Щиты АВР-автоматический ввод резерва

В соответствии с индивидуальными условиями, схема АВР дополнительно оснащается пусковым блоком, который управляет запуском автономного источника питания, будь то аккумуляторы с инвертором или генератор на жидком топливе. Контроль состояния контактов контактора. При пропадании напряжения в основной линии катушка КМ 1 обесточивается, и питание через замкнувшийся контакт КМ1 начинает поступать на обмотку КМ 2, через контакторы которого к нагрузке подключается резервный ввод. В настоящее время промышленность в большом ассортименте выпускает готовые блоки АВР. Автоматический ввод резервного источника электропитания позволяет свести к минимуму время обесточивания объекта при перебоях в сети. Монтаж щита АВР происходит на новое оборудование одновременно с его подключением или на уже работающее – в рамках модернизации.

Как работает автоматический ввод резервного питания

Для таких важных объектов, как больницы, объекты оборонной промышленности, да и для многих других, аварии на электростанциях или в сетях электроснабжения сулят большие неприятности, именно по этой причине большое внимание всегда уделялось и уделяется проектированию и возведению систем резервного электроснабжения

При восстановлении параметров тока в основной цепи происходит замыкание контактов контактора основной цепи с одновременным размыканием контактов контактора резерва. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов. В настоящее время промышленность в большом ассортименте выпускает готовые блоки АВР.

Назначение АВР — повышение надежности электроснабжения потребителей. Более того, электродвигатель используется только один, а переключение вводов осуществляется его вращением вперед и назад. Простейший трёхфазный АВР или как подключить модуль управления МАВР-3

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 К1.4.

При пропадании напряжения на главном вводе К1.1 и К1.2 отключаются, а питание в дом поступает от резерва через К1.3 и К1.4. 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.

Промышленные системы

Промышленные системы АВР это более мощные, комплексные аппараты автоматического резервного включения. Сегодня самым крупным поставщиком такого оборудования является . Она продает АВР с секционированным и несекционированным питанием, дополнительным аварийным генератором и т.д. В качестве элементной базы используются как релейная, так и микропроцессорная схема управления. 

Обратите внимание! Рассчитана такая система на обработку до 6300 ампер тока для установок до 1000 вольт. Как выглядит промышленная система. Как выглядит промышленная система

Алгоритм работы схемы АВР

Вводной автомат QF1 питает секцию 1, QF2 питает секцию 2. В нормальном режиме работы каждый из подключенных к АВР потребителей получает питание от своей секции, при этом секционный выключатель находится в выключенном состоянии.

При пропаже питания на первом вводе, второй ввод запитывает, через секционный выключатель, секцию 1 и секцию 2 и соответственно наоборот, при пропаже питания на втором вводе, первый ввод, через секционный выключатель, обеспечивает питание секций 1 и 2.

АВР осуществляет свою работу в автоматическом режиме после подачи питания на программируемое реле согласно заложенному алгоритму, с 5 сек задержкой включения и отключения при пропаже и появления напряжения на одном из вводов и включение и отключение секционного выключателя.

При исчезновении напряжения на вводе 1 контакты реле KSV1 размыкаются, с 5 сек. задержкой подается команда на отключение автоматического выключателя QF1. Через определенный промежуток времени, включается секционный выключатель, при условии что:

• Отключен вводной автомат QF1
• Есть напряжение на вводе 2 (контакты реле KSV2 замкнуты)
• Отсутствует сигнал Блокировка АВР
• Переключатель выбора режимов работы SA1 в положении авто

При срабатывании выдается световая индикация на двери щита QF1 (Ввод1) – выкл. QF2 (Ввод2) – вкл. QF3 (Секционный) – вкл. Если напряжение на вводе 1 появится раньше, чем истечет время задержки 5 сек, то команда на включение секционного выключателя не подается.

При восстановлении питания на первом вводе подается команда, с задержкой, на отключение секционного выключателя QF3. Затем приходит команда на включение вводного автомата первого ввода.

При восстановлении ввода выдается световая индикация на двери щита QF1 (Ввод1) – вкл. QF2 (Ввод2) – вкл. QF3 (Секционный) – выкл.

При исчезновении напряжения на вводе 2 контакты реле KSV2 размыкаются, подается команда на отключение автоматического выключателя QF2. Весь процесс повторяется аналогично первому вводу.

При пропаже напряжения на обоих вводах контроллер отключается.

Блокировка работы АВР происходит при переключении мотор-приводов автоматических выключателей в ручной режим, при отключении QF1, QF2, QF3 по срабатыванию защиты по сигналу от контакта аварийного состояния, при неисправности блока управления АВР. При этом есть возможность перейти в ручной режим управления.

Сброс (квитирование) аварии осуществляется оператором методом отключения и включения питания контроллера, либо кнопкой на лицевой панели шкафа.

Подключение автоматов в щитке – вход сверху или снизу?

Первое с чего бы хотел начать это правильность подключения автомата в принципе. Как известно автоматический выключатель имеет два контакта для подключения подвижный и неподвижный. На какой из контактов необходимо подключать питание к верхнему или нижнему? На сегодняшний день споров по этому поводу развелось очень много. На любом электротехническом форума куча вопросов и мнений на этот счет.

Обратимся за советом к нормативным документам. Что сказано в ПУЭ по этому поводу? В 7-м издании ПУЭ пункт 3.1.6. сказано:

Как видно в правилах сказано, что питающий провод при подключении автоматов в щитке должен присоединяться, как правило, к неподвижным контактам. Это также относится ко всем узо, дифавтоматам и прочих устройств защиты. Из всей этой вырезки непонятно выражение «как правило». То есть вроде, как и должно, но в некоторых случаях может быть и исключение.

Чтобы понимать, где расположен подвижный и неподвижный контакт нужно представлять внутреннее устройство автоматического выключателя. Давайте на примере однополюсного автомата рассмотрим, где находится неподвижный контакт.

Давайте разберемся, с технической стороны есть ли значение, как подключить автомат сверху или снизу.

Автоматический выключатель защищает линию от перегрузок и коротких замыканий. При появлении сверхтоков реагируют тепловой и электромагнитный расцепитель, расположенные внутри корпуса. С какой стороны будет подключено питание сверху или снизу для срабатывания расцепителей разницы абсолютно нет. То есть с уверенностью можно сказать, что на работу автомата не влияет, на какой контакт будет подведено питание.

По правде говоря, должен отметить, что производители современных «брендовых» модульных устройств, такие как ABB, Hager и прочие допускают подключение питания к нижним клеммам. Для этого на автоматах имеются специальные зажимы, предназначенные под гребенчатые шины.

Почему же в ПУЭ советуют подключение выполнять на неподвижные контакты (верхние)? Такое правило утверждено в целях общего порядка. Любой образованный электрик знает, что при выполнении работ необходимо снять напряжение с оборудования, на котором будет работать. «Залазя» в щиток человек интуитивно предполагает наличие фазы сверху на автоматах. Отключив АВ в щитке, он знает, что напряжения на нижних клеммах и все что от них отходит, нет.

Теперь представим, что подключение автоматов в распределительном щите Вам выполнял электрик дядя Вася, который подключил фазу к нижним контактам АВ. Прошло некоторое время (неделя, месяц, год) и у Вас появилась необходимость заменить один из автоматов (или добавить новый). Приходит электрик дядя Петя, отключает нужные автоматы и уверенно лезет голыми руками под напряжение.

В недалеком советском прошлом у всех автоматов неподвижный контакт располагался вверху (например, АП-50). Сейчас по конструкции модульных АВ не разберешь где подвижный, а где неподвижный контакт. У АВ которые мы рассматривали выше, неподвижный контакт был расположен сверху. А где гарантии, что у китайских автоматов неподвижный контакт будет расположен сверху.

Если взять, например обычный рубильник типа РБ, который установлен на каждом промышленном объекте, то его никогда не подключат верх ногами. Подключение питания к коммутационным аппаратам такого рода полагает только к верхним контактам. Отключил рубильник и ты знаешь, что нижние контакты без напряжения.Для тех, кто со мной не согласен вопрос на засыпку, почему на электрических схемах питание на автоматы подключают именно на неподвижные контакты.

Главный распределительный щит (ГРЩ)

Главными называют щиты, на которых осуществляется распределение питания нескольких различных объектов. Обычно такие щиты располагаются в распред-устройствах электрических подстанций.

Так выглядит ГРЩ с открытыми панелями.

К типовому оборудованию, входящему в состав ГРЩ относятся:

• ввод электропитания;
• рубильники или разъединители, обеспечивающие видимый разрыв электрических цепей;
• автоматические выключатели, обеспечивающие защиту электрических линий от повреждений в результате коротких замыканий;
• щитовые измерительные приборы;
• в некоторых случаях приборы учёта электроэнергии.

При расположении главного щита в помещении понижающей трансформаторной подстанции, ввод питания выполняется кабельной линией или шинопроводом. В случае размещения ГРЩ на промежуточных пунктах, соединённых с питающей подстанцией воздушной линией 0,4 кВ, ввод может быть организован непосредственно с неё через проходные изоляторы.

Как на вводе питания, так и на каждой из отходящих линий последовательно устанавливаются два коммутационных аппарата – автоматический выключатель и рубильник (разъединитель). Выключатель служит для отключения линии питания под нагрузкой. СтабЭксперт.ру напоминает, что отключающая способность выключателя рассчитывается таким образом, чтобы он мог разорвать ток короткого замыкания защищаемой линии. На вводе питания устанавливается выключатель ввода, который по своему номиналу превосходит автоматы отходящих линий, так как через ввод протекает суммарный ток всех питаемых объектов.

Основной зоной защиты выключателя ввода является внутренняя разводка главного распределительного щита. Кроме этого, в его функции входит резервирование защит отходящих линий.

Взаимные характеристики вводного и линейного автоматов выбираются таким образом, чтобы при повреждении отходящей линии в первую очередь срабатывал линейный автомат. В случае его отказа, во избежание повреждений оборудования отключается ввод питания. Добиваются этого либо искусственной задержкой отключения ввода по времени, либо соответствующим подбором характеристик интегральных органов защиты выключателей.

В качестве автоматических выключателей могут быть использованы:

• обычные автоматы с ручным приводом, оснащённые расцепителями электромагнитного и теплового типа;
• выключатели, управляемые дистанционно из диспетчерских пунктов, оборудованные выносными или встроенными устройствами релейной защиты.

Во втором варианте на диспетчерский пункт по специальным линиям сигнализации и управления передаётся информация о текущем состоянии выключателей и фактах срабатывания защит.

Рубильники и разъединители обычно не предназначены для отключения токов нагрузки, а тем более токов аварийных режимов. Они предназначаются для обеспечения видимого разрыва при выполнении ремонтных работ, который требуют правила безопасности. Также рубильники главного распределительного щита используются при выводе из работы линии нагрузки или всего щита (с помощью рубильника ввода).

В качестве щитовых приборов могут использоваться традиционные стрелочные вольтметры и амперметры, а также более современные цифровые. Комбинированные щитовые измерительные блоки имеют цифровую шкалу, которая в зависимости от выбранного режима индикации может показывать значение одного из следующих параметров:

• напряжение;
• ток;
• мгновенное значение активной или реактивной мощности;
• потребление активной или реактивной энергии.

Читайте еще: как происходит монтаж системы заземления и что такое токоотвод?

Самостоятельное изготовление блока АВР

Качественный автоматический ввод резерва для генератора отличается высокой стоимостью, поэтому многие домашние мастера решают изготовить это устройство своими руками, используя те самые детали, что и в стандартных заводских агрегатах. Основной и самой дорогой частью является многофункциональный контроллер.

Для обеспечения силовой части мастера задействуют контакторы, которые используются для гарантированного переключения с главной линии на локальную сеть. Чтобы компактно разместить все детали, нужно подготовить довольно вместительный шкаф или же щит, который больше всего будет подходить по размеру к изготавливаемому агрегату.

Традиционная схема АВР всегда оснащается автоматизированным контролирующим механизмом, который работает за счёт нормального постоянного напряжения. Качественная реализация этой идеи возложена на блок питания. Чаще всего специалисты применяют стандартный аккумулятор повышенной мощности, так как при повышенных нагрузках маломощный агрегат быстро разряжается.

Именно блок питания контролирует уровень выходящего напряжения. Стоит отметить, что все комплектующие детали нужно покупать исключительно в проверенных торговых магазинах, отдавая своё предпочтение известным производителям. Чтобы во время сборки не допустить самых распространённых ошибок, необходимо использовать профессиональную схему АВР для генератора. Своими руками можно изготовить высококачественную модель, которая будет отвечать всем эксплуатационным требованиям.

Выбирая контроллер, необходимо проверить наличие инверсной воздушной заслонки. Этот узел особенно полезен в тех ситуациях, когда потребитель использует генератор с механической заслонкой.

Когда все элементы есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению АВР. Начинать нужно с монтажа всех элементов и узлов во внутренний отсек электрического щита. Этот процесс должен происходить таким образом, чтобы не образовались пересечения между проводниками, а все контакты и клеммы были легкодоступны. Далее происходит подключение силовой части и контроллеров.

Параллельное включение резервного генератора с централизованной электросетью считается недопустимым. В противном случае бесперебойный источник питания может быть сильно повреждён вплоть до полной поломки всех узлов. Чтобы оградить оборудование от столь негативных последствий, нужно приобрести специальные щиты, которые обеспечивают как ручное, так и автоматическое переключение на ввод резерва. В продаже можно встретить универсальные разновидности сильноточных коммутаторов нагрузки, а также многофункциональные автоматические регуляторы напряжения используемого генератора.

В процессе подключения обязательно учитывается наличие двух мощных кабелей, которые входят в щит автоматического резерва. Один из них должен быть рассчитан на основную сеть, а второй — на резервную линию электросети. Их поочерёдное использование обусловлено различными алгоритмами работы оборудования. Но на выходе к потребителю протягивается только один силовой кабель.