10kV繼電器-接觸器電氣控制線路的設計

楊莉秀

保定市吉達電力建設集團有限責任公司，河北保定 071000

1 電氣控制線路設計的主要內容

電氣控制線路設計的基本任務是根據控制要求，設計和編制設備制造和使用編修過程中所必需的圖紙、資料、包括電氣原理線路圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖、電氣箱圖及控制面板等，編制外購件目錄、單臺消耗清單、設備說明書等資料。

1.1 原理設計內容

1）擬定電氣設計任務書（技術條件）；2）確定電力拖動方案（電氣傳動形式）及控制方案；3）選擇電動機，包括電動機的類型、電壓等級、容量及轉速，并選擇具體型號；4）設計電氣控制的原理框圖，包括主要電路、控制電路和輔助控制電路，確定各部分間的關系，擬定各部分的技術要求；5）設計并繪制電氣原理圖，計算主要技術參數；6）選擇電器元件，制定電機和電器元件明細表，以及裝置易損件及備用件的清單；7）編寫設計說明書。

1.2 工藝設計內容

工藝設計的主要目的是便于組織電氣控制制造，實現電氣大批量設計所標示的技術指標，為今后的設備使用、維修提供必要的圖紙資料。工藝設計的主要內容包括：

1）根據已設計完成的電氣原理圖及選定的電器元件，設計電氣設備的總體配置，繪制電氣控制系統的總裝配圖及決接線圖。總圖應反映出電動機、執行電器、電氣箱各組件、操作臺布置、電源及檢測元件的分布狀況和各部分之間的接線關系與連接方式，這一部分的設計資料供總體裝配調試及日常維護使用；

2）按照電氣大批量框圖或劃分的組件，對總原理圖進行編號，繪制各組件原理電路圖，列出各組件的元件 ，并根據總圖編號標出各組件的進出線號；

3）根據各組件的原理蝑主選定的元件 ，設計各組件的裝配圖（包括電器元件的布置圖和安裝圖）、接線圖，圖中主要反映各電器元件的安裝方式和接線方式，這部分資料是各組件電路的裝配和生產管理的依據；

4）根據組件的安裝要求，繪制零件圖紙，并標明技術要求，這部分資料是機械加工和對外協作加工所必需的技術資料；

5）設計電氣箱，根據組件的尺寸及安裝要求，確定電氣箱結構與外形尺寸，設置安裝支架，標明安裝尺寸，安裝方式，各組件的連接方式，通風花招及開門方式，在這一部分的設計中，應注意操作維護的方便與造型的美觀；

6）根據總原理圖、總裝配圖及各組件原理圖等資料，進行匯總，分別列出外購件清單、標準件清單、以及主要材料消耗定額，這部分是生產管理和成本核算所必須具備的技術資料；

7）編寫使用說明書。

2 電氣控制線路設計的原則

一般來說，當生產機械電力拖動方案和控制方案已經確定后，即可著手進行電氣控制線路的具體設計。對于不同的設計人員，由于其自身知識的廣度、深度不同，導致所設計的電氣控制線路的形式靈活多變。因此，若要設計出滿足生產工藝要求的旽合理的方案，就要求電氣設計人員必需不斷擴展自己的知識面，開闊思路，總結經驗。電氣控制系統的設計一般應遵循以下原則。

2.1 最大限度滿足生產機械和工藝對電氣控制系統的要求

電氣控制系統是為整個生產機械設備及其工藝過程服務的。因此，在設計之前，首先要弄清楚生產機械設備需滿足的生產工藝要求，對生產機械設備的整個工作情況作全面、細致的了解。同時，深入現場調查研究，收集資料，并結合技術人員及操作人員的經驗，以此作為設計電氣控制線路的基礎。

2.2 在滿足生產工藝要求的前提下，力求使控制線路簡單、經濟

1）盡量選用標準電器元件，晝減少電器元件的數量，盡量選用相同型號的電器元件以減少備用品的數量；2）盡量選用標準的、常用的或經過實踐考驗的典型環節或基本電氣控制線路；3）盡量減少不必要的觸點，以簡化電氣控制線路。在滿足生產工藝要求的前提下使用元器件越少，電氣控制線路中所涉及的觸點的數量也越少，因而控制線路就越簡單。同時，還可以提高控制線路的工作可靠性，降低故障率；4）盡量縮短連接導線的數量的長度。在設計電氣控制線路時，應根據實際環境情況，合理考慮并安排各種電氣設備和電器元件的位置及實際連線，以保證各種電氣設備和電器元件之間連接導線的數量減少，導線的長度最短；5）控制線路在工作時，除必要的電器元件必須通電外其余的電器元件盡量不通電以節約電能，節約了電能，延長了該電器元件的壽命。

2.3 保證電氣控制線路工作的可靠性

保證電氣控制線路工作的可靠性，最主要的是選擇可靠的電器元件。同時，在具體電氣控制線路設計上要注意以下幾點：

1）正確連接電器元件的觸點；2）正確連接電器的線圈；3）避免出現寄生電路。在電氣控制線路的動作過程中，發生意外接通的電路稱為寄生電路。寄生電路將破壞電器元件和控制線路的工作順序或造成誤動作；4）在電氣控制線路中，應盡量避免許多電器元件依次動作才能接通另一具電器元件的現象；5）在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間要有電氣聯鎖和機械聯鎖；6）設計的電氣控制線路應能適應所在電網的情況，并據此來決定時機的啟動方式是直接啟動還是間接啟動；7）在設計電氣控制線路時，應育雛考慮繼電器觸點的接通和分斷能力。若要增加接通能力，可用多觸點并聯；若要增加分斷能力，可用多觸點串聯。

2.4 保證電氣控制線路工作的安全性

電氣控制線路應具有完善的保護環節，來保證整個生產機械的安全運行，消除在其工作不正常或誤操作時所帶來的不利影響，避免事故的發生，電氣控制線路中常設的保護環節有短路、過流、過載、失壓、弱磁、超速、極限保護等。

2.5 應力求使操作、維護、檢修方便

電氣控制線路對電氣控制設備而言應力求維修方便，使用簡單，為此，在具體進行電氣控制線路的安裝于配線時，電器元器件應具備用觸電，必要時留有備用元件；為檢修方便，應設置電氣隔離；為調試方便，控制方式應操作簡單，能迅速實現一種控制方式到另一種控制方式的轉換，如從自動控制轉換到手動控制等；設置多點控制，便于在生產機械旁進行調試；操作回路較多時，如要求正反向運轉并調速，應采用主令控制器，不要采用許多按鈕。

3 電氣控制線路設計的程序

電氣控制系統的設計一般按如下程序進行。

1）擬定設計任務書；2）電力施動方案與控制方式的選擇；3）電動機的選擇；4）電氣控制方案的確定；5）設計電氣控制原圖；6）設計電氣設備的施工圖；7）編寫說明書。