Схема электрическая — это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.
Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:
- структурные;
- функциональные;
- принципиальные;
- соединений;
- подключения;
- общие;
- расположения.
Часто можно встретить также понятия:
- однолинейная схема;
- нормальная схема электрических соединений.
Почему последние два типа не являются самостоятельными, где применима та или иная схема и какие нормативные документы регламентируют этот вопрос — читайте в настоящей статье.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Структурная схема
Структурная электрическая схема (код Э1) — документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.
Структурные схемы разрабатывают при проектировании изделий (установок) на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием (установкой). Это «верхний уровень», с которого начинается проектирование:
- Любая разработка сложного электронного устройства начинается со структурной схемы. Она позволяет распределить функции по блокам, оценить реализуемость и выявить ошибки на ранней стадии.
- Эти схемы идеально подходят для быстрого ознакомления с устройством, его логикой и последовательностью работы без углубления в детали.
- Схемы Э1 являются обязательной частью конструкторской документации и используются в описаниях, патентах, руководствах.
Она является лучшим вариантом для отражения системы питания оборудования связи или АСУ ТП на первом этапе проектирования. Основные элементы на них допускается изображать в виде прямоугольников.
Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. При изображении функциональных частей в виде прямоугольников наименования, типы и обозначения рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников.
При большом количестве функциональных частей допускается взамен наименований, типов и обозначений проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним. В этом случае наименования, типы и обозначения указывают в таблице, помещаемой на поле схемы.
2. Функциональная схема
Функциональная электрическая схема (код Э2) — документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом.
Схемами функциональными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их наладке, контроле и ремонте. Примером этого типа является схема управления (двигателем, освещением и пр.), где можно отследить всю цепочку от источника питания до электромагнита при срабатывании кнопки, реле или блок-контакта.
Для упрощения схемы допускается слияние нескольких электрически не связанных линий в линию групповой взаимосвязи, но при подходе к контактам (элементам) каждую линию взаимосвязи изображают отдельной линией.
На схеме рекомендуется указывать технические характеристики функциональных частей (рядом с графическими обозначениями или на свободном поле схемы).
Схема типа Э2 — это промежуточное звено между концепцией и детальным проектом. Она применима:
- При запуске и поиске неисправностей в системах.
- При формулировании конкретных требований для создания последующих принципиальных схем.
- При определении способов измерения параметров, подборе оборудования и решении задач автоматизации.
3. Принципиальная схема
Принципиальная электрическая схема (код Э3) — это документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними, дающий полное (детальное) представление о принципах работы изделия (установки).
Принципиальные схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов (например, схем соединений) и чертежей. Главные схемы подстанций, собственных нужд и освещения принято изображать именно принципиальными. Все изделия на них показывают в отключённом положении.
Так как этот тип схем является самым распространённым, остановимся на нём подробнее.
Изображение элементов на схеме должно соответствовать ГОСТ 2.723⎘ и ГОСТ 2.755⎘. Правила оформления принципиальных электрических схем подстанций можно найти в СТО Россетей⎘.
Заполняют схему, как правило, сверху вниз, от высшего класса напряжения — к низшему, стараясь расположить РУ друг относительно друга в соответствии с их фактическим расположением. Цветовая индикация элементов РУ выполняется в соответствии с их уровнем напряжения согласно ГОСТ Р 56303⎘. Оборудование, расположенное внутри ЗРУ (КРУ, КРУЭ), обводится по периметру тонкой пунктирной линией. Максимальные расчётные значения токов трёхфазного и однофазного КЗ должны указываться рядом с изображением сборных шин каждого РУ или сводиться в отдельную таблицу.
При указании значений номинальных токов обмоток измерительных трансформаторов, конструкция которых предполагает наличие отпаек, необходимо указывать значения номинальных токов всех отпаек. Ток отпайки, выбранный в ходе разработки ПД, подчёркивается.
Условное графическое обозначение (УГО) обмоток силовых и измерительных трансформаторов может быть упрощённым (по форме I) и развёрнутым (по форме II) согласно ГОСТ⎘. В упрощённых вариантах обмотки трансформаторов изображают в виде окружностей, в развёрнутых — в виде цепочек полуокружностей.
Первые находят наибольшее применение в Электротехнических решениях⎘ — это позволяет упростить отображение вторичных цепей. Вторые чаще применяются в томе Релейной защиты и автоматики⎘ — таким образом можно показать начало и конец вторичной обмотки.
В указанных статьях можно найти более подробные требования к СЭП.
4. Схема соединений (монтажная)
Схема соединений (или монтажная схема) (код Э4) — это документ, показывающий соединения составных частей изделия (установки) и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъёмы, платы, зажимы и т.п.).
(Монтажными) схемами соединений пользуются при разработке других конструкторских документов, а также при контроле, эксплуатации и ремонте изделий (установок). На монтажных схемах показывают клеммные ряды, маркировку кабелей, адрес «откуда-куда», а расположение элементов должно соответствовать действительному размещению в изделии.
Для упрощения начертания схемы допускается свивать отдельные провода или кабели (многожильные провода, электрические шнуры), идущие на схеме в одном направлении, в общую линию. При подходе к контактам каждый провод и жилу кабеля (многожильного провода, электрического шнура) изображают отдельной линией. Нумерация цепей на монтажной схеме должна соответствовать маркировке, принятой на схемах принципиальных.
Более подробные правила отображения монтажных схем читайте там, где они находят наибольшее применение — в разделе Релейная защита и автоматика РД⎘.
5. Схема подключения
Схема подключения (код Э5) — документ, показывающий внешние подключения изделия.
Схемами подключения пользуются при разработке других конструкторских документов, а также для осуществления подключений изделий и при их эксплуатации. На схеме должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы и подводимые к ним концы проводов и кабелей внешнего монтажа.
Вводные элементы (например, сальники, гермовводы, проходные изоляторы, контакты и держатели, запаянные в печатную плату), через которые проходят провода или кабели (многожильные провода, электрические шнуры, коаксиальные кабели), можно изображать на схеме по правилам, показанным на рисунке
При необходимости на схеме указывают марки, сечения, расцветку проводов, а также марки кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров), количество, сечение и занятость жил. При указании марок, сечений и расцветки проводов в виде условных обозначений на поле схемы расшифровывают эти обозначения.
Чаще всего можно встретить Э5:
- В документации к бытовой технике (например, схема подключения двигателя стиральной машины или клеммная колодка блока питания).
- В промышленности (чертежи шкафов автоматики, панелей управления, станков).
- В автомобильных руководствах по ремонту (схемы жгутов проводов).
6. Общая схема
Общая схема (код Э6) — документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации.
Схемами общими пользуются при ознакомлении с комплексами, при их контроле и эксплуатации. На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы.
Устройства и элементы на схеме изображают в виде прямоугольников. Допускается элементы изображать в виде УГО или упрощённых внешних очертаний, а устройства — в виде упрощённых внешних очертаний.
Ключевые области применения Э6:
- Проектирование и монтаж промышленных и энергетических объектов (заводы, подстанции, котельные), где необходимо объединить множество шкафов управления, датчиков и исполнительных механизмов в единую систему.
- Сборка и интеграция сложного оборудования из готовых блоков: производственные линии, системы связи, вычислительные комплексы, лабораторные стенды.
- Эксплуатация и обслуживание: служат основным руководством для понимания структуры объекта, поиска неисправностей и планирования работ.
Схему общую на сборочную единицу допускается разрабатывать при необходимости.
7. Схема расположения
Схема расположения — это документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п.
Схемами расположения пользуются при разработке других конструкторских документов, а также при эксплуатации и ремонте изделий (установок).
На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.
Составные части изделия изображают в виде упрощённых внешних очертаний или условных графических обозначений.
Они незаменимы в следующих случаях:
- При монтаже и установке: на основе схемы рассчитываются длины кабелей, определяется расположение крепёжных элементов, расстановка оборудования по помещению, зданию или местности.
- При планировании кабельных трасс: на них показывают не только расположение устройств, но и пути прокладки проводов, кабелей, жгутов и трубопроводов между ними.
8. Однолинейная схема
Однолинейная схема — это упрощённое графическое представление трёхфазной электрической системы, в котором все три фазы показываются одной линией.
Такое изображение делает более наглядной трёхфазную симметричную сеть, в которой нагрузки распределены равномерно по фазам. А количество фаз (полюсов аппаратов защиты и жил кабелей) на ней обозначается засечками в местах их подключения.
Здесь важно обратить внимание, что почти все указанные выше схемы можно выполнить в однолинейном или многолинейном изображении. Следовательно, название «однолинейная» не может давать однозначного представления, о какой схеме идёт речь: принципиальной, монтажной или структурной. И нельзя выделить её в самостоятельный вид.
9. Нормальная схема электрических соединений
Нормальная схема — это схема электрических соединений объекта электроэнергетики, на которой все коммутационные аппараты и заземляющие разъединители изображаются в положении, соответствующем нормальному режиму работы объекта электроэнергетики.
Нормальная схема строго регламентируется ГОСТ Р 56303⎘.
Нормальная схема выполняется без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение функциональных частей не учитывается или учитывается приближенно, если для этого отсутствуют отдельные указания. Но сами элементы схемы необходимо изображать в размерах, установленных в приложении Б⎘ ГОСТ.
Элементы схемы и линии электрической связи между ними выполняются цветом, соответствующим классу напряжения, на котором работает соответствующее оборудование. Цветовое исполнение классов напряжения определено в таблице⎘ ГОСТ. Например, для 110 кВ — это голубой цвет (0:153:255), 220 кВ — жёлто-зелёный (181:181:0). Именно эти цвета на сегодняшний день применимы и для СЭП.
Рекомендуемая толщина линий — от 0,3 до 0,4 мм. Срок действия нормальной схемы электрических соединений — один год с даты её утверждения.
ВЫВОД
Электрическую схему электроустановки, распределительного устройства или оборудования можно изобразить по-разному. Одно и то же устройство на схеме может иметь различное представление и состав. Выбор типа схемы зависит от многих факторов: этапа её формирования (начальный набросок или финальная детализация), цели (разработка концепции или поиск неисправности в готовом изделии), требований заказчика и пр.
В этой статье представлены основные разновидности электрических схем. Каждому типу дано определение, пояснение и области применения. А какую из этих схем применить в своей работе каждый может выбрать сам.
ССЫЛОЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Все НТД, скомпонованные по этой теме, можно найти на нашем сайте по ссылке⎘.
СЛУЧАЙ ИЗ ПРАКТИКИ
Будь Вы проектировщик, монтажник или инженер по обслуживанию электроустановок, полезно изучить ещё один важный документ: ГОСТ Р 56302-2014 ОДУ. Диспетчерские наименования объектов электроэнергетики⎘.
Документ подробно описывает правила при наименовании подстанций, линий электропередачи, а также отдельных единиц оборудования в электроустановке. Главным контролирующим лицом по соблюдению этого норматива выступают специалисты РДУ (и ОДУ). Но большинство существующих объектов отрасли до сих пор не приведены в соответствие требованиям ГОСТа, а инженеры-энергетики, при внедрении нового оборудования, не всегда обозначают его правильно.