Простая схема АВР на 2 ввода
Простейшая схема АВР для двух однофазных вводов собирается всего лишь на одном магнитном пускателе. Для этого понадобится контактор с двумя парами контактов:
Если таковых в вашем контакторе не оказалось, можно использовать специальную приставку.
Только учтите, что контакты у большинства из них не рассчитаны на большие токи. А если вы решите подключать через АВР нагрузку всего дома, то уж точно не стоит этого делать, используя блок контакты расположенные по бокам стандартных пускателей.
Для этих целей лучше выбирать аппаратуру, изначально в своей конструкции имеющую именно силовые замкнутые и разомкнутые контакты. Подойдут такие марки как VS 463-33 или ESB-63-22, МК-103 от DeKraft, КМ ИЭК.
Вот самая простая схема АВР:
Схема ввода резерва с разрывом ноля
Без разрыва можно применять в том случае, если у вас есть две независимые линии эл. передач или кабельных ввода, от которых вы собственно и подключаете весь дом. А вот когда резервной линией является какой-то автономный источник энергии – ИБП или генератор, то здесь придется разрывать как фазу, так и ноль.
Естественно, что все контакторы подключаются после счетчика kWh. QF – это модульные автоматы в щитке дома.
Если у вас второй источник питания подает напряжение не автоматически, например бензиновый генератор без пусковой аппаратуры. Который нужно сначала вручную завести, прогреть и только потом переключиться, то схемку можно немного изменить, добавив туда одну единственную кнопку.
За счет нее не будет происходить автоматического переключения. Вы сами выберите для этого нужный момент, нажав ее когда потребуется. Монтируется эта кнопка SB1 параллельно катушке контактора.
Когда у вас напряжение на основном вводе не исчезает на долго, а периодически пропадает и появляется (причины могут быть разными), в этом случае не желательны постоянные переключения контакторов туда-обратно. Здесь целесообразно использовать специальную приставку к контактору типа ПВИ-12 с задержкой времени.
Схема АВР на два ввода 380В
Трехфазная схема практически аналогична однофазной.
Только особо следите за правильной фазировкой АВС. Она должна совпадать на вводе-1 с вводом-2. Иначе 3-х фазные двигатели после переключения будут крутиться в обратную сторону.
Вторая схема немного посложнее. В ней используется уже два магнитных пускателя.
Допустим, у вас есть два трехфазных ввода и один потребитель. В схеме применены магнитные пускатели с 4-мя контактами:
Катушка пускателя КМ1 подключается через фазу L3 от первого ввода и через нормально замкнутый контакт КМ2. Таким образом, когда вы подаете питание на ввод №1, катушка первого пускателя замыкается и вся нагрузка подключается к источнику напряжения №1.
Второй контактор при этом отключен, так как нормально замкнутый разъем КМ1, будет в этот момент размокнут, и питание на катушку второго пускателя поступать не будет. При исчезновении напряжения на первом вводе, отпадает контактор-1 и включается контактор-2. Потребитель остается со светом.
Самый главный плюс этих схем – их простота. А минусом является то, что подобные сборки называть схемами автоматизации можно с очень большой натяжкой.
Стоит лишь исчезнуть напряжению на той фазе, которая питает катушку включения и вы легко можете получить встречное КЗ.
Можно конечно усовершенствовать всю систему, выбрав катушку контактора не на 220В, а на 380В. В этом случае будет осуществлен контроль уже по двум фазам.
Но на 100% вы все равно себя не обезопасите. А если учесть момент возможного залипания контактов, то тем более.
Кроме того, вы никак не будете защищены от слишком низкого напряжения. Пускатель №1 может отключиться, только если U на входе будет ниже 110В. Во всех остальных случаях, ваше оборудование будет продолжать получать не качественную электроэнергию, хотя казалось бы, рядом и есть второй исправный ввод.
Чтобы повысить надежность, придется усложнять схему и включать в нее дополнительные элементы:
Поэтому в последнее время, для сборки схем АВР, все чаще стали применяться специальные реле или контроллеры — ”мозги” всего устройства. Они могут быть разных производителей и выполнять функцию не только включения резервного питания от одного источника.
Вдруг перед вами стоит более сложная задача. Например, нужно чтобы схема управляла сразу двумя вводами и вдобавок еще генератором. Причем генератор должен запускаться автоматически.
Алгоритм работы здесь следующий:
При неисправном вводе №1 происходит автоматическое переключение на ввод №2. При отсутствии напряжения на обоих вводах осуществляется запуск генератора и переключение всей нагрузки на него.
Как и на чем реализовать подобный ввод резерва? Здесь можно применить схему АВР на базе AVR-02 от компании ФиФ Евроавтоматика.
В принципе есть смысл один раз потратиться и защитить себя и свое оборудование раз и навсегда.
AVR-02 блок ввода резерва
Данное устройство является многофункциональным и с помощью него можно построить 8 разных схем АВР. Чаще всего применяются три из них:
Рассмотрим сначала самую сложную, которая с двумя вводами и генератором. Второй ввод может быть как от отдельной ВЛ-0,4кв или непосредственно КЛ с ближайшей ТП, так и собран на аккумуляторном ИБП с гибридными инверторами.
При этом, на варианте с источником бесперебойного питания, следует предусмотреть ситуацию, когда аккумуляторы разряжаются до допустимого максимума, а потом происходит переключение на генератор. Это очень удобно, дабы не гонять дизельгенератор при кратковременных перерывах в электроснабжении.
На передней панели AVR-02 расположены:
Как же работает схема собранная на базе AVR-02? Вот основные ее элементы:
Если произошла неисправность в мотор приводе, на них поступает напряжение и работа реле блокируется.
Вдруг вам понадобится провести какие-либо пусконаладочные работы. Здесь можно использовать модульный вариант от ИЭК КМУ11.
Нужна для сброса, после поступления сигнала на контакты №18,19,20. Нажимаете ее и работа реле восстанавливается.
Благодаря его контактам, напряжение на катушки может поступать как от двух вводов, так и от генератора. Можно использовать тип РК-1Р.
Рассмотрим три алгоритма работ и три ситуации для данного АВР.
Ввод №1 и ввод №2 исправны
Первый ввод является основным, второй – резервным. Устройство посредством контактов А1,В1,С1 через защитный автомат QF2 следит за напряжением на вводе-1. То же самое происходит по вводу-2, через контакты А2,В2,С2.
Так как на всех этих контактах все в норме, AVR-02 должен подать напряжение на катушку КМ. Как это происходит?
Контакт 1 и 11 формируют сигнал управления посредством реле К5. Данное реле К5, если уровень напряжения нормален на обоих вводах, должно включить ввод№1. То есть находится в том положении, как на изначальной схеме. Напряжение через него попадает на 10 контакт и идет до катушки КМ4. Это промежуточное реле. Его контакты обозначены КМ4. 1 и КМ4
Реле срабатывает, замыкая свои контакты и напряжение через них попадает на 22-й контакт. Далее AVR включает реле К1. Через него и контакт №24 фаза достигает катушки включения КМ1. При этом другие реле К2,К3,К4 остаются разомкнутыми.
Алгоритм №2 — ввод №1 неисправен
Напряжение на вводе №1 исчезло. AVR-02 видит, что на А1,В1,С1 напряжения нет, зато на А2,В2,С2 оно есть. Поэтому К5 переключается в позицию №11.
Далее U с ввода-2 поступает через 11 на 10 и потом вся схема повторяется как было рассмотрено ранее.
Только в этом случае происходит замыкание не К1, а К2. И соответственно катушки контактора КМ2.
При этом устройство следит за тем, чтобы напряжение на №13,14,15 отсутствовало. Дабы не получилось встречного включения питания (при залипании контактов и восстановлении эл. снабжения).
АВР с автозапуском генератора
А как будет запускаться генератор, если исчезнет питание с обоих вводов? Контакт №12 служит для подключения к АВР внешнего источника питания +12В.
Когда у вас пропало напряжение на двух вводах, все контакты К1,К2,К3 получаются в разомкнутом состоянии. При этом автоматически происходит замыкание внутреннего контакта реле К4. За счет этого, формируется сигнал запуска для генератора.
Большинство генераторов с возможностью АВР, управляют заслонкой своей собственной автоматикой. Для этого им нужен только сигнал на старт. Вы его как раз и подаете.
Если у вас этого нет, то можно смастерить такую систему самостоятельно.
После подачи импульса, происходит запуск ДГУ и его прогрев. Когда он прогрелся, напряжение на реле KV1 достигает нормы. KV1 представляет из себя, что-то вроде реле защиты трехфазных двигателей.
Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети (правильное чередование фаз и их номинальное значение). Подойдет например такое — CKF-317.
После срабатывания, реле KV1 замыкает свой контакт KV1. 1 и напряжение достигает разъема №16. Также U поступает на контакт №9 (он управляет внутренними цепями AVR) и №22.
AVR это видит и подает сигнал на замыкание реле К3 и катушки КМ3. После чего включаются силовые контакты пускателя генератора КМ3. 1 Вся нагрузка запитывается от генератора.
Ввод№1+генератор (резерв)
Ну и напоследок рассмотрим чаще всего применяемую схему АВР для частного дома – ввод№1+генератор.
Далеко не все имеют два независимых ввода, плюс еще и ДГУ. Зато наличие отдельно генератора у владельцев особняков, не такая уж и большая редкость.
Основное эл. снабжение осуществляется от первого ввода. Принцип работы здесь такой же как и рассмотренный выше.
При изменение параметров напряжения на выходе за его номинальные значения (резко упало или повысилось, исчезло), происходит смена источника оперативного напряжения. Контакт КМ3. 1 размыкается, а контакт КМ3. 2 замыкается.
Также размыкаются контакты 22 и 24. Пускатель QF2 выключается. Спустя три секунды AVR 02 дает сигнал на запуск генератора. После его прогрева, происходит замыкание контактов 22-26. Подается напряжение на катушку КМ2 и включается пускатель QF8.
Вся нагрузка переводится на генератор.
Если на первом вводе U вновь появилось или нормализовалось, то контакты 1-10 снова замыкаются и КМ3 включается. Через заданное время контакты на разъемах №22-№26 отключаются, а вслед за ними отключается и КМ2+QF8.
Опять же, спустя установленное время, происходит замыкание №22-№24, после чего включается КМ1 и QF2. Питание восстанавливается от основного ввода. При этом контакты 29-30 будут замкнуты пока генератор не охладится.
Время расхолаживания ДГУ лучше выставлять в районе 3-5 минут.
Простые системы АВР
Простейшая схема АВР показана на рисунке ниже:
В данной схеме используется электромагнитное реле или контактор K1 с одним переключающим контактом. Обычно такая схема применяется в однофазных сетях с небольшим током нагрузки. В данной схеме катушка реле питается от основного ввода, и в нормальном режиме его сердечник притянут, левый по схеме контакт К1 замкнут, правый разомкнут. При пропадании напряжения на основном вводе катушка реле отпускает сердечник, левый контакт размыкается, а правый становится замкнутым. Питание на нагрузку поступает от резервного ввода.
Данная простейшая схема имеет множество недостатков, и обычно в таком виде не используется. Главная причина — то, что при значительных колебаниях напряжения в сети, реле будет часто переключаться, что неблагоприятно как для самого реле, так и для питающихся электроприборов. В дальнейшем будут рассмотрены более сложные и более надежные схемы АВР.
Представленная ниже схема автоматического включения резерва, в отличие от предыдущих, более применяемая, и годится уже для системы электропитания в частном доме или его части, коммутируемая нагрузка вполне может составлять десятки киловатт:
В данной схеме устранены предыдущие недостатки, и ее можно рекомендовать как базовую для применения в домах, коттеджах, административных и производственных зданиях с потребляемой мощностью до 100 кВт.
Описанная ниже схема электропитания является исключительно простой. Она может применяться для электроснабжения хозяйства с малой потребляемой мощностью, порядка нескольких киловатт
Вот такая схема:
Разберем ее подробно. В рабочем состоянии автоматы SA1 и SA2 включены. При наличии на основном вводе на К1 поступает питание, его контакт К1. 1 замкнут, и потребители получают питание через него. В случае исчезновения напряжения реле К1 обесточивается, К1. 1 размыкается, а К1. 2 наоборот, замыкается. Схема готова к питанию от резервного источника и, при наличии на нем напряжения, подача электроэнергии потребителям возобновляется.
В качестве К1 нужно выбирать мощное реле, которое достаточно дефицитное. Обычно предлагаются реле на коммутируемый ток до 16А. На большие токи можно в качестве К1 взять контактор, но не любой, у него должен быть размыкающий (в просторечии «нормально замкнутый») силовой контакт. Поэтому данная схема и предлагается для маломощных, до 16А, подключений. Если у реле есть несколько контактных групп, то можно их запараллелить, но такое редко делается, обычно для больших токов берется схема с реверсивным пускателем либо на симисторах. В промышленности применяются более сложные схемы — придет время, мы их тоже рассмотрим.
К недостаткам данной схемы можно отнести то, что катушка К1 включена до прибора учета, что может не понравиться энергопоставщику, но это легко устранить, переставив счетчик выше по схеме, это будет учтено далее, здесь же ошибка пусть остается, как напоминание.
Схема, лишенная указанных недостатков, будет показана ниже. Здесь тоже не обошлось без контактора с размыкающими силовыми контактами.
Предлагаемая схема на основе контактора 2з+2р типа VS463-22 позволяет использовать ее при токах до 63А:
Схема отличается дешевизной и простотой, в ней исправлены недостатки предыдущей схемы:
В схеме используется контактор VS463-22-230. Здесь, в отличие от предыдущей схемы, коммутируется как фазный, так и нулевой провода, что исключает попадание тока от генератора в сеть. Один замыкающий контакт К1. 1 включен до катушки, что не позволит контактору самопроизвольно включаться при повторном появлении напряжения на главном вводе после отключения. При появлении напряжения на основном вводе, чтобы заново запитаться от него, нужно кратковременно нажать кнопку SB1, после чего контактор включится и замкнет контакты К1. 1 и К1. 2, одновременно с этим разомкнет К1. 3 и К1.
При пропадании напряжения на главном вводе К1. 1 и К1. 2 отключаются, а питание в дом поступает от резерва через К1. 3 и К1. В качестве резерва используется какой-либо автономный источник электроэнергии, поэтому он подключается, минуя счетчик. Если резервный источник настроен так, что он автоматически отключается при возобновлении питания на основном вводе, то схему нужно изменить — убрать кнопку SB1, а К1. 1 перенести ниже по схеме, в разрыв фазного провода непосредственно перед Q1, а катушку запитать напрямую к выходам счетчика. Впрочем, такая схема со схемой запуска резервного генератора будет скоро опубликована отдельной статьей.
Добавлю, что потребляет катушка около 5 Ватт, стоит контактор около 2500 рублей.
Алгоритмы систем АВР
Система АВР должна работать по определенному алгоритму, учитывающему возможное поведение оборудования и внешние факторы. Приводится типичная блок-схема бытовой системы АВР
Вот примерно по такому алгоритму должна работать простая система АВР с резервным двигатель-генератором:
При сбое в электроснабжении система сначала выжидает несколько секунд и, если положение не нормализовалось, идет команда на запуск автономного генератора. Начинается отсчет времени, необходимого для запуска приводного двигателя. На нашей схеме ожидание равно 20 секундам, но может быть и другим, в зависимости от конкретного двигателя.
В случае удачного запуска, если никакая защита не обнаруживает ненормальных режимов, идет отключение потребителя от питающей сети, и после этого — подключение к резервному источнику, который к этому времени уже запущен, и готов принять нагрузку. После этого потребители начинают работать от резервного источника электропитания.
В случае неудачного запуска делается пауза в 10 секунд и после этого предпринимается попытка повторного запуска. А в случае и второй неудавшейся попытки предпринимается третья по тому же алгоритму. В случае третьей неудачи попытки запуска прекращаются, а сигнализация показывает, что двигатель запустить не удалось.
При восстановлении электроснабжения на основном вводе выжидается одна минута и, если за этот промежуток времени сбоев не происходит, то питание переключается на основной ввод. Двигатель генератора еще 2 минуты работает и, если на основном вводе все нормально, генератор останавливается.
Развивая тему АВР с бензогенератором в качестве резервного источника питания, предлагаю на ваш суд практическую схему с автоматическим запуском генератора и автоматическим переключением питания с сети на автономный источник и обратно
Собственно, схему я уже публиковал здесь, и она представляет собой не идеальное, но вполне работоспособное решение. К недостаткам можно отнести всего лишь одну попытку запуска. При неудаче повторную попытку можно произвести, только сбросив схему с помощью кнопки. Хотя при появлении напряжения на главном вводе, схема сбрасывается самостоятельно.
Безусловно, подобное решение можно сделать и с помощью микроконтроллеров, но для понимания логики и наглядности удобней изучать релейную схему.
Секционированные системы АВР
Теперь о секционированных системах АВР. Характерные признаки таких систем — разделение нагрузки на две или более независимых питающих линии. В случае выхода из строя одного из вводов, его нагрузка подключается к исправному.
Такая схема более гибкая и удобна для ремонтных и профилактических работ. Так как оба ввода в работе, отпадает необходимость следить за готовностью резервной линии к принятию нагрузки. Но наличие в схеме секционного выключателя или контактора несколько усложняет ее. Несмотря на это, схема с двумя секциями в настоящее время самая распространенная в распредустройствах как низкого, так и высокого напряжения.
На схеме ниже показана основа сенкционированной АВР:
Кратко: SA1 и SA2 — автоматы, защищающие свои линии, К1-К3 — контакторы, либо выключатели с дистанционным управлением. Пока все просто, но надо обеспечить работу К1-К3 по определенному алгоритму. При кажущейся простоте, здесь много подводных камней, поэтому нет единой универсальной схемы управления, и немного позже мы рассмотрим несколько вариантов реализации двухсекционной системы автоматического включения резерва.
Ниже приведена схема АВР двухсекционной системы с минимальным количеством элементов и с простейшей логикой:
Как видим, всю логику решают два контактора. Когда напряжение присутствует на обеих вводах, каждая секция питается от своего ввода. Это нормальный режим работы. В случае пропадания напряжения на одном из вводов отключается соответствующий контактор (К1 или К2). При этом секция отключается от своего ввода (контактом К1. 1 или К2. 2) и подключается к другому, рабочему, вводу соответственно контактом К1. 2 или К2. При возобновлении питания контактор срабатывает и схема возвращается в исходное состояние.
При практическом использовании данной схемы, в первую очередь, нужно учитывать, что недопустима ситуация, когда замыкающий контакт уже замкнул цепь, а размыкающий еще не разомкнул. Поэтому нужно очень внимательно подойти к выбору контакторов. Также желательно, чтобы вводы были сфазированы, чтобы, если вдруг такое произойдет (например, приварились контакты), облегчить последствия. В дальнейшем мы будем совершенствовать схему, добавим выдержки времени и различные блокировки.
АВР на двух контакторах или магнитных пускателях
На двух контакторах можно реализовать очень простую и понятную схему автоматического резервирования электропитания:
Схема очень простая, предназначена для однофазных цепей. Минимум деталей, тем не менее схема готова к практическому использованию. Порядок работы: включаем поочередно SA1 и SA2. Если напряжение было на вводе 1, то оно будет питать нагрузку, ввод 2 будет резервным. В этой схеме нет явно выраженных основного и резервного ввода. При исчезновении напряжения на одном из вводов питание переключится на другой. При повторном появлении напряжения на отключенном вводе ничего не произойдет до того момента, пока не пропадет напряжение на включенном вводе.
Схема достаточно надежная даже без механической блокировки пускателей, которая, впрочем, тоже не будет лишней. Чтобы переключить питание на другой ввод, достаточно кратковременно отключить питание ввода автоматом SA1 или SA2. Логика работы схемы проста, поэтому описывать особо нечего. Замыкающие контакты контакторов должны быть рассчитаны на полный ток нагрузки, для размыкающих это неважно (можно использовать блок-контакты).
В настоящее время промышленность в большом ассортименте выпускает готовые блоки АВР. В основном, это программируемый контроллер в блоке с выходными реле. Наиболее ходовые и дешевые устройства обычно делаются для монтажа на din-рейку, шириной примерно в 15 стандартных однополюсных автоматов. Рассмотрим одно из них, относительно простое.
Элементы систем АВР
Вот, к примеру, блок ввода резервного питания AVR-01, взятый в качестве иллюстрации к данной статье. Стоит ящичек в районе 150 американских рублей, недорого в общем, так что попробуем разобраться, что он делает, и чего не делает.
Итак, заявленные функции:
Ну что тут сказать? Цена соответствует содержанию, на отдельных реле дешевле вряд ли получилось бы. Два восьмиамперных контакта — маловато, но в отдельных случаях позволяет обойтись без дополнительного контактора. Но для случая АВР с самозапуском бензогенератора нужно другое устройство, реализующее более сложный алгоритм, описанный мною в этой статье немного выше.
В продолжение об одном полезном реле для систем АВР.
Крепление осуществляется как с помощью съемных винтовых зажимов, так и стандартно на din-рейку, в зависимости от модификации.
На лицевой панели реле расположен трехдекадный переключатель «Уставка» для установки заданного количества импульсов, поступающих на вход «Y1», индикатор включения напряжения питания «Сеть», индикатор срабатывания встроенного электромагнитного реле «Реле» и DIP — переключатель «Функция» для выбора диаграммы работы и интервала времени, когда будет включено встроенное исполнительное реле. DIP-переключатель состоит из четырех независимых контактных пар (переключателей).
Реле имеет 8 значений выдержки времени, которые выбираются с помощью контактных пар 1,2,3 DIP — переключателя «Функция». Диаграмма работы выбирается с помощью переключателя 4 в соответствии с таблицей. Таблица расположена на боковой стенке устройства.
Когда переключатель 4 находится в нижнем положении, работа реле начинается с «импульса». Встроенное исполнительное реле (далее реле) включается одновременно с подачей питания на прибор и выключается после отсчета заданного количества импульсов (уставки) «N» на переключателе «Уставка».
Время выключения реле определяется установленной выдержкой времени «t» в соответствии с диаграммой. Верхнее положение 4 переключателя соответствует работе реле с «паузы» (при подаче питания реле остается в выключенном состоянии).
Реле включается после отсчета уставки «N» на время установленной выдержки времени «t». Когда реле включено, замкнуты контакты 15-18 и 25-28 и включен желтый индикатор «Реле», когда выключено — замкнуты контакты 15-16 и 25-26, желтый индикатор выключен.
Обнуление сосчитанного количества импульсов или установка реле в исходное состояние во время отсчета установленной выдержки времени осуществляется по переднему фронту команды «Сброс». По заднему фронту команды «Сброс» счет импульсов заново возобновляется. Во время действия команды «Сброс» счетный вход заблокирован. Команда «Сброс» подается на вход «Y2».
Имеется возможность изменения уставки во время подсчета импульсов. При изменении уставки в меньшую сторону и, если сосчитанное количество импульсов оказывается больше значения новой уставки, реле переключится на установленное время «t» согласно выбранной диаграмме работы и вернется в исходное состояние, при этом счетчик обнулится. В других случаях подсчет импульсов будет продолжен до установленного нового значения.
Напряжение питания АСDС24 В подается на клеммы «+А3» и «А2» (причем при постоянном напряжении плюс подается строго на +А3), а напряжение АС220 В — на клеммы «А1» и «А2». Сигналы внешнего сброса и входных импульсов можно сформировать путем замыкания и размыкания клемм «Y1», «Y2» с «А1»при напряжении питании АС220В или клемм «Y1», «Y2» и «+А3»при напряжении питания АСDС24 В. Схема подключения реле приведена на рис. 3,4 и на шильдике, расположенном на корпусе реле. При изменении временных интервалов и диаграммы работы реле необходимо выключить.
Из технических характеристик:
- Время готовности не более 0,15 с
- Максимальная частота следования импульсов 25 Гц
- Максимальное коммутируемое напряжение 400В
- Максимальный коммутируемый ток при активной нагрузке 5А
Из схемы подключения видно, что входные импульсы — не что иное, как подача питающего напряжения на входы Y1 и Y2.
Демонстрация работы блока АВР (видео)
Вот хороший и наглядный рассказ о том, как работает блок АВР:
Промышленные системы АВР
Среди отечественных производителей комплексных систем автоматического включения резерва выделяется предприятие ОАО «Контактор», которое поставляет на российский рынок шкафы АВР с различной логикой (секционированное и несекционированное питание, с возможностью подключения дополнительного автономного генератора и т. ) и элементной базой (схема управления может быть как релейной, так и микропроцессорной).
Силовая часть системы собрана на автоматических выключателях ВА50-45Про номинальным током до 6300 Ампер, производителем которых является тот же «Контактор». Данные устройства предназначены для работы на стороне 0. 4 кВ. Схемы АВР в установках выше 1000В тоже широко применяются, но это уже отдельная история.
Блок авр на 2 ввода
Определенный интерес представляет моноблочная конструкция системы автоматического ввода резерва от китайской фирмы ANDELI под названием HATS7. Удобная панель управления позволяет настроить алгоритм работы под нужды клиента, силовая часть системы, показанной на фото слева, рассчитана на токи до 160А. Ну так как китайский ампер будет поменьше нашего (шутка), я бы не пробовал его на длительных токах выше 100А. Панель управления может быть вынесена за пределы щита в более удобное место — например, на дверцу щита. Данный блок АВР можно настроить на работу с двумя линиями либо с одной линией и автономным генератором. Силовая часть — это два автомата либо контактора, которыми управляет приводной механизм. Естественно, электрическая и механическая блокировка имеется. Каким образом это делается на автоматах — смотрите на рисунке справа.
АВР на реверсивном рубильнике с электроприводом
Такая конструкция интересна прежде всего тем, что потребляет электроэнергию только в момент переключения, в отличие от контакторов, реле и т. Здесь практически исключена какая-либо вероятность электрического контакта одного ввода с другим. Например, разъединитель с автоматическим переключением серии NH40SZ может работать в следующих режимах:
- Сетевой источник питания – резервный источник питания, автоматическое переключение, самовозврат
- Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием потери фазы
- Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения и минимального напряжения
- Основной источник питания – генератор, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения, минимального напряжения и частоты
Использование автономных источников электроэнергии в системах АВР
Там, где резервное электропитание нужно в небольших масштабах и на короткое время, можно воспользоваться аккумуляторными батареями. Но это уже отдельная тема, которой у меня посвящена отдельная статья «Бесперебойники»
Также в целях резервного источника питания можно использовать бензогенератор (как вариант — дизельный, газовый и т. Об этом у меня немного написано здесь: АВР с бензогенератором
Усенко К. , инженер-электрик,
Назначение оборудования
Расшифровка системы АВР — автоматический ввод резерв — наилучшим образом объясняет назначение оборудования. Иногда его называют устройством автоматического включения резерва. Это определение относится к переключению основного электрооборудования на запасной генератор, что происходит при аварийном отключении главной сети.
По своему назначению ввод резерва схож с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Вся работа системы осуществляется полностью в автоматическом режиме без участия человека. В крупных подстанциях всегда существует два ввода на две автономные секции распределительного устройства.
Согласно требованию правил устройства электроустановок, в этом случае обязательно присутствие АВР для снабжения резервным питанием на 2 ввода. Например, при нарушении работы основного электроснабжения дополнительное оборудование включится автоматически. Визуально такой момент очень трудно заметить, так как высока скорость переключения.
Устройство и принцип работы
Независимо от устройства автоматического включения резерва, принципиальной его задачей считается наблюдение за параметрами электрической сети. Для этого могут использоваться реле контроля напряжения или блоки, оборудованные микропроцессорами. Существуют два основных вида устройства:
- Одностороннее (ОАВР) — один ввод работает в качестве основного и применяется, пока в электрической магистрали не возникнут проблемы. Другой выполняет роль запасного и включается в аварийных ситуациях.
- Двухстороннее (ДАВР) — оба ввода выполняют основную работу и используются, как резерв.
Сама конструкция представляет собой шкаф или щит АВР с контакторами или автоматами. Часто на практике используются конструкции с восстановлением, то есть как только в основной сети возвращается подача электроэнергии, то резервное питание отключается.
В случае падения напряжения на контролируемом участке цепи, реле подает сигнал на схему АВР. Отсутствие в сети одного напряжения недостаточно, чтобы сработало устройство переключения. Для этого необходимо присутствие еще ряда условий:
- На проверяемом участке не должно быть короткого замыкания, так как включение резервного питания будет невозможно и недопустимо.
- Выключатель ввода обязательно должен быть включен, чтобы при отсутствии напряжения не произошло случайного запуска АВР.
- На участке, от которого будет происходить питание резерва, обязательно наличие напряжения.
Когда все условия будут соблюдены, включатель резерва подает сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной сети и на включение АВР. Алгоритм действий происходит строго в этом порядке, то есть без отключения ввода резервное питание никогда не включится.
Комплектация шкафа и щита
Комплектация и правила эксплуатации шкафов ввода резервного питания типа АВР-РН, АВРПА, АВРР практически ничем не отличается друг от друга. Устройство представляет собой сварное изделие прямоугольной формы с двумя дверями.
Внутри вмонтированы две панели, на которых установлены силовые и управляющие устройства. При эксплуатации в сетях с током до 100 А применяются шкафы, изготовленные на базе пускателей ПМ 12 с серебряными контактами.
При силе тока свыше 100 А монтируются вакуумные контакторы. Все соединения входных и выходных цепей осуществляются инструментом, обеспечивающим стойкий контакт. В шкаф устанавливаются зажимы, рассчитанные на подсоединение многожильных медных и бронированных с наконечниками проводов.
Устанавливаемые пускатели должны быть рассчитаны на 300 тыс. срабатываний, а время отключения автоматов при коротком замыкания не превышает 0,05 сек. На всех приборах должны быть соответствующие обозначения, а дополнительно под ними устанавливаются бирки с пояснением.
Шкафы обычно имеют два кабельных ввода: для питающего и резервного провода, которые подключаются к штыревым колодкам. В силовую часть входят:
- силовая колодка ввода;
- выводные колодки, соединенные с соответствующими автоматами;
- два контактора ввода;
- два трансформатора напряжения.
Питание световых индикаторов осуществляется напряжением 36 В. Установленные реле времени АВР обеспечивают трансформаторы бесперебойным снабжением электроэнергией. В систему управления оборудованием входят автоматические выключатели, сигнальные лампы и реле контроля фаз. Собранный шкаф может эксплуатироваться в условиях, исключающих атмосферные осадки и при температуре от — 45 °C до + 45 °C.
Применение резервного питания
Длительное отсутствие электроэнергии доставляет много неудобств для человека, кроме того, может привести к угрозе жизни и безопасности людей. Обеспечить бесперебойное электроснабжение можно от двух независимых источников питания, что применяется для потребителей первой категории. Особая группа первой категории снабжается электроэнергией от трех взаимно резервирующих источников питания. Такие схемы имеют ряд недостатков:
- Значение токов короткого замыкания гораздо выше, чем при раздельном электроснабжении потребителей.
- Происходят большие потери электроэнергии в питающих трансформаторах.
- Сложная защитная схема.
- Очень трудно вести учет перетоков мощности.
- Иногда тяжело осуществить параллельную работу источников питания из-за наличия ранее установленной релейной защиты.
Поэтому существует необходимость в раздельных источниках питания с наличием быстрого восстановления электроэнергии. Именно эту задачу выполняет АВР, который подключает отдельную сеть или другой источник питания (генератор, аккумуляторную батарею). Щиты резервного включения широко применяются на предприятиях транспорта, связи, при строительстве жилищных комплексов и в других областях промышленности.
Обычно на входе в здание устанавливается шкаф ВРУ с АВР, то есть электрики комплектуют вводно-распределительное устройство блоком резервного питания. Можно такое оборудование устанавливать и отдельными блоками, которые собраны в заводских условиях.
Организация АВР в загородном доме
Для организации АВР загородного дома или беспрерывной работы насосов в качестве запасного источника питания можно использовать генератор. Он позволит на длительный период обеспечить электроэнергией потребителей, пока не восстановят основное электроснабжение.
В зависимости от типа генератора, такое устройство используется как в однофазных, так и трехфазных сетях. Чтобы срабатывание АВР происходило в автоматическом режиме, генератор должен быть снабжен стартером.
При монтаже системы необходимо подключить специальный блок автоматики, который производит запуск генератора во время отключения электроэнергии и его остановку при восстановлении электроснабжения. Блок совместим с любым видом двигателей и имеет три положения: «Запуск», «Включен», «Стоп».
Устройство снабжено подробным описанием, которое позволяет собрать АВР полностью своими руками. Правда, в зимний период двигатель внутреннего сгорания предварительно следует прогреть. Блок автоматики в своей программе подразумевает и такую функцию.
Для обустройства АВР загородного дома можно воспользоваться автомобильным аккумулятором. Помимо него, следует приобрести инвертор для преобразования 12 В постоянного напряжения в 220 В переменного.
Следует учитывать, что мощности такого устройства хватит только для освещения. Для увеличения емкости можно подключить параллельно несколько батарей. Запуск системы осуществляется с помощью специального переключателя, который устанавливается в основную сеть.
Предназначение и что представляет собой АВР
Система АВР – электрощитовое вводно-коммутационное распредустройство – оперативно переключает нагрузку на резервный источник, если возникнут проблемы энергетического плана на основной линии. Перед автоматическим переключением в режим аварийной работы система выявляет проблемы с напряжением в цепи вводов и проблемы с нагрузками.
Что скрывается под аббревиатурой
Есть немало способов усовершенствования работы системы энергоснабжения зданий и жилых домов. Среди них – АВР имеет особое значение. Название АВР – автоматический ввод резерва – объясняет назначение системы. Иногда «ввод» заменяют на «включение», что не совсем корректно. Включение резерва подразумевает запуск резервного генератора в определенных случаях.
Классификация АВР и варианты реализации
Применяют следующие схемы организации рабочих алгоритмов:
- Односторонняя подразумевает подключение резервного ввода при необходимости. Например, для временного питания от АКБ.
- В двустороннем исполнении обе секции равнозначны. Такое решение применяют, если возможно переключение на резервную сеть с аналогичными параметрами.
Отдельно определяют логику восстановительного процесса. Используют:
- последующее автоматизированное подключение к основной линии;
- переход на резервное питание с изменением режима в ручном управлении.
Особенности работы с бытовыми генераторами
Популярность такого решения обусловлена простотой выбора техники необходимой мощности. В соответствующем сегменте рынка предлагают генераторы с приводом от бензиновых (дизельных, газовых) моторов для подключения к одно- и трехфазным сетям. Они рассчитаны на длительную непрерывную эксплуатацию без тщательного контроля. Автономность фактически зависит лишь от запаса топлива.
Для запуска силового агрегата секционный шкаф автоматики комплектуют специализированным блоком управления. Он подает питание на стартер по установленному алгоритму. В частности, можно настроить программу на предварительный прогрев дизельного двигателя в зимних условиях.
АВР на аккумуляторах
Такие источники резервного питания подают в линию постоянный ток. Для преобразования в синусоиду определенной амплитуды (220 или 380 V) применяют инвертор. Следует понимать ограниченную автономность такого варианта. Однако параллельным подключением нескольких АКБ можно обеспечить необходимый временной интервал. Перспективное направление – литий-ионные накопители энергии. Они превосходят свинцово-кислотные аналоги по главным техническим характеристикам. Высокая цена ограничивает широкое применение. Однако по мере увеличения спроса и расширения производства производители начинают предлагать качественные изделия по приемлемой стоимости.
Подключение АКБ проще по сравнению с генератором. В этом варианте АВР можно собрать по стандартной схеме без специального блока управления запуском двигателя.
Применение логического контроллера
Такие блоки применяют для точной настройки алгоритма рабочих операций. Специальными регуляторами устанавливают допустимый процент отклонения напряжения от номинала, временные интервалы, другие параметры. Цепи управляющих сигналов подсоединяют к устройствам коммутации.
Организация АВР в высоковольтных цепях
Чтобы упростить контроль рабочих параметров сети применяют понижающий трансформатор. Определенным количеством витков уменьшают напряжение с 1000 до 100 V. Если в цепь управления добавить реле контроля фаз, подключение резерва выполняется при обрыве хотя бы одной линии.
Требования к АВР
В число основных требований к системам аварийного восстановления электроснабжения входит:
- Обеспечение подачи питания потребителю электроэнергии от резервного ввода, если произошло непредвиденное прекращение работы основной линии.
- Максимально быстрое восстановление электропитания.
- Обязательная однократность действия. То есть, недопустимо несколько включений-отключений нагрузки из-за КЗ или по иным причинам.
- Включение выключателя основного питания должно производиться автоматикой АВР до подачи резервного электропитания.
- Система АВР должна контролировать цепь управления резервным оборудованием на предмет исправности.
