Автоматический ввод резерва

Автоматический ввод резерва

Большинство источников электроснабжения, используемых в быту и на производстве, не могут порадовать пользователей высокой надежностью и имеют свойство отключаться в самый неподходящий момент. Такие неконтролируемые коммутации совершенно недопустимы на производствах с непрерывным циклом или в медицинских учреждениях (в операционных больниц, например), а также на других важных объектах.

Для предупреждения сбоев в энергоснабжении применяются устройства автоматического ввода резерва (авр), срабатывающие сразу же после отказа основных источников (общий вид ящика с АВР приводится на фото ниже).

Электрическая схема резервирования функционирует таким образом, что при ее срабатывании вместо вышедшей из строя питающей линии на нагрузку начинает работать другой источник электроснабжения (дизельный генератор, например). Таким образом, автоматический ввод резерва, или АВР, – это специальное устройство, обеспечивающее непрерывность энергоснабжения особо важных объектов государственного значения.

Применение АВР на контакторах

Автоматическое резервирование электропитания с использованием магнитных контакторов широко распространено на объектах следующего типа:

• сети уличного освещения населённых пунктов;
• схемы питания отдельно стоящих объектов, требующих непрерывное электроснабжение — повышающие насосные станции городских тепловых сетей, насосные подачи питьевой воды, отвода сточных канализационных вод и т.п.;
• электрические цепи внутрицехового и наружного освещения промышленных предприятий;
• частные домовладения, в которых используются резервные автономные генераторы.

Требования к системе

Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:

• Быстродействие.
• Надёжность включения.
• Подача напряжения только если на участке нет короткого замыкания, то есть обязательно должна быть блокировка при КЗ.
• Однократность срабатывания.
• Возможность настройки порога включения резервного электроснабжения, чтобы она не срабатывала, например, при просадках напряжения во время запуска мощных электродвигателей.
• Срабатывание только при условии, если на резервном вводе есть электроэнергия.

Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.

Требования к системе

Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:

• Быстродействие.
• Надёжность включения.
• Подача напряжения только если на участке нет короткого замыкания, то есть обязательно должна быть блокировка при КЗ.
• Однократность срабатывания.
• Возможность настройки порога включения резервного электроснабжения, чтобы она не срабатывала, например, при просадках напряжения вовремя запуска мощных электродвигателей.
• Срабатывание только при условии, если на резервном вводе есть электроэнергия.

Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.

Требования к АВР

Предполагается соответствие АВР таким условиям:

• обеспечивать переход на запасной режим подключения, если возникнет нештатная ситуация;
• максимально оперативно восстанавливать энергоснабжение;
• сохранять обязательность разового переключения – не допускать несколько переключений из-за КЗ или по другому поводу;
• главный ввод должен выключаться автоматически, до подключения резервного входа.

Данное устройство должно контролировать характеристики сети, срабатывая при их отклонении от номинального значения.

Принцип работы АВР

Рис №1. Принципиальная схема АВР на подстанции 35/6(10) кВ, применяемая для выполнения секционирования

Работа схемы заключается вводом в работу секционного высоковольтного масляного (элегазового или вакуумного) выключателя для подачи резервного питания на секцию, на которой пропало напряжение, с рабочей секции.

Обязательное условие рабочего состояния схемы является включенное положение переключателя АВР – П. Реле АВР однократного действия, должно постоянно находиться под напряжением, его контакты остаются замкнуты пока переключатель 1В1 во включенном состоянии. Отсутствие напряжения на высоковольтных шинах секции вызывает замыкание размыкающих контактов реле защиты от появления минимального напряжения. Статическое реле времени с часовым механизмом типа 1РВ срабатывает и через минимальную выдержку времени отправляет сигнал к отключению силового трансформатора неисправной цепи в описываемом случае – Т1.

Контроль частоты и напряжения

Одной из основных функций устройства АВР является обнаружение падения напряжения или полного исчезновения основного источника питания. Как правило, все фазы питающей сети контролируются на стороне посредством реле минимального напряжения (реле контроля фаз). Точка сбоя определяется по падению напряжения ниже минимально допустимого уровня на любой из фаз. Информация о напряжении и частоте передается в щит АВР, где определяется возможность продолжения питания нагрузок. Допустимый минимум напряжения и частоты должен быть обязательно преодолен перед переключением нагрузок на питание от резервного генератора, мощность которого должна его обеспечивать.

Автоматический ввод резерва (АВР). Работа и классификация

Современные источники снабжения электричеством не являются абсолютно надежными, иногда случаются аварийные ситуации, в результате которых происходит отключение электроэнергии. Это приводит к отрицательному влиянию на потребители. Это совершенно недопустимо для устройств с особой ответственностью, поэтому они подключаются к питанию нескольких источников электроэнергии. При монтаже используется автоматический ввод резерва. Это способ снабжения электроэнергией потребителя без перебоев с помощью двух и более источников питания. Такой метод обеспечения электроэнергией осуществляется автоматическим подключением резервного ввода при отключении или неисправности основного ввода.

Подключение резерва осуществляется устройством коммутации, которое отключает главный источник питания. Нагрузка должна соответствовать мощности резервного питания. Если мощности не хватает, то включаются только наиболее важные потребители.

Требования к АВР:

• Ввод резерва без задержки времени, после того, как сработало реле напряжения.
• Подключение при любых ситуациях, кроме короткого замыкания.
• Не должно реагировать на снижение напряжения при пуске нагрузок большой мощности.

Классификация

По принципу действия АВР делятся на:

• Односторонние, включают в себя две сети: основная и резервная. Резерв включается при отсутствии питания от основной сети.
• Двухсторонние. Обе сети работают на одинаковых условиях, могут быть как основными, так и рабочими.
• Восстановительный АВР, при появлении основного питания сети, потребители подключаются к ней, а резерв выключается.
• Без автовосстановления. Подключение после резерва к основному питанию осуществляется вручную.

Принцип работы

В сетях низкого напряжения удобно использовать специальные реле для контроля напряжения в схемах защиты. Здесь АВР более необходим, так как не любые устройства могут выдержать частые переключения и отключения электрической сети. Устройство АВР показано на элементарной схеме.

• Реле осуществляет контроль 3-фазного напряжения, перекоса и обрыва фаз.
• Электромагнитные реле с силовыми контактами используются для коммутации нагрузки. В номинальном режиме обмотка пускателя основного ввода подключается от электромагнитного реле и силовыми контактами подает питание.
• При отсутствии напряжения в главной цепи, реле КМ – 1 выключается, и напряжение идет на катушку реле КМ-2, подключающее запасной ввод.

Такая схема применяется в частном секторе, зданиях на производстве, там, где нагрузка больше нескольких десятков кВт. Одним из недостатков схемы стала сложность подбора реле для больших токов. Для слабых нагрузок такая схема нашла применение, а при коммутации мощных потребителей, оптимальным выбором будет пускатель магнитного типа или симистор.

Хорошими источниками вспомогательного питания стали генераторы, работающие на бензине или дизельном топливе. Дизельные генераторы чаще используются из-за своей экономичности и значительной мощности двигателя. Сегодня на рынке в продаже имеется большой ассортимент генераторных устройств, которые содержат защитные системы от значительных перегрузок по току.

Как действует автоматический ввод резерва

Чтобы понять функционирование и степень надежности АВР в снабжении электричеством потребителей, необходимо владеть знаниями по их устройству и конструктивным особенностям.

Когда часто случаются сбои в питании, то дома лучше смонтировать резервное питание, так как некоторые бытовые приборы при этом могут выйти из строя, нарушается комфорт жизни в квартире. Иногда устанавливают бесперебойные источники напряжения, в которых применяются аккумуляторы. Они чаще используются для бытовой техники с электронной начинкой, а генераторы применяются чаще в качестве резервных сетей питания собственных домов.

Генератор на бензине простого конструктивного исполнения подключается к питанию дома от обычного рубильника. Это предохраняет электрооборудование от коротких замыканий при неправильном подключении, когда АВР неисправен. Рубильник должен иметь три позиции, среднее из которых отключает полное питание сети, а два крайних положения соответствуют основному и резервному питанию.

Автоматический ввод резерва можно сделать собственными руками, при условии обеспечения генератора автоматом пуска устройства, осуществлять управление им при помощи контакторов, переключающих вводы. Автоматический режим будет работать на основе микропроцессоров, контроллеров и силовых реле. Для подачи сигнала на включение резервного питания используют датчики напряжения.

Когда отключается напряжение, то автоматически запускается мотор генератора. Чтобы достигнуть рабочего режима, необходимо определенное время. После этого автоматический ввод резерва осуществляет коммутацию нагрузки в резерв. Подобные задержки по времени допускаются только для бытовых нужд.

Блок автозапуска генератора

Автоматический ввод резерва для частного дома запускает и управляет запасным генератором при неисправностях в системе электроснабжения. Генератор оснащается специальным блоком для автозапуска. Это недорогое устройство для случаев сбоя питания электроэнергией в основной сети. Блок автозапуска осуществляет 5 запусков за 5 секунд после отсутствия питания на главной линии.

Когда на главной линии возникает напряжение, то устройство снова включает нагрузку на основное питание и останавливает генератор. Во время бездействия генератора топливо закрывается электромагнитным клапаном.

Особенности АВР

Самым применяемым методом АВР является схема с двумя вводами, когда первый ввод более приоритетный. При включении к сети нагрузки бытового назначения в основном работают от одной фазы. Когда фаза исчезает, удобнее быстро подключить другую запасную линию, чем включать генератор. При входе трех фаз контроль питания осуществляется несколькими реле, установленными на каждую фазу. Если напряжение вышло за норму, то контактор реле отключает фазу, потребитель питается от остальных фаз. При выходе из строя следующей линии, общая нагрузка ложится на одну фазу.

Для маленького дома или дачного домика используют установку небольшой мощности до 10 киловатт. Такой мощности вполне хватит для питания дома минимальным количеством электричества на небольшое время. Во время аварии контрольное реле переключит шину потребителя на запасное питание и подаст сигнал на включение дизель-генераторной установки. Когда основное питание возобновится, то реле снова его подключит, а генератор остановится.

Функциональность АВР

Для автоматического управления выключателями по определенным алгоритмам используются логические контроллеры. В них закладывается программа для АВР. Ее остается только настроить для определенного режима. Применение логических контроллеров позволяет сделать электрические схемы проще. Устройство управления АВР размещают на дверце щита, оно имеет вид набора переключателей, индикаторов и кнопок.

В стандартном исполнении уже заложено программное обеспечение, установленное в контроллере.

Сбои в питании электроэнергией могут создавать большие проблемы для потребителей. Многие пользователи не имеют представления об устройстве и назначении АВР, не знают, что это такое, представляют совершенно другое назначение этого устройства. Так как стоимость электрооборудования АВР не малая, то важно сделать правильный выбор с необходимым набором функций. Для этого потребуется помощь специалиста. Автоматический ввод резерва повышает работоспособность устройств бытового назначения и других объектов, для которых наличие бесперебойного питания очень важно.

Недостатки дешевых АВР

Часто в магазинах встречаются продавцы, которые рекламируют и предлагают автоматические блоки, которые на самом деле являются совсем другими устройствами. В интернете есть много сайтов, на которых интернет-магазины выставляют на продажу блоки автоматики по 10 тысяч рублей, а некоторые виды вообще продают за 3,5 тысячи рублей. Но не стоит торопиться покупать такое оборудование, осуществляющее якобы автоматический ввод резерва.

Что приобретет покупатель в таком случае, вместо рекламируемого блока автоматического запуска запасного питания? Эта продукция является обычной аналогией устройств управления электроснабжением. Для коммутации здесь используется специальный разъем китайского производства, крепящийся на панели. Никаких функций автоматической работы здесь и в помине нет.

Но, самое опасное здесь то, что контролируют действие генератора в блоке электронные компоненты, вместо надежных электромеханических деталей, которые рассчитаны на долгую работу при значительных перегрузках. Это создает большую угрозу надежности работы всей системы.

При значительных резких перепадах напряжения возникают следующие отрицательные моменты:

• Автоматика не будет срабатывать, она осуществляет мгновенное отключение электричества от сети.
• Бытовая техника и кабели проводки не имеют защиты от неисправностей и выхода из строя.

Эти факторы приводят к выходу из строя самой автоматической установки. Также будут работать и другие дешевые устройства. Они выполнены с обычной платой, отключение и включение производится электронными деталями, которые могут работать только на слабых токах. Они не справляются с возложенной задачей, а создают опасность для оборудования. Качественный автоматический ввод резерва стоит намного дороже.

Основные нюансы правильного выбора устройства

Чтобы не повторить наиболее распространенные ошибки при выборе устройства автоматического включения резерва, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• на щите устройства должен присутствовать контроллер DATAKOM/DeepSea;
• все элементы, расположенные в шкафу должны иметь соответствующую схеме маркировку;
• блок АВР обязательно должен быть оснащен контакторами ABB/Schneider Electric;
• если устройство предназначено для уличного монтажа, тогда шкаф должен иметь хорошую защиту IP 44/65;
• к устройству должна прилагается подробная инструкция и схема подключения;
• наибольшее внимание необходимо уделить лицевой панели устройства, где должны находиться следующие элементы: вольтметр, кнопка аварийного отключения, амперметр, световая индукция сети, управление ручным режимом.

В завершение можно подвести итог, что к выбору и настройке системы автоматического ввода резерва всегда нужно подходить грамотно и со знанием дела, так как от качества устройства зависит бесперебойная подача электроэнергии. Ведь многие потребители, решив купить АВР, даже не догадываются о том, как он выглядит и какими функциями должен быть оснащен. Купив бюджетный блок за 10 тысяч рублей, потребители наивно полагают, что он будет служить им в течение всего заявленного производителем срока. Но на самом деле все происходит совсем иначе. Именно поэтому, чтобы не допустить критичной ошибки в процессе выбора такого устройства, не стоит полагаться исключительно на свои познания. Лучше всего доверить это дело профессионалам.