Jenis skema catu daya dan bidang aplikasinya

Masalah utama dalam distribusi tegangan rendah adalah pemilihan sirkuit. Sirkuit yang dirancang dengan baik harus memastikan keandalan catu daya. penerima listrik sesuai dengan tingkat tanggung jawab mereka, indikator teknis dan ekonomi yang tinggi dan kemudahan pengoperasian jaringan.

Semua sirkuit yang ditemui dalam praktiknya adalah kombinasi dari elemen-elemen terpisah - pengumpan, batang, dan cabang, yang akan kami adopsi definisi berikut:

pengumpan - saluran yang dirancang untuk mengirimkan listrik dari saklar (panel) ke titik distribusi, jalan raya atau penerima listrik terpisah;

jalan raya - jalur yang dimaksudkan untuk transmisi listrik ke beberapa titik distribusi atau konsumen energi yang terhubung dengannya di berbagai titik,

cabang — saluran keluar:

a) dari jalur utama dan dimaksudkan untuk transmisi listrik ke titik distribusi atau penerima listrik,

b) dari titik distribusi (switchboard) dan dimaksudkan untuk transmisi listrik ke satu penerima listrik atau ke beberapa penerima listrik kecil yang termasuk dalam "sirkuit".

Di masa mendatang, semua pengumpan, jalan raya, dan cabang dari yang terakhir hingga titik distribusi akan disebut jaringan pasokan, dan semua cabang lainnya disebut jaringan distribusi.

Salah satu masalah utama yang diselesaikan dalam desain jaringan toko adalah pilihan antara skema distribusi daya utama dan radial.

Dalam skema catu daya backbone, satu jalur - jalur utama - berfungsi, seperti yang ditunjukkan, beberapa titik distribusi atau penerima yang terhubung dengannya di berbagai titik, dengan umpan radial, setiap jalur adalah balok yang menghubungkan node jaringan (gardu induk, distribusi titik) dengan satu pengguna. Di keseluruhan kompleks jaringan, skema ini dapat digabungkan.

Sehingga distribusi simpanan dapat dipengaruhi oleh jalan raya, yang masing-masing memasok sejumlah titik, dari yang terakhir ke penerima, garis radial dapat menyimpang.

Skema catu daya tipikal untuk pabrik industri

Diagram radial yang ditunjukkan pada Gambar. 1, a, digunakan dalam kasus di mana terdapat simpul individu dengan beban terkonsentrasi yang cukup besar, dalam kaitannya dengan gardu induk yang menempati tempat yang kurang lebih terpusat.

Beras. 1. Diagram distribusi energi listrik dari gardu induk ke penerima listrik: a — radial; b — jalur utama dengan beban terpusat; c — jalur utama dengan beban terdistribusi.

Dengan skema radial, penerima listrik individu yang cukup kuat dapat menerima energi langsung dari gardu induk, dan kelompok penerima listrik yang kurang kuat dan berjarak dekat - melalui titik distribusi yang dipasang sedekat mungkin dengan pusat geometrik beban. Pengumpan tegangan rendah dihubungkan ke gardu induk ke papan tombol utama melalui pemutus sirkuit dan sekering atau melalui pemutus sirkuit udara.

Sirkuit radial dengan suplai langsung dari gardu mencakup semua sirkuit suplai untuk penerima listrik tegangan tinggi, baik dari gardu tegangan tinggi di gardu induk, atau langsung dari trafo step-down, jika skema "trafo blok - penerima listrik" diadopsi .

Skema catu daya batang berlaku dalam kasus berikut:

a) ketika beban memiliki sifat terkonsentrasi, tetapi masing-masing node terletak pada arah yang sama sehubungan dengan gardu induk dan pada jarak yang relatif kecil satu sama lain, dan nilai absolut dari beban masing-masing node tidak mencukupi untuk penggunaan rasional skema radial (gbr. 1, 6);

b) ketika beban didistribusikan dengan tingkat keseragaman yang berbeda (Gbr. 1, c).

Di sirkuit utama dengan beban terkonsentrasi, sambungan kelompok penerima listrik yang terpisah, serta sirkuit radial, biasanya dilakukan melalui titik distribusi.

Tugas untuk menemukan titik distribusi dengan benar sangatlah penting. Ketentuan utama yang harus diperhatikan dalam hal ini adalah sebagai berikut:

a) panjang pengumpan dan jalan raya harus minimal, dan rutenya harus nyaman dan dapat diakses;

b) harus diminimalkan dan, jika mungkin, sepenuhnya mengecualikan kasus pengumpanan penerima listrik terbalik (sehubungan dengan arah aliran listrik);

c) titik distribusi harus ditempatkan di tempat yang nyaman untuk pemeliharaan dan pada saat yang sama tidak mengganggu pekerjaan produksi dan tidak menghalangi jalur.

Penerima listrik dapat dihubungkan ke titik distribusi secara independen satu sama lain, atau digabungkan dalam kelompok — "rantai" (gbr. 2 -b).

Beras. 2 Skema koneksi penerima listrik ke titik distribusi: a — koneksi independen; b — sambungan berantai.

Rantai daisy direkomendasikan untuk penerima listrik berdaya rendah yang berdekatan satu sama lain, tetapi pada jarak yang cukup jauh dari titik distribusi, sehingga penghematan yang signifikan dalam konsumsi kabel dapat dicapai. Namun, dalam hal ini, konsumen listrik satu fasa dan tiga fasa tidak boleh dihubungkan dalam satu sirkuit.

Selain itu, untuk alasan operasional, tidak disarankan untuk terhubung bersama:

(a) total lebih dari tiga penerima listrik;

b) penerima listrik dari mekanisme untuk berbagai keperluan teknologi (misalnya, motor listrik dari mesin pemotong logam dengan motor listrik dari unit pipa).

Untuk beban terdistribusi di jalan raya, disarankan agar penerima listrik dihubungkan langsung ke jalan raya, dan tidak melalui titik distribusi, seperti yang biasa terjadi pada skema yang dibahas di atas.

Karenanya, dua persyaratan utama berikut diberlakukan pada jalan raya yang didistribusikan beban:

a) peletakan jalan raya harus dilakukan pada ketinggian serendah mungkin, tetapi tidak lebih rendah dari 2,2 m dari lantai;

b) desain jalan raya harus memungkinkan percabangan penerima listrik yang sering, dan saat meletakkan di tempat yang dapat diakses, singkirkan kemungkinan menyentuh bagian aktif.

Jalan raya yang dibuat dalam bentuk memenuhi persyaratan tersebut ban dalam kotak logam tertutup.

Busbar umumnya digunakan di bengkel di mana penerima listrik diatur dalam baris yang kurang lebih teratur dan di mana, sebagai tambahan, peralatan sering dipindahkan. Bengkel tersebut meliputi mekanik, bengkel mekanik, perkakas dan bengkel serupa lainnya berdasarkan sifat pengaturan peralatan dan kondisi lingkungan.

Pada beban terkonsentrasi, ketika jumlah cabang dari jaringan relatif kecil, jaringan listrik harus diletakkan jauh lebih tinggi, memilih tempat yang memungkinkan untuk diisi dengan kabel telanjang (busbar atau konduktor) atau kabel berinsulasi. Pada saat yang sama, karena kurangnya penutupan terus menerus, produktivitas jalur meningkat dan keseluruhan struktur menjadi lebih murah.

Catu daya utama penerangan listrik, sebagai aturan, tidak terhubung ke pengumpan listrik dan jalan raya, tetapi dilakukan oleh jaringan terpisah dari bus dari papan utama gardu induk.

Dalam kasus skema "blok transformator - jaringan", jaringan penerangan paling sering bercabang dari bagian utama jaringan listrik. Pemisahan jaringan listrik dan penerangan disebabkan oleh keadaan berikut:

a) kehilangan tegangan yang relatif rendah diperbolehkan dalam jaringan penerangan,

b) kemampuan untuk mematikan seluruh jaringan pasokan sambil mempertahankan pasokan penerangan.

Pengecualian untuk aturan umum ini diperbolehkan untuk objek dengan kepentingan sekunder dengan beban rendah dan pekerjaan visual yang tidak bertanggung jawab, serta untuk menyalakan penerangan darurat.

Pemilihan skema catu daya juga sangat dipengaruhi oleh kebutuhan untuk mengurangi daya bagi konsumen listrik kategori 1 dan 2.

Untuk penerima listrik dari kategori 1, catu daya harus dari dua sumber independen, yang mungkin termasuk transformator daya jika dihubungkan ke bagian yang berbeda, tidak saling berhubungan, dari sakelar tegangan tinggi. Dalam hal ini, catu daya cadangan penerima listrik harus memiliki pengaktifan otomatis (ATS).

Biasanya, instalasi paling kritis memiliki unit cadangan jika terjadi kegagalan atau perbaikan pencegahan unit kerja. Masuknya unit cadangan juga bisa dilakukan secara otomatis, jika perlu sesuai dengan kondisi proses teknologi. Contoh reduksi timbal balik otomatis dari dua unit adalah diagram yang ditunjukkan pada gambar. 3.

Beras. 3. Skema redundansi daya untuk konsumen listrik tegangan rendah. 1 — perangkat untuk menghidupkan dan mematikan manual atau otomatis; 2 — peralatan untuk perpindahan manual atau otomatis.

Untuk penerima listrik kategori 2, catu daya cadangan dinyalakan oleh tindakan personel yang bertugas, tetapi prinsip konstruksi sirkuit tetap sama dengan konsumen listrik kategori 1 dengan satu-satunya perbedaan itu sumber catu daya kedua mungkin tidak independen.

Untuk grup pengguna tegangan rendah, dimungkinkan untuk menggunakan dua skema yang sangat berbeda untuk mengurangi daya, ditunjukkan pada Gambar. 3.

Menurut skema a, konsumen daya dibagi menjadi dua kelompok, yang masing-masing memiliki catu daya terpisah, dan oleh karena itu kedua catu daya tersebut biasanya dinyalakan. Menurut skema b, konsumen listrik ditenagai melalui salah satu catu daya, dan yang lainnya sebagai cadangan. Dalam kedua kasus, setiap pengumpan harus dirancang untuk beban total dari dua kelompok penerima listrik, tetapi skema lebih disukai, karena kehilangan daya lebih kecil dan keandalan operasi lebih besar.

Pilihan rencana energi juga dipengaruhi oleh aliran produksi. Misalnya, penerima listrik dari semua mekanisme yang terhubung satu sama lain melalui ketergantungan teknologi tertentu juga harus digabungkan dalam hal daya normal dan daya cadangan.