

При этом должны выполняться следующие требования;

а)   напряжение питания электрифицированного инструмента должно быть не выше 220 В в помещениях без повышенной опасности и не выше 42 В в помещениях

с повышенной опасностью, особо опасных, вне помещений и при производстве работ в шкафных щитах (щитовые помещения относятся к помещениям с повышенной опасностью при нетокопроводящих полах и к особо опасным — при токопроводящих полах). Следует также иметь в виду, что при невозможности обеспечить работу электро- HHCTfjyMeHTa на напряжении до 42 В в помещениях с повышенной опасностью и вне помещений допускается применение электроинструмента на напряжение до 220 В, но с обязательным использованием защитных средств (диэлектрических перчаток, бот) и надежного зануления (зaзe^шeния) корпуса электроинструмента; в этих случаях для питания электрифицированного инструмента рекомендуется также применять разделяющие трансформаторы; во всех случаях в зависимости от категории помещения по степени опасности поражения электрическим током должен применяться электрифицированный инструмент, имеющий класс защиты человека от поражения электрическим током, установленный стандартами безопасности труда;

б)   напряжешге питания переносных ламп в помещениях без повышенной опасности должно быть не выше 220 В, в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в шкафных щитах без внутреннего прохода (если Б последних требуется переносное освещение) — 42 В; при наличии особо неблагоприятных условий [теснота, неудобное положение работающего, возможность соприкосновения с большими хорошо запуленными (заземленными) поверхностями], а также при производстве работ вне помещений и в шкафных щитах с внутренним проходом — 12 В.

Питание местного стационарного освещения фасадов щитов, переносного освещения и электрифицированного инструмеита напряжением до 42 В должно осуществляться от понижающих трансформаторов с соблюдением требований зануления (заземления). Применение для этих целей автотрансформаторов не допускается, поскольку вероятность попадания высокого напряжения на обмотку с низким напряжением в автотрансформаторах выше, чем в трансформаторах.

Требоваітя к источникам питания. В качестве источников питания приборов и средств автоматизации используются цеховые распределительные подстанции, распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резко

переменная нагрузка (крупные электродвигатели, электропечи и т. п.).

В отдельных случаях, например при трудности использования силовой сети, допускается для неответственных установок присоединять системы электропитания к осветительной сети (щитам освещения) автоматизируемого объекта, если питание электрического освещения производится от общих с силовой нагрузкой трансформаторов и возможное, хотя бы кратковременное, исчезновение напряжения в сети освещения, а следовательно, и в системе электропитания не влечет за собой нарушения технологического процесса.

Источник питания системы должен иметь достаточную мощность и обеспечивать требуемое напряжение у электроприемников. Отклонение напряжения на шинах источника питания не до.пжно превышать значений, при которых обеспечивается нормальная работа наиболее удаленных или наиболее чувствительных к отклонениям напряжения электроприемников в возможных наихудших для системы электроснабжения автоматизируемого объекта нагрузочных режимах.

В случаях, когда обеспечить допустимые отклонения напряжения на зажимах наиболее удаленных или наиболее чувствительных к отклонениям напряжения электроприемников оказывается невозможным или весьма затруднительным, необходимо предусматривать соответствующие технические мероприятия, например перенос с шин источника питания большой силовой нагрузки, выделение для системы электропитания самостоятельных питающих линий минуя промежуточные силовые щиты, установку специальных стабилизированных источников питания и т. д.

На зажимах электроприемников систем автоматизации допускаются следующие отклонения напряжения:

а)   контрольно-измерительных приборов, регулирующих устройств и т. д. — не более значений, указанных заводами-изготовителя- ми, в стандартах, технических условиях и т. п.; при отсутствии указаний заводов- нзготовителей — + 5 % номинального значения напряжения;

б)   электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) — от —5 до -(-10% номинального значения напряжения;

в)   электроламп схем сигнализации (если для них с целью продления срока службы не предусматривается пониженное напряжение), ламп освещения щитов — от — 2,5 до 5% номинального значения напряжения;

г)   аппаратов управления (например, катушек магнитных пускателей, электромагнитных реле и т. п.) — не более значений, указанных заводами-изготовителями; при отсутствии указаний заводов-изготовителей — от —5 до -1-10% номинального значения напряжения;

д)   цепей напряжением 12 и 42 В — до 10%, считая от выводов низшего напряжения понижающего трансформатора.

Если для питания электроприемников системы автоматизации используется трехфазная сеть, то при распределении однофазной нагрузки между фазами трехфазной сети допустимая несимметрия токов в фазах не должна превышать 10%.

При проектировании АСУ ТП с использованием вычислительной и микропроцессорной техники особые требования должны быть предусмотрены при выборе электропитания (см. РТМ 25298 — 83, ч. 2, Мин- прибор СССР).

При этом, как правило, предусматривается резервное питание от второго независимого источника с автоматическим включением резерва.

В технически обоснованных случаях наиболее ответственные функциональные узлы должны иметь стабилизированное автономное питание (например, от аккумуляторных батарей).

Должна предусматриваться требуемая очередность подачи напряжения и отключения устройств и функциональных узлов АСУ ТП.