Графическое изображение отдельных элементов электрической установки (электрической станции, распределительного устройства, электропривода) и электрических соединений между ними называется электрической схемой. Она дает наглядное представление о назначении, принципе работы и порядке монтажа электрической установку.
Изображение электрических схем выполняется условными графическими обозначениями, позволяющими устанавливать тип, принцип действия, назначение элементов схемы и их взаимодействие.
Графические обозначения сопровождаются буквенными символами, уточняющими тип, назначение, принадлежность элементов схемы.
Условные графические обозначения должны соответствовать стандартам Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) для электрических элементов, элементов установок и устройств средств связи.
Электрические схемы в зависимости от основного назначения подразделяются на структурные, функциональные, принципиальные, схемы соединений (монтажные). Правила построения электрических схем установлены ГОСТ 2.702—69.
В структурной схеме в виде прямоугольников показываются основные элементы (части) электрической системы или установки и связи между ними. Наименование частей вписывается в прямоугольник.
Функциональная схема является дальнейшим развитием структурной схемы. На ней вместо общих связей показывают конкретные соединения между элементами и устройствами в однолинейном изображении, а отдельные элементы вычерчивают в условных графических обозначениях.
На принципиальной схеме показывают все элементы и связи между ними, дающие полное представление о принципе работы установки, ее части и отдельного аппарата. Элементы схемы изображаются условными графическими обозначениями. Эта схема позволяет установить взаимосвязи и взаимодействие элементов и проследить прохождение электрического тока по электрическим цепям при выполнении отдельных операций по управлению установкой. Чтобы облегчить понимание взаимодействия отдельных элементов схемы и. последовательности прохождения тока по цепям, применяется разнесенный способ построения схем, при котором элементы и их составные части, входящие в одну цепь, изображаются последовательно один за другим по прямой, а отдельные цепи располагаются одна под другой, образуя параллельные строки.
Принципиальные схемы могут выполняться в одно- и многолинейном изображении. При однолинейном изображении все цепи с одинаковыми функциями показывают одной линией, а аналогичные элементы, содержащиеся в этих цепях, — одним (однолинейным) условным графическим обозначением.
При многолинейном изображении каждую цепь, независимо от ее функции, вычерчивают самостоятельной линией, а элементы, содержащиеся в этой цепи,— отдельными условными графическими обозначениями.
Схемой соединений (монтажной) называется схема, в которой все части электрической установки (аппараты, приборы, оборудование) и электрические соединения между ними показаны в соответствии с действительным их расположением. На монтажных схемах указывают способы прокладки кабелей и трубопроводов, способы их крепления, сбора в жгуты и т. д.
Принцип действия судовых электрических установок и системы управления судовых электроприводов изучают на основании их принципиальных схем. Электрические цепи в принципиальной схеме четко подразделяются на главные и вспомогательные (цепи возбуждения, управления, сигнализации, блокировочные и т. п.).
Цепью главного тока, или главной цепью (рис. 33,а), называют электрическую цепь, по которой электроэнергия передается к потребителю, электрической машине, аппарату или прибору.
По цепи главного тока протекает основной рабочий ток установки. Эту цепь вычерчивают более толстыми линиями, чем вспомогательные.
Цепью возбуждения (рис. 33,б) называется цель питания обмоток параллельного или независимого возбуждения электродвигателей, а цепью управления (рис. 33, в) — цепь питания катушек напряжения различных аппаратов и приборов управления (контакторов, реле, тормозных электромагнитов).
В цепях управления изображают различные командоаппараты (кнопки и посты управления, командоконтроллеры, конечные и путевые выключатели).
Цепью сигнализации и контроля (рис. 33,г) называют цепь питания соответствующих приборов сигнализации или контроля (сигнальных ламп, звонков, ревунов, сирен, контрольных приборов).
При вычерчивании схем цепи главного тока обычно показывают в верхней или левой части чертежа.
В принципиальных схемах отдельные электрические цепи выделяют в самостоятельные параллельные ветви, чтобы можно было свободно проследить прохождение тока по ним и установить последовательность срабатывания и взаимодействие отдельных аппаратов. При таком построении схемы отдельные элементы одного и того же аппарата могут находиться в различных цепях, например катушка контактора — в цепи управления, а его контакты — в цепи главного тока. Чтобы определить, к какому аппарату относится данный элемент, все элементы одного аппарата должны иметь одинаковое буквенное обозначение (начальные буквы аппарата). Когда однородных аппаратов несколько, то слева от буквенного позиционного обозначения ставятся порядковые номера, например РВ1, РВ2, КУ1, КУ2, РТ1, РТ2 и т. д.
Если на одном чертеже показаны принципиальные схемы нескольких взаимосвязанных устройств (блоков), то справа от буквенного обозначения через дефис ставится шифр (номер) устройства — 1-К4 (4-й контактор первого устройства).
На всех схемах положение контактов и других аппаратов показывают при снятом напряжении, когда рукоятки контроллеров, командоаппаратов, постов управления находятся в нулевом положении, а катушки контакторов и реле обесточены. Так, если на схеме контакты контактора или реле показаны разомкнутыми, то это значит, что при включении схемы под напряжение они замкнутся, а замкнутые контакты разомкнутся.
Простейшая принципиальная схема контакторного пуска двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением показана на рис. 34. В этой схеме главный контакт, блок-контакт и катушка контактора КЛ, а также контакт и катушка реле максимального тока РМ показаны в разных цепях: катушка контактора
КЛ и его блок-контакт КЛ в цепи управления, а главный контакт КЛ — в главной цепи; катушка реле РМ — в главной цепи, а его контакт РМ — в цепи управления. Главный контакт и блок-контакт контактора — замыкающие, контакт реле максимального тока —размыкающий.
При включении под напряжение пакетным выключателем ГПК и нажатием кнопки управления «Пуск» цепи управления образуются следующие пути тока:
цепь возбуждения: Л1 — контакт пакетного выключателя ГПК — обмотка ОПВ— пакетный выключатель — Л2; цепь управления: Л1 — пакетный выключатель ГПК—кнопка «Пуск» — кнопка «Стоп» — катушка контактора КЛ — контакт реле РМ — пакетный выключатель — Л2. Под действием электрического тока, проходящего по катушке контактора КЛ, последний сработает и замкнет свой главный контакт и блок-контакт. По главной цепи пойдет ток: Л1 — контакт пакетного выключателя ГПК — катушка реле РМ — главный контакт КЛ — обмотка якоря Я двигателя — пусковой невыключаемый резистор СП—контакт пакетного выключателя ГПК— Л2. Двигатель начнет разгон.
Кнопка «Пуск» с самовозвратом, поэтому она шунтируется блок-контактом КЛ. Когда после нажатия кнопку отпускают, ее контакты размыкаются, однако цепь питания контактора КЛ не прерывается, так как ток теперь идет через замкнувшийся блок- контакт КЛ.
Линейный контактор, помимо коммутационных, выполняет защитные функции — от повторного включения. При исчезновении напряжения в питающей сети контактор размыкает главный контакт и блок-контакт. Двигатель отключается от сети, и его повторный пуск возможен только после нажатия пусковой кнопки.
В схеме показаны два резистора: СП — пусковой и СР разрядный для уменьшения э. д. с. самоиндукции, наводимой в цепи возбуждения при отключении схемы. Реле максимального тока защищает двигатель от токов короткого замыканиями больших перегрузок. Оно отключает цепь управления при повышении тока в главной цепи сверх величины уставки. При срабатывании реле его контакт РМ в цепи катушки линейного контактора КЛ размыкается. Контактор, оказавшись без питания, размыкает свой главный контакт КЛ в главной цепи, отключая таким образом двигатель.
