Автоматический ввод резерва — Википедия

Оборудование управления электродвигателями пожаротушения (основным и резервным)

Автоматическое включение резерва — включение автоматическим устройством резервного оборудования взамен отключившегося основного. Широко применяется в энергетике, служит для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей.^[1][2]

В энергетике: автомат включения резерва (АВР) — автоматическое устройство, осуществляющее автоматический ввод резервных источников питания или включение выключателя, на котором осуществляется деление сети.^[3]:78

Потребители: коммутационный аппарат переключения (переключатель питания) (англ. Transfer switch) — аппарат для переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника к другому.^{[4]:п. 2.1.1}

Отдельные установки: автоматическое включение электродвигателей резервных механизмов — включение резервного оборудования при выявлении нарушения технологического режима с помощью реле, реагирующих на неэлектрические величины.

[3]^:109

На 2018 год в России отсутствует единая терминология для сетей электроснабжения и электроэнергетики в области надежности электроснабжения.^[5]

Схема секционированной системы сборных шин. Секции имеют связь посредством секционного выключателя QS

Автоматическое восстановление питания должно обеспечиваться для:

• электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания;
• особая группа электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от трех независимых взаимно резервирующих источников питания.^[6]

Таким образом, кроме неудобств в повседневной жизни человека, длительный перерыв в электропитании может привести к угрозе жизни и безопасности людей, материальному ущербу и другим, не менее серьёзным последствиям. Гарантированное питание можно реализовать, осуществив электропитание каждого потребителя от двух источников одновременно (для потребителей I категории так и делают), однако подобная схема имеет ряд недостатков:

• Токи короткого замыкания при параллельной работе источников питания гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей.
• В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
• Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании.
• Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определённого режима работы системы.
• В некоторых случаях не получается реализовать схему из-за того, что нет возможности осуществить параллельную работу источников питания из-за ранее установленной релейной защиты и оборудования.

В связи с этим возникает необходимость в раздельном электроснабжении и быстром восстановлении электропитания потребителей. Решение этой задачи и выполняет АВР. АВР может подключить отдельный источник электроэнергии (генератор, аккумуляторную батарею) или включить выключатель, разделяющий сеть, при этом перерыв питания может составлять всего 0.3 — 0.8 секунд.

При проектировании схемы АВР, допускающей включение секционного выключателя, важно учитывать пропускную способность питающего трансформатора и мощность источника энергии, питающих параллельную систему. В противном случае может получиться так, что переключение на питание от параллельной системы выведет из строя и её, так как источник питания не сможет справиться с суммарной нагрузкой обеих систем. В случае если невозможно подобрать такой источник питания, обычно предусматривают такую логику защиты, которая отключит наименее важных потребителей тока обеих систем.

АВР разделяют на:

• АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию.
• АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.
• АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени он включается, а секционный выключатель отключается. Если кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, то сначала отключается секционный выключатель, а затем включается вводной. Схема вернулась в исходное состояние.
• АВР без восстановления.

АВР должен срабатывать однократно. Это требование обусловлено недопустимостью многократного включения резервных источников в систему с неустранённым коротким замыканием.

АВР должен срабатывать всегда, в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей, независимо от причины. В случае работы схемы дуговой защиты АВР может быть блокирован, чтобы уменьшить повреждения от короткого замыкания. В некоторых случаях требуется задержка переключения АВР. К примеру, при запуске мощных двигателей на стороне потребителя, схема АВР должна игнорировать просадку напряжения.

Принцип действия[править | править код]

Реализацию схем АВР осуществляют с помощью средств РЗиА: реле различного назначения, цифровых блоков защит (контроллер АВР), переключателей — изделий, включающих в себя механическую коммутационную часть, микропроцессорный блок управления, а также панель индикации и управления.

В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях служат реле минимального напряжения (реле контроля фаз), подключённые к защищаемым участкам через трансформаторы напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле даёт сигнал в схему АВР. Однако, условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворён ещё ряд условий:

• На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.
• Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключён намеренно.
• На соседнем участке, от которого предполагается получать питание после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет смысла.

После проверки выполнения всех этих условий логическая часть АВР даёт сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причём, межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился. АВР подразделяется также на системы с восстановлением и без восстановления: при работе с восстановлением при возникновении напряжения на вводе с установленной выдержкой схема восстанавливает исходную конфигурацию. Обычно данный режим выбирается установкой накладок вторичных цепей в соответствующее положение. При восстановлении АВР допускается кратковременная работа питающих трансформаторов «в параллель» для бесперебойности электроснабжения.

В низковольтных сетях одновременно в качестве измерительного и пускового органа могут служить магнитные пускатели или модуль АВР-3/3. Либо предназначенный для управления схемами АВР микропроцессорный контроллер АВР.

Коммутационный аппарат переключения (переключатель питания)[править | править код]

Автоматический[править | править код]

Автоматический переключатель питания дата-центра

Коммутационная аппаратура автоматического переключения — аппаратура автономного действия, состоящая из коммутационного аппарата (аппаратов) переключения и других устройств, необходимых для контроля цепей питания и переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника питания к другому.

[4]^{:п. 2.1.2}

Автоматические переключатели питания делятся на оборудование:

• постоянного тока;
• переменного тока

При автоматическом переключении обеспечивается гарантированное электропитание, когда допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. Бесперебойное электропитание с «мгновенным» вводом в действие резервного источника обеспечивает источник бесперебойного электропитания.^[8]

Возможно использование автоматической коммутационной аппаратуры не только во время длительных отключений рабочего источника питания, но и при кратковременных провалах напряжения. Если допустимое время перерыва питания меньше 0,2 с возможно только использование источников бесперебойного питания, защита автоматическими выключателями цепи с коротким замыканием для уменьшения времени перерыва питания в таком случае невозможна или неэффективна. Если допустимое время более 0,2 с возможно использование защит электросети или использование источников бесперебойного питания. При допустимом времени 5…20 с возможно отказаться от источников бесперебойного питания и использовать автоматическую коммутационную аппаратуру.

[9]^{:с. 61}

• «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5-283-010031-7 (ошибоч.)
• «Автоматическое включение резерва» М. Т. Левченко, М. Н. Хомяков «Энергия» 1971

1. ↑ Автоматическое включение резерва//Бензарь В.К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике —Мн.: Выш. шк., 1985
2. ↑ Автоматическое включение резерва//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 1 (А – И) —М.: Советская энциклопедия, 1962
3. ↑ ^{1 2} M. A. БЕРКОВИЧ, A. H. КОМАРОВ, В. A. СЕМЕНОВ Основы автоматики энергосистем. —М.: Энергоиздат, 1981. —432 с.
4. ↑ ^{1 2} ГОСТ 30011.6.1-2012 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 6. Аппаратура многофункциональная. Раздел 1. Аппаратура коммутационная автоматического переключения
5. ↑ Кадыков Ю. Системы электроснабжения ЦОДов с использованием дизельных динамических ИБП//НОВОСТИ ЭлектроТехники N 4(112), 2018
6. ↑ Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 1.2 Электроснабжение и электрические сети (Издание седьмое) п.1.2.19
7. ↑ ГОСТ IEC 62310-1-2018 Статические системы переключения (STS). Часть 1. Общие требования и требования безопасности
8. ↑ Бушуев В.М. Электропитание устройств связи —М.: Радио и связь, 1986. С. 122
9. ↑ Гуревич Ю.Е., Кабиков К.В. Особенности электроснабжения, ориентированного на бесперебойную работу промышленного потребителя —М.: Элекс-КМ, 2005.

49. Автоматическое включение резерва (авр). Назначение, виды, требования к авр. Схемы, принцип действия

Назначение АВР

Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей.

Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания и более, работает по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций.

Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению, перетокам мощности и т. п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным решением, так как ранее установленное оборудование и релейная защита не позволяют осуществить параллельную работу источников питания.

Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.

В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй – резервным (рис, 10.9, а, б). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис.10.9, в, г).

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется автоматическое включение резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 сек. Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рисунке.

1. Питание подстанции А (рис. 10.9, а) осуществляется по рабочей линии Л1 от подстанции Б. Вторая линия Л2, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель ВЗ нормально отключен). При отключении линии Л1 автоматически от АВР включается выключатель ВЗ линии Л2, и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А.

Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия Л1 всегда должна быть рабочей, а линия Л2 – всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

2. Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис. 10.11, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включаются выключатель В5 и один из выключателей В6 (при отключении Т1) или В7 (при отключении Т2) резервного трансформатора ТЗ.

3. Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин (рис. 10.11, в). Шиносоединительный выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель В5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки подстанции. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.

4. Подстанции В и Г (рис. 10.11, г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия ЛЗ находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении линии Л2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель В5, таким образом питание подстанции Г переводится на подстанцию В по линии ЛЗ. При отключении линии Л1 подстанция В и вместе с ней линия ЛЗ остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения ТН также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя В5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Принципы осуществления АВР при разных схемах питания потребителей

Опыт эксплуатации энергосистем показывает, что АВР является весьма эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность действия АВР составляет 90-95%. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.

Основные требования к схемам АВР

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей по: любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника питания иногда допускается также при КЗ на шинах потребителя. Однако очень часто схема АВР блокируется, например, при работе дуговой защиты в комплектных распредустройствах. При отключении от максимальной защиты трансформаторов питающих шины НН, работе АВР, предпочтительна работа АПВ. Поэтому на стороне НН (СН) понижающих трансформаторов подстанций принимается комбинация АПВ-АВР. При отключении трансформатора его защитой от внутренних повреждений, работает АВР, а при отключении ввода его защитой – АПВ. Такое распределение предотвращает посадку напряжения, а иногда и повреждение секции, от которой осуществляется резервирование.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться возможно быстрее, сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным для того, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника для того, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также возможное в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.

6. Для ускорения отключения резервного источника питания при его включении на неустранившееся КЗ должно предусматриваться ускорение действия защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Быстрое отключение КЗ при этом необходимо, чтобы предотвратить нарушение нормальной работы потребителей, подключенных к резервному источнику питания. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое количество электродвигателей, ускорение осуществляется до 0.3-0,5 сек. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

Принципы действия АВР

Рассмотрим принцип действия АВР на примере двухтрансформаторной подстанции, приведенной на рис. 10.12. Питание потребителей нормально осуществляется от рабочего трансформатора Т1, Резервный трансформатор Т2 отключен и находится в автоматическом резерве.

При отключении по любой причине выключателя В1 трансформатора Т1 его вспомогательный контакт БК1-2 разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП1. В результате якорь реле РП1, подтянутый при включенном положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.

Второй вспомогательный контакт БК1.3 выключателя В1 замкнувшись, подает плюс через еще замкнутый контакт РП1.1 на обмотку промежуточного реле РП2, которое своими контактами производит включение выключателей ВЗ и В4 резервного трансформатора, воздействуя на контакторы включения КВЗ и КВ4. По истечении установленной выдержки времени реле РП1 размыкает контакты и разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП2. Если резервный трансформатор будет включен действием АВР на неустранившееся КЗ, и отключится релейной защитой, то его повторного включения не произойдет. Таким образом, реле РП1 обеспечивает однократность действия АВР и поэтому называется реле однократности включения. Реле РП1 вновь замкнет свои контакты и подготовит схему АВР к новому действию лишь после того, как будет восстановлена нормальная схема питания подстанции и включен выключатель В1. Выдержка времени на размыкание контакта реле РП1 должна быть больше времени включения выключателей ВЗ и В4, для того чтобы они успели надежно включиться.

С целью обеспечения действия АВР при отключении выключателя В2 от его вспомогательного контакта БК2.2 подается импульс на катушку отключения К01 выключателя В1. После отключения выключателя В1 АВР запускается и действует, как рассмотрено выше. Кроме рассмотренных случаев отключения рабочего трансформатора потребители также потеряют питание, если по какой-либо причине остаются без напряжения шины высшего напряжения подстанции Б. Схема АВР при этом не подействует, так как оба выключателя рабочего трансформатора остались включенными.

Для того чтобы обеспечить действие АВР и в этом случае, предусмотрен специальный пусковой орган минимального напряжения, включающий в себя реле PHI, РН2, РВ1 и РПЗ. При исчезновении напряжения на шинах 5, а, следовательно, и на шинах В подстанции реле минимального напряжения, подключенные к трансформатору напряжения ТН1, замкнут свои контакты и подадут плюс оперативного тока на обмотку реле времени РВ1 через контакт реле РНЗ. Реле РВ1 при этом запустится и по истечении установленной выдержки времени подаст плюс на обмотку выходного промежуточного реле РПЗ, которое производит отключение выключателей В1 и В2 рабочего трансформатора. После отключения выключателя В1, АВР действует, как рассмотрено выше.

Реле напряжения РНЗ предусмотрено для того, чтобы предотвратить отключение трансформатора Т1 от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия на шинах высшего напряжения А резервного трансформатора Т2, когда действие АВР будет заведомо бесполезным. Реле напряжения РНЗ, подключенное к трансформатору напряжения ТН2 шин А, при отсутствии напряжения размыкает свой контакт и разрывает цепь от контактов реле РН1 и РН2 к обмотке реле времени РВ1.

В схеме АВР предусмотрены две накладки: h2 – для отключения пускового органа минимального напряжения и Н2 — для вывода из работы всей схемы АВР. Действие АВР и пускового органа минимального напряжения сигнализируется указательными реле РУ.

Пусковые органы минимального напряжения

Пусковые органы минимального напряжения должны выполняться таким образом, чтобы они действовали только при исчезновении напряжения и не действовали при неисправностях в цепях напряжения. Так, в рассмотренной схеме на рис. 10.12 и в схеме на рис. 10.13 контакты двух реле минимального напряжения РН1 и РН2 включены последовательно, что предотвращает отключение рабочего трансформатора Т1 при отключении одного из автоматических выключателей (предохранителей) в цепях напряжения. Однако ложное отключение трансформатора все же может произойти, если повредится трансформатор напряжения ТН1 или отключатся оба автоматических выключателя в цепях напряжения. Для повышения надежности используются два реле минимального напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения.

Рассмотренные схемы пусковых органов минимального напряжения могут быть выполнены также с помощью двух реле времени (типа РВ-235) переменного напряжения, как показано на рис, 10.13, б. Эти реле, подключаемые непосредственно к трансформаторам напряжения, выполняют одновременно функции двух реле: реле минимального напряжения и реле времени. При исчезновении напряжения реле начинают работать и с установленной выдержкой времени замыкают цепь отключения выключателей рабочего источника питания.

Пусковой орган минимального напряжения может быть выполнен с одним реле времени РВ типа РВ-235К, которое включается через вспомогательное устройство типа ВУ-200, представляющее собой трехфазный выпрямительный мост (рис. 10.13, в). Это реле времени начинает работать лишь в том случае, если напряжение исчезнет одновременно на трех фазах. При отключении одного из автоматических выключателей в цепях напряжения реле не работает, так как на его обмотке остается напряжение от двух других фаз.

В схеме, приведенной на рис. 10.13, г, блокировка от нарушения цепей напряжения осуществляется с помощью реле минимального тока РТ, включенного в цепь трансформаторов тока рабочего источника питания. В нормальных условиях, когда рабочий источник питает нагрузку, по обмотке реле РТ проходит ток, и оно держит свои контакты разомкнутыми. В случае отключения рабочего источника или при исчезновении напряжения на питающих шинах, когда исчезает ток нагрузки, реле РТ замыкает свои контакты и совместно с реле минимального напряжения РН производит отключение рабочего источника питания.

При отключении источника, питающего шины высшего напряжения рабочего трансформатора или линии (например, шины Б на рис. 10.12), пусковой орган минимального напряжения может npийти в действие не сразу, так как в течение примерно 0,5—1,5 сек синхронные и асинхронные, электродвигатели будут поддерживать на шинах остаточное напряжение, превышающее напряжение срабатывания реле минимального напряжения. Это обстоятельство задерживает работу АВР, поскольку вначале должно затухнуть остаточное напряжение до напряжения срабатывания пускового органа, а затем должен сработать пусковой орган, который всегда имеет выдержку времени, затем должен отключиться рабочий источник, и только после этого произойдет включение резервного источника.

Для ускорения действия АВР в указанных условиях пусковой орган целесообразно дополнять реле понижения частоты, который выявляет прекращение питания раньше, чем реле минимального напряжения. В самом деле, после отключения источника питания электродвигатели начинают резко снижать частоту вращения, благодаря чему частота остаточного напряжения также быстро снижается. При уставке срабатывания реле понижения частоты 48 Гц оно сработает при снижении частоты вращения электродвигателя и синхронных компенсаторов всего на 4%, что происходит уже через 0,1–0,2 сек. Схема пускового органа АВР с двумя реле понижения частоты приведена на рис. 10.14, а.

Пусковой орган включает в себя два реле понижения частоты РЧ1 и РЧ2 и одно промежуточное реле Р (рис. 10.14, б). Реле РЧ1 подключено к трансформатору напряжения ТН1 шин низшего напряжения, к которому подключены также реле напряжения РН1 и реле времени РВ1 и РВ2. Реле РЧ2 подключено к трансформатору напряжения TН2 шин резервного источника питания, к которому подключено также реле РН2.

Пусковым органом минимального тока и напряжения.

Рассматриваемый пусковой орган работает следующим образом. При отключении источника, питающего шины высшего напряжения Б (см. рис, 10.12, а), электродвигатели, питающиеся от шин В, поддерживают на этих шинах остаточное напряжение, частота которого быстро снижается. При снижении частоты до уставки реле РЧ1 оно сработает и через контакт реле РН1, замкнутый вследствие наличия остаточного напряжения, и размыкающий контакт промежуточного реле РП1 воздействует на отключение выключателей рабочего источника питания. Благодаря наличию контакта реле напряжения РН1 предотвращается ложное срабатывание пускового органа при кратковременном снятии напряжения с обмотки реле частоты РЧ1, когда могут замкнуться его контакты. В рассмотренном случае, когда срабатывание (замыкание контакта) реле РЧ1 происходит вследствие отключения рабочего источника питания, реле РЧ2 не замыкает контакт, так как на шинах подстанции А сохраняется нормальное напряжение. Реле РЧ2 предназначено для того, чтобы предотвратить отключение рабочего источника питания при общесистемном понижении частоты. В этом случае частота напряжения будет снижаться одинаково на всех шинах (А, Б, В), но первым сработает реле РЧ2, которое настраивается на более высокую уставку, чем реле РЧ1. Сработав, реле РЧ2 воздействует на промежуточное реле РП1, которое своим контактом размыкает цепь от контакта реле РЧ1, предотвращая отключение рабочего источника питания при срабатывании реле РЧ1.

На рис. 10.14, в изображена более простая схема пускового органа с одним реле понижения частоты в сочетании с пусковым органом минимального тока. В случае отключения источника, питающего шины высшего напряжения Б, исчезнет ток в рабочем трансформаторе и понизится частота остаточного напряжения на шинах В. При этом сработают и замкнут контакты реле минимального токи РТ1 и реле частоты РЧ1, что приведет к созданию цепи на отключение рабочего трансформатора. Реле частоты РЧ1 может сработать, и при общесистемном снижении частоты, но цепи на отключение рабочего источника при этом не создастся, так как по рабочему трансформатору будет проходить ток нагрузки, и поэтому контакт реле РТ1 останется разомкнутым.

С помощью реле напряжения РН1, РН2 и реле времени РВ1 в рассматриваемой схеме осуществляется пусковой орган минимального напряжения.

устройство, варианты схем и принцип работы

Содержание статьи:

Системы АВР применяют для бесперебойного электроснабжения частных домов, предприятий, других объектов. Автоматическое включение резерва повышает уровень безопасности, предотвращает материальные потери. В некоторых ситуациях исключает угрозы жизни и здоровью людей. Для корректного выбора компонентов необходимо ознакомиться с принципами действия специализированного оборудования.

Что такое устройство АВР

АВР автоматически включает резервный источник питания в аварийной ситуации

Сохранение рабочего состояния источника питания обеспечивается с применением особых инженерных решений. При возникновении аварийной ситуации автоматика подключает генератор. Необходимые действия выполняются без тщательного контроля и вмешательства со стороны пользователя.

Основные функциональные компоненты типовой системы АВР:

• контрольные приборы фиксируют изменения электрических параметров сети питания;
• при регистрации разрыва цепи (КЗ) или отклонения от установленного порогового уровня автоматика отключает поврежденный участок;
• устройство сигнализации сообщает о нарушении рабочего режима;
• контактная группа подключает дежурный источник питания.

Далее проводят необходимые мероприятия для восстановления штатной системы. Аббревиатура (АВР) расшифровывается как «Автоматический Ввод Резерва». Кроме дежурного генератора используют переключение на работоспособную сеть или блок аккумуляторных батарей.

Назначение АВР

Функциональность системы основана на принципах обеспечения бесперебойной работы источника питания. Автоматизация основных процессов подразумевает исключение действий обслуживающего и эксплуатационного персонала. Профессиональные требования к оборудованию изложены в правилах ПУЭ. В частности, для подключения потребителей 1-й категории применяется схема АВР на 2 ввода с секционником на автоматах.

Дублирование распределительных устройств и других важнейших элементов обеспечивают высокий уровень надежности. Такие блоки рассчитаны на автономную работу. В ходе создания конструкторской документации исключают взаимное влияние для предотвращения ошибочных действий автомата АВР.      

Необходимость применения таких систем поясняет пример хорошего оснащения частного загородного дома. Как правило, в таких объектах устанавливают локальную систему отопления. Управление современного газового котла обеспечивает электроника. Для принудительной циркуляции теплоносителя по контурам применяют насосы. Отключение этих компонентов при сильном морозе провоцирует разрушение труб и радиаторов.

Ремонтно-восстановительные работы намного дороже по сравнению с автозапуском специального генератора. Наличие дежурного источника питания пригодится при авариях в сетях электроснабжения. Если подключение напряжения выполняется достаточно быстро, пользователи не будут испытывать дискомфорт.

Принцип работы

Для изучения рабочих алгоритмов можно использовать пример сборки на простой элементной базе.

• Постоянный контроль электрических параметров основной линии обеспечивает контактор.
• Переменный ток через выключатель по замкнутой цепи поступает в локальную сеть к потребителям.
• Если напряжение пропадет, индукционная катушка не сможет удерживать шток.
• Пружина переместит через привод для замыкания контактную группу резервного ввода.
• Одновременно отключается основной автомат.
• При появлении напряжения в рабочей линии действия выполняются в обратном порядке.

Лампочки в соответствующих цепях сигнализируют о запуске определенных режимов.

Требования к системе

Функциональность представленной схемы органичена. Если неполадки в основной линии сопровождаются коротким замыканием, повторное включение провоцирует повреждение нагрузки. Определенное влияние оказывают реактивные характеристики электродвигателей. При подключении станка или мощного вентилятора падение напряжения способно вызвать ложное срабатывание системы защиты.

Отдельно следует рассмотреть скорость подключения запасного источника. При значительных временных интервалах в некоторых подключенных устройствах срабатывают локальные схемы защиты. Подобные ситуации сопровождаются сбоями в работе. Они провоцируют поломки, ускоренный износ приводов.

Чтобы устранить недостатки применяют логические схемы управления, созданные на основе электронных блоков со специализированным программным обеспечением. Некоторые компоненты оснащают механическими узлами блокировки. Такие элементы сохраняют работоспособность при полном отключении основного и аварийного питания.

Основные требования к АВР современного уровня:

• надежность подключения запасного источника питания (ИП) при пиковых нагрузках и значительных изменениях рабочих параметров сети;
• достаточное быстродействие для исключения повреждения потребителей электроэнергии;
• регулируемая настройка пороговых уровней включения системы защиты;
• блокировка подсоединения к цепи с КЗ и параллельного подключения двух вводов;
• однократное срабатывание;
• автоматизированная проверка функционального состояния резервного ИП.

Плавное переключение обеспечивают с помощью добавления в схему трансформаторов.

Выбор автоматики

Блок АВР ПромЭнерго

Промышленное оборудование и технику профессиональной категории оснащают автоматикой в стандартной комплектации. Как минимум, предлагают в составе ящик с набором контакторов для воспроизведения защитного алгоритма. В зоне доступности размещают аварийную кнопку. При необходимости рукой установку отключают одним быстрым движением.

Специализированный щит АВР можно приобрести в собранном состоянии либо создать функциональный аналог самостоятельно. При выборе готового изделия следует обратить внимание на репутацию производителя. Пригодится предварительное изучение отзывов покупателей и мнения опытных экспертов.

В нижнем ценовом диапазоне представлены изделия сомнительного происхождения. Если АВР однофазный стоит до 1500-2000 р., вряд ли можно рассчитывать на длительный срок службы и высокую надежность. Подделки отличаются плохой сборкой, низким качеством контактных групп. Достаточно часто в подобных моделях используют маломощные электронные ключи, которые не приспособлены к броскам напряжения и нагрузкам с выраженными индуктивными характеристиками.

От 4 000 до 8 000 р. можно найти качественные АВР малоизвестных торговых марок. В надежных комплектах оборудования применяют электромеханические функциональные компоненты.

В диапазоне от 20 000 р. и выше представлена продукция ответственных производителей. На эти изделия предоставляют официальные гарантийные обязательства. Быстродействие и другие важные параметры контролируют в каждой отдельной товарной партии.

Автоматика без контроллера

Расшифровка обозначения подчеркивает главную особенность оборудования данной категории. «Автоматический» способ подключения резерва современного уровня подразумевает не только отсутствие вмешательства со стороны пользователей. Электронный контроллер обеспечивает оперативную проверку состояния питающей и резервной сети. Он блокирует выполнение ошибочных операций, препятствует возникновению потенциально опасных ситуаций. При выборе АВР следует проверить наличие в комплекте этого полезного компонента.

АВР в сетях 0,4 кВ

Для коммутации цепей питания в сетях со сравнительно небольшим напряжением (0,4 кВ) применяют серийные контакторы с магнитным приводом. Также используют пускатели в комплекте с АВ. Компоненты схемы подбирают с учетом токовых нагрузок (потребляемой мощности).

В типовые щиты АВР на 2 ввода устанавливают приборы учета электроэнергии, устройства защиты от импульсных бросков напряжения, реле с функцией задержки для создания дополнительного временного интервала перед подключением нагрузки.

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.

Схемы подключения

Оптимальный вариант выбирают с учетом:

• рабочих параметров сети питания;
• типа нагрузок;
• особых требований по скорости ввода резерва и другим параметрам.

Для однофазных сетей при подключении частного дома или небольшого коммерческого объекта можно применить простейший вариант на модульных контакторах с двухполюсным АВ. Схему АВР с реле контроля фаз на два ввода используют при подключении мощных нагрузок. В соответствующем исполнении кроме уровня напряжения контролируют искажения синусоиды, корректность фазировки. Если предполагается работа с несколькими источниками (больше двух), создают систему с необходимым количеством вводов.

Автоматический ввод резерва — это… Что такое Автоматический ввод резерва?

Автомати́ческий ввод резе́рва (Автомати́ческое включе́ние резе́рва, АВР) — способ обеспечения резервным электроснабжением нагрузок, подключенных к системе электроснабжения, имеющей не менее двух питающих вводов и направленный на повышение надежности системы электроснабжения. Заключается в автоматическом подключении к нагрузкам резервных источников питания в случае потери основного.

Общие требования к АВР

• АВР должен срабатывать за минимально возможное после отключения рабочего источника энергии время .
• АВР должен срабатывать всегда, в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей, независимо от причины. В случае работы схемы дуговой защиты АВР может быть блокирован, чтобы уменьшить повреждения от короткого замыкания. В некоторых случаях требуется задержка переключения АВР. К примеру, при запуске мощных двигателей на стороне потребителя, схема АВР должна игнорировать просадку напряжения.
• АВР должен срабатывать однократно. Это требование обусловлено недопустимостью многократного включения резервных источников в систему с неустранённым коротким замыканием.

Реализацию схем АВР осуществляют с помощью средств РЗиА: реле различного назначения, цифровых блоков защит (контроллер АВР), переключателей — изделий, включающих в себя механическую коммутационную часть, микропроцессорный блок управления, а также панель индикации и управления.

Применение

Практическая реализация различных схем, обзорные статьи: Что такое АВР ? Часть вторая. Часть третья Часть четвертая Часть пятая Часть шестая Часть седьмая

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011.

Схема секционированной системы сборных шин. Секции имеют связь посредством секционного выключателя QS

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии делятся на три категории: I категория — к потребителям этой группы относятся те, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, угрозу для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр. II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта. III категория — все остальные потребители электроэнергии.

Таким образом, кроме неудобств в повседневной жизни человека, длительный перерыв в электропитании может привести к угрозе жизни и безопасности людей, материальному ущербу и другим, не менее серьёзным последствиям. Бесперебойное питание можно реализовать, осуществив электропитание каждого потребителя от двух источников одновременно (для потребителей I категории так и делают), однако подобная схема имеет ряд недостатков:

• Токи короткого замыкания при такой схеме гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей.
• В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
• Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании.
• Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определенного режима работы системы.
• В некоторых случаях не получается реализовать схему из-за того, что нет возможности осуществить параллельную работу источников питания из-за ранее установленной релейной защиты и оборудования.

В связи с этим возникает необходимость в раздельном электроснабжении и быстром восстановлении электропитания потребителей. Решение этой задачи и выполняет АВР. АВР может подключить отдельный источник электроэнергии (генератор, аккумуляторную батарею) или включить выключатель, разделяющий сеть, при этом перерыв питания может составлять всего 0.3 — 0.8 секунд.

При проектировании схемы АВР, допускающей включение секционного выключателя, важно учитывать пропускную способность питающего трансформатора и мощность источника энергии, питающих параллельную систему. В противном случае может получиться так, что переключение на питание от параллельной системы выведет из строя и её, так как источник питания не сможет справиться с суммарной нагрузкой обеих систем. В случае если невозможно подобрать такой источник питания, обычно предусматривают такую логику защиты, которая отключит наименее важных потребителей тока обеих систем.

АВР разделяют на:

• АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию.
• АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.
• АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени он включается, а секционный выключатель отключается. Если кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, то сначала отключается секционный выключатель, а затем включается вводной. Схема вернулась в исходное состояние.
• АВР без восстановления.

Принцип действия

В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях служат реле минимального напряжения, подключённые к защищаемым участкам через трансформаторы напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле даёт сигнал в схему АВР. Однако, условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворён еще ряд условий:

• На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.
• Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключён намеренно.
• На соседнем участке, от которого предполагается получать питание после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет смысла.

После проверки выполнения всех этих условий логическая часть АВР даёт сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причём, межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился.

В низковольтных сетях одновременно в качестве измерительного и пускового органа могут служить магнитные пускатели или модуль АВР-3/3. Либо предназначенный для управления схемами АВР микропроцессорный контроллер АВР.

См. также

Источники

• «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5-283-010031-7
• «Автоматическое включение резерва» М. Т. Левченко, М. Н. Хомяков «Энергия» 1971

Ссылки

Автоматический ввод резерва Википедия

Оборудование управления электродвигателями пожаротушения (основным и резервным)

Автоматическое включение резерва — включение автоматическим устройством резервного оборудования взамен отключившегося основного. Широко применяется в энергетике, служит для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей.^[1][2]

В энергетике: автомат включения резерва (АВР) — автоматическое устройство, осуществляющее автоматический ввод резервных источников питания или включение выключателя, на котором осуществляется деление сети.^[3]:78

Потребители: коммутационный аппарат переключения (переключатель питания) (англ. Transfer switch) — аппарат для переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника к другому.^{[4]:п. 2.1.1}

Отдельные установки: автоматическое включение электродвигателей резервных механизмов — включение резервного оборудования при выявлении нарушения технологического режима с помощью реле, реагирующих на неэлектрические величины.^[3]:109

На 2018 год в России отсутствует единая терминология для сетей электроснабжения и электроэнергетики в области надежности электроснабжения.^[5]

Автомат включения резерва[ | ]

Схема секционированной системы сборных шин. Секции имеют связь посредством секционного выключателя QS

Автоматическое восстановление питания должно обеспечиваться для:

• электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания;
• особая группа электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от трех независимых взаимно резервирующих источников питания.^[6]

Таким образом, кроме неудобств в повседневной жизни человека, длительный перерыв в электропитании может привести к угрозе жизни и безопасности людей, материальному ущербу и другим, не менее серьёзным последствиям. Гарантированное питание можно реализовать, осуществив электропитание каждого потребителя от двух источников одновременно (для потребителей I категории так и делают), однако подобная схема имеет ряд недостатков:

• Токи короткого замыкания при параллельной работе источников питания гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей.
• В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
• Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании.
• Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определённого режима работы системы.
• В некоторых сл

что это такое? Назначение автоматического ввода резерва

Источники электроснабжения не обладают абсолютной надежностью и иногда отключаются, что приводит к негативному влиянию на объекты потребления. Для ответственных устройств это недопустимо, поэтому они обеспечиваются питанием от двух и более дополнительных источников. При их подключении применяются устройства АВР. Что это такое, поясняет расшифровка аббревиатуры — «автоматический ввод резерва». Он является способом создания бесперебойного электроснабжения потребителя с двумя или более питающими вводами. Это обеспечивается автоматическим подключением резервного ввода при потере основного.

Оба источника питания могут быть подключены одновременно. Недостатками способа являются большие токи КЗ, высокие потери и сложность защиты сетей. Ввод резерва обычно производится с помощью коммутирующего устройства, отключающего основной источник питания. Мощность резерва должна соответствовать нагрузкам. Если ее недостаточно, производится подключение только самых важных потребителей.

Требования к АВР

• Быстрый ввод резерва после срабатывания реле напряжения.
• Включение в любых случаях при исчезновении питания, за исключением коротких замыканий.
• Отсутствие реагирования на посадку напряжения при запуске мощных нагрузок у потребителя.
• Однократность срабатывания.

Классификация

Устройства разделяются по принципу действия.

• Односторонние. Схема содержит две секции: сети питания и резервную. Последняя подключается при потере основного напряжения.
• Двухсторонние. Любая из линий может быть как рабочей, так и резервной.
• Восстанавливающиеся АВР. При возобновлении основного питания автоматически вводится в работу прежняя схема, а резервная отключается.
• Без автоматического восстановления. Настройка режима работы с основным источником питания производится вручную.

Принцип действия АВР

В низковольтных сетях удобно применять контролирующие напряжение в схемах защиты специальные реле (схемах АВР и др.). АВР здесь предпочтительней, поскольку не вся техника способна выдерживать частые переключения электроснабжения. Как выглядит АВР? Что это такое и как работает? Данное устройство хорошо видно по любой простой схеме.

• Реле ЕЛ-11 контролирует трехфазное напряжение, следит за перекосом фаз, их обрывом и чередованием.
• Электромагнитные реле с мощными контактами применяются для подключения нагрузок. В нормальном режиме катушка магнитного пускателя главного ввода питается от него и своими контактами КМ 1 подключает подачу питания на нагрузку.
• Когда исчезает напряжение в основной цепи, реле КМ 1 отключается, и питание поступает на катушку реле КМ 2, которое подключает резервный ввод.

Данная схема АВР может применяться в частных домах, производственных и административных зданиях, где коммутируемая нагрузка достигает десятков киловатт. Недостатком схемы является сложность выбора реле для больших токов. Для коммутации маломощных потребителей она еще подходит, но при больших нагрузках лучше взять пускатель АВР или симистор.

Незаменимыми источниками дополнительного питания являются бензиновые или дизельные генераторы. Последние нашли широкое применение благодаря экономичности и большей мощности. Рынок предлагает широкий ассортимент дизель-генераторных установок (ДГУ), содержащих системы защиты от больших перегрузок.

Работа АВР

Как функционирует АВР? Что это такое по степени надежности в снабжении электроэнергией потребителей? Устройства делятся на 3 категории. Электроснабжение жилья относится к самой низкой. При частых сбоях в сети питания резерв в доме лучше установить, поскольку от этого зависит долговечность бытовых приборов, а также комфортные условия проживания. В квартиры устанавливают бесперебойники на аккумуляторах, которые преимущественно применяются для электронной техники. Генераторы наиболее распространены как резервные источники питания частных домов.

Бензиновый генератор в самом простом варианте подключается к электроснабжению дома через перекидной рубильник. Это предупреждает короткое замыкание при ошибочном вводе резерва, когда не выключены автоматы подачи электроэнергии в дом. Рубильник выбирается с тремя положениями, где среднее из них полностью отсекает электричество.

АВР своими руками можно установить в автоматическом режиме, если снабдить генератор автоматическим пусковым устройством и управлять им из шкафа с помощью контакторов, которые также переключают вводы. Автоматика работает на микропроцессорном управлении, например, на реле-контроллерах Easy. Для ввода резерва АВР применяют датчики напряжения. Как только отключается питание, сразу происходит запуск двигателя генератора. На достижение рабочего режима уходит некоторое время, после чего АВР производит переключение нагрузки на резерв. Подобные задержки допустимы для бытовых потребностей.

Блок автоматического запуска генератора (БАЗГ)

АВР — система частного дома, которая обеспечивает запуск и управление резервным генератором при нарушении электроснабжения. Последний комплектуется специальным блоком БАЗГ, который является недорогим решением при сбоях в подаче электроэнергии в главной сети. Он производит пять попыток запуска в течение 5 секунд в каждом интервале после того, как исчезнет напряжение на основном вводе. Кроме того, он управляет воздушной заслонкой, закрывая ее в момент запуска.

Если на основном вводе снова появляется напряжение, устройство переключает нагрузку обратно и останавливает двигатель генератора. При простое генератора подача топлива перекрывается электромагнитным клапаном.

Особенности работы АВР частного дома

Наиболее распространен способ с двумя вводами, где первый из них имеет приоритет. При подключении к сети бытовые нагрузки большей частью работают на одной фазе. При ее пропадании не всегда удобно подключать генератор. Достаточно подключить другую линию в качестве резервной. При трехфазном вводе питание контролируется с помощью реле на каждой из фаз. При выходе напряжения за пределы нормы контактор фазы отключается, и дом питается от двух оставшихся фаз. Если из строя выходит еще одна линия, вся нагрузка перераспределяется на одну фазу.

Для небольшого коттеджа или дачи применяют ДГУ мощностью не более 10 кВт для щита, работающего на 25 кВт. Такого генератора вполне достаточно, чтобы обеспечить дом необходимым минимумом электричества на короткое время. При возникновении аварийной ситуации реле контроля напряжения переключает шину потребителя на резервное питание и подает сигнал на запуск ДГУ. При возобновлении основного питания реле переключается на него, после чего генератор останавливается.

Расширение функций АВР

Для управления автоматическими выключателями по выбранным алгоритмам применяются программируемые логические контроллеры (ПЛК). В них уже заложена программа АВР, которую только требуется настроить для реализации того или иного режима работы. Использование ПЛК, например, контроллера АС500, дает возможность упростить электрические схемы, хотя на первый взгляд устройство кажется сложным. Управление АВР можно расположить на дверце щита в виде набора переключателей, кнопок и индикации.

В типовом решении уже предусмотрено программное обеспечение. Оно устанавливается в ПЛК.

Заключение

Сбои в электроснабжении могут приводить к различным негативным явлениям у потребителей. Большинство пользователей имеют только смутное представления об АВР. Что это такое, многие вообще не знают и принимают за устройство продукцию, которая предназначена совершенно для других целей. В связи с большими затратами на электрооборудование важно правильно выбрать автомат ввода резерва. Здесь потребуется консультация специалиста. АВР позволяет повысить работоспособность бытовых приборов и объектов, для которых важна постоянная подача питания.

что это такое, принцип работы

В нашем мире комфорта и изобилия человеку живется очень уютно. Однако всегда надо помнить, что «обязательными подпорками» уюта является современная техника. Более того, выстроено уже несколько глобальных сетей, работающих на то, чтобы людям было светло, тепло и не скучно. Но если что-то где-то вырубается… Тогда человек чувствует себя сразу слепым, голым и беззащитным.

Настоящая автоматика — это не только когда нажал на кнопочку и что-то заработало. Настоящая автоматика сама умеет отслеживать режим работы каких-то аппаратов и в нужный момент подавать корректирующее воздействие. Да так, чтобы никто и не догадался, что где-то что-то изменилось, произошло переключение, и все заработало как-то иначе.

Для обычного «клиента» как бы ничего и не случилось: работало, потом что-то где-то щелкнуло, или даже вообще без внешних признаков — и работа продолжилась. Вот так должна действовать АВР — система автоматического ввода резерва.

Резервирование и резервное питание

Резервирование в конструкциях каких-то важных для жизни и деятельности систем — дело обычное.  Есть такие автоматические схемы, в которых даже в случае выхода из строя, «сгорания» каких-то модулей или блоков автоматически вводятся в действие резервные, до этого момента находившиеся в схеме, но бездействовавшие. Такие схемы отличаются повышенной живучестью и применяются в важных приборах и аппаратах. Например, в компьютерных серверах используются RAID-массивы дисков памяти с динамическим резервированием на случай выхода из строя некоторых из них.

Резервирование хорошо иметь при пользовании связью. Например, сейчас, во времена всеобщей и повсеместной мобильной связи, многие отказались от услуг традиционной связи — домашней телефонии, еще недавно которую было иметь важно, а кое-где даже почетно. Вот отказались, а зря. Случись что с мобильником — деньги кончились, симка испортилась, в тазик с водой уронили! — и позвонить уже нечем. Надо бежать куда-то пешим ходом.

Так как электропитание у нас едва ли не самая важная вещь в теперешней жизни и в быту, то логично и здесь позаботиться о резервировании. Часто так и делается, хотя бы на тех же компьютерах: свет выключился, а у него имеется свое устройство резервного питания UPS (Uninterruptible Power Supply — непрерываемая поддержка питания). В таком устройстве питание поддерживают аккумуляторы. Непрерывно после выключения напряжения сутками они питать компьютер, конечно, не смогут, но подождать, пока хозяин закончит какие-то свои важные работы в течение 20–30 минут, а то и часа, им вполне по силам.

Аналогичное резервное питание встречалось еще недавно в связи на радиорелейных вышках. Вышка со всеми ее усилителями-ретрансляторами, принимавшими от зеркал-антенн радиосигнал, и переизлучавшими его дальше, питалась энергией от обычной электросети 220/380 В. Но на случай сбоя питания неподалеку располагался целый каскад аккумуляторных батарей, способных поддержать энергию в течение 3–4 часов. И за это время вполне могли быть устранены аварии, связанные с питанием важного устройства.       

 Другими видами резервного питания могут быть местные дизель-генераторы или специальные сети резервного питания (которые тоже работают от где-то установленных автономно запускаемых генераторов).

Дизель-генераторы сейчас выпускаются в очень большом ассортименте: от небольших переносных мощностью в полкиловатта до больших стационарных. Их и приобретают для использования в качестве автономных источников питания где-то за городом, при строительстве, в походе…

Но они же вполне пригодны как резервные генераторы, и можно соорудить аварийное питание с их помощью. Важно организовать правильное автоматическое переключение.

Работа системы автоматического включения питания

Принцип работы АВР состоит в контроле наличия питания основного источника и включении источника резервного питания в случае его внезапного отсутствия. Также должно работать обратное переключение: при появлении основного питания (аварию устранили) оно должно переключить сеть на основной источник, а резервное питание остановить.

При этом важно быстродействие. Идеальный вариант, когда потребляющая сеть не замечает переключения. Это зависит не только от скорости срабатывания электронных компонентов и силовых реле. Резервное питание может требовать некоторого времени для запуска. Поэтому система переключения может быть не одноступенчатой. Сначала включаются быстродействующие источники, а после ввода в действие дизель-генераторов и входа их в рабочий режим переключение производится на них. Обратное переключение таких сложностей не потребует, так как гашение дополнительного источника может проводиться и во время уже заработавшей основной сети.

Схема автоматического переключения питания на основе АВР

Главная функция — отслеживать питание в основной сети. На изображенной схеме основное и резервное напряжения попадают через включенные автоматы на контакторы КМ. Причем, стоящий на основном питании замкнут и управляет размыканием того, который поставлен на резервную линию питания. При пропадании напряжения на основной линии, ее контактор перестает размыкать контактор на резервном питании. Кроме того, он сам разомкнется, в этом случае начнет работать резервная линия питания. При появлении напряжения питания на основной линии ее контактор замкнется сам и разомкнет контактор резервной линии. Таким образом, восстановится первоначальное положение, когда основная линия включена, а резервная разомкнута.

   Простейшая схема автоматического ввода резервного питания. Слева – контактор. L12 – линия основного питания; L22 – линия резервного питания

Данную схему можно считать наипростейшей. Она срабатывает только по выполнению одного условия: при снижении напряжения основной линии ниже определенного порога. Тогда как в реальности может отслеживаться целый ряд условий и включение резервного питания производиться специальной логической решающей схемой.

Простейшая система резервного питания для квартиры на основе аккумуляторной батареи

Для квартиры можно использовать в качестве резервного питания обычный автомобильный аккумулятор. Большой плюс такой системы — хорошее быстродействие. Мощностью, достаточной для питания больших силовых агрегатов, аккумулятор, конечно, не обладает, но обеспечить аварийное освещение на время устранения проблем с основным питанием вполне может. Единственное, что нужно приобрести для него, это инвертор напряжения, который, беря от аккумулятора его стандартные 12 вольт постоянного тока, выдавал бы на выход  ~220 В.

Система ввода резервного питания на основе магнитного пускателя КМ1 (справа). Резервный ввод подает переменное напряжение 220В от инвертора, преобразующего постоянное напряжение аккумулятора.

Увеличивать мощность резервного питания можно, подключив параллельно несколько одинаковых аккумуляторов.

Система резервного питания на основе бытового генератора

Кроме мощности и емкости системы по поддержанию напряжения есть и другие решающие факторы. Система с генератором может резервировать не только однофазное питание, но и трехфазное. Резервное питание на основе генератора больше подходит для электроснабжения отдельного дома, усадьбы или крестьянского хозяйства. Снабжение питанием в этом случае зависит от количества имеющегося запаса топлива, то есть реально снабжать своих потребителей неограниченно во времени.

Схема резервного питания на основе генератора. Генератор может быть трехфазным или однофазным, в зависимости от сети нагрузки.

Генератор во время переключения необходимо запустить, для этого в сети должен наличествовать запускающий стартер. Логическая схема управления должна включать стартер только на время запуска генератора, после чего при успешном запуске стартер выключается. При возобновлении основного питания, после переключения генератор должен гаситься через некоторое время. Это достигается логической схемой стартера.

Система автозапуска двигателя для резервного питания. Схема настраивается достаточно гибко и может предусматривать различные режимы запуска, например, предварительный разогрев в зимнее время

Блок управления АВР

Компактно логическая схематика может быть собрана в одном блоке управления автоматической системой ввода резерва. Настройка устройства вполне внятно описывается инструкцией. Возможно приобретение БУ, отвечающего потребностям пользователя, в соответствии с параметрами его сети и устройств резервирования.

Блок управления АВР

Оборудование позволяет учитывать множество факторов, управлять однофазным или трехфазным включением, на панель выведена индикация, отражающая режимы работы и управления.

Системы автоматического ввода резерва очень полезны не только для больших производственных предприятий или организаций. Ими вполне можно обезопасить питание в квартире или частном доме.

Особенно интересен вариант, когда при строительстве добротного хозяйства используются временные источники электропитания. После окончания строительства и подключения дома к сети питания по постоянной схеме необходимость во временных источниках отпадает. Компактный дизель-генератор можно, разумеется, реализовать кому-то еще. Но неплохим вариантом видится дать ему новую жизнь в качестве резервного источника энергии, найдя для него почетное место в гараже или в подвале и обеспечив его работу толковой схемой управления резервным электропитанием.   

Похожие статьи: