Однолинейная схема электроснабжения в СПб

Что такое однолинейная схема электроснабжения и как ее заказать?

Осуществление технологического присоединения к электрическим сетям требует от заявителя определенных действий. Без предоставления соответствующих документов технологическое присоединение осуществлено не будет. В числе прочих документов присутствует и однолинейная схема электроснабжения, предоставление которой является обязательным условием как для первичного осуществления технологического присоединения к сетям, так и для заключения договора на опосредованное присоединение к электрическим сетям. Однолинейная схема электроснабжения, несмотря на свою простоту, является очень важным документом, оформить который может только соответствующий специалист, обладающий всеми необходимыми документами. Однако одних только документов недостаточно: однолинейная схема электроснабжения требует от составителя и соответствующих знаний, позволяющих сформировать хорошую и понятную схему, создание которой не займет много времени.

×

Вы пришли за услугой, а не информацией?

Звоните! +7 (812) 648-50-05

Однолинейная схема электроснабжения не может быть разработана самостоятельно, так как заявитель не обладает необходимыми ресурсами и навыками для ее создания. Однако для того, чтобы однолинейная схема электроснабжения была разработана правильно и с учетом всех нюансов, необходимо хотя бы приблизительно понимать, что она из себя представляет, и как она проектируется.

Что такое однолинейная схема электроснабжения?

Для того, чтобы получить качественные услуги от специалистов по проектированию однолинейной схемы электроснабжения, необходимо понимать, что она из себя представляет. Итак, однолинейная схема электроснабжения – это документ, позволяющий получить представление об электрической сети вашего объекта. При этом речь может идти как о здании в целом, так и об отдельных его территориях. Кроме того, однолинейная схема электроснабжения может иметь отношение также к определенному оборудованию: все зависит от конкретного случая, а также от требований сетевой организации. Грубо говоря, однолинейная схема представляет собой более простой вариант проектной схемы. Однолинейная схема электроснабжения может быть представлена в двух вариантах:

• Расчетная схема, представленная также в нескольких вариантах: одна общая схема и несколько мелких схем, которые служат для предоставления информации об отдельных небольших участках.
• Исполнительная схема, которая разрабатывается по осуществленному монтажу.

Таким образом, однолинейная схема электроснабжения для осуществления правильного технологического присоединения с соблюдением всех соответствующих норм создается не единожды, и требует особо ответственного отношения. Важно помнить о том, что исполнительная однолинейная схема чаще всего требуется при присоединении дополнительной мощности или при осуществлении опосредованного присоединения к электросетям. Поэтому крайне важно обращаться к грамотным специалистам, которые смогут точно определить, какой вид однолинейной схемы вам необходим, и не станут навязывать дополнительных услуг, без которых вы вполне можете обойтись.

Что входит в однолинейную схему электроснабжения?

Однолинейная схема электроснабжения

, чаще всего, состоит из следующих частей:

• В однолинейной схеме обязательно должен быть указан производитель вводного устройства, а также должны быть перечислены соответствующие технические характеристики как вводного устройства, так и питающего кабеля.
• Кроме того, однолинейная схема содержит в себе информацию о расчетных значениях мощностей, потерь и токов.
• Также однолинейная схема должна содержать в себе информацию о технических характеристиках коммутационной аппаратуры.
• Для опосредованного присоединения к электросетям однолинейная схема будет содержать в себе информацию о границе принадлежности и точке подключения вашего объекта.
• Также для опосредованного присоединения к электросетям однолинейная схема может содержать в себе информацию о технических характеристиках приборов учета электроэнергии.

В данном случае мы лишь перечислили основные параметры, которыми характеризуется однолинейная схема. Ее наполнение зависит от конкретного случая, так как однолинейная схема каждый раз разрабатывается индивидуально, и сказать точно, какая информация будет указана в вашей однолинейной схеме, заочно нельзя.

 

Как заказать однолинейную схему электроснабжения?

Как мы уже упоминали выше, разработать однолинейную схему электроснабжения самостоятельно не получится. Поэтому крайне важно своевременно обратиться к грамотным специалистам, которые не только помогут вам оформить соответствующую схему, но и предоставят дополнительные услуги, которые позволят осуществить технологическое присоединение быстро, качественно и правильно. Для того, чтобы заказать однолинейную схему электроснабжения, обращайтесь в компанию «ЭнергоКонсалт»!

• Мы разработаем для вас однолинейную схему электроснабжения с учетом всех соответствующих норм и требований быстро, качественно и по привлекательной цене.
• Проконсультируем по всем возникшим вопросам.
• Поможем собрать необходимые документы и предоставить их в соответствующую организацию.
• Поможем получить хорошие технические условия и быстро осуществить технологическое присоединение к электрическим сетям «Ленэнерго».

Для того, чтобы заказать соответствующую услугу или получить более подробную информацию, вы можете позвонить нам по указанному телефону или же оставить заявку на обратный звонок. Наши специалисты свяжутся с вами в удобное для вас время и предоставят самую подробную консультацию по всем возникшим у вас вопросам.

Однолинейная схема электроснабжения — ООО «ПОЛЮД»

Однолинейная схема электроснабжения — ООО «ПОЛЮД»

   В зависимости от масштабов объекта проект электроснабжения в Перми может быть любого объема. Основной его костяк и важнейшая составляющая это однолинейная схема электропроводки. Для упрощения чертежей и их восприятия используется однолинейная схема электроснабжения жилого дома, предприятия или частного строения, которая способствует разработке и пониманию сложных проектов. Необходимое условие для составления данной схемы – обязательное проведение обследования объекта. Однолинейная схема электроснабжения объекта должна составляться с учётом количества всех имеющихся нагрузок.

 Отличительная особенность однолинейной схемы электроснабжения это то, что данная схема состоит целиком из одних линий обозначения трехфазных или двухфазных цепей. Этот подход позволяет более целесообразно использовать техническую документацию, таким образом что в один технический проект можно поместить несколько разных чертежей, не связанных друг с другом. Главная задача однолинейная схема электроснабжения дать общее представление. Основной этап при проектировании расчетной однолинейной схемы это комплекс расчетных и вычислительных мероприятий. Потом из полученных данных составляется план проектных работ по проведению уже самого монтажа электрической сети. При заключении договоров на поставку электроэнергии, однолинейная схема электроснабжения является одним из основополагающих документов. Расчет потерь в линиях до приборов учета производится по данным однолинейных схем электроснабжения. Однолинейная схема электроснабжения определяет границы балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности сторон.

ООО «ПОЛЮД» г. Пермь 2016-2020. Инженерные изыскания и разработка проектной документации, есть допуск СРО. Проектирование Пермь, кадастровые работы. Межевание Пермь. Межевание участков Пермь. Проект электроснабжения. Инженерные изыскания под строительство Пермь. Допуск СРО. Проектная документация — разработка, комплексное проектирование Пермь. Кадастровые работы, межевание.

Веб-студия Сайтоград

Как рисовать однолинейные схемы электроснабжения — Про дизайн и ремонт частного дома

Как нарисовать электрическую схему на компьютере — обзор программ

Мы все больше пользуемся компьютером и виртуальными инструментами. Вот уже и чертить на бумаге схемы не всегда хочется — долго, не всегда красиво и исправлять сложно. Кроме того, программа для рисования схем может выдать перечень необходимых элементов, смоделировать печатную плату, а некоторые могут даже просчитать результаты ее работы.

Бесплатные программы для создания схем

В сети имеется немало неплохих бесплатных программ для рисования электрических схем. Профессионалам их функционала может быть недостаточно, но для создания схемы электроснабжения дома или квартиры, их функций и операций хватит с головой. Не все они в равной мере удобны, есть сложные в освоении, но можно найти несколько бесплатных программ для рисования электросхем которыми сможет пользоваться любой, настолько в них простой и понятный интерфейс.

Самый простой вариант — использовать штатную программу Windows Paint, которая есть практически на любом компьютере. Но в этом случае вам придется все элементы прорисовывать самостоятельно. Специальная программа для рисования схем позволяет вставлять готовые элементы на нужные места, а потом соединять их при помощи линий связи. ОБ этих программах и поговорим дальше.

Бесплатная программа для рисования схем — не значит плохая. На данном фото работа с Fritzing

Редактор электрических схем QElectroTech

Программа для рисования схем QElectroTech есть на русском языке, причем русифицирована она полностью — меню, пояснения — на русском языке. Удобный и понятный интерфейс — иерархическое меню с возможными элементами и операциями в левой части экрана и несколько вкладок вверху. Есть также кнопки быстрого доступа для выполнения стандартных операций — сохранения, вывода на печать и т.п.

Редактор электрических схем QElectroTech

Имеется обширный перечень готовых элементов, есть возможность рисовать геометрические фигуры, вставлять текст, вносить изменения на определенном участке, изменять в каком-то отдельно взятом фрагменте направление, добавлять строки и столбцы. В общем, довольно удобна программа при помощи которой легко нарисовать схему электроснабжения, проставить наименование элементов и номиналы. Результат можно сохранить в нескольких форматах: JPG, PNG, BMP, SVG, импортировать данные (открыть в данной программе) можно в форматах QET и XML, экспортировать — в формате QET.

Недостаток этой программы для рисования схем — отсутствие видео на русском языке о том, как ей пользоваться, зато есть немалое количество уроков на других языках.

Графический редактор от Майкрософт — Visio

Для тех, кто имеет хоть небольшой опыт работы с продуктами Майкрософт, освоить работу в из графическом редакторе Visio (Визио) будет несложно. У данного продукта также есть полностью русифицированная версия, причем с хорошим уровнем перевода.

Составлять электрические схемы в Visio несложно

Данный продукт позволяет начертить схему в масштабе, что удобно для расчета количества необходимых проводов. Большая библиотека трафаретов с условными обозначениями, различных составляющих схемы, делает работу похожей на сборку конструктора: необходимо найти нужный элемент и поставить его на место. Так как к работе в программах данного типа многие привыкли, сложности поиск не представляет.

К положительным моментам можно отнести наличие приличного количества уроков по работе с этой программой для рисования схем, причем на русском языке.

Компас Электрик

Еще одна программа для рисования схем на компьютере — Компас Электрик. Это уже более серьезный продукт, который используют профессионалы. Имеется широкий функционал, позволяющий рисовать различные планы, блок-схемы, другие подобные рисунки. При переносе схемы в программу параллельно формируется спецификация и монтажная схема и све они выдаются на печать.

Для начала работы необходимо подгрузить библиотеку с элементами системы. При выборе схематичного изображения того или иного элемента будет «выскакивать» окно, в котором будет список подходящих деталей, взятый из библиотеки. Из данного списка выбирают подходящий элемент, после чего его схематичное изображение появляется в указанном месте схемы. В то же время автоматически проставляется соответствующее ГОСТу обозначение со сквозной нумерацией (цифры программа меняет сама). В то же время в спецификации появляются параметры (название, номер, номинал) выбранного элемента.

Пример схемы, созданной в Компас Электрик

В общем, программа интересная и полезная для разработки схем устройств. Может применяться для создания схемы электропроводки в доме или квартире, но в этом случае ее функционал использован почти не будет. И еще один положительный момент: есть много видео-уроков работы с Компас-Электрик, так что освоить ее будет несложно.

Программа DipTrace — для рисования однолинейных схем и принципиальных

Эта программа полезна не только для рисования схем электроснабжения — тут все просто, так как нужна только схема. Более полезна она для разработки плат, так как имеет встроенную функцию преобразования имеющейся схемы в трассу для печатной платы.

Для начала работы, как и в многих других случаях, необходимо сначала подгрузить имеющиеся на вашем компьютере библиотеки с элементной базой. Для этого необходимо запустить приложение Schematic DT, после чего можно загрузить библиотеки. Их можно будет скачать на том же ресурсе, где будете брать программу.

После загрузки библиотеки можно приступать к рисованию схемы. Сначала можно «перетащить» нужные элементы из библиотек на рабочее поле, развернуть их (если понадобится), расставить и связать линиями связи. После того как схема готова, если необходимо, в меню выбираем строку «преобразовать в плату» и ждем некоторое время. На выходе будет готовая печатная плата с расположением элементов и дорожек. Также можно в 3D варианте посмотреть внешний вид готовой платы.

Бесплатная прога ProfiCAD для составления электросхем

Бесплатная программа для рисования схем ProfiCAD — один из лучших вариантов для домашнего мастера. Она проста в работе, не требует наличия на компьютере специальных библиотек — в ней уже есть коло 700 элементов. Если их недостаточно, можно легко пополнить базу. Требуемый элемент можно просто «перетащить» на поле, там развернуть в нужном направлении, установить.

Пример использования ProfiCAD для рисования электрических схем

Отрисовав схему, можно получить таблицу соединений, ведомость материалов, список проводов. Результаты можно получить в одном из четырех наиболее распространенных форматов: PNG, EMF, BMP, DXF. Приятная особенность этой программы — она имеет низкие аппаратные требования. Она нормально работает с системами от Windows 2000 и выше.

Есть у этого продукта только один недостаток — пока нет видео о работе с ней на русском языке. Но интерфейс настолько понятный, что разобраться можно и самому, или посмотреть один из «импортных» роликов чтобы понять механику работы.

Платные, на которые стоит потратиться

Если вам придется часто работать с программой для рисования схем, стоит рассмотреть некоторые платные версии. Чем они лучше? У них более широкий функционал, иногда более обширные библиотеки и более продуманный интерфейс.

Простая и удобная sPlan

Если вам не очень хочется разбираться с тонкостями работы с многоуровневыми программм, присмотритесь к пролукту sPlan. Он имеет очень простое и понятное устройство, так что через час-полтора работы вы будете уже свободно ориентироваться.

Как обычно в таких программах, необходима библиотека элементов, после первого пуска их надо подгрузить перед началом работы. В дальнейшем, если не будете переносить библиотеку в другое место, настройка не нужна — старый путь к ней используется по умолчанию.

Программа для рисования схем sPlan и ее библиотека

Если вам необходим элемент, которого нет в списке, его можно нарисовать, затем добавить в библиотеку. Также есть возможность вставлять посторонние изображения и сохранять их, при необходимости, в библиотеке.

Из других полезных и нужных функций — автонумерация, возможность изменения масштаба элемента при помощи вращения колесика мышки, линейки для более понятного масштабирования. В общем, приятная и полезная вещь.

Micro-Cap

Эта программа кроме построения схемы любого типа (аналогового, цифрового или смешанного) позволяет еще и проанализировать ее работу. Задаются исходные параметры и получаете выходные данные. То есть, можно моделировать работу схемы при различных условиях. Очень полезная возможность, потому, наверное, ее очень любят преподаватели, да и студенты.

В программе Micro-Cap есть встроенные библиотеки, которые можно пополнять при помощи специальной функции. При рисовании электрической схемы продукт в автоматическом режиме разрабатывает уравнения цепи, также проводит расчет в зависимости от проставленных номиналов. При изменении номинала, изменение выходных параметров происходит тут же.

Программа для черчения схем электроснабжения и не только — больше для симуляции их работы

Номиналы элементов могут быть постоянными или переменными, зависящими от различных факторов — температуры, времени, частоты, состояния некоторых элементов схемы и т.д. Все эти варианты просчитываются, результаты выдаются в удобном виде. Если есть в схеме детали, которые изменяют вид или состояние — светодиоды, реле — при симуляции работы, изменяют свои параметры и внешний вид благодаря анимации.

Программа для черчения и анализа схем Micro-Cap платная, в оригинале — англоязычная, но есть и русифицированная версия. Стоимость ее в профессиональном варианте — больше тысячи долларов. Хороша новость в том, что есть и бесплатная версия, как водится с урезанными возможностями (меньшая библиотека, не более 50 элементов в схеме, сниженная скорость работы). Для домашнего пользования вполне подойдет и такой вариант. Приятно еще что она нормально работает с любой системой Windows от Vista и 7 и выше.

Особенности составления однолинейной схемы электроснабжения

Электроснабжение является важной составляющей современных зданий и сооружений. Провода и прочее электрооборудование при этом должны располагаться в нужных местах и соответствовать определённым требованиям. Разобраться в этом помогают различные схемы и проекты. Одной из важнейших и незаменимых среди них можно назвать однолинейную схему электрического снабжения.

Особенности электроснабжения

Значение линейной схемы трудно переоценить. К тому же это наиболее предпочтительный вариант во многих случаях. Он отображает такие элементы особой важности, как:

• количество действующих нагрузок;
• уровни мощности;
• маркировка и обозначение электрощитов;
• номиналы автоматических выключателей.

И это далеко не весь перечень узлов, входящих в различные части, составляющей любой электросети. Ведь каждая линейная схема электроснабжения содержит расчёты от ввода силовой линии до самого малого потребителя.

Сами по себе подобные схемы можно рассматривать как более простой аналог принципиальной, где все обозначения выполняются в виде линий. И это не зависит от количества фаз и проводов. Такой вариант крайне удобен в использовании даже для непрофессионала, одновременно являясь функциональным и эффективным.

Для более удобного использования в плане применения однолинейная схема электроснабжения может быть двух видов:

По своей сути особо принципиальных различий между ними нет, за исключением назначения каждого из видов. Примерный образец однолинейной схемы можно увидеть на рисунке:

Исполнительный вид

Исполнительные «однолинейки» разрабатываются в случаях, когда вся сеть, включая и электроустановки, уже собрана и функционирует. Её назначение скорее необходимо для выявления недочётов и нарушений и применяется при модернизации и перерасчёте электросети. Она же позволяет определить нахождение запитывающей магистрали.

При составлении подобного документа в обязательном порядке должна отображаться такая информация:

• все приборы и потребители, входящие в сеть;
• состояние сети;
• недостатки, выявленные в процессе исследования и разработки однолинейной схемы.

Расчётная однолинейка

С расчётным вариантом дело обстоит иным образом. Хотя все отображаемые элементы выглядят аналогично, но само предназначение такой схемы имеет кардинально иную функцию. Здесь проектирование начинается тогда, когда здание уже готово к электромонтажу и имеются данные по нагрузкам.

Таким образом, расчётная схема отображает номиналы защитных узлов, количество жил, метраж и сечение кабелей, расположение щитов и вводно-распределительных устройств, а также все мощности и размеры силового оборудования.

Классификация схем

Помимо двух видов, «однолинейки» можно разделить на квалификации. Ведь они, помимо основной функциональности, отображают различное разделение плановых или существующих систем.

В связи с этим их принято разделять на такие виды:

• Структурные, которые отображают общую картину электросети и установок.
• Монтажные — согласовываются с архитектурными нюансами с указанием всех точных данных по кабелям, размерам оборудования, элементам крепежа и другим.
• Принципиальная схема электроснабжения выполняется по государственным стандартам отдельно взятой страны.
• Функциональные – применяются в случаях, когда имеется большое количество различных потребителей (машин, станков, оборудования), и отображают общую картину сети и взаимодействие между механизмами, электроснабжением и друг с другом. Помогают они оценить и общую безопасность.
• Специальные – отображают проектируемые части по отдельности.

Самостоятельная разработка

Самостоятельно нарисовать однолинейную схему электроснабжения не должно составить труда, даже если это делается впервые. Главное, соблюсти некоторые основные требования, чтобы получившийся рисунок был понятен и нёс в себе максимум полезной информации.

Все обозначения и общий вид должны соответствовать ГОСТу 2.702-75. Первыми на рисунок наносятся три фазы, которые предполагают питание всей линии. Следующим шагом определяются линии групповых частей, которые будут отходить от основных питающих. Особенной детализации здесь не требуется, так как «однолинейка» должна отображать лишь общее положение вещей.

Согласно всё тому же ГОСТу, необходимо обозначить должным образом все составляющие однолинейной схемы электроснабжения цеха, квартиры, офиса или другого помещения. Это автоматы, УЗО, контакторы, выключатели и прочие части электросети.

Особое внимание рекомендуется обратить на количество розеток, выключателей и других точек. В качестве примера выбрана типовая схема офиса, дома, квартиры или другого подобного объекта. Любая из схем в обязательном порядке должна в себя включать такую информацию:

• точка подключения к вводной сети;
• вводно-распределительное оборудование;
• прибор и его марка;
• параметры и данные щита;
• используемые кабеля необходимо отображать со всей информацией, включая длину, марку и сечение;
• номинальные и максимальные токи приборов, расположенных в цепи;
• примерные расчётные нагрузки (могут отличаться в зависимости от требований к объекту).

Так как все основные требования выдвигает компания, управляющая электроснабжением, то предпочтительно сразу уделить внимание всем, даже очень мелким и незначительным элементам. Ведь созданная однолинейная схема является крайне важным документом, ответственность за который несёт далеко не одна сторона.

Если принято решение не платить людям, занимающимся разработкой подобных схем, а выполнять всё самостоятельно, то придётся обзавестись Единой системой конструкторской документации (ЕСКД). Как реализовывать проект – особых требований нет. Можно чертить по старинке, используя линейку и карандаш. А можно и более современным способом, задействовав компьютер и хорошо зарекомендовавшую себя программу AutoCAD.

Если выполнить проект самому не получается, то всегда есть возможность обратиться к специалистам из конструкторского бюро. Они выполнят подобную работу быстро и профессионально.

Этапы проектирования

Если всё же принято решение делать проект своими руками, то придётся узнать последовательность и этапы такой работы. От этого может зависеть, одобрят его или нет. Поэтому нужно:

1. Получить технические условия, что даст возможность выяснить, где находится точка, куда необходимо будет запитаться. Здесь поможет муниципальная электросетевая организация.
2. В муниципальном отделе архитектуры получить генплан, чтобы иметь представление о пути, где проходит питающий кабель до частной запитываемой территории. Это же поможет выяснить, где находится подстанция, а также другие коммуникации, которые без такого плана можно повредить.
3. Рассчитать мощность потребителя, которая потребуется. И уже на основании этого делать однолинейную схему. Подобный проект в себе должен содержать не только саму схему, но и материалы, которые помогут её понять, т. е. условные обозначения, разъяснения, подключения потребителей и аппаратов защиты.
4. Согласовать разработанный проект, что будет подтверждением разрешения на подключение к магистрали электросети. Это заключительный этап, после чего можно начинать монтажные работы.

Здесь стоит обратить внимание, что начинать любые монтажные работы запрещено до получения соответствующего разрешения от определённых инстанций. Когда такое разрешение получено, то вся ответственность перекладывается на монтажную организацию.

Нередко при разработке проекта из вида выскальзывают дополнительное освещение или системы безопасности, т. е. камеры, сигнализации, видеонаблюдение и пр. Но и их необходимо включать в общий проект. Если проект будет полностью соответствовать заявленным требованиям, то проблем с согласованием и получением разрешения на подключение и выполнение монтажных работ не возникнет.

Электросчетчик Меркурий 201Однолинейная расчетная схема

21 октября 2019

Время на чтение:

Однолинейная схема электроснабжения — это технический документ с отображенными на нем элементами электросети, где указаны все характеристики и параметры объекта, в частности, эксплуатационная мощность проекта электросети. Каково полное определение однолинейной схемы электроснабжения частного дома 1 фазы и предназначение, каков принцип работы с особенностями проектирования этой схемы? Об этом и другом далее.

Описание

Однолинейная схема электроснабжения — технический документ, на котором зафиксирована вся информация о сетевых элементах. Также там указана вся мощность объекта электроцепи. Термин обозначает наличие всех электрических соединений, которые есть на части объекта, вне зависимости от того, какую они имеют фазность. На схеме они представлены в виде одной линии.

Как выглядит однолинейная схема электроснабжения

Виды и особенности

Однолинейная схема электроснабжения своими руками создается исполнительной и расчетной. Исполнительная применяется в действующем электроснабжении объекта, а расчетная составляется в момент строительства нового жилого или промышленного здания. Также она бывает структурной, принципиальной, функциональной и монтажной. Структурная способна отображать общую информацию о том, какие имеются взаимосвязи силовых электрических установок.

Принципиальная может отображать информацию об электрических установках по госту. Функциональная схема — произвольный документ, распределяющий оборудование по потребляемой мощности. Монтажная учитывает, как расположены несущие конструкции и какие есть особенности здания.

Виды схемы и их особенности

Принципы и особенности проектирования

Однолинейная схема нужна, чтобы составлять план по электрическому снабжению дома с квартирой или производственным предприятием. При этом не нужна детализация. Основной целью подобного чертежа является передача общего представления об электроснабжении. Для того чтобы составить такой проект, необходим:

• расчет общей мощности объектов сложением максимальных мощностей;
• подбор правильного сечения электропроводки с общими кабелями;
• подбор защитного устройства с установкой некоторых защитных устройств, к примеру, автоматических выключателей.

Обратите внимание! Схема должна иметь точку подключения с вводно-распределительным аппаратом, маркой и типом учетного прибора, протяженностью кабелей, группами потребителей и целью освещения. Стоит обратить внимание на то, что если есть в доме автономный источник электрического снабжения, то он должен быть указан на схеме.

Что должны включать в себя однолинейные схемы

Линейная схема электрического снабжения должна включать в себя границу зоны ответственной организации, которая поставляет электроэнергию, с ее потребителем. Она указывается в договорных отношениях пользователя и производителя. Также схема обязана иметь вводно-распределительное устройство с главным распределительным щитком, трансформаторной подстанцией, учетным групповым электрооборудованием, силовым оборудованием, системой освещения, длиной магистральной электролинии, автоматическим выключателем, узо, предохранителем и электрооборудованием.

Из чего состоит схема

Этапы проектирования

Существует четыре этапа проектирования однолинейной схемы электрических сетей заявителя по примеру. Необходимо получение технических условий компании, которая занимается поставкой электрической энергии, разрешения и генерального плана в архитектурной городской организации, прилегающих коммуникаций в участке, непосредственного плана электрического снабжения. Также требуется окончательное утверждение разработанной электросхемы в муниципальном отделении энергетической организации.

Обратите внимание! Оформление необходимо создавать по сформированным гостам, которые регламентируют данную деятельность. В работе следует руководствоваться единой конструкторской документацией.

Условные обозначения

Все электрические элементы системы должны быть отображены на графической схеме по образцу, регламентированному с помощью нормативной литературы, а именно с помощью гостов. Электрокоробки с ящиками, щитками, шкафами, панелями, пультами изображаются так, как указано ниже.

Условные обозначения на электросхеме

Стоит указать, что элементы электроустановки с электрическими приборами, силовыми трансформаторами, электроизмерительными приборами, коммутационными устройствами соответствующей нагрузки изображаются в зависимости от того, какая имеется конструкция и тип исполнения подобных изделий. Для правильного оформления исполнительной документации необходимо изучение всех требований расположения фаз на щите или использование специальной программы для рисования электросхем сети.

Программы для рисования

Существует большое количество различных программ для создания электросхем. Все что нужно будущему специалисту, это персональный компьютер и специальное программное обеспечение. Сегодня можно воспользоваться программой «Компас-электрик» или «AutoCAD Electrician».

Обратите внимание! Это бесплатные и простые в использовании сервисы, которые имеют популярность у инженерных и технических работников.

Однолинейная схема электроснабжения трехфазного счетчика — документ, который передает в графической форме эксплуатационные виды характеристик с расчетными проектными данными электросети помещения. Он создается и оформляется по существующему госту. Включает в себя границы ответственности с вводно-распределительными устройствами, учетными приборами, информацией обо всех распределительных объектах, длиной магистральных линий и некоторыми другими сведениями, которые представлены в документе условными знаками.

Принципиальные особенности однолинейной схемы

На первый план по практической значимости при осуществлении работ по подключение электричества помещений выступает проектирование однолинейной схемы. Однолинейная схема включает в себя структурную полноту графического представления всей системы и элементов электрической сети. Отличается от других схем прежде всего простотой составления. Эта простота заключается в том, что весь комплекс компонентов, необходимых для снабжения электричеством потребителей, на ней изображаются несколькими линиями.

Составление однолинейной схемы электроснабжения

Для того, чтобы понять, что такое однолинейная схема электроснабжения помещения, нужно разобраться с тем, что они собой представляют.

Итак, как нарисовать однолинейную схему электроснабжения? Однолинейная схема электроснабжения, пример следующий: схемы делятся исходя из эксплуатационных условий объектов на два вида. Первый вид проектируется, когда есть действующая электрическая установка (то есть помещение было в эксплуатации) и называется – исполнительная однолинейная схема. Второй вид проектируется, когда помещение еще не сдавалось в эксплуатацию (нет рабочей электроустановки), и такой вид называется расчетная однолинейная схема. Поэтому рассмотрим, как нарисовать однолинейную схему электроснабжения на отдельно взятых примерах проектирования исполнительной и расчетной схем.

Проектирование исполнительной схемы

Первым этапом в комплексе всех необходимых работ по проектированию такого типа проектов электроснабжения выступает составление расчетно-вычислительных материалов.

Пример проекта электроснабжения дома

На основе проведения обследования (в большинстве случаев визуального) действующей электрической установки. В расчеты заносятся выявленные недоработки или дефекты, которые возникают во время эксплуатации электрической сети. Учитывая их, меняются характеристики элементов, где были выявлены дефекты и рассчитываются новые, по результатом которых происходит замена тех составных частей, которые мешают нормальному электрическому снабжению помещения.

Но нужно также учесть, что при необходимости общей модернизации электрической сети (к примеру, необходимость перехода от однофазного питания потребителей электрической энергии на трехфазное) вся расчетная часть проектирования исполнительной однолинейной схемы в несколько раз увеличивается. При этом на первый план выдвигается правильность проведения расчетов.

Проектирование расчетной схемы

Однолинейная схема электроснабжения предприятия, пример окоторой показан выше, существенно отличается от исполнительной по следующим причинам. Во-первых, необходимо проектировать именно расчетную однолинейную схему, которая обладает отличительными характеристиками намного более принципиальными, нежели исполнительная. Аргументируется это довольно просто, ведь от правильности проектирования схемы на всех ее этапах зависит не только четкость выполнения последующих работ по электромонтажу электрической сети, но и комфортные, безопасные условия эксплуатаци, пока, возникнет необходимости ее модернизировать.

Обобщив информационную составляющую процесса проектирования однолинейных схем, на примерах составления исполнительной и расчетной, можно с уверенностью сказать, что для обоих примеров основной функциональной задачей, при условии их правильного составления является обеспечение надежной работы электрической сети. А это дает гарантии электрической безопасности как владельца помещения, так и самого здания, и его потребителей электрической энергии в целом.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Проектирование однолинейных схем электроснабжения дома — цена в СПб

Однолинейная схема электроснабжения дома

Подключение любого объекта к электрическим сетям – это сложная и многоэтапная задача, требующая выполнения ряда предварительных работ. Важнейшую роль играет этап проектирования, так как именно на данной этапе определяются технические решения по подключению объекта.

На основании проектной документации, в последующем выполняются строительно-монтажные и пуско-наладочные работы.

Однолинейная схема электроснабжения объекта является упрощенной версией проектной документации.

Сетевая компания, выдающая технические условия абонентам до 15 кВт, требует в рамках реализации подключения объекта, разработать и согласовать в установленном порядке однолинейную схему электроснабжения объекта.

Однолинейная схема электроснабжения дома, земельного участка, нежилого помещения и т.д. также, как и полноценная проектная документация требует детальной проработки.

Выполнять такого рода задачи необходимо специалистам в данной области.

Проектирование однолинейных схем электроснабжения от компании ТКС

Если Вы столкнулись с необходимостью решения данной задачи, специалисты компании ТКС всегда готовы оказать содействие и получить требуемый результат.

Опытные и высококвалифицированные сотрудники компании ТКС выполнят проектирование однолинейной схемы электроснабжения с учетом всех особенностей объекта, пожеланий и предпочтений Заказчика.

Доверяя работы по проектированию компании ТКС, Вы получаете:

• гарантированное качество выполненных работ;
• строгое соблюдение сроков;
• проведение всех необходимых согласований в установленной порядке;
• лояльную политику ценообразования.

Главной особенностью однолинейной схемы является то, что принципиальная схема состоит полностью из одних линий обозначения трехфазных или двухфазных цепей. Что позволяет обеспечить более целесообразное использование технической документации. Другими словами, в один технический проект можно поместить несколько разных чертежей, не связанных друг с другом.

Однолинейная схема электроснабжения выполняется по требованиям ГОСТ 2.702-75.

Однолинейная схема электроснабжения домов и квартир: 2 вида

Что такое однолинейная схема электроснабжения

В принципе название говорит само за себя. Однолинейная схема – это графическое изображение 2-ух или трехфазной сети, которая объединяет все устройства электрической цепи при помощи одной линии,что позволяет достаточно сильно упростить чертежи и планы. При этом все приборы и электрические элементы на схеме имеют определенное обозначение, которое установлено ГОСТом.

Однолинейные схемы бывают нескольких видов:

1. Исполнительная. Данный вид схемы применяется для уже действующего электроснабжения любого помещения.
2. Расчетная. А этот вид схемы составляется при строительстве нового объекта. Когда необходимо учесть все нагрузки на электросеть, и основываясь на полученных показателях, рассчитывается сечение нужного кабеля и проводов, указывается маркировка всех электроустановок и мощность приборов.

Это пара основных видов однолинейных схем, которые при грамотном составлении, становятся удобной инструкцией для быстрого монтажа элементов электрической сети. Следующие виды не так распространены, но упомянуть их следует: структурные, принципиальные, функциональные, монтажные. Начертить однолинейную схему можно как самостоятельно своими руками, так и на компьютере с помощью специальной программы.

Программы для рисования электрических схем

Сегодня электрические схемы на листочках практически никто не рисует. Ведь для этого существует множество платных и бесплатных программ, а также онлайн сервисов. Интернет – сила 21 века.

Можно выделить несколько замечательных бесплатных программ для черчения электросхем в доме и квартире на русском языке:

1. Компас электрик. Программа считается профессиональной. Так как в ней есть собственная база данных и графические обозначения на схемах.
2. 1-2-3 схема. Программа простая и понятная. Разобраться в ней можно с легкостью, а чертить схемы – одно удовольствие.
3. AutoCADElectrician. Крутая программа при этом очень простая. Она идеально подойдет как для начинающих, так и для профессиональных электриков.
4. Эльф. Данная программа – отличный помощник для проектирования схем. Ведь с ее помощью можно не только нарисовать схемы, но и рассчитать сечение кабеля по мощности, а также подобрать автоматические выключатели.
5. MicrosoftVisio. Эта программа замечательно подойдет для домашнего рисования всех схем. К тому же после создания, ее можно тут же распечатать.

Не стоит забывать, что есть и платные программы для составления электросхем. Они прекрасно подойдут для профессионального электрика. Так как в них шикарный интерфейс, есть все функции и электрические обозначения. Например, программа sPlan.

Как правильно сделать однолинейную схему электроснабжения своими руками

Однолинейная схема электроснабжения должна включать в себя три фазы, которые будут питать объект. А так же линии групповых сетей, которые будут отходить от питающих. При составлении электросхемы необходимо помнить, что ее главная задача давать общее представление о конструкции электропроводки помещения и электроэлементов.

Однолинейная схема рисуется просто:

1. Сначала чертится линия, которая будет определять многофазное питание.
2.  А потом рядом с линией ставится цифра с перечеркнутым штрихом. Она соответствует количеству фаз, а штрих – их определению.

Кроме вышеперечисленных элементов в чертеже должны быть изображены все провода и дополнительные детали (например, выключатели, УЗО и т.д.). А чтобы правильно на схеме их обозначить, необходимо изучить ГОСТ.

Обычная однолинейная электросхема дома или квартиры включает в себя: точку, к которой помещение будет подключаться к электросети; вводно – распределительные элементы; точку прибора и его марку; параметры щита; кабель питания; информацию о минимальных и максимальных токах приборов, которые бывают в разных помещениях; расчеты примерных электрических нагрузок. Однолинейную схему электроснабжения рисовать карандашом на листочке нет нужды. Помощь с ее созданием может оказать либо специальная программа, либо онлайн редактор.

Рекомендации: как нарисовать однолинейную схему электроснабжения

Однолинейные схемы бывают двух видов: исполнительные и расчетные. Это зависит от эксплуатационных условий помещения.

Первый вид проектируется при наличие действующих электрических систем.

А второй вид, когда в помещении нет рабочей электроустановки.

В зависимости от вида электросхемы, этапы ее создания будут различны:

1. В исполнительной электросхеме первым шагом построения будет составление расчетно-вычислительных материалов. Визуально обследуется помещение. И после этого в расчеты вносятся все недоработки и дефекты, которые возникли во время пользования электричеством. А также новые детали и их характеристики. Важно помнить, что при необходимости расчетная часть исполнительной однолинейной схемы может быть увеличены в несколько раз. Самое главное, чтобы все расчеты были верными.
2. В расчетной электросхеме необходимо составлять именно расчетную однолинейную схему, в которой есть много отличительных принципиальных характеристик. От такой схемы будут зависеть электромонтажные работы, безопасная эксплуатация электросети.

Если говорить в общих чертах, то для рисования однолинейной схемы необходимо: рассчитать все электрические нагрузки и перенести их на бумагу; подобрать все защитные устройства и также изобразить их на бумаге; подобрать все необходимые кабели и провода, и нарисовать их.

Общее представление о линейной схеме электроснабжения

Схема – это изображение в графике каких – либо элементов конструкции, указанные на чертежах. Очень часто для удобства схемы изображаются в упрощенном виде, например, как однолинейная схема электроснабжения. Электросхема является документом, в котором присутствуют все составляющие электроэлементы.

Линейная схема электропроводки отображается в виде перечеркнутой линии с цифрой 3 или прямой линией, которую перечеркивают 3 косых отрезка.

Линейная схема электроснабжения прекрасно подходит не только для домов и квартир, но и для промышленных объектов.

Линейные схемы могут быть нескольких видов:

1. Исполнительные. Используются в помещениях, в которых уже есть действующая электросеть. Такие схемы нужны для исправления неполадок и дефектов.
2. Структурные. Схемы такого вида являются общей информацией о характере электроустановки и деталях.
3. Функциональные. Такие виды схем нужны для передачи функций элементов, которые получают электричество. Показывают связь между всеми механизмами.
4. Принципиальные. Данный вид электросхем выполняется по мировым стандартам.
5. Монтажные. Для создания проекта электроснабжения такой вид схем очень важен. Они связаны со строительством объекта. Важно знать, что все указанные элементы и размеры должны быть точными и четкими.

Все электросхемы должны соответствовать определенным правилам и нормам. А также содержать всю информацию об оборудовании и его специфических свойствах, отображать общую картину всего электричества и необходимых деталей, показывать общую картину всего объекта. В обязательном порядке должна присутствовать информация об автономном питании.

Что такое однолинейная схема электроснабжения (видео)

В заключении следует отметить, что специальный проект, а именно однолинейную электросхему, сделать самостоятельно нетрудно. Особенно сейчас, в век технологий и интернета. Ведь есть множество «умных» программ, с помощью которых электросхема будет грамотно составлена.

Cоставление и разработка однолинейной схемы электроснабжения в Москве по цене от 2000 руб

Электролаборатория «ЭнергоСервисГарант» разрабатывает однолинейные схемы электроснабжения для жилых, промышленных и административных объектов. В сферу наших услуг входит наладка, испытания, техническое обслуживание электроустановок в Москве и в пределах области.

Расчитать услугу онлайн

У нас квалифицированные сотрудники, профессиональный сервис, разумные цены.

Ознакомиться с ценами на разные виды операций по разработке однолинейных схем можно в таблице, итоговая стоимость будет напрямую зависеть от количества элементов сети и размеров объекта. Мы создадим точную и качественную схему, которая заменит документацию в процессе проектирования, позволит сэкономить активы. Работаем в соответствии с ГОСТом и требованиями Ростехнадзора.

Цена составления однолинейных схем в Москве

Наименование работ	Единица измерения	Цена
Составление однолинейной схемы	шт.	от 2000,00 ₽
Расчитать услугу онлайн	Калькулятор

Заказать услугу

Зачем нужна разработка однолинейных схем?

Составление однолинейной схемы электроснабжения позволяет получить полное представление о составляющих электрооборудования. В этом документе отображаются значения важных показателей, предельные нагрузки. Согласно требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (сокращенно ПТЭЭП), такие схемы должны быть утверждены в электрохозяйстве, поскольку позволяют оперативно выявлять неисправности и место их локализации с целью быстрого отключения автоматов, замены неисправных элементов цепи. В обратном случае ремонтной бригаде и персоналу будет сложнее быстро устранить поломку. Факт отсутствия такой схемы, кроме того, часто фиксируют надзорные органы во время очередной проверки.

Однолинейная схема электроснабжения и её данные

Однолинейная схема представляет собой наглядную схематизацию всех устройств цепи. Название определено тем, что групповые и питающие элементы объединяются в одну линию. Таким образом можно изобразить однофазные и трехфазные сети. Для быстрого выполнения ремонта, удобства пользования, переключения и замены деталей, контроля эксплуатационных свойств, недопущения чрезвычайных ситуаций в схеме, помимо наличия устройств, также указываются:

• Наименование потребителей.
• Номинальные показатели автоматов.
• Точки подключения.
• Сечение проводников и данные питающего кабеля.
• Маркировки щитков.
• Расположение электрошкафов.
• Расчетный ток для электроприемников.
• Потребляемая мощность.
• Фазность.

Однолинейная схема является основанием для монтажа и выполнения пусконаладочных работ.

Виды однолинейных электрических схем

Схемы могут составляться как для уже установленных устройств, так и при проектировании электросети. Ввиду этой особенности различают:

• Исполнительные – схемы, создающиеся для действующих объектов. Предполагают проведение обследования устройств.
• Расчетные – те, что разрабатывают в процессе проектирования новых объектов. Позволяют просчитать количество устройств, предполагаемую нагрузку на сеть, сечение кабелей и проводов, номинальные значения автоматов, коммутационных аппаратов, равномерно распределяя нагрузку между ними.

Для лучшего восприятия все обозначения устройств, аппаратов, коммутационных установок и приборов жестко регламентированы в соответствии с ГОСТом 2.702-2011. Особенность схем заключается в читабельности. Мастер сможет безошибочно определить расположение всех элементов, быстро приступить к работе.

Как мы составляем однолинейные схемы?

У нас вы можете заказать разработку однолинейной схемы электроснабжения. Для достоверности данных наш сотрудник выедет на объект, обследует сеть, а именно:

• Вызвонит групповые и питающие линии.
• Соберет номинальные значения автоматов, рубильников, контакторов, реле, УЗО.
• Рассчитает общий показатель мощности.
• Подберет сечение кабелей и проводов.
• Передаст полученные данные в проектный отдел.

Готовая схема будет спроектирована квалифицированными экспертами в срок, оговоренный индивидуально. Заказать услуги можно на сайте, используя телефон или онлайн-форму.

Однолинейная схема, самое важное — АВБ Электрика. Профессионально

---

В данной статье мы рассмотрим сведения, которые можно получить из однолинейной схемы; иначе говоря однолинейной электрической схемы, или однолинейной схемы электроснабжения.

Однолинейная схема, является одним из самых важных документов в проекте электроснабжения или исполнительной документации на выполненные электромонтажные работы. Обычно на один электрический щит составляется одна однолинейная схема. Логически однолинейная схема представляет собой древовидную структуру, в верхней части которой находится один или несколько питающих кабелей, а в нижней части электроприемники, так называемые «отходящие линии». Слева находятся условные строки таблицы, а в нижней части столбцы для каждого потребителя.

Как мы видим, на рисунке, в центральной части схемы расположены аппараты защиты и управления, к которым относятся автоматические выключатели, контакторы, реле, выключатели дифференциального тока или рубильники. Каждый параметр на схеме записывается на высоте подходящей для этого строки из таблицы расположенной слева.

В строках таблицы слева приводятся обозначения следующих параметров:

Рассматривая схему мы видим, что для каждого электропотребителя выделен свой автоматический выключатель, название электропотребителя находится в нижней части таблицы. Потребителем на однолинейной схеме может являться отдельный электроприбор — например двигатель, вентилятор, насос или бойлер. В других случаях это может быть группа электропотребителей, например несколько розеток в помещении или освещение в нескольких команатах. Также электропотребителем может быть другой электрический щит, например этажный щит освещения, подключенный к ГРЩ.

Самая важная информация которую вы можете получить из хорошо сделанной однолинейной схемы:

Для каждого электропотребителя можно видеть количество фаз, номинальную мощность, расчетный ток. Также в однолинейной схеме можно видеть тип, марку и характеристику автоматических выключателей, способ прокладки кабельных линий, их длину. Для вводного кабеля в схеме указывают также потерю напряжения и электроэнергии.

Следует понимать, что любая проектная документация обладает некоторым качеством, которое понимают профессионалы, имеющие опыт работы с проектами электроснабжения. Однолинейная схема отражает понимание проектировщиком стоящих перед ним задач, в ней отражается насколько правильно подобраны сечения кабелей, номиналы автоматов, мощности нагрузок. Глядя на проект опытный монтажник может понять на каких кабельных линиях может быть перегрузка, а где заложено избыточное сечение кабеля и можно сэкономить деньги заказчика.

Составление грамотной однолинейной схемы и согласование её в Ленэнерго, ПСК или экспертизе входит в наши компетенции. Практически на всех наших объектах были подготовлены или откорректированы схемы электроснабжения, проведена экспертиза или проведено согласование с технадзором. Профессионалы как правило легко увидят — проходил проект экспертизу или нет, рассматривая только однолинейную схему.

Подводя итог, отмечу, что однолинейная схема содержит максимальное соотношение полезной информации об электроустановке на единицу площади и обязательно должна быть у собственника помещения и эксплуатирующей организации.

Подробную консультацию по однолинейной схеме Вы можете получить по телефону.

Мы предлагаем Вам — качественный электромонтаж, проектирование и обслуживание объектов по адекватным ценам и всегда высоком качестве. Звоните и мы решим все Ваши задачи по электрике!

Вызвать инженера электрика

Заказать однолинейную схему

Главная > Статьи

Линейные источники питания

— Основы схемотехники

Линейный источник питания — это блок питания (БП), не содержащий никаких коммутационных или цифровых компонентов. Он обладает некоторыми выдающимися характеристиками по сравнению с импульсными блоками питания, такими как очень низкий уровень шума и пульсаций, невосприимчивость к сетевым помехам, простота, надежность, простота конструкции и ремонта. Они также могут генерировать очень высокие напряжения (тысячи вольт) и очень низкие напряжения (менее 1 В). Они могут легко генерировать несколько выходных напряжений.С другой стороны, они большие по размеру, тяжелые и требуют большего теплоотвода. Линейные источники питания существуют уже несколько десятилетий, задолго до появления полупроводников.

Линейные блоки питания

могут быть фиксированы, например, как источник питания 5 В, который может потребоваться для логической схемы, или несколько фиксированных источников питания, необходимых для ПК (+5, +12 или -12 В). На настольном лабораторном блоке питания вы можете использовать переменный блок питания. В дополнение к одиночным источникам вы также можете получить двойные источники питания, скажем, для схем операционного усилителя ± 15 В, и даже источники двойного слежения, которые синхронизированы по напряжению друг с другом в источниках питания, дрейф которых не является незначительным.

Некоторые примеры:

• Логические и микропроцессорные схемы + 5 В
• Светодиодное освещение + 12 В, общая электроника
• Схемы операционного усилителя ± 15 В
• Стендовое испытательное питание 0–30 В
• Зарядное устройство + 14,5 В

В этой статье мы рассмотрим отдельные компоненты блока питания, затем создайте небольшой источник питания 12 В с нуля и регулируемый двойной источник питания 1–30 В.

Разбор линейного блока питания

• Секция ввода сети содержит соединения с сетью, обычно выключатель, предохранитель и своего рода контрольную лампу.Используйте хорошее заземление и изолируйте все силовые части внутренней проводки изоляцией для защиты от случайного контакта.

• Трансформатор выбирается в зависимости от требуемого выходного напряжения и эффективно изолирует все другие цепи сети от быть ссылки. Трансформатор может иметь несколько отводов первичной обмотки для обеспечения различных входных напряжений сети и несколько отводов вторичной обмотки, соответствующих требуемому выходному напряжению. Кроме того, между отводом первичной и вторичной обмоток имеется экран из медной фольги, который помогает уменьшить емкостную связь с высокочастотным сетевым шумом.

• Выпрямитель может быть таким же простым, как одинарный диод (не подходит), двухполупериодный мост с центральным отводом или двухполупериодный мост. Следует указать используемые диоды (выпрямители). Они дешевые и маленькие, и в них используются более крупные, чем предполагалось. По моему опыту ремонта многих неисправных блоков питания, проблемы обычно вызваны выходом из строя диода либо из-за слишком большого тока, либо из-за скачков напряжения в сети. Учитывая это, выберите диод с высоким PIV (пиковое обратное напряжение). Когда вы устанавливаете диоды, держите выводы на длинной стороне, так как именно здесь рассеивается большая часть их тепла.В высоковольтных источниках питания часто встречаются небольшие конденсаторы, подключенные параллельно диодам, чтобы помочь им быстрее восстанавливаться.

• Конденсатор является очень трудолюбивым компонентом и должен заряжаться до пика вторичного напряжения (Vsec * 1,414), а затем быстро разряжаться в нагрузку. Конденсаторы из алюминиевой фольги представляют собой рулон туалетной бумаги и алюминия, заполненный маслом, и они имеют репутацию высыхающих и, как следствие, потери емкости. Если возможно, разместите их подальше от источников тепла в вашей планировке.Танталовые конденсаторы имеют гораздо более низкое последовательное сопротивление (эквивалентное последовательное сопротивление), поэтому лучше справляются с пульсациями. Вы можете использовать их в цепи регулятора. При разводке старайтесь свести все заземления в одну точку. Конденсатор — хорошее место для использования. На приведенном ниже рисунке показан резистор, который является отличной технологией для удаления воздуха из этого колпачка при выключенном блоке питания. Регулятор также должен иметь небольшой выходной ток, когда он не находится под нагрузкой; 1к будет достаточно.

На рисунке ниже зеленая кривая представляет собой то, как форма волны выглядела бы без конденсатора, а красная форма волны — это «пополнение» конденсатора на каждом полупериоде, а затем разряд из-за тока нагрузки.Результирующая форма волны — это пульсирующее напряжение.

• Регулятор бывает разных типов: последовательный, шунтирующий, простой и сложный. Будет отдельная статья о регуляторах, но в этом руководстве мы сосредоточимся на разработке двух простых регуляторов на основе IC с фиксированным регулятором 7812 и регулируемым регулятором LM317.

Проектирование линейного источника питания

Разработка блока питания похожа на чтение на иврите: вы начинаете с конца и продвигаетесь к началу.Ключевой спецификацией является напряжение на выходе, которое мы хотим получить, и сколько тока мы можем извлечь из него, не снижая напряжения. Для этого проекта давайте нацелимся на 12 В при 1 А и 3 В на регуляторе. У любого регулятора должна быть определенная необходимая разница между входным и выходным напряжениями для правильной работы. Если не указано иное, предположите, что это минимум 3 В. Некоторые из используемых здесь регуляторов рассчитаны только на 2 В.

Если на выходе нужно 12В, то на конденсаторе нужно 12 + 3 = 15В.Теперь, когда этот конденсатор заряжается и разряжается, в нем должна присутствовать переменная составляющая, и это пульсирующее напряжение (V _{пульсации} ). Чем больше ток, потребляемый конденсатором, тем хуже пульсации, и это тоже нужно указать. Если выбрать 10%, то есть 1,2 В, ограничение рассчитывается следующим образом:

, где f — 50 или 60 в зависимости от частоты вашей сети. Следовательно, нам нужно:

Это возвращает нас к диодам. Поскольку диоды обеспечивают не только ток нагрузки, но и ток заряда конденсатора, они будут использовать больший ток.

В двухполупериодном мосту ток 1,8 * I _{нагрузка} . В центрально-резьбовом 1,2 * I _{нагрузка} . Учитывая это, мы должны использовать диоды не менее 2 А.

Это возвращает нас к вторичной обмотке трансформатора и ее удельному напряжению. В любой надежной системе мы должны учитывать допуски. Если мы будем следовать только минимальным требованиям к конструкции, вход регулятора может упасть ниже уровня выпадения напряжения, что в значительной степени повлияет на сеть. В коммерческих проектах обычно указывается ± 10%, поэтому, если у нас напряжение 230 В, это означает, что оно может упасть до 207 В.

Таким образом, необходимое напряжение на вторичной обмотке будет следующим:

, где 0,92 — КПД трансформатора, а 0,707 — 1 / √2

V _reg — падение напряжения регулятора, V _rect — падение напряжения на 2 диодах, которое составляет 2 * 0,7 для цепи центрального отвода и 4 * 0,7 для полного моста. V _{пульсации} было указано как 10% от 12 В или 1,2 В, поэтому

В _сек = 15,03 В

Это означает, что готового трансформатора на 15 В должно хватить.Иногда вам не удается найти подходящий трансформатор, и вам нужно выбрать другой с более высоким напряжением. Обратной стороной этого является то, что на регуляторе будет более высокое напряжение, и, как следствие, большая мощность рассеивается в его радиаторе.

Последнее, что нужно сейчас указать, — это размер трансформатора в ВА. Это простая и распространенная ошибка — думать, что ВА будет В _сек * I _{нагрузка} , т.е. 15 * 1 = 15 ВА. Но мы не должны забывать, что трансформатор также заряжает конденсатор, поэтому, в зависимости от конфигурации, 1.2 или 1,8 * I _{нагрузка} означает большую разницу, т.е. 1,8 * 1 * 15 = 27ВА.

На этом мы завершаем дизайн. А как насчет предохранителя? Это целая наука, но для этого простого блока питания я бы оценил его в 2 раза больше первичного входного тока. Таким образом, в данном случае ВА равно 27, а напряжение сети — 230 В, а I = 2 * 27/230 = 250 мА.

Теперь мы можем добавить к регулятору последние несколько компонентов:

Для C1 мы разработали 4200 мкФ. Но поскольку регулятор удалит большую часть пульсации, она может быть меньше или вдвое меньше той, что составляет 2200 мкФ.Назначение C2 и C3 — обеспечение стабильности и помехоустойчивости регулятора. National Linear обычно составляет C2 10 мкФ и C1 1 мкФ. В идеале это должны быть танталовые типы, но если вы вынуждены использовать алюминий, вам следует удвоить ценность.

D3 часто пренебрегают, но он важен. Если произойдет короткое замыкание на входе регулятора, любая накопленная емкость в нагрузке Vcc, включая C3, разрядится на заднюю часть регулятора и, возможно, погаснет его. Но D3 обходит это стороной.

Теперь давайте заменим фиксированный регулятор на регулируемый на основе популярного и простого в использовании LM317 и добавим дополнительную отрицательную версию LM337, чтобы сформировать двойной регулируемый блок питания.Обратите внимание, что мы использовали трансформатор с центральным отводом, а также полный мостовой выпрямитель. Следующие примечания в равной степени относятся к отрицательной половине блока питания. Единственное, что осталось разработать, — это R6 и R7.

Если вы сделаете R6 = 220, то для любого напряжения между V _max и V _min , R7 = (176 * V _out ) — 220. Итак, если вы хотите 9 В, R7 будет 176 * 9 — 220 = 1к4. Вы можете использовать двойной горшок от 5 до 10k (линейный) для одновременной регулировки обеих сторон. Трансформатор с вторичной обмоткой 25/0/25 подойдет.C8 и C9 обеспечивают помехоустойчивость и могут составлять 10 мкФ. C10 и C11 — 1 мкФ, а C4 и C7 — 1000 мкФ. Минимальное выходное напряжение составляет около 1,25 В.

Некоторые примеры небольших линейных блоков питания своими руками

Конструкция источника питания

: импульсный и линейный

Источники питания постоянного тока

доступны как в импульсном (также называемом импульсным), так и в линейном исполнении. Хотя оба типа обеспечивают питание постоянного тока, методы, используемые для получения этой мощности, различаются. В зависимости от области применения каждый тип источника питания имеет преимущества перед другим.Давайте посмотрим на различия между этими двумя технологиями, а также на соответствующие преимущества и недостатки каждой конструкции.

Импульсный источник питания преобразует мощность сети переменного тока непосредственно в напряжение постоянного тока без трансформатора, и это исходное напряжение постоянного тока затем преобразуется в сигнал переменного тока более высокой частоты, который используется в схеме регулятора для получения желаемого напряжения и тока. . В результате получается гораздо более компактный и легкий трансформатор для повышения или понижения напряжения, чем то, что было бы необходимо при частоте сети переменного тока 60 Гц.Эти меньшие трансформаторы также значительно более эффективны, чем трансформаторы на 60 Гц, поэтому коэффициент преобразования мощности выше.

Линейный источник питания подает напряжение сети переменного тока на силовой трансформатор для повышения или понижения напряжения перед подачей на схему регулятора. Поскольку размер трансформатора косвенно пропорционален рабочей частоте, это приводит к более мощному и тяжелому источнику питания.

У каждого типа работы блока питания есть свои достоинства и недостатки.Импульсный источник питания на 80% меньше и легче соответствующего линейного источника питания, но он генерирует высокочастотный шум, который может мешать работе чувствительного электронного оборудования. В отличие от линейных источников питания, импульсные источники питания способны выдерживать небольшие потери переменного тока в диапазоне 10-20 мс, не влияя на выходы.

Линейный источник питания требует более крупных полупроводниковых устройств для регулирования выходного напряжения и, следовательно, выделяет больше тепла, что приводит к снижению энергоэффективности.Линейный источник питания обычно работает с КПД около 60% для выходов 24 В, тогда как импульсный источник питания работает с 80% или более. Линейные источники питания имеют время отклика до 100 раз быстрее, чем их аналоги, работающие в режиме переключения, что важно в некоторых специализированных областях.

В общем, импульсный источник питания лучше всего подходит для портативного оборудования, поскольку он легче и компактнее. Поскольку электрический шум ниже и его легче сдерживать, линейный источник питания лучше подходит для питания чувствительных аналоговых цепей.

Импульсные источники питания

Начиная с 27,95 $

Компактный, легкий и эффективный. Купить сейчас>

Линейные источники питания

Начиная с 49,00 $

Низкая пульсация и шум, высокая надежность. Купить сейчас>

Линейный источник питания — журнал DIYODE

Почти с тех пор, как было электричество, были линейные источники питания.

Существует два основных класса источников питания: «линейные», которые можно отнести к «аналоговым», и «импульсные», которые можно отнести к «цифровой» технологии.Из двух источников линейные блоки питания предлагают новичкам самый простой путь для проектирования и производства дома.

CAVEAT: В Австралии человек не может законно работать с напряжением выше 50 В переменного тока без лицензии. DIYODE не намерен рекомендовать вам нарушать какие-либо законы и не будет нести ответственности, если вы решите это сделать. Любая ошибка, допущенная любым человеком, работающим с оборудованием со смертельным напряжением, может привести к его собственной смерти или смерти другого человека.

Для домашнего экспериментатора есть множество вариантов, таких как блоки розеток, коммерческие блоки трансформаторов и даже комплектные блоки питания.Другой вариант — построить свою собственную схему и проверить ее у лицензированного электрика или техника. Имейте в виду: когда дело касается электробезопасности, для новичков есть множество ловушек.

Каждые ac-DC линейный источник питания [1] принимает вход переменного тока и обеспечивает выход постоянного тока посредством следующего процесса преобразования:

• Питание от источника переменного тока, например розетки на 240 В переменного тока
• Защита от поражения электрическим током при помощи подходящего корпуса, заземления или изоляции
• Изоляция от источника питания переключателем подходящего номинала
• Защита от перегрузки предохранителем соответствующего номинала
• Защита от перегрева с помощью плавкого предохранителя, встроенного в трансформатор
• Преобразование напряжения обычно трансформатором
• Выпрямление диодным или диодным мостом
• Фильтрация по емкости или индуктивности

Источники питания также могут иметь:

• Регулирование постоянного или переменного напряжения или тока
• Защита от перенапряжения, перегрузки по току или перегрузки по мощности

1

Другие блоки питания специального назначения могут иметь еще больше ступеней для выполнения определенных задач.Например, источники питания с двумя шинами часто используются для аудио- и коммуникационных цепей, а также в схемах контрольно-измерительных приборов и операционных усилителей.

Мы намерены рассмотреть эти перечисленные разделы один за другим. Однако полное лечение займет не один раз, поэтому, пожалуйста, оставайтесь с нами.

Исторически качество формы волны переменного тока рассчитывалось как так называемый «форм-фактор», который представлял собой значение RMS , деленное на среднее значение, которое для чистой синусоидальной волны равно 0.707 / 0,637 = 1,11. Однако более современной мерой является полное гармоническое искажение (THD). THD — это значение гармоник или энергии более высоких частот, чем 50 Гц, вызванных электронными нагрузками и импульсными источниками питания, даже от диммеров.

В Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке и Великобритании напряжение питания составляло 240 В переменного тока, но в последнее время был сделан шаг в сторону 230 В переменного тока, а в конечном итоге — 220 В переменного тока, чтобы согласовать нас с наиболее распространенным напряжением источника питания в мире. Другой стандарт — это частота 50 Гц, которая является наиболее распространенным стандартом для источников питания, используемым во всем мире, хотя 60 Гц является наиболее часто используемым стандартом в мире США.

Менее известно, что синусоидальная волна является стандартной формой волны, и все эти и многие другие стандарты должны поддерживаться органами снабжения в пределах допусков, установленных Австралийской ассоциацией стандартов Новой Зеландии и другими мировыми стандартами. [2] .

2

Это первая проблема с нашим блоком питания. Если 240 В переменного тока преобразовать в постоянный ток, какое у него будет напряжение? 240 В — это то, что называется среднеквадратичным значением, что, проще говоря, означает, что 240 В переменного тока выполняет ту же работу, что и 240 В постоянного тока, но вам необходимо измерить его с помощью вольтметра «с калибровкой среднеквадратичного значения» или «истинного среднеквадратичного значения».Фактически, если переменное напряжение измеряется на осциллографе, берется значение, известное как «от пика до пика», которое может вас удивить и составить почти 680 В (пик-пик) . Это напряжение от положительного пика до отрицательного пика, поэтому следующим более удобным показателем будет пиковое напряжение 340 В; над или под землей.

Очевидно, что обращение с 240 В переменного тока должно быть доведено до сведения тех, кто обучен этому, как можно безопаснее!

Настенная розетка, которую электрики называют «розеткой общего назначения» или «GPO», обеспечивает 10 А по конструкции, но поскольку несколько подключены к одной цепи, может протекать более 10 А, прежде чем сработает какая-либо защита.Любой прибор, подключенный к розетке на 10 А, при проектировании и производстве должен быть ограничен до 10 А. Таким образом, все промышленные устройства должны проходить «испытания на соответствие», чтобы убедиться, что они соответствуют австралийским / новозеландским стандартам.

К сожалению, импортные электротовары, особенно импортируемые напрямую, могут не соответствовать. Лицо, ввозящее эти предметы, рискует «потерпеть неудачу, возгорание или поражение электрическим током». В некоторых случаях любители меняли вилку на вилку в австралийском стиле, но обнаруживали, что прибор рассчитан на 110 В / 60 Гц.

Устройства

, предназначенные для зарубежных источников питания, НЕ соответствуют австралийским правилам проектирования, хотя некоторые из них будут работать приемлемо. Импортеры, такие как Altronics и Jaycar, тратят много денег каждый год на тестирование, чтобы убедиться, что их электрические приборы действительно соответствуют требованиям, и имеют маркировку с номером соответствия для каждого из своих продуктов. Вы найдете эту информацию на табличке соответствия на любом продукте, который предназначен для подключения к Австралийскому GPO [3] .

3

Чтобы средний человек не соприкасался со смертельным напряжением, провода имеют двойную изоляцию в жесткой оболочке из ПВХ и прикреплены к литой вилке PVC , которая предназначена для предотвращения случайного контакта с любыми контактами под напряжением.Он также входит в изолированный или заземленный корпус источника питания через правильно установленное и подходящее отверстие втулки.

Провода подключаются к специально разработанным разъемам, обеспечивающим защиту от случайного выдергивания. К этому следует добавить спецификации для заземления корпуса и проверки на эффективное заземление.

К самому корпусу предъявляется множество требований, в том числе, как соединяются детали, как и где размещаются винты корпуса, как избежать контакта с токоведущими частями и даже насколько большим может быть отверстие, прежде чем появится возможность контакта.Пластиковые корпуса должны быть огнестойкими, ударопрочными, термостойкими и конструктивно прочными (т. Е. Не просто жестяная или пластиковая коробка!).

Любители неосознанно игнорируют или обходят многие меры безопасности, требуемые стандартами. К сожалению, в 1930-х годах австралийский ученый Джон Мойл получил удар током во время экспериментов с телевидением. Этот гениальный человек случайно вошел в контакт с источником питания своего самодельного вентильного телевизора, и он был потерян для науки из-за трагического проявления уверенности в себе.

Каждое электрическое устройство должно иметь выключатель для отключения устройства от источника питания, вместо того, чтобы выдергивать шнур из стены! Многие любители забывают, что переключатель должен быть рассчитан на напряжение и ток, которые будет использовать устройство (см. Рисунок 4). Для чего-либо, подключенного к розетке в Австралии или Новой Зеландии, она должна быть рассчитана на 250 В переменного тока, минимум 10 А. Сколько раз вы видели автомобильный переключатель на проигрывателе DVD ? Надеюсь, никогда! Тем не менее, некоторые любители склонны использовать любой «переключатель», который все еще работает.

Для любого устройства, созданного любителем, я серьезно рекомендую, чтобы переключатель также был двухполюсным, переключая как активный, так и нейтральный провод. Если вы не знаете, что означают эти термины, и думаете положительно и отрицательно, или о красных и черных проводах, вам не следует подвергать себя риску!

Малоизвестный факт заключается в том, что предохранитель в оборудовании предназначен для защиты проводки, а не для человека, использующего его. Все, что подключено к розетке, может потреблять ток свыше 10 А, а возможно, и до 20 А, прежде чем сработает предохранитель.Вы или жизненно важные части вашего тела будете взорвать что-то чуть более 30 мА. Поэтому любое устройство, потребляющее менее 10 А, обычно имеет собственный предохранитель. DVD-плееры могут использовать предохранитель от 2А до 5А, а возможно и меньше. Предохранитель предназначен для предотвращения возгорания оборудования.

Мой собственный рабочий стол для электроники защищен предохранительным выключателем на 30 мА, а также собственным автоматическим выключателем на 10 А — и я доверяю себе большую часть времени! Честно говоря, все мы совершаем ошибки, и если вам не повезет, это вполне может быть вашей последней ошибкой!

Есть много идей о том, что на самом деле делает заземляющий провод или заземляющий контакт / гнездо в GPO.Блок питания, который мы используем в Австралии и в большинстве стран мира, имеет три фазы, что означает, что есть три комплекта блоков питания 240 В переменного тока, и каждый из них имеет общее соединение, называемое нейтралью. Напряжение между каждой парой этих трех источников питания составляет 415 В переменного тока по причинам, которые в основном связаны с математикой, поэтому, пожалуйста, просто поверьте мне. Чтобы снизить риск того, что человек окажется между фазами и справится с 415 Vac ‘ZAP!’ нейтраль соединена с реальной землей или землей, да, с землей, на которой вы стоите.В результате теоретически вы никогда не должны подвергаться воздействию более 240 В переменного тока.

Относительно недавно трансформаторы и катушки должны иметь плавкий предохранитель, встроенный в обмотку катушки или в непосредственном контакте с обмотками. Часто тепловой предохранитель рассчитан на 133 ° C (номер детали Jaycar ST3804 — см. Рисунок 6) и 10A, но также используются другие значения. Тепловой рейтинг может быть даже ниже, если изоляция сделана из пластика. Когда катушка выходит из строя, она часто начинает плавить внутреннюю изоляцию на проводе катушки и может вызвать пожар, если ее не отключить.Современные стандарты безопасности признают это и поэтому требуют наличия теплового предохранителя.

Эта статья относится к линейным источникам питания, но преобразование напряжения также может осуществляться импульсными источниками питания (SMPS) (мы рассмотрим SMPS в другой раз). В линейных источниках питания обычно используется трансформатор, хотя емкостные или индуктивные источники питания иногда используются при очень малых токах.

В 1831 году Майклу Фарадею удалось доказать концепцию, которая теперь известна как взаимная индукция. В то время он был студентом университета, но, судя по обычным причинам, ему было трудно найти место наставника в своем университете.Перед ним стояла задача доказать, влияет ли электрический ток в одном проводе на другой проводник. Фарадей сделал катушку из проволоки из мягкого железа, так как железо уже доказало, что увеличивает силу магнитного поля. Затем он намотал катушку из изолированного медного провода с одной стороны того, что мы теперь называем магнитным сердечником, и сделал вторую катушку с другой стороны сердечника, убедившись, что между ними не может быть никакой связи. Подача напряжения на одну катушку вызвала отклонение стрелки гальванометра, подключенного ко второй катушке.Снятие напряжения вызвало второе отклонение в другом направлении. Фарадей продемонстрировал свое устройство колледжу и получил место в университете.

Примечание. Помните, что для законных работ с электрическими цепями с напряжением выше 50 В переменного тока вам потребуется электрическая лицензия. При этом существует множество вариантов создания собственного источника питания с использованием имеющегося в продаже и, надеюсь, одобренного трансформатора, работающего только на стороне низкого напряжения трансформатора.

Небольшой источник питания может быть предоставлен с помощью небольшого блока розеток переменного тока, при этом все лицензионное оборудование хранится внутри самого блока розеток.Если блок розеток слишком мал, во многих местах продаются блоки питания для садового освещения и тому подобное. Автономные, переключаемые и защищенные трансформаторы освещения на 12 В или 24 В переменного тока, предназначенные для садового освещения и других целей на открытом воздухе, насосы для бассейнов и т.п. — все это хорошие способы получить все лицензионные материалы в одной коробке.

Третий вариант — это сделать DIY коробкой и трансформатором, проводкой, переключателем, тепловыми и токовыми предохранителями, кабелем питания и т. П., Все в соответствии со стандартами Австралии / Новой Зеландии, а также проверить и испытать их у лицензированного электрика.Вы, вероятно, найдете хотя бы одну проблему среди этого множества — если только ваш друг не электрик, — но лучше быть уверенным, что ваш источник питания безопасен.

Преобразователь обеспечит переменное напряжение в соответствии с потребностями вашей нагрузки. Мы покажем вам, как рассчитать значения в следующем разделе теории.

Первый вариант — это одна обмотка, обеспечивающая две клеммы с подачей переменного напряжения на них и ограниченным током, поступающим от них. Второй вариант — для выхода трансформатора с центральным ответвлением, который на самом деле представляет собой всего лишь одну обмотку с соединением, называемым ответвлением, в центре; или две отдельные обмотки, соединенные последовательно, так что два внешних вывода имеют одинаковое напряжение при противоположных полярностях, по обе стороны от центрального общего, который обычно заземлен.

Обычно трансформатор снабжен двумя одинаковыми обмотками. Например, две обмотки 12 В 1 А позволяют пользователю выбрать два источника питания 12 В, каждый с 1 А, один источник 12 В с доступным током 2 А, подключив обмотки параллельно, или 24 В 1 А, подключив обмотки последовательно.

Опасность здесь в неправильном соединении обмоток. Последовательное соединение менее драматично, поскольку подключение одной обмотки с обратной полярностью к другой нейтрализует напряжение на клеммах (т.е., 12В + (-12В) = 0В)! Однако более серьезной ошибкой является соединение двух обмоток параллельно с одной с обратной полярностью. При правильной полярности вы получаете удвоенный ток, но при обратной полярности они фактически замкнуты последовательно, и обмотка может сгореть, прежде чем вы поймете, что сделали.

Никогда не подключайте два трансформатора к одному источнику питания, пытаясь удвоить напряжение или ток. Хотя это обычная практика в энергетике, ребята, которые этим занимаются, точно знают, в чем опасность.Было слишком много смертей от электрического тока по вине любителей и даже электриков, которые поступали неправильно!

EMF

Трансформаторы

работают из-за передачи энергии, которая происходит в каждом проводнике, но на низких частотах, то есть 50 Гц, этого достаточно, чтобы быть полезным только тогда, когда проводники намотаны в катушку.

Ток — это массовое движение электронов в определенном направлении. Это движение, вызванное электрическим полем, выравнивает магнитные поля электронов, поэтому объемная миграция, которую мы называем током, имеет гораздо большее магнитное поле, чем у отдельных электронов.Само по себе магнитное поле мало что делает, но когда поле проходит через другой проводник, электроны в этом проводнике вынуждены двигаться, и в замкнутой цепи течет ток. Все генераторы и генераторы переменного тока работают по тому же принципу, что и многие другие устройства.

Сила, которая перемещает электроны, называется электродвижущей силой, ЭДС. Магнетизм — лишь одно из шести распространенных способов вызвать в устройстве напряжение или ток.

Когда ток изменяется, например, когда электричество впервые подключается к катушке, расширяющееся магнитное поле отсекает другие витки того же проводника, но генерируемое напряжение противоположно по полярности напряжению, которое вызывает начальный ток.На другой день есть целая другая статья о законе Ленца.

В катушке постоянного тока Закон Ленца означает, что ток может увеличиваться только медленно, поскольку его собственное увеличение противодействует самому себе. Более интересный эффект возникает при снятии напряжения. Коллапсирующее поле продолжает генерировать это обратное напряжение, но энергия сбрасывается намного быстрее, генерируя гораздо более высокое напряжение, поэтому реле могут убить электронику, если не защищены.

В цепях переменного тока эффект состоит в том, что пики переменного тока появляются после пиков переменного напряжения, и это также открывает совершенно другую тему о том, как индукторы работают на переменном токе или даже на частотах RF .

В простом трансформаторе две обмотки находятся на общем магнитопроводе. Одна обмотка, называемая «первичной», подключается через соответствующий предохранитель и переключается на источник переменного тока. Теоретически напряжение и ток будут сдвинуты по фазе на 90 градусов, то есть синусоида тока будет через четверть цикла после напряжения.

Одна или несколько вторичных обмоток на одном магнитном сердечнике также генерируют ЭДС, вызывающую протекание тока, если вторичная обмотка является частью другой цепи.Таким образом, магнитное поле проходит через все обмотки, разделяя одно и то же магнитное поле, в особом состоянии, известном как взаимная индуктивность.

Вторичная ЭДС или напряжение пропорциональны количеству витков каждой обмотки. Напряжение, генерируемое во вторичной обмотке, пропорционально первичному напряжению, VP и коэффициенту поворота TP / TS.

например если у определенного трансформатора 1000 витков на первичной обмотке и только 50 витков на вторичной обмотке, выходное напряжение будет составлять 50/1000 от первичного напряжения.Трансформатор на 240/12 В будет иметь соотношение витков 240: 12 или 20: 1, но фактическое число витков может быть 1000: 50.

К сожалению, подсчитать необходимое количество оборотов непросто. Количество витков зависит от напряжения, тока, частоты и веса железа в сердечнике.

ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПОЛОВИНЫ

Из-за изменения направления синусоидальной волны (т. Е. Полярности) каждые полупериод и постоянного тока, требующего единственной полярности, одним из вариантов является использование одного диода для остановки отрицательного тока. [4] .

4

Это дает выходную полуволну 0,45 x V _RMS (согласно расчетам). Обратите внимание, что это игнорирует падение напряжения на диоде, поэтому на выходе схемы полуволнового выпрямителя на самом деле Vo = 0,45 x В _RMS — 0,6 В; не очень хорошо, за исключением простых схем с низким энергопотреблением, на которые не влияют большие пульсации напряжения. Напряжение на диоде при обратном смещении является пиковым значением среднеквадратичного напряжения, поэтому: √2 x V _RMS или 1.414 x V _RMS .

ПОЛНЫЙ ВОЛНОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ-МОСТ

Чтобы увеличить выходное напряжение и уменьшить пульсации напряжения, синусоидальную волну можно «выпрямить полнополупериодной» из однофазного выхода с помощью мостового выпрямителя. Во время первой полуволны ток питания протекает через диоды с нечетными номерами, D1 и D3 [5] .

5

Во время отрицательной полуволны ток протекает через диоды с четными номерами, D2 и D4 [5] . В результате ток всегда течет через нагрузку в одном направлении, поэтому напряжение на нагрузке всегда имеет одинаковую полярность.

Преимущество мостового выпрямителя — удвоенная мощность, увеличивающаяся до 0,9 x V _RMS . Недостатком является использование четырех диодов и два падения напряжения на диодах в каждом полупериоде, поэтому выходной сигнал становится: Vo = 0,9 x В _RMS . — 2 х 0,6 В.

Примечание: по мере увеличения тока значение 0,6 В может увеличиваться до более 1 В на диод.

ПОЛНАЯ ВОЛНА — ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОТВОДИТЕЛЬ

Другой вариант — использовать трансформатор с центральным ответвлением, дающий центральную общую и две обмотки с противоположной полярностью, так что каждая обмотка может обеспечивать полуволну через один диод, что требует всего двух диодов [6] .

6

Недостатками являются необходимость использования специального трансформатора с обмоткой с центральным отводом и диодами с более высоким номинальным обратным напряжением. Когда одна обмотка проходит через один диод, пиковое напряжение обеих обмоток ненадолго появляется на другом диоде; поэтому пиковое обратное напряжение (PIV) диодов должно быть вдвое больше, чем требуется для мостовой схемы [7] .

7

Выпрямленная синусоида имеет импульсы напряжения и, следовательно, выдает импульсы тока, потому что она все еще состоит из полуволн.Промежуток между импульсами должен обеспечиваться за счет энергии, которая хранится либо в индукторах, либо в конденсаторах.

Катушки индуктивности

лучше работают при низком напряжении и большом токе, который протекает непрерывно, но конденсаторы лучше всего работают при высоком напряжении и низком токе. На самом деле, конденсаторы вообще не возражают, если у них нет нагрузки.

Большинство схем фильтров, создаваемых производителями, имеют емкостные фильтры, также называемые «сглаживающими конденсаторами».

В идеальном источнике постоянного тока конденсатор должен обеспечивать полный ток нагрузки в течение всего периода каждого полупериода и при этом находить время для перезарядки в каждом полупериоде.Это не только невозможно, но и потребует бесконечной емкости. Следовательно, всегда будет некоторое пульсирующее напряжение, а размер емкости обратно пропорционален этому пульсирующему напряжению [8] .

8

Не говоря уже о конденсаторах, накопление в конденсаторе называется «зарядом» и обозначается символом «Q» для обозначения количества заряда. Q можно рассчитать двумя способами:

Q = CV, емкость конденсатора, умноженная на напряжение, до которого он заряжен;

или Q = IT, ток, протекающий через конденсатор, умноженный на время его протекания.

Сложите их вместе, и вы получите: Q = CV = IT.

Игнорирование Q и транспонирование для C, C = IT / V.

Самая важная часть сейчас — понять, какие значения использовать:

I = ток нагрузки в амперах.

T = период протекания тока.

При частоте = 50 Гц период одного полупериода = 10 мс

В = пульсации напряжения, изменение напряжения конденсатора.

C = емкость в Фарадах (Примечание: НЕ в микрофарадах)

Например:

Для двухполупериодной выпрямленной цепи с питанием 1 А при пульсации 1 В:

С = 1 х 0.01/1 = 10,000 мкФ

Примечание: это все еще выдумка или эмпирическое правило, но скорее приблизительное, чем предположительное (вы уже догадались, дружище!).

Период разряда конденсатора будет меньше полуволны, так как конденсатору требуется время для перезарядки. В это время ток нагрузки снимается с трансформатора, но также и ток заряда конденсатора. Поскольку конденсатор заряжается при токе разряда, в несколько раз превышающем ток разряда, следует использовать прямой ток диода, в несколько раз превышающий ток нагрузки (например,g., для тока нагрузки 1 А следует использовать диод не менее 3 А).

Емкость конденсатора не критична, и менее 10 000 мкФ приемлемо, если допустима большая пульсация, или большая емкость снизит пульсацию напряжения. Источники питания с высоким током имеют большие батареи больших конденсаторов, подключенных параллельно, поскольку параллельная емкость просто складывается.

Попробуйте сами, изменив значения. Переместите его, чтобы увидеть, какое напряжение пульсации допускает определенный конденсатор для вашей схемы.

Рассказ старушек о 1000 мкФ на ампер ненадежен, упрощает «предположения» и недооценивает требования к хранению. Емкость зависит от согласованного тока, но также зависит от периода разряда, который отличается для 60 Гц и 50 Гц, а также полуволны и полной волны.

Наконец, это зависит от уровня пульсации напряжения, который вы готовы принять, поскольку обратная зависимость между пульсацией и емкостью означает, что для нулевой пульсации требуется бесконечная емкость.

Вы можете заметить, что мы еще не обращались в регуляторы, но нам нужно кое-что оставить на следующий месяц!

Пиковое значение напряжения от среднеквадратичного значения: √2VRMS, т.е. 1,414VRMS.

VRMS от Vpeak: Vpeak / √2, то есть 0,707 Vpeak.

Примечание: √2 легко запомнить.

Падение напряжения на мостовых выпрямителях: допускает увеличение на 2 В с нагрузкой.

Пульсации напряжения источника питания с конденсаторным фильтром: В _R = IT / C.

Сглаживающая емкость: C = IT / V _R .

Допустимое напряжение на головке регулятора: 2,5 В.

Вычислите и сложите эти падения напряжения с вашим напряжением нагрузки и умножьте на 0,707, чтобы найти минимальное напряжение питания.

В то время как термин «среднеквадратичный» также используется в статистике, в электротехнике среднеквадратичные значения для сигналов рассчитываются с помощью расчетов. К счастью для большинства из вас, среднеквадратичное значение для синусоидальной волны хорошо известно как 0.707 пикового значения. Вывод этого значения находится за пределами этой статьи, но, возможно, какое-то объяснение того, как оно находится.

Расчет позволяет математику найти площадь под кривой, которая для электричества обычно означает напряжение или ток в течение одного цикла. Напряжение и ток переменного тока положительны в течение одного полупериода и отрицательны в течение следующего полупериода, поэтому среднее значение, скорее всего, будет нулевым!

Однако термин «среднеквадратичный» предполагает, что мы должны возвести это число в квадрат.В математике любое число в квадрате становится положительным. 2 х 2 = 4, (-2) х (-2) = 4.

Итак, должны ли мы взять среднее из числа «мгновенных значений», найденных по формуле для синусоидальной волны, Vi = Vmax (Sin (Ot)), которые сначала возводятся в квадрат, затем складываются и делятся на количество выборочные значения, у нас есть среднее значение, но оно все еще возведено в квадрат. Наконец, квадратный корень из среднего значения вычисляется, чтобы получить положительное число, значение «RMS».

Точность найденного среднеквадратичного значения зависит от количества выборок, используемых в математике.Для прямоугольной волны требуется только два значения, чтобы получить точное среднеквадратичное значение «1». Всего четыре равноотстоящих отсчета дадут среднеквадратичное значение 0,5 для треугольной волны. Среднеквадратичное значение для синусоидальной волны становится более точным по мере использования большего количества выборок, но всегда приближается к значению 0,707, которое является значением 1 / (√2).

Что делает исчисление, так это использование математики, чтобы число выборок было фактически бесконечным. Формула обрабатывается методами исчисления для создания новой формулы, не требующей исчисления.

Экспериментально это можно показать, что любая резистивная нагрузка, на которую подается напряжение постоянного тока, будет использовать в два раза большую мощность, чем та же нагрузка, подаваемая синусоидальной волной переменного тока с таким же пиковым напряжением.

Следовательно, чтобы производить такое же тепло от источника постоянного или переменного тока, переменный ток должен иметь значение, отличное от пикового значения, которое фактически было бы таким же, как и напряжение постоянного тока.

Старый термин «эффективное напряжение» использовался до расчета «RMS» методом RMS.Фактически это доказывает, что экспериментально полученное эффективное напряжение было правильным.

Для математиков из вас:

Мощность

= В _{постоянного тока} x I _{постоянного тока}

= V _ef x I _ef

= (V _пик x I _пик ) / 2

= V _пик / √2 x I _пик / √2

Следовательно, V _ef (т. Е. V _RMS ) = V _пик / √2, а I _ef (т.е.е. I _RMS ) = I _пик / √2.

Наконец, 1 / √2 = 0,707

Исчисление даст такое же значение после гораздо больших усилий в математике, но, пожалуйста, попробуйте его, если вы готовы. Два предложения: интегрировать CosO вместо SinO в радианах от -π до + π.

Если у вас не получается 1 / √2, как говорят в классике, значит, вы делаете это неправильно!

Часть 2

Часть 3

JS-2 Линейный источник питания — UpTone Audio

Нам и нашим клиентам всегда нравится, когда JS-2 используется для питания качественного аудиокомпонента, такого как ЦАП или DDC (в отличие от различных компьютеров, NAS и т. Д.).- что тоже хорошо). Более 50 из 240 JS-2, которые мы построили в 2017 году, достались владельцам популярного ЦАП Mytek Brooklyn, и все они написали, чтобы похвалить это соединение. Недавно официальный обзор комбинации Brooklyn / JS-2 со сравнениями был сделан в специальной статье на Computer Audiophile. Пожалуйста, наслаждайтесь «Мои поиски нового ЦАП, часть 1 — Mytek Brooklyn DAC + с блоком питания UpTone JS-2».

..

Цитаты нескольких из множества людей по всему миру, которые пишут нам о своем опыте использования JS-2 в своих музыкальных системах:

..

Из Сингапура:

«Привет, Алекс,

Первоначальное прослушивание уже звучало отлично. Думал Core

Блок питания Audio Kalos (намного массивнее и дороже

, чем JS-2) уже был одним из лучших, но, похоже, JS-2 превзошел его

(без установленного комплекта ММК). Звуковая сцена была глубже и

больше, и музыка звучала живее, с лучшими нюансами и фактурой.

Отличная покупка.

Спасибо

-Фонг «

..

Из Италии:

«сейчас… должен признаться, я немного скептически относился к преимуществам линейного блока питания

(хорошо, хорошо: я думал, что будет какое-то «неземное» улучшение)

все, что я могу сказать по тому моменту, когда заиграла музыка, это… СВЯТАЯ КОРОВА !!! 🙂

отличная работа, Алекс!

Бест, Паоло «

..

Из Голдсборо, Северная Каролина:

«Привет, Алекс. Я просто хотел сообщить вам, что мой JS-2 только что прибыл, и я в шоке. Вы можете читать обзоры весь день, но испытывать это — совсем другая история. Это просто поражает все, что я пробовал в отношении блоки питания, и ничего себе! Это отличный продукт, и я должен был сделать это давным-давно. Спасибо, что перезвонили мне и сделали все так просто.

Линейный источник питания с двойным выходом, дроссельной фильтрацией и четырьмя выбираемыми пользователем выходными напряжениями постоянного тока.

Два независимо регулируемых, отдельно регулируемых выхода; Выбор напряжения устанавливается пользователем на задней панели: 5 В, 7 В, 9 В или 12 В.

Гарантированный постоянный ток 5 А на любом выходе при любой настройке напряжения.

(до 7,0 ампер, разделенных между выходами, в зависимости от комбинации постоянного напряжения; мгновенная мощность до 10 А).

Настраивается пользователем для работы по всему миру при 100/120/220/230/240 В переменного тока.

Размеры: 9.0 дюймов в ширину, 9,1 дюйма в глубину и 3,3 дюйма в высоту (с ножками).

Вес: 10,5 фунтов; 14 фунтов в полностью заполненных двухъярусных картонных коробках (габариты в упаковке 14 x 14 x 9 дюймов).

Гарантия: 3 года на детали и работу (без стоимости доставки через 90 дней).

Сделано в США. Доставка в любую точку мира через Express Mail Intl. (EMS) или FedEx (индивидуальные ставки больших скидок по странам; часто меньше, чем по почте, а также быстрее и безопаснее).

Включает:

1 нестандартный 5-футовый кабель постоянного тока.Этот специальный кабель представляет собой экранированный кабель типа «звездочка» с 4 лужеными многожильными жилами 18AWG; в паре с разъемом, что делает его тяжелым 15AWG. Золотые / медные / латунные заглушки для цилиндров Oyaide (5,5 x 2,5 мм) постоянного тока из Японии на обоих концах. По запросу мы можем завершить один конец разъемом Oyaide 2,1 мм, если вам нужен этот размер на конце устройства.

[Второй из этих пользующихся спросом нестандартных кабелей может быть заказан покупателями JS-2 за 75 долларов; Укажите длину и оконечную нагрузку на конце устройства.]

2-метровый, 16AWG, экранированный шнур питания переменного тока (вилка для сети США, но вы можете отрезать и прикрепить подходящую местную вилку; это хороший, тяжелый и экранированный шнур, поэтому его стоит адаптировать)

1 коаксиальный кабель SMA для дополнительной активации уникальной схемы обратной связи по напряжению с датчиком Кельвина JS-2 (в настоящее время поддерживается только UpTone MMK).

******************************

Выбор дорогостоящего нестандартного трансформатора с электростатическим экранированием на 100 ВА с R-сердечником очень выгоден для конструкции JS-2.

Просто включив компьютер, разница — между R-сердечником и тороидальным трансформатором в басе — шокировала. И в сравнении с питанием ЦАП или другого компонента обработки аудиосигнала, звуковые преимущества варьировались от верха вниз, тарелок и фортепиано до глубоких басов. Кроме того, трансформаторы с R-образным сердечником из-за конструкции сердечника без зазоров механически бесшумны.

Джон Свенсон о преимуществах линейного источника питания с дроссельным фильтром:

Традиционный фильтр только с крышкой (трансформатор, диодный мост, большая крышка) производит чистый постоянный ток с пилообразным зубом наверху.Эта пила производит множество высокочастотных компонентов, с которыми приходится иметь дело регулятору. Традиционные регуляторы очень хорошо работают на низких частотах, но имеют плохие характеристики на высоких частотах, что означает, что изрядное количество этих высокочастотных компонентов из конденсаторного фильтра попадает в регулятор. Необычные дискретные регуляторы хорошо блокируют высокочастотные компоненты, но увеличивают стоимость и сложность PS. Наш подход заключается в использовании правильно спроектированного источника питания на основе дросселя, пульсации которого представляют собой идеальную синусоидальную волну, без высокочастотных компонентов, поэтому традиционный регулятор работает очень хорошо.Дискретный регулятор не нужен для работы с высокочастотными компонентами, поскольку их нет.

Все типы диодов, кроме диодов Шоттки, при выключении излучают всплеск ультразвукового шума. Этот шум может идти вперед в цепь нагрузки И он может возвращаться в линию переменного тока, а также может вызывать резонанс трансформатора. У «медленных» диодов все еще есть этот ультразвуковой шум. Schottkys — единственный тип, у которого нет этого шума. Schottkys также обычно имеет примерно половину падения напряжения, чем другие типы диодов, и обычно они быстрее.Какой тип использовать, во многом зависит от того, как выглядит ваша поставка и для чего вы пытаетесь оптимизировать.
При традиционном низковольтном исполнении с большой крышкой сразу после моста вы получаете большие всплески тока, они производят большое количество высокочастотного шума, который необходимо отфильтровать тем, что идет после конденсатора. В схемах этого типа медленные диоды могут помочь уменьшить протяженность высоких частот, генерируемых резким сильноточным импульсом. НО они по-прежнему генерируют ультразвуковой шум.

Это еще одна причина, по которой нам нравится использовать дроссельную конструкцию. С дросселем нет крутого сильноточного импульса, поэтому диоды Шоттки не мешают. Вы получаете преимущество в отсутствии ультразвуковых шумов, меньшем падении напряжения (а значит, меньшем потреблении энергии в диоде) и отсутствии больших массивных импульсов тока.

6 отличных источников питания для вашей лаборатории электроники

Вы заметили, что ваша лаборатория электроники могла бы потребовать небольшого обновления с 1970-х годов до настоящего времени? Если да, то вы попали в нужное место.Надежный источник питания постоянного тока часто считается требованием во многих современных лабораториях электроники. Мы хотели поделиться несколькими отличными вариантами источников питания, которые помогут вам развить устаревшее оборудование для источников питания!

* Этот пост содержит партнерские ссылки, по которым мы будем получать небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

6 отличных источников питания для обновления вашей лаборатории электроники

1. Регулируемый линейный источник питания постоянного тока Tekpower TP3005T

Источник переменного тока Tekpower TP3005T — это компактный прибор линейного типа, который подходит как для лабораторного, так и для промышленного использования.

Этот цифровой источник питания постоянного тока имеет максимальное выходное напряжение до 30 вольт и ток до 5 ампер . Он поставляется с поворотными переключателями для настройки напряжения и тока.

Благодаря своей надежности и универсальности, это бесценный и незаменимый инструмент для тестирования, который идеально подходит для лабораторий, исследовательских институтов и научно-исследовательских центров.

2. Блок питания Rigol DP832 Triple Output 195 Вт

Rigol DP832 — это источник питания более высокого уровня, который предлагает 3 выхода с общей мощностью до 195 Вт.Это позволит вам установить удаленную связь между DP800 и ПК через интерфейс USB, LAN, RS232 или GPIB.

Дистанционное управление Методы включены в определяемое пользователем программирование. Вы также можете программировать прибор и управлять им с помощью SCPI (стандартные команды для программируемых приборов). Это позволяет отправлять команды SCPI через программное обеспечение ПК. Вы можете управлять источником питания удаленно, отправляя команды SCPI через программное обеспечение ПК (UltraSigma), предоставляемое RIGOL.

Источник питания имеет очень хорошо сконструированный и простой в использовании интерфейс, предлагающий комплексные простые в использовании функции, такие как программируемые кривые напряжения.Меню имеет интуитивно понятную структуру.

3. Источник переменного тока EvenTek KPS

Высокоточный источник питания постоянного тока Eventek KPS специально разработан для научных исследований, разработки продуктов, лабораторий, школ и производственных линий электронной техники.
Выходное напряжение и ток плавно регулируются до номинального значения. Обладая высокой точностью, надежностью, идеальной схемой защиты от перегрузки и короткого замыкания, они могут быть идеальным выбором для промышленности.

4. Настольный регулируемый источник питания постоянного тока YaeCCC

Лабораторный источник питания может действовать как источник питания для регулирования напряжения или тока. Диапазон регулирования напряжения составляет от 0 В до 30 В, а диапазон тока — от 0 А до 5 А.

Выход устанавливается поворотными переключателями, значение отображается на ЖК-дисплее. Он имеет низкие пульсации и шум, высокую надежность и высокую точность. В комплект входят измерительные провода для подключения к источнику питания (банановые вилки) и нагрузке (зажимы типа «крокодил»).Отличный вариант по более низкой цене!

5. Программируемый лабораторный источник питания постоянного тока KORAD

Этот линейный источник питания с множеством функций и непревзойденной ценой !! Он имеет легко читаемый 4-значный светодиод, который используется для отображения значений напряжения и тока. Это сверхмощный одноканальный источник питания постоянного напряжения и постоянного тока с низким уровнем пульсаций и шума, высокой надежностью и высокой точностью. Напряжение и ток регулируются плавно. Блок питания KORAD разработан для использования в лабораториях, колледжах и на производстве.

6. Блок питания Siglent SPD3303X-E с тройным выходом

Блок питания Siglent SPD3303X-E содержит три независимых блока питания в одном блоке. Как истинный линейный источник питания, выходной шум и регулировка превосходны. Благодаря интеллектуальному вентилятору с регулируемой температурой снижается уровень шума. Разрешение по напряжению 10 мВ / 10 мА. Блок питания SPD3303X-E поставляется с программным обеспечением EasyPower для ПК, поддерживает команды SCPI и, как и все приборы Siglent, имеет доступный драйвер LabView.

Хотите обновить другое оборудование в своей лаборатории электроники? Обратите внимание на эти 3 великолепных осциллографа для любого бюджета.

Линейное снабжение — обзор

16.4 Использование энергии в водном хозяйстве

Еще одним прогнозируемым изменением в управлении городским водным хозяйством является оптимизация затрат за счет использования воды и потребления энергии. Выделение энергии на энергопотребление на предприятии по очистке воды является основным фактором, особенно в связи с тем, что стоимость энергии продолжает расти. Помимо стоимости, выбросы парниковых газов в результате использования энергии являются еще одним важным фактором развития отрасли.Вода весит более 4 тонн на 1000 галлонов, поэтому перемещение воды через системы очистки и распределения является энергоемким. Что касается выбросов парниковых газов, измеренных в эквиваленте диоксида углерода (CO ₂ экв.), На сектор водоснабжения и водоотведения приходится 2,8% глобальных антропогенных выбросов парниковых газов (IPCC, 2007b). В США существует 60000 коммунальных систем питьевой воды, в которых основная энергия используется насосами. По мере того, как ресурсы сокращаются, потребности в воде часто удовлетворяются за счет откачки воды с больших расстояний или с большей глубины (Pate et al ., 2007). На использование энергии влияют многочисленные параметры, включая источник воды, качество, хранение, высоту, расстояние, возраст и обработку (Horne, 2008). Обработка включает производство, обработку (включая дезинфекцию) и распространение среди населения.

Понимание количества энергии, необходимой для производства питьевой воды, является важным фактором, который следует учитывать, хотя по лучшим оценкам был получен довольно широкий диапазон, предполагающий, что конечные затраты в значительной степени зависят от качества местной воды.В отчете, финансируемом Ассоциацией исследований воды, потребление энергии предприятиями водоснабжения варьируется от 250 до 3500 кВтч на 1 000 000 миллионов галлонов (MG) (~ 3785 м ³ ) произведенной и доставленной питьевой воды (Carlson et al. и ., 2007). Нижний предел этого диапазона может быть отнесен к тем системам, в которых требуется меньшая обработка не солоноватоводных грунтовых вод. Для предприятий водоснабжения, обслуживающих население более 10 000 человек, среднее потребление электроэнергии составляло от 1000 до 2500 кВт-ч на MG.Использование передовых технологий очистки для дополнительного удаления микрозагрязнителей для соответствия более высоким критериям качества воды приведет к более высокому потреблению энергии. Например, усовершенствованная очистка воды посредством УФ-дезинфекции может добавить дополнительно от 70 до 1000 кВтч / МГ; озонирование добавит 170 кВтч / МГ; мембранная обработка при низком давлении добавит 100–1000 кВтч / МГ; а нанофильтрация добавит 1800 кВтч / МГ (Burton, 1996). На перекачку приходится 85–99% электроэнергии, потребляемой коммунальными предприятиями водоснабжения, и она включает насосы для сырой воды и скважин, высокопроизводительные насосы, насосы для обратной промывки фильтров и бустерные насосы распределительной системы (Burton, 1996).Как на подземных, так и на поверхностных водопроводных предприятиях, большая часть энергии используется после технологического процесса — в частности, 66% для подпиточной откачки на предприятиях подземных вод и 86% для откачки готовой воды на предприятиях поверхностного водоснабжения. Коммунальные службы подземных вод используют 33% энергии для откачки скважин, а оставшийся 1% — для хлорирования воды. Хотя большая часть энергии, используемой на станциях очистки поверхностных вод, используется для перекачивания готовой воды потребителям, 9% необходимо для перекачки сырой воды на очистные сооружения и 5% для самой очистки.

Очистка сточных вод также требует значительных затрат энергии для процессов перекачивания и очистки, таких как фильтрация, аэрация, сгущение и обезвоживание осадка. Как и при очистке питьевой воды, для более сложных этапов очистки увеличивается потребление энергии. Очистку сточных вод можно разделить на четыре категории в зависимости от распределения этих типов по всей территории США. Эти категории включают капельный фильтр, активный ил и усовершенствованную очистку сточных вод с нитрификацией и без нее. Как и ожидалось, более продвинутое лечение (т.е. усовершенствованная обработка нитрификацией) требует почти втрое большего потребления электроэнергии по сравнению с относительно простой конфигурацией капельного фильтра. Например, на очистных сооружениях производительностью 1 МГ в день капельный фильтр потребляет 1811 кВтч / МГ по сравнению с усовершенствованной очисткой сточных вод с нитрификацией, которая потребляет 2951 кВтч / МГ. Можно отметить, что эти значения основаны на самой маленькой водоочистной установке, и предприятия с производительностью до 100 МГ в день имеют более низкие требования на единицу воды из-за экономии на масштабе (EPRI, 2000).

Прогнозирование последствий изменения климата важно для прогнозирования доступности воды в будущем для тщательного управления питьевым водоснабжением. Однако мост между экспертизой в области климата и управлением водными ресурсами постепенно строится, чтобы можно было надлежащим образом использовать прогнозы для планирования (Pitzer, 2010). Сообщалось (IPCC, 2007b), что на доступность воды будут влиять изменения количества осадков и температуры. В США 90% моделей изменения климата согласны с тем, что в юго-западных районах будет наблюдаться снижение доступности воды, отчасти из-за периодов засухи (уменьшение количества осадков) и увеличения испарения.Несмотря на текущие проблемы, связанные с нехваткой воды и засухой в этих районах, эта статистика неудивительна. В дополнение к западу США, в других полузасушливых районах, таких как бассейн Средиземного моря, юг Африки и северо-восток Бразилии, в результате изменения климата произойдет сокращение водных ресурсов. Засуха будет иметь дополнительные последствия для сельского хозяйства, водоснабжения, энергетики и здравоохранения. Устойчивое развитие может быть запрещено частотой и серьезностью наводнений и засух.Климатические модели предсказывают изменение режима выпадения осадков, уменьшение снежных покровов и непредсказуемые водные ресурсы; Калифорния уже испытывает эти проблемы (Elkind, 2011).

У коммунальных предприятий есть возможности для непосредственного управления воздействием на окружающую среду в виде углеродного следа или выбросов парниковых газов за счет сокращения необходимой энергии или типа потребляемой энергии. Например, предприятие может пожелать производить или покупать «зеленую энергию» или углеродные кредиты. Для существующих объектов повышение эффективности перекачивания может привести к значительному сокращению потребления энергии, потому что перекачивание требует наибольшей энергии, а также является крупнейшим источником выбросов парниковых газов.

16.4.1 Рекуперация энергии и повторное использование питательных веществ из воды и сточных вод

Восстановление энергии от движения или обработки воды и, в некоторых случаях, питательных веществ из сточных вод — две многообещающие стратегии для пересмотра линейного снабжения и очистки старой инфраструктуры водоснабжения с помощью производство продукции с добавленной стоимостью. Некоторые перспективные методы повышения эффективности водной системы, рекуперации энергии, рециркуляции и улавливания питательных веществ приведены в таблице 16.1.

Таблица 16.1. Стратегии повышения эффективности ввода-вывода городских водоразделов

Подход	Особенности	Дополнительная литература
Повышение эффективности	Замена труб		779 Sahely and Kennedy (2007) 9078 Обнаружение утечек4	Коломбо и Карни (2005)
	Восстановление энергии	Анаэробное расщепление и биогаз твердых веществ	Sahely et al. (2006)
Энергия из сточных вод		McCarty et al. (2011)
Микротурбины		Коломбо и Кляйнер (2011)
Восстановление питательных веществ	Использование сточных вод в качестве питательной среды для продуктов с добавленной стоимостью (например, биотоплива)	Clarens et al. (2010)
Улавливание и переработка дождевой воды	Дождевые сады Зеленые крыши Пористое покрытие	Blackhurst et al. (2010b)

Сообщалось об исследованиях, посвященных количественной оценке неэффективности систем распределения воды путем изучения потерь энергии из-за утечек (Colombo and Karney, 2005). Совсем недавно были разработаны методы рекуперации энергии в системах водоподготовки и распределения либо за счет возврата энергии при движении воды с использованием микротурбин вместо предохранительных клапанов (Colombo and Kleiner, 2011), либо за счет рекуперации энергии при сбраживании твердых биологических веществ на установках очистки воды предложенный.Восстановление ценности потоков отходов — будь то рассеянное давление, энергия или питательные вещества в системе водоснабжения / распределения и очистки сточных вод — имеет большой потенциал для рециркуляции и повторного использования питательных веществ, а также для снижения коммунальных расходов и воздействия на окружающую среду. Сахели и Кеннеди (2007) подсчитали, что рекуперация энергии из твердых частиц сточных вод может сэкономить примерно 9% энергии по всему сектору водоснабжения, распределения и очистки. Замена трубопровода для уменьшения утечек и потерь энергии при распределении оказывает небольшое влияние на общую энергию в системе водоснабжения, распределения и очистки (рис.16.2), но очень важен для повышения эффективности распределения.

Зеленая инфраструктура и развитие с низким уровнем воздействия — это два децентрализованных подхода, которые направлены на управление нагонами ливневых вод за счет использования электростанций и пористых покрытий для отвода лишних ливневых вод в комбинированных системах канализации. Это может дать косвенные выгоды от энергосбережения за счет уменьшения потребности в очистке избыточных стоков (Spatari et al. , 2011) или сокращения строительства пограничных хранилищ ливневых стоков и инфраструктуры туннелей.

Компромисс в снижении шума с помощью линейных источников питания по сравнению с импульсными источниками питания

Рисунок 1: Зарядное устройство для мобильного телефона, этот импульсный блок питания преобразует сеть переменного тока в постоянный и имеет довольно небольшие размеры. Линейный источник питания не будет создавать столько шума для телефона, но он будет больше, дороже в эксплуатации и будет выделять больше тепла во время работы. (Предоставлено: Hans Haase, Wikipedia, в соответствии с CC BY-SA 3.0)

Некоторые аналоговые приложения очень чувствительны к шуму, например, медицинское оборудование, оборудование связи, контрольно-измерительные приборы или контрольно-измерительное оборудование.Может потребоваться устранение всех потенциальных источников шума в цепи, включая кондуктивный, излучаемый и тепловой шум. Один из возможных источников кондуктивного шума можно найти в шине питания. Устранение этого шума может привести к использованию линейных регулируемых источников питания, а не импульсных источников питания (SMPS). Оба типа источников питания преобразуют мощность, принимая известный источник питания и обеспечивая регулируемую выходную мощность при заданном напряжении и токе для управления нагрузкой. Они должны поддерживать одинаковые уровни в установившемся режиме работы и независимо от переходных режимов (например, в отличие от простого делителя напряжения.) Однако эти решения по источникам питания достигают этого по-разному и имеют очень разные преимущества и недостатки.

Некоторым может потребоваться отметить, что линейные источники питания могут преобразовывать мощность переменного или постоянного тока в мощность постоянного тока и сегодня многие известны как большое настольное оборудование. На другом конце спектра размеров находится линейный стабилизатор напряжения, интегральная микросхема (IC), используемая в схемах, которая может выполнять только понижение мощности постоянного тока. Подмножеством линейного регулятора напряжения является стабилизатор с малым падением напряжения (LDO), который идеально подходит для устройств, которые работают с напряжением питания (DC), которое очень близко к выходному напряжению устройства (DC).

SMPS, как источники питания, которые преобразуют сеть переменного тока в постоянный, чаще всего известны как преобразователи переменного тока в постоянный, которые подключаются к стене (сеть переменного тока). SMPS имеют размеры вплоть до уровня IC. SMPS в корпусах IC по-прежнему называют преобразователями переменного / постоянного тока. ИС SMPS могут преобразовывать широкий диапазон входных напряжений, включая сеть переменного тока в качестве входного напряжения. Тем не менее, SMPS всех размеров также могут обрабатывать преобразование постоянного напряжения в постоянное, и, поскольку ИС, могут называться импульсными регуляторами напряжения.

Линейные блоки питания

предлагают стабильный, чистый, малошумный источник питания, который также является точным.Примерно до конца 1960-х годов линейные регуляторы были основой всех источников питания. Однако линейные источники питания больше и менее эффективны, чем SMPS, поскольку они поддерживают постоянный ток. SMPS более шумны (производят высокочастотный шум), выделяют меньше тепла, более энергоэффективны, экономичны и меньше по размеру, чем линейные источники питания с аналогичной выходной мощностью. Многие приложения могут справиться с шумом, создаваемым SMPS. Линейные источники питания тише, чем SMPS, потому что SMPS быстро переключается на выпрямление входа.

Чтобы смягчить некоторые проблемы, связанные с шумом от SMPS, с размером и эффективностью, SMPS предлагается в виде изолированного источника питания, который помогает снизить передачу шума. Изолированных источников питания может быть достаточно для приложений с непереносимостью шума.