Автомат ввода резерва своими руками - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Автомат ввода резерва своими руками

Назначение, устройство и принцип работы АВР

Время на чтение:

АВР — автоматическое включение резервного питания, предназначенное для восстановления электроснабжения потребителей. Происходит это за счет подключения запасного источника питания при отключении основного электрооборудования. Таким образом, если происходит перерыв в этом процессе, то АВР обеспечивает цепь электропитанием. Для моментального ввода существует источник бесперебойного электроснабжения.

Назначение оборудования

Расшифровка системы АВР — автоматический ввод резерв — наилучшим образом объясняет назначение оборудования. Иногда его называют устройством автоматического включения резерва. Это определение относится к переключению основного электрооборудования на запасной генератор, что происходит при аварийном отключении главной сети.

По своему назначению ввод резерва схож с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Вся работа системы осуществляется полностью в автоматическом режиме без участия человека. В крупных подстанциях всегда существует два ввода на две автономные секции распределительного устройства.

Согласно требованию правил устройства электроустановок, в этом случае обязательно присутствие АВР для снабжения резервным питанием на 2 ввода. Например, при нарушении работы основного электроснабжения дополнительное оборудование включится автоматически. Визуально такой момент очень трудно заметить, так как высока скорость переключения.

Устройство и принцип работы

Независимо от устройства автоматического включения резерва, принципиальной его задачей считается наблюдение за параметрами электрической сети. Для этого могут использоваться реле контроля напряжения или блоки, оборудованные микропроцессорами. Существуют два основных вида устройства:

  1. Одностороннее (ОАВР) — один ввод работает в качестве основного и применяется, пока в электрической магистрали не возникнут проблемы. Другой выполняет роль запасного и включается в аварийных ситуациях.
  2. Двухстороннее (ДАВР) — оба ввода выполняют основную работу и используются, как резерв.

Сама конструкция представляет собой шкаф или щит АВР с контакторами или автоматами. Часто на практике используются конструкции с восстановлением, то есть как только в основной сети возвращается подача электроэнергии, то резервное питание отключается.

В случае падения напряжения на контролируемом участке цепи, реле подает сигнал на схему АВР. Отсутствие в сети одного напряжения недостаточно, чтобы сработало устройство переключения. Для этого необходимо присутствие еще ряда условий:

  1. На проверяемом участке не должно быть короткого замыкания, так как включение резервного питания будет невозможно и недопустимо.
  2. Выключатель ввода обязательно должен быть включен, чтобы при отсутствии напряжения не произошло случайного запуска АВР.
  3. На участке, от которого будет происходить питание резерва, обязательно наличие напряжения.

Когда все условия будут соблюдены, включатель резерва подает сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной сети и на включение АВР. Алгоритм действий происходит строго в этом порядке, то есть без отключения ввода резервное питание никогда не включится.

Комплектация шкафа и щита

Комплектация и правила эксплуатации шкафов ввода резервного питания типа АВР-РН, АВРПА, АВРР практически ничем не отличается друг от друга. Устройство представляет собой сварное изделие прямоугольной формы с двумя дверями.

Внутри вмонтированы две панели, на которых установлены силовые и управляющие устройства. При эксплуатации в сетях с током до 100 А применяются шкафы, изготовленные на базе пускателей ПМ 12 с серебряными контактами.

При силе тока свыше 100 А монтируются вакуумные контакторы. Все соединения входных и выходных цепей осуществляются инструментом, обеспечивающим стойкий контакт. В шкаф устанавливаются зажимы, рассчитанные на подсоединение многожильных медных и бронированных с наконечниками проводов.

Устанавливаемые пускатели должны быть рассчитаны на 300 тыс. срабатываний, а время отключения автоматов при коротком замыкания не превышает 0,05 сек. На всех приборах должны быть соответствующие обозначения, а дополнительно под ними устанавливаются бирки с пояснением.

Шкафы обычно имеют два кабельных ввода: для питающего и резервного провода, которые подключаются к штыревым колодкам. В силовую часть входят:

  • силовая колодка ввода;
  • выводные колодки, соединенные с соответствующими автоматами;
  • два контактора ввода;
  • два трансформатора напряжения.

Питание световых индикаторов осуществляется напряжением 36 В. Установленные реле времени АВР обеспечивают трансформаторы бесперебойным снабжением электроэнергией. В систему управления оборудованием входят автоматические выключатели, сигнальные лампы и реле контроля фаз. Собранный шкаф может эксплуатироваться в условиях, исключающих атмосферные осадки и при температуре от — 45 °C до + 45 °C.

Применение резервного питания

Длительное отсутствие электроэнергии доставляет много неудобств для человека, кроме того, может привести к угрозе жизни и безопасности людей. Обеспечить бесперебойное электроснабжение можно от двух независимых источников питания, что применяется для потребителей первой категории. Особая группа первой категории снабжается электроэнергией от трех взаимно резервирующих источников питания. Такие схемы имеют ряд недостатков:

  1. Значение токов короткого замыкания гораздо выше, чем при раздельном электроснабжении потребителей.
  2. Происходят большие потери электроэнергии в питающих трансформаторах.
  3. Сложная защитная схема.
  4. Очень трудно вести учет перетоков мощности.
  5. Иногда тяжело осуществить параллельную работу источников питания из-за наличия ранее установленной релейной защиты.

Поэтому существует необходимость в раздельных источниках питания с наличием быстрого восстановления электроэнергии. Именно эту задачу выполняет АВР, который подключает отдельную сеть или другой источник питания (генератор, аккумуляторную батарею). Щиты резервного включения широко применяются на предприятиях транспорта, связи, при строительстве жилищных комплексов и в других областях промышленности.

Обычно на входе в здание устанавливается шкаф ВРУ с АВР, то есть электрики комплектуют вводно-распределительное устройство блоком резервного питания. Можно такое оборудование устанавливать и отдельными блоками, которые собраны в заводских условиях.

Организация АВР в загородном доме

Для организации АВР загородного дома или беспрерывной работы насосов в качестве запасного источника питания можно использовать генератор. Он позволит на длительный период обеспечить электроэнергией потребителей, пока не восстановят основное электроснабжение.

В зависимости от типа генератора, такое устройство используется как в однофазных, так и трехфазных сетях. Чтобы срабатывание АВР происходило в автоматическом режиме, генератор должен быть снабжен стартером.

При монтаже системы необходимо подключить специальный блок автоматики, который производит запуск генератора во время отключения электроэнергии и его остановку при восстановлении электроснабжения. Блок совместим с любым видом двигателей и имеет три положения: «Запуск», «Включен», «Стоп».

Устройство снабжено подробным описанием, которое позволяет собрать АВР полностью своими руками. Правда, в зимний период двигатель внутреннего сгорания предварительно следует прогреть. Блок автоматики в своей программе подразумевает и такую функцию.

Для обустройства АВР загородного дома можно воспользоваться автомобильным аккумулятором. Помимо него, следует приобрести инвертор для преобразования 12 В постоянного напряжения в 220 В переменного.

Следует учитывать, что мощности такого устройства хватит только для освещения. Для увеличения емкости можно подключить параллельно несколько батарей. Запуск системы осуществляется с помощью специального переключателя, который устанавливается в основную сеть.

Автоматический ввод резервного питания (АВР) в подстанциях БКТП и КТП

Автоматический ввод резервного питания (далее по тексту АВР) – это устройство восстановления питания потребителей электроэнергии путем автоматического присоединения резервного питания при отключении рабочего источника питания. Определение АВР и рекомендации по его реализации изложены в ПУЭ п.3.3.30-3.3.42.

В соответствии с определением АВР переключает питание с основного на резервный источник. Но возникает вопрос о необходимости возврата схемы электроснабжения в исходное состояние при восстановлении основного питания, а также насколько соответствуют параметры основного питания после его восстановления.

Для корректной работы АВР, необходимо четкое понимание минимальной степени автоматизации и алгоритма его работы.

Запуск алгоритма АВР производится на основании данных, полученных от контролирующих элементов. Контроль в большинстве случаев осуществляется по напряжению, но также может осуществляться по частоте или току.

Для переключения между основным и резервным источником питания необходимы коммутационные аппараты с возможностью дистанционного управления. В качестве коммутационных аппаратов для РУ-0,4 могут использоваться:

  • автоматические выключатели с электроприводом;
  • выключатели нагрузки с электроприводом;
  • контакторы;

Для РУ-10 кВ, используются коммутационные аппараты такие как: вакуумные выключатели, вакуумные контакторы, выключатели нагрузки с электроприводом.
В целом для реализации АВР используются элементы:

  • коммутационные аппараты, устанавливаемые на вводах источников питания и секционировании;
  • элементы контроля источников питания;
  • логические элементы управления.

Критерии необходимости применения устройств АВР

Целесообразность применения устройства АВР обусловлена категорией надежности электроснабжения электроприёмника. Рекомендации по критериям определения категории электроприёмников указаны в ПУЭ п.1.2.18-1.2.21

Электроприёмники разделяются на три категории обеспечения надежности:

Электроприёмники первой категории – в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электропитания данных электроприёмников допущен лишь на время переключения АВР. В качестве второго источника питания допускается применение местной генерирующей электростанции.

Электроприёмники второй категории – в нормальном режиме также обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электропитания допущен лишь на время действий обслуживающего персонала.

Электроприёмники третьей категории – в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от одного источника питания. Время восстановления для данной категории не более 1 суток.

Кроме трех основных категорий для электроприёмников первой категории дополнительно выделяют особую группу и особо сложную группу, для которой кроме двух независимых источников питания предусматривается дополнительные источники питания.

В соответствии с рекомендациями, указанными в ПУЭ, применения АВР целесообразно для потребителей:

  • первой категории электроприёмников;
  • первой особо категории электроприёмников;
  • первой особо сложной категории электроприёмников.

Виды АВР

В качестве примера рассмотрим возможные схемы АВР в зависимости от категории электроприёмников.
Для потребителей первой категории, у которых в качестве второго источника питания применяется местная генерирующая электростанция возможно применение схемы с АВР для двух независимых вводов на общую систему шин, условно первая схема АВР. Схема для такого АВР показана на Рис.1, где:

1- Основной источник электропитания;
2- Резервный источник электропитания;
3- Нагрузка.

Для потребителей первой категории, у которых электроснабжение обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, возможно применение схемы АВР для двух независимых вводов на две системы шин с секционированием, условно вторая схема АВР.

Вторая схема АВР показана на Рис.2, где:

1- Независимые источники электропитания;
2- Секционирование;
3- Нагрузка;

Для потребителей первой особой категории электроприёмников возможно применение схемы АВР для двух независимых вводов, двух систем шин с секционированием и одним автономным источником питания, условно третья схема АВР.

Третья схема АВР показана на Рис.3, где:

7- Независимые источники электропитания;
8- Резервный источник электропитания;
9- Секционирование;
10- Нагрузка.

Решения АВР в подстанциях БКТП, КТП для РУ-0,4 кВ

Для РУ-0,4 кВ подстанций БКТП и КТП в зависимости от категории электроприёмника применяются различные схемы АВР.

Первый вариант схемы АВР применяется в тупиковых подстанциях с вторым источником питания от генератора. Схема такой подстанции показана на Рис. 4, где основным источником питания является сторона РУ-10(6) кВ, вторым источником служит генератор, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4.

В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются автоматические выключатели QF1 и QF2. На схеме показаны стационарные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться выкатные автоматические выключатели с моторным приводом. В качестве элементов контроля источников питания используются реле контроля напряжения KV1, KV2 установленные со стороны питающих линий. Логическим элементом управления АВР служит логический котроллер или релейная схема.

Читайте также:  Гибкий камень своими руками состав

При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1, реле контроля напряжения KV1 подает сигнал на логический элемент управления АВР. Далее формируется сигнал на запуск автономного источника питания, при появлении напряжения со стороны автономного источника питания, реле контроля напряжения KV2 подает сигнал в логику АВР. Далее осуществляется переключение с основного на резервное питание, отключается QF1 и включается QF2.

При появлении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1 осуществляется переключение на основной источник питания, отключается QF2 и включается QF1.

Для корректной работы такой схемы АВР во время переключений, питание схемы АВР осуществляется от ИБП.

Состояние автоматических выключателей при работе такого АВР показана в Таб. 1

Состояние автоматических выключателей

Второй вариант схемы АВР применяется в двухтрансформаторных подстанциях питание которой обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием. Схема такой подстанции показана на Рис. 5, где независимое питание осуществляется со стороны РУ-10(6) кВ, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4, а функция АВР обеспечивается секционным автоматическим выключателем.

В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются вводные автоматические выключатели QF1, QF2 и секционный автоматический выключатель QF3. На схеме показаны выкатные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться стационарные автоматические выключатели с моторным приводом. Для контроля напряжения используются реле контроля напряжения KV1, KV2 установленные со стороны питающих линий. Логическим элементом управления АВР служит логический контроллер или релейная схема.

При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1 (первый источник питания), реле контроля напряжения KV1 подает сигнал на логический элемент управления АВР. Далее осуществляется переключение питания для потребителей первой секции с первого на второй источник питания, отключается автоматический выключатель первого ввода QF1 и включается секционный автоматический выключатель QF3. При появлении напряжения от первого источника питания осуществляется восстановление схемы электроснабжения, отключается секционный автоматический выключатель QF3 и включается автоматический выключатель первого ввода QF1.

При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF2 (второй источник питания) логика переключений аналогична.

Состояние автоматических выключателей

Третий вариант схемы АВР применяется в двухтрансформаторных подстанциях питание которой обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием и одним автономным источником питания. Схема такой подстанции показана на Рис. 6, где независимое питание осуществляется со стороны РУ-10(6) кВ, автономное питание осуществляется на одну секцию РУ-0,4 кВ, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4, а функция АВР обеспечивается секционным автоматическим выключателем и автоматическим выключателем автономного источника питания.

В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются вводные автоматические выключатели QF1, QF2, автоматический выключатель автономного источника питания QF4 и секционный автоматический выключатель QF3. На схеме показаны выкатные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться стационарные автоматические выключатели с моторным приводом. Для контроля напряжения со стороны независимых источников питания используются реле контроля напряжения KV1, KV2, а со стороны автономного питания KV3. Логика работы АВР реализуется логическим котроллером или релейной схемой. Рис. 6

Состояние автоматических выключателей при работе такого АВР показана в Таб. 3

Автоматический ввод резерва – АВР

В процессе эксплуатации энергосистем нельзя исключить вероятность создания аварийных ситуаций, вызванных техногенными или природными катастрофами. Поэтому для подключения токоприёмников различных категорий надёжности используют два и более не зависимых источника. Рассмотрим особенности применения АВР, их назначение, классификацию, регламентированные требования и прочие сопутствующие вопросы.

Назначение АВР

Системами АВР называют электрощитовые распределительные устройства для ввода и коммутации напряжения. Они предназначены для оперативного переключения оборудования, если по основному вводу произойдёт аварийный отказ. Автоматическая коммутация производится, благодаря тому, что устройством отслеживаются параметры подключения.

Аббревиатура АВР означает – автоматический ввод резерва, что исчерпывающе означает предназначение и принципиальное устройство указанного узла.

Устройство и принцип работы

Применяются АВР двух основных вариантов схем, с учётом приоритетности подключения:

  • одностороннего типа, в котором один вход является рабочим. Он используется до момента возникновения чрезвычайной ситуации. При возникновении проблем производится переключение на второй ввод, выполняющий роль резервного;
  • двухстороннего – когда рабочая и резервная секции не разделяются, обладая одинаковым приоритетом.

Чаще всего односторонние системы предусматривают возможность автоматического перехода на основную схему при восстановлении штатных характеристик. Для двухсторонних данная необходимость отсутствует, поскольку нет разницы, с какого входа запитана энергосистема.

Характеристики сети отслеживаются посредством реле, контролирующего параметры напряжения, и микропроцессорных управляющих модулей. Но для всех устройств принцип работы аналогичен. Его можно понять, рассмотрев следующую схему:

Рисунок выполнен с использованием следующих обозначений:

  • N – нулевая фаза;
  • А – основное подключение;
  • В – запасной ввод;
  • L – лампа, сигнализирующая о наличии питания;
  • К1 – реле в виде катушки;
  • К1.1 – клеммы.

При штатной ситуации схема подключается через лампу L и обмотку К1. При таком режиме клеммы, находящиеся в замкнутом и разомкнутом состоянии изменяют занятые позиции, а схема подключена через главный ввод А.

При перебоях питания на вводе А, на обмотку прекращается подача тока, о чём свидетельствует погасшая лампа индикатора. Как результат, система переключается на питание от запасного источника В.

Если характеристики восстановились, включившееся К1 переводит работу схемы в исходное положение.

Данный анализ характеризует, в сильно сокращённом примере, функционирование одностороннего АВР.

Классификация

Системы АВР выпускаются в разных исполнениях, классифицируемых по таким признакам:

  1. Числу линий резерва – обычно их используется два, но, в целях повышения надёжности, число резервных входов может быть увеличено.
  2. Типа сети – могут использоваться трёхфазные или однофазные устройства. Последние характерны для бытовых схем, предполагающих применение резервных генераторов.
  3. Величине напряжения – в пределах 1 кВ или высоковольтных.
  4. Времени срабатывания.

Учитывая разновидность и особенности конструкции, указанные устройства могут применяться в быту или промышленном производстве.

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.

Возможные способы реализации АВР с анализом работы

Функционирование АВР проще проанализировать на анализе нескольких типовых решений, указанных далее.

Простые

На рисунке указана типовая система, переключающая бытовую сеть на работу от резервного генератора:

Данная схема предусматривает дополнительно защиту сети от КЗ, наличие электрического и механического блокирования, исключающего одновременное подключение обоих источников.

На рисунке представлены следующие элементы:

  • АВ1 и АВ2 – коммутаторы двухполюсного типа на главном и запасном входе, срабатывающие автоматически;
  • К1 и К2 – контакторные катушки;
  • К3 – реле напряжения;
  • К1.1, К2.1, К3.2, К3.1 – контакторные клеммы нормально-замкнутого типа;
  • К1.2, К2.2, К3.2, К2.3 – клеммы нормально-разомкнутого типа.

При нормальной работе К3 подключена, со срабатыванием посредством реле К3.2 и отключением К3.1. Подключена обмотка К2, замыкая К2.2 и К2.3, размыкая К2.1, являющегося электрическим блокированием, исключающим включение К1.

При создании аварийной ситуации, ток перестаёт поступать на обмотку К3, с занятием клемм реле начального положения. К1 отключается, изменяется статус клемм К1.1 и К1.2. К1.1 обеспечивает защищает сеть, исключая включение К2. К1.2 убирает блокировку нагрузки.

Срабатывание механической блокировки обеспечивается реверсивным устройством, представленным на рисунке в виде треугольного значка, вершиной книзу.

Схема подключения АВР на контакторах:

АВР в промышленной сфере

Промышленные системы работают в аналогичном порядке. На рисунке представлен типовой вариант шкафа АВР:

  • АВ1, АВ2 – защитные устройства трехполюсного типа;
  • S1, S2 – механические коммутационные устройства;
  • КМ1, КМ2 – контакторные устройства;
  • РКФ – фазные контролирующие реле;
  • L1, L2 – индикаторные модули;
  • км1.1, км2.1, км2.2, ркф1 – клеммы в разомкнутом состоянии при нормальном режиме;
  • км1.3, км2.3, ркф2 – замкнутые клеммы.

Система функционирует по аналогичному принципу, но применяется реле, выполняющее контроль по каждой фазе. В случае перекоса или пропажи питания, схема переключается на запасной ввод, возвращаясь в штатный режим при восстановлении нормальных характеристик.

АВР для высоковольтных линий

Для систем высокого напряжения порядок работы сохраняется прежний, но конструкция устройства усложняется:

Представленная система исключает применение резервных трансформаторов. Шины Ш1 и Ш2 задействованы соответственно через трансформаторы Т1 и Т2, равнозначными по значению. При нормальной работе характерно разомкнутое положение секционного коммутирующего элемента СВ10, с контролем работы ТП от ТН1 Ш и ТН2 Ш.

При прекращении подачи питания на Ш1, отключается выключатель В10Т1, и включается СВ10. При этом напряжение на обе секции подаётся от одного трансформатора. При нормализации ситуации, схема возвращается в исходное положение.

Виды АВР для высоковольтной сети:

Микропроцессорные бесконтактные системы

Для микропроцессорных управляющих блоков используются АВР на полупроводниковых элементах, отличающихся большей надёжностью.

Блок АВР

Такие системы обладают следующими достоинствами:

  • исключением механических соединений, что позволяет избавиться от связанных с этим неудобств в виде дефектов указанных контактов;
  • пропадает надобность использования механического блокирования;
  • расширенным спектром регулировки характеристик переключения.

К минусам стоит отнести сложность в ремонте и непростую конструкцию, разобраться в которой по силам только квалифицированным специалистам.

Применение АВР позволяет обеспечить штатный режим эксплуатации энергосистем, как в условиях бытового потребителя, так и на промышленных предприятиях.

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.

Требования к АВР и их типы

К системам АВР предъявляется ряд технических требований, касающихся эффективности производимых ими переключений. Они состоят в том, что резервная схема должна:

  • Мгновенно переключать обслуживаемый объект на вспомогательный источник питания ИП (задержка коммутации не должна превышать 1-2-х секунд);
  • Гарантировать однократность срабатывания системы АВР и высокое качество энергоснабжения на время отключения основной питающей линии;
  • Иметь большой временной ресурс работы, достаточный для того, чтобы успеть ввести в строй аварийно-отключенную основную сеть;
  • Не реагировать на КЗ и случайные «проседания» питающего напряжения в обслуживаемой нагрузке;
  • Обеспечивать возможность совместной работы обоих источников питания (схема такого включения приводится ниже).

На указанном рисунке представлены следующие графические обозначения:

  • Ввод 1 – основное питание, подаваемое через трансформатор T1;
  • ЭА – резервный энергетический агрегат, представленный генератором под обозначением G;
  • Q1, Q2 – исполнительные узлы (контакторы) АВР.

Важно! Мощность резервного питания должна соответствовать параметрам потребления данного объекта.

При недостаточной мощности системы к ней подключаются только самые важные потребители (операционная больничного заведения, например, или холодильный склад лекарственных препаратов).

Рабочее подключение резервного ввода осуществляется в установленном порядке, определяемом конкретными условиями эксплуатации всей системы в целом (они обычно задаются в ТЗ на типовой проект АВР). К числу проблемных мест в работе этих систем следует отнести значительный уровень импульсных помех, возникающих в момент, когда при коммутациях срабатывает релейный переключатель.

Образование резких всплесков напряжения и тока объясняется переходными процессами, которых невозможно избежать при наличии нелинейных элементов в коммутируемых цепях (индуктивности катушек реле, в частности).

Также обратим внимание на то, что автоматический ввод резерва может иметь несколько исполнений, отличающихся принципом своего действия. В соответствии с этим делением, он может быть:

  • Односторонним, то есть состоящим из штатного и дополнительного ИП; в этом случае резервная схема подключается лишь при пропадании основного питания;
  • Двухсторонним. Это означает, что любая из питающих систем может выполнять функцию и рабочего, и резервного источника одновременно;
  • Так называемая «восстанавливаемая» АВР (когда с момента появления основного питания прежняя схема вновь включается в работу, а резервное энергоснабжение снимается).

И, наконец, возможен режим функционирования, при котором возвращение системы в штатное состояние осуществляется не автоматически, а за счет ручного переключения.

Принцип действия АВР

Для понимания принципа или сути функционирования простейшей односторонней системы ввода резерва следует внимательно ознакомиться с ее схемой (рисунок далее по тексту).

При ее рассмотрении обратим внимание на следующие моменты:

  • При включении рубильников SA1, SA2 на реле K1 поступает сетевое питание;
  • Вследствие его появления левый контакт K1 будет замкнут, а правый – разомкнут (нагрузка подключена к основному вводу);
  • При пропадании напряжения реле K1 обесточивается; при этом левый его контакт размыкается, а правый – срабатывает на замыкание (нагрузка переключается на резервный ввод).

Обратите внимание! Односторонность такого автоматического ввода резервирования задается самой схемой подключения нагрузки.

Такое автоматическое включение резерва относится к простейшим релейным схемам, имеющим ограниченную функциональность. Она приведена лишь для понимания самой сути происходящих в системе процессов. Реальные автоматы устроены намного сложнее, а с их конкретным исполнением можно будет ознакомиться в следующих разделах.

АВР на мощных контакторах

В этом разделе исследуется простейшая схема АВР, которая может быть применена в однофазной бытовой сети или для небольшого по площади производственного объекта (смотрите фото ниже).

Порядок работы схемы автоматического включения резерва может быть описан следующей последовательностью операций:

  • Пуск устройства в работу осуществляется посредством включения управляющих автоматов SF1 и SF2;
  • После подачи питания оно поступает на катушку контактора КМ1, являющегося переключателем с одного ввода на другой;
  • При этом контактная пара КМ1.1 замкнута и обеспечивает работу нагрузки от основного ввода, а цепь резервного канала – разомкнута (благодаря контактам КМ1.2);
  • Через постоянно включенный двухполюсный контактор QF1 напряжение с основного ввода передается к потребителю;
  • В случае аварийной ситуации (при пропадании потенциала на основном вводе, например) ток через контактор КМ1 не течет, и он отключается;
  • Вследствие этого контакты КМ1.1 размыкаются, а через замкнувшуюся пару КМ1.2 происходит подключение резервного питания.

Как только на КМ1 вновь подается питание (основной ввод начинает работать), вследствие переключения его контактов потребители переходят на снабжение от штатного источника.

Дополнительная информация. Если необходимо перейти на ручной режим подключения резерва, достаточно «отрубить» автоматический выключатель SF1.

(N и PE на схеме обозначают нулевой рабочий и защитный проводники).

При проектировании такого устройства обязателен учет мощности резервного ИП, который, как правило, используется для питания наиболее ответственных бытовых нагрузок (осветителей и котла отопления, в частности).

ОРВ в трехфазных цепях

Отличие схем коммутации трехфазных цепей от уже описанных ранее однофазных устройств состоит в необходимости переключения 3-х групп силовых контактов, обозначенных на приведенном ниже рисунке как A; B и C с соответствующими номерами.

В данной схеме электромагнитное реле ЕЛ-11 (КН1), имеющее несколько групп мощных контактов, в процессе работы отслеживает «главную» трехфазную сеть (контролирует наличие напряжения, обрывов или перекосов фаз). Для приведения АВР в рабочее состояние, прежде всего, необходимо включить пусковые автоматы SF1 и SF2.

Вследствие этого в дежурном режиме на катушке КМ1 появляется питание (оно поступает через замкнутые контакты КН 1-1 и КМ2). При срабатывании этот контактор своими рабочими группами (тоже обозначаемыми как КМ1) обеспечивает поступление питания на внешнюю нагрузку.

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. (На приведенной выше схеме изображено как раз это состояние управляющей цепи). При появлении основного питающего напряжения реле КМ1 и КМ2 вновь меняются местами (КН1-1 замыкается, а КН1-2 размыкается), и схема возвращается в штатное состояние.

Обратите внимание! Существенным недостатком этого варианта коммутации является возможность контроля пропадания основного питания только по одной из фаз (в данном случае по фазе A).

Для обеспечения управления переключениями по всем 3-м фазам потребуется существенно усложнить схему, добавив в нее по две коммутирующие цепи в каждую из ветвей контроля.

Рассмотренная выше схема АВР может устанавливаться как в частных домах, так и на производственных и административных объектах, где по условиям эксплуатации энергосетей коммутируемая нагрузка может достигать нескольких десятков киловатт. К числу легко устранимых недостатков данного способа переключения нагрузки следует отнести сложность подбора мощного реле, позволяющего коммутировать большие токи.

Для снятия всех рассмотренных выше проблемных мест было разработано промышленное изделие АВР-3/3, оснащенное встроенным микропроцессором и мощными релейными переключателями (смотрите фото ниже).

В соответствии с принятым в технической документации стандартом (смотрите ПУЭ), фазные линии на лицевой панели прибора обозначаются, как L1, L2, L3, а нейтральный провод – N.

К отдельным клеммам под обозначениями 11, 12, 14 подключаются выносные контакты встроенных в схему мощных переключающих реле. Оснащенное быстродействующим микропроцессором такое устройство способно контролировать напряжение и его рабочие параметры сразу по всем фазным линиям.

В заключительной части обзора действующих систем АВР отметим, что незапланированные прерывания в подаче электроэнергии на тот или иной объект (даже очень кратковременные) могут стать причиной довольно больших неприятностей. Использование в работе наиболее важных структур специальных резервных систем типа АВР позволяет решить все возникшие проблемы и предупредить возможные аварийные ситуации.

Видео

Автомат ввода резерва – что нужно о нём знать?

Автомат ввода резерва (АВР) — это устройство, в системе электропитания здания или его части, отвечающее за бесперебойное питание приборов-потребителей. Задача АВР заключается в том, чтобы почти мгновенно переключать питание электросети на объекте с центрального источника (общегородской энергосети) на резервное при его обесточивании. При восстановлении центрального энергоснабжения автомат переключает сеть на него.

Устройство и принцип работы АВР

Конструкция автомата ввода резерва включает три основные составляющие:

  1. Микроконтроллер. Именно этот узел отвечает за отслеживание ситуации с напряжением в основной сети и при отсутствии электричества в главном источнике дает команду переключиться на резерв.
  2. Силовая часть. Состоит из автоматов и контакторов, выполняющих непосредственное переключение с одного источника на другой.
  3. Релейный блок. В него входят реле и переключатели, отвечающие за управление генератором.

Устройство срабатывает при выполнении нескольких ключевых условий:

  • отсутствует напряжение на входе с основного источника питания;
  • на участке электросети, который защищает автомат, нет короткого замыкания;
  • выключатель ввода включён;
  • в резервном источнике питания напряжение присутствует.

Только проверив выполнение каждого из этих условий, АВР отключает вводной выключатель на обесточенном участке сети и включает межлинейный выключатель. Если АВР снабжена функцией восстановления, то при появлении напряжения в отключенном основном источнике питания, автомат снова переключается на него. Если же функции восстановления на приборе нет, вернуть исходную схему энергоснабжения можно только вручную.

Классификация АВР

Автоматы включения резервного питания можно сгруппировать в три основные категории в зависимости от назначения:

  1. С явным резервированием. Имеется хотя бы один источник питания, постоянно находящийся в резерве. В этой роли может выступать резервный трансформатор, топливный генератор и т.п.
  2. С неявным резервированием. Источники питания разных секций являются взаимным резервом друг для друга и постоянно находятся в работе. В этом случае питание обеспечивает трансформатор, рассчитанный на перегрузки.
  3. С групповым резервированием. Самая надежная схема, в которой два основных источника питания соединены последовательно, а третьим источником является топливный генератор, который вступает в игру при обесточивании обоих основных источников.

Кроме того АВР классифицируют по:

  • напряжению питания;
  • количеству питающих вводов;
  • скорости переключения (зависит от типа переключающего устройства);
  • номинальному току.

  • Модель:3200А
  • 1 083 000 руб.

  • Модель:LS Metasol 800
  • 225 720 руб.

  • Модель:ИЭК 63
  • 39 750 руб.

Преимущества использования АВР

Существует одна фундаментальная причина для использования АВР — высокая скорость переключения на резервное питание. Отключить обесточенный основной источник и переключиться на резервный можно и вручную с помощью рубильников. В сущности, во многих ситуациях именно так и делается. Но для некоторых видов оборудования такой подход будет неприемлем, так как даже нескольких секунд без электричества будет достаточно для наступления нежелательных последствий. Смонтировав аварийный распределительный щит, Вы гарантируете непрерывную подачу электропитания в тех ситуациях, когда это критически важно.

Теоретически альтернативой АВР могло бы стать одновременное питание цепей от двух источников, что также позволило бы избежать остановок в работе техники при обесточивании одного из источников. Однако такой подход сопряжен с целым комплексом технических трудностей, что делает использование АВР более рациональным решением проблемы.

  • Модель: 2000А
  • 723 010 руб.

  • Модель: LS Metasol 800
  • 225 720 руб.

  • Модель: LS Metasol 100
  • 61 560 руб.

Сфера применения

Использование автоматов ввода резерва обязательно для тех типов потребителей электрической энергии (предприятий), сбои в электроснабжении которых неизбежно или потенциально грозят жизни и/или здоровью людей, могут вызвать значительный материальный ущерб, или ставят под удар безопасность государства. Все эти потребители выделены в так называемую первую категорию.

Также АВР целесообразно применять на производственных и других предприятиях, обесточивание которых не грозит безопасности людей, но из-за простоя возникают материальные убытки (то есть будет недополучена прибыль). На таких объектах использование АВР — не столько обязанность, сколько разумная мера предосторожности, спасающая от убытков.

  • Модель: 3200А
  • 1 083 000 руб.

  • Модель: 1600А
  • 472 100 руб.

  • Модель: LS Metasol 265
  • 115 572 руб.

Как выбрать АВР?

Ко всем автоматам ввода резерва предъявляется ряд базовых требований:

  • Переключение с базового на резервное питание должно происходить в максимально короткий отрезок времени — от 0,3 до 0,8 секунд.
  • При отключении тока в основной сети, автомат должен срабатывать всегда.
  • Краткосрочные просадки напряжения должны игнорироваться.
  • Недопустимо многократное включение резервного питания.

Выбор устройства АВР всегда осуществляется исходя из особенностей схемы электропитания на объекте, ожидаемых нагрузок, допустимых провалов напряжения и других факторов. Основное внимание следует уделить номинальным параметрам, которыми обладает система электропитания:

  • Каково рабочее напряжение и частота тока?
  • Используется однофазная или трехфазная сеть?
  • Наличие/отсутствие нейтрали.
  • Каково состояние нейтрали, если она есть?
  • Типы источников питания.

Далее определяют потребность в коммутации (разрыве) нейтрали и устанавливают полную величину тока. Только на основе всех этих данных подбирают конкретную модель автомата введения резервов. Он может представлять собой как отдельно стоящий шкаф, так и быть интегрированным в общий электрощит.

Важно отметить, что всеми вопросами, связанными с покупкой и монтажом АВР, должен заниматься профильный специалист. Не следует поручать эту задачу человеку, который хотя бы чего-то не понимает в схемах энергоснабжения предприятий и применении АВР.

Приобрести автоматы ввода резерва в Москве Вы можете, обратившись в компанию «ЭнергоПроф». У нас широкий ассортимент АВР-оборудования для любых потребностей. Если Вам нужно обеспечить бесперебойное электроснабжение оборудования, мы готовы предложить Вам самые лучшие автоматы отечественного и зарубежного производства.

Обзорная статья об автоматах ввода резерва. Из текста вы узнаете принципы работы устройств, их разновидности и получите советы по выбору.

Автоматический ввод резерва при исчезновении питания

Автоматическое включение резерва представляет собой решение, которое реализует логику безаварийной работы схемы электроснабжения при исчезновении рабочего питания путем включения резервного источника питания взамен отключенного.

Черт, наверно не совсем понятно написал. В общем, если происходит авария, например ток на вводе становится больше уставки токовой защиты или пропадает напряжение вследствие аварии => ввод отключается => с выдержкой времени включается другой ввод и потребители секции вновь становятся запитаны.

АВР предназначено для бесперебойности электроснабжения. Если бы его не было, то происходило отключение и оперативному персоналу приходилось производить переключения вручную. Однако, длительные перерывы питания вредны для производства и могут приводить к авариям и незапланированным остановам. Никто не хочет заново растапливать котёл. Ну и естественно экономические потери от недоотпуска электро и тепловой энергии. Но экономика не мой конёк, поэтому углубимся в электрическую часть.

Расшифровка значения данного понятия в области электрики лежит в словах выше – это автоматическое включение резерва, в отдельных источниках эта аббревиатура может расшифровываться как аварийный ввод резерва, но сути это не меняет.

Разобравшись с определением, двинемся дальше, и рассмотрим какими бывают вводы резерва. В зависимости от времени действия – могут быть стандартные с выдержкой времени от 0,3 до 1-2 секунд и быстродействующие – с временем действия до пары десятых секунд. БАВРы в основном применяют на опасных и ответственных производствах, где нарушение электроснабжения приведет к ужасающим последствиям (нефтяные, химические заводы).

Варианты схем снабжения:

  • с явным резервом (на одной секции два питания, одно рабочее, а второе резервное)
  • с неявным резервом (две секции, у каждой свой рабочий ввод, а между секциями секционный выключатель. Тут следует учитывать возможность запуска механизмов и нагрузки двух секций от одного, оставшегося в работе трансформатора. Его мощность должна быть рассчитана на требуемую нагрузку. Такие схемы являются двусторонними)
  • групповое резервирование (одна резервная секция, от которой ничего не запитано, и к этой секции идут шины или кабельные линии от каждой рабочей секции)

Кроме секций распредустройств, вводов домов существует ввод резерва различных ответственных механизмов. В данном случае уже гасится не секция, а при отказе (аварийном останове или срабатывании РЗА) механизма отключается и включается аналогичный резервный для поддержания режима работы системы. Например, есть воображаемая тэц или котельная и там есть четыре сетевых насоса => два всегда в работе => и у каждого есть по насосу с резервным другим.

Некоторые требования по ПУЭ

Несмотря на разницу в областях применения, принципы работы должны быть аналогичными. Вот некоторые требования, предъявляемые ПУЭ к устройствам включения резерва (полный список требований можно прочитать в разделах 3.3.30-3.3.42 правил устройства электроустановок):

  • следует использовать АВР, если это приведет к уменьшению токов короткого замыкания, упрощению схемы и удешевлению аппаратуры
  • может применяться на линиях, трансформаторах, ответственных механизмах, секционных выключателях
  • действие ввода резерва должно быть однократного действия
  • данная автоматика должна срабатывать и при исчезновении напряжения на защищаемом присоединении
  • Если есть несколько рабочих вводов и один резервный. Например, каждая секция от своего рабочего трансформатора, а резервный трансформатор общий. Так вот при срабатывании АВР при такой схеме должна быть обеспечена возможность срабатывания автоматики при каждом отключении рабочего ввода любой секции. Даже, если отключения идут подряд. Хотя тут спорно.
  • Кроме того, дополняя прошлый пункт, стоит отметить необходимость достаточной мощности резервного трансформатора. Если же мощности не хватает, то необходимо производить перед включением АВР отключение неответственных механизмов.
  • Схема должна быть отстроена от режима самозапуска и от снижения напряжения при удаленном коротком замыкании
  • Устройства должны быть обеспечены устройством пуска по снижению напряжения. А в отдельных случаях пускаться по частоте и даже действию датчиков (давления, расхода).

Это вероятно не все пункты из ПУЭ. Более подробно и возможно доходчиво можно почитать в первоисточнике.

Обозначение на схеме

В зависимости от чертившего, варианты обозначения на схеме электроснабжения могут разниться. Я часто работаю со схемами различных ТЭЦ, котельных и там встречаются следующие обозначения:

  • рядом с выключателем, который должен включаться при нарушении питания пишется АВР (иногда это слово внутри прямоугольника)
  • иногда на схеме не обозначено наличие, хотя в реальности присутствует (или сверху справа, где описание схемы, текстом прописано как происходит резервирование)
  • рядом с выключателем рисуют кружок, который и обозначает данную возможность
  • на выключателе, на котором реализована схема, сбоку или сверху нарисован примыкающий треугольник и рядом написано название автоматики

Пусковой орган может быть исполнен с пуском от

  • реле напряжения
  • реле напряжения и реле тока
  • реле тока и реле частоты

Примеры расчета уставок АВР

Уставка пускового органа реле минимального напряжения (РМН) принимается из двух условий:

где Uc.р. – напряжение срабатывания реле;

Uотс.к. – наименьшее напряжение при расчете трехфазного КЗ;

Ucам – наименьшее напряжение при самозапуске ЭД;

kотс – коэффициент отстройки равный 1,25;

ku – коэффициент трансформации ТН.

Или же по выражению Uc.р. = (0,25-0,4)*Uном

Уставка срабатывания пускового органа РМН по времени определяется также из двух условий:

где t1 – наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин высокой стороны подстанции

t1 – наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин низшей стороны подстанции

dt – ступень селективности. Для микропроцессорных 0,3с, а для простых реле в зависимости от шкалы.

Уставка срабатывания пускового органа минимального реле тока:

где Iнагр.мин. – минимальный ток нагрузки;

ki – коэффициент трансформации ТТ.

Уставка срабатывания реле контроля наличия напряжения на резервном источнике:

где kв – коэффициент возврата реле.

Или же по выражению Uc.р. = (0,6-0,65)*Uном

Если пуск происходит от органа минимальной частоты, то его уставка 48Гц. Подробнее можно почитать в книге – Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.

Далее рассмотрим какие бывают схемы не на производстве.От простых до заводских схем исполнения.

Примеры схем

Начнем рассмотрение схем с одного пункта, который лучше сразу обозначить. Разница между схемами АВР “автомат+пускатель” и “автомат с электроприводом” в экономичности последнего варианта на токи начиная от 200 ампер, меньшем месте в шкафу и большей устойчивости к перегрузкам, возникающим при включениях. Но в зависимости от схем, это решение должно приниматься индивидуально. А так в любой схеме вместо автомата с пускателем можно установить автомат с электроприводом.

Схема для двух вводов на контакторе

Значит, тут у нас два ввода. У каждого ввода есть вводной автомат или рубильник. Также присутствует третий автомат, который отвечает за нагрузку потребителя. И главную роль в этом театре играет контактор, который я обозначил К1. У него есть обмотка и два контакта – нормально закрытый и нормально открытый. Принцип работы схемы в следующем: при пропадании напряжения пропадает питание с обмотки К1 и контакты перекидываются.

Недостатки данной схемы в том, что при моржках света питание будет кидать туда-обратно. Это конечно не даст Вам остаться без света, но сам контактор, а именно его контакты, потреплет знатно, вплоть до замены. Так как через них будет проходить весь ток. Поэтому токи при такой схеме должны быть небольшими. Да и для нагрузки такие режимы не есть хорошо.

Схема с магнитными пускателями

Пускай в этой схеме пускатели будут обозначены К1 и К2. Хотя обычно пускатели обозначают КМ, даже называю их “каэм’ы”. Данная схема может быть однофазная или трехфазная. Я нарисовал её однофазной, так проще и быстрее. Значит, принцип работы в следующем: включаем “ввод №1” и тут же размыкается контакт К1 в со стороны нуля обмотки К2. Затем включаем “Ввод №2”, обмотка К2 уже разомкнута и следовательно контакт К2 в схеме нуля К1 не разомкнется и не вызовет отключение К1. Далее, если пропадает питание на вводе №1, то контакт К1 в схеме нуля К2 обратно становится замкнутым, питание доходит до обмотки с двух сторон и пускатель К2 срабатывает. Пускатель К1 у нас отключен и следовательно питание происходит от второго ввода. Если вновь появится напряжение на вводе №1, то для возврата надо будет вручную отключать второй ввод и включать первый. Это не очень то удобно.

В данной схеме получается, что рабочим вводом будет тот, который включить в первую очередь. Тоже не вызывает сильного доверия, но на первое время сойдет. Чтобы питание переключалось обратно на первый ввод можно установить реле напряжения. Значит, его обмотка будет подключена параллельно цепочке “катушкаК1 – контактК2”, а его контакт замкнутый последовательно в цепочку “катушкаК2 – контактК1”. Не забываем следить за рабочим током нагрузки и контактов пускателей.

Схема на три ввода

В большинстве своем схема на три ввода представляет из себя два ввода плюс дизельгенератор. Суть её работы: при исчезновении питания на первом вводе, включается второй, а при исчезновении двух вводов сразу – включается ДГ. При повторном появлении электроэнергии на одном из двух вводов питание переходит от дизельгенератора на вновь включенный ввод. Данные схемы самому реализовать себе во вред, так как есть готовые решения – законфигурированные мозги, куда надо просто подключить провода и задать уставки. Нечто подобное рассматривалось в статье про БАВРы.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector