Типовые схемы подключения АВР — определение, принцип работы

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.

Основные нюансы правильного выбора устройства

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

на щите устройства должен присутствовать контроллер DATAKOM/DeepSea;
все элементы, расположенные в шкафу должны иметь соответствующую схеме маркировку;

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

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

Основные типы шкафов и щитов АВР

Щит АВР на два ввода на контакторах (пускателях)

Установка шкафа АВР на пускателях – это самый простой способ создать резервное питание. Этот шкаф — наиболее бюджетный вариант установки АВР. Как правило, в шкафах АВР на 2 ввода используют автоматические выключатели. Они нужны для того, чтобы защитить систему от перегрузок и замыканий. Защиту от перекоса фаз и скачков напряжения осуществляет реле напряжения. Кроме этого, реле становятся «мозгом» всей системы автоматического ввода резерва.

Шкаф АВР с двумя контакторами работает по следующему принципу. Два контактора подключены к первому и второму источнику соответственно. Первый контактор замкнут, а у второго цепь разомкнута. Электричество идет через ввод № 1.

Если подача тока на первом вводе пропадет, а на втором будет нормальной, то контакты второго пускателя замкнутся, и механизм переключится на него. Как только на первом вводе напряжение восстановится – схема перейдет в первоначальное состояние.

При помощи реле здесь можно отрегулировать время задержки, с которой будет осуществляться переключение с одного источника на другой. Оптимальная задержка – от 5 до 10 секунд, она позволит обезопасить систему от ложного срабатывания АВР. Ложное срабатывание может произойти, например, в случае просадки напряжения.

Щит АВР на 2 ввода на автоматах с моторным приводом

Они лучше всего подходят для использования при номинальных токах 250-6300А. Когда ток на основном вводе пропадает, специальные электромоторы получают сигнал и взводят пружины запасного выключателя, переключая нагрузку на другой ввод.

Промышленные системы АВР

Среди отечественных производителей комплексных систем автоматического включения резерва выделяется предприятие ОАО «Контактор», которое поставляет на российский рынок шкафы АВР с различной логикой (секционированное и несекционированное питание, с возможностью подключения дополнительного автономного генератора и т.д.) и элементной базой (схема управления может быть как релейной, так и микропроцессорной).

Силовая часть системы собрана на автоматических выключателях ВА50-45Про номинальным током до 6300 Ампер, производителем которых является тот же «Контактор». Данные устройства предназначены для работы на стороне 0.4 кВ. Схемы АВР в установках выше 1000В тоже широко применяются, но это уже отдельная история.

Блок авр на 2 ввода

Определенный интерес представляет моноблочная конструкция системы автоматического ввода резерва от китайской фирмы ANDELI под названием HATS7. Удобная панель управления позволяет настроить алгоритм работы под нужды клиента, силовая часть системы, показанной на фото слева, рассчитана на токи до 160А. Ну так как китайский ампер будет поменьше нашего (шутка), я бы не пробовал его на длительных токах выше 100А. Панель управления может быть вынесена за пределы щита в более удобное место — например, на дверцу щита. Данный блок АВР можно настроить на работу с двумя линиями либо с одной линией и автономным генератором. Силовая часть — это два автомата либо контактора, которыми управляет приводной механизм. Естественно, электрическая и механическая блокировка имеется. Каким образом это делается на автоматах — смотрите на рисунке справа.

АВР на реверсивном рубильнике с электроприводом

Такая конструкция интересна прежде всего тем, что потребляет электроэнергию только в момент переключения, в отличие от контакторов, реле и т.п. Здесь практически исключена какая-либо вероятность электрического контакта одного ввода с другим. Например, разъединитель с автоматическим переключением серии NH40SZ может работать в следующих режимах:

• Сетевой источник питания – резервный источник питания, автоматическое переключение, самовозврат
• Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием потери фазы
• Основной – основной источник питания, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения и минимального напряжения
• Основной источник питания – генератор, автоматическое переключение и самовозврат с тестированием перенапряжения, минимального напряжения и частоты

Простые системы АВР

Работает все очень просто. Схема АВР на двух контакторах: Надеемся, что эта краткая статья поможет вам собрать и запустить схему автоматического ввода резерва на контакторе, и электроснабжение вашего дома или небольшого предприятия станет бесперебойным.

Восстанавливающиеся АВР.

Ставим номиналом не менее автомата А2, если не получится приобрести выключатель — устанавливаем автоматический выключатель с номиналом выше чем у А2

Замыкающие контакты контакторов должны быть рассчитаны на полный ток нагрузки, для размыкающих это неважно можно использовать блок-контакты. Оба автомата QS1 и QS2 должны быть включены, при этом катушка КМ получит питание и будет втянута, а соответственно её замыкающий контакт в цепи основного ввода тоже замкнут и размыкающий контакт в цепи резервного ввода разомкнут

Такие неконтролируемые коммутации совершенно недопустимы на производствах с непрерывным циклом или в медицинских учреждениях в операционных больниц, например , а также на других важных объектах. В дальнейшем мы будем совершенствовать схему, добавим выдержки времени и различные блокировки. В случае исчезновения напряжения реле К1 обесточивается, К1. Рубильник выбирается с тремя положениями, где среднее из них полностью отсекает электричество.

Внешние входы аварийного отключения вводов. Такое реле выполняет функцию постоянного слежения за параметрами напряжения основной сети. Так как оба ввода в работе, отпадает необходимость следить за готовностью резервной линии к принятию нагрузки.

Как работает автоматический ввод резервного питания

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

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

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трёх взаимосвязанных основных блоков:

• семейства контакторов, коммутирующих вводные и нагрузочные цепи;
• логических и индикационных устройств;
• блока релейных переключателей, предназначенных для управления генератором.

С целью повышения надёжности резервной энергосистемы устройства АВР могут комплектоваться дополнительными блоками. Например, включение в схему инверторов позволяет выровнять провалы в напряжениях, исключить временные задержки, сделать выходной ток более качественным.

Включение резервной линии обеспечивает контактная группа. За наличием вводного напряжения следит реле контроля фаз.

Рассмотрим принцип работы системы резервного питания на примере упрощённой схемы (рис. 2). В штатном режиме, когда питание осуществляется от основной сети, контакторный блок направляет электроэнергию на линии потребителей. На схеме показан дополнительный блок – инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумулятора в переменный, напряжением 220 В.

Рис. 2. Упрощённая схема резервного питания

Сигнал о наличии вводного напряжения подаётся на блок логических и индикационных устройств. В номинальном режиме вся система находится в устойчивом состоянии. При аварии в основной сети (напряжение падает ниже установленного уровня) насыщение соленоида реле контроля фаз становится недостаточным для удерживания контактов в рабочем (нормально замкнутом) состоянии. Происходит разъединение контактов и отключение нагрузки от линии электропередач.

Если система оборудована инвертором, как показано на схеме, он переходит в режим генерации переменного тока, напряжением 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при полном отсутствии тока в коммерческой сети.

Если параметры линий электропередач не восстанавливаются в заданный промежуток времени, контролёр подаёт сигнал на запуск генератора. При поступлении от альтернатора стабильного напряжения, контакторы переключаются на резервную линию.

При полном автоматическом переключении участие оператора не требуется. Система надёжно защищена от взаимодействия встречных токов и КЗ. Для этого применяются дополнительные реле и механизмы блокировок, которые не показаны на схеме.

При необходимости оператор может переключать линии вручную с панели контролёра. Он также может изменять настройки блока управления, включать ручной или автоматический режим работы. Фото панели показано на рис. 3.

Рис. 3. Панель контролёра резервного питания

В АВР могут реализовываться несколько режимов функционирования:

• ручной;
• автоматический;
• полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используют наладчики при настройке АВР.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

Приведем несколько рабочих примеров, которые можно успешно применить при создании щита автоматического запуска. Начнем с простых схем для бесперебойной системы электроснабжения жилого дома.

Простые

Ниже представлен вариант схемы АВР, переключающей подачу электричества в дом с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь предусмотрена защита от короткого замыкания, а также электрическая и механическая блокировка, исключающая одновременную работу от двух вводов.

Схема АВР для дома

Обозначения:

• AB1 и AB2 – двухполюсные автоматические выключатели на основном и резервном вводе.
• К1 и К2 – катушки контакторов.
• К3 – контактор в роли реле напряжения.
• K1.1, K2.1 и K3.1 – нормально-замкнутые контакты контакторов.
• К1.2, К2.2, К3.2 и К2.3 – нормально-разомкнутые контакты.

После переводов автоматов АВ1 и АВ2 алгоритм работы блока АВР будет следующим:

1. Штатный режим (питание от основной линии). Катушка К3 насыщается и реле напряжения срабатывает, замыкая контакт К3.2 и размыкая К3.1. В результате напряжение поступает на катушку пускателя К2, что приводит к замыканию К2.2 и К2.3 и размыканию К2.1. Последний играет роль электрической блокировки, не допускающей подачи напряжения на катушку К1.
2. Аварийный режим. Как только напряжение в главной линии исчезает или «падает» ниже допустимого предела, катушка К3 перестает насыщаться и контакты реле принимают исходную позицию (так, как показано на схеме). В результате на катушку К1 начинает поступать напряжение, что приводит к изменению положения контактов К1.1 и К1.2. Первый играет роль электрической защиты, не допуская подачи напряжения на катушку К2, второй снимает блокировку подачи питания на нагрузку.
3. Чтобы работала механическая блокировка (на схеме отображена в виде перевернутого треугольника) необходимо использовать реверсивный пускатель, где ее наличие предполагается конструкцией электромеханического прибора.

Теперь рассмотрим два варианта простых АВР для трехфазного напряжения. В одном из них энергоснабжение будет организовано по односторонней схеме, во втором применено двухстороннее исполнение.

Рисунок 6. Пример односторонней (В) и двухсторонней (А) реализации простого трехфазного АВР

Обозначения:

• AB1 и AB2 – трехполюсные автоматы защиты;
• МП1 и МП2 – магнитные пускатели;
• РН – реле напряжения;
• мп1.1 и мп2.1 – групповые нормально-разомкнутые контакты;
• мп1.2 и мп2.2 – нормально-замкнутые контакты;
• рн1 и рн2 – контакты РН.

Рассмотрим схему «А», у которой два равноправных ввода. Чтобы не допустить одновременное подключение линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. От какой линии будет питаться нагрузка, определяется очередностью включения автоматов АВ1 и АВ2. Если первым включается АВ1, то срабатывает пускатель МП1, при этом разрывается контакт мп1.2, блокируя поступление напряжение на катушку МП2, а также замыкается контактная группа мп1.1, обеспечивающая подключение источника 1 к нагрузке.

При отключении источника 1 контакты пускателя ПМ1 возвращаются в исходное положение, что приводит в действие контактор ПМ2, блокирующий катушку первого пускателя и включающий подачу питания от источника 2. При этом нагрузка будет оставаться подключенной к этому вводу, даже если работоспособность источника 1 пришла в норму. Переключение источников можно делать в ручном режиме манипулируя выключателями АВ1 и АВ2.

В тех случаях, когда требуется одностороння реализация, применяется схема «В». Ее отличие заключается в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (РН), возвращающее подключение на основной источник 1, при восстановлении его работы. В этом случае размыкается контакт рн2, отключающий пускатель МП2 и замыкается рн1, позволяя включиться МП1.

Схема АВР на двух магнитных пускателях

При сборке схемы автоматического ввода резерва можно выбрать три варианта. Два более простых и один посложнее. Рассмотрим каждый из вариантов схемы поподробнее.

Простейшая схема АВР для двух однофазных вводов собирается всего лишь на одном магнитном пускателе. Для этого понадобится контактор с двумя парами контактов:

• нормально разомкнутым

• нормально замкнутым

Если таковых в вашем контакторе не оказалось, можно использовать специальную приставку.

Только учтите, что контакты у большинства из них не рассчитаны на большие токи. А если вы решите подключать через АВР нагрузку всего дома, то уж точно не стоит этого делать, используя блок контакты расположенные по бокам стандартных пускателей.

Вот самая простая схема АВР:

Катушка магнитного пускателя подключается на один из вводов. В нормальном режиме напряжение поступает на катушку, она замыкает контакт КМ1-1, а контакт КМ1-2 размыкается.

SF1 и SF2 в схеме – это однополюсные автоматические выключатели.

Напряжение через контактор поступает к потребителю. Дополнительно в схеме могут быть подключены сигнальные лампы. Они визуально будут показывать какой из вводов в данный момент подключен. Немного измененная схемка с лампочками:

Если напряжение на первом вводе исчезло, контактор отпадает. Его контакты КМ1-1 размыкаются, а КМ2-1 замыкаются. Напряжение начинает поступать к потребителю с ввода №2.

Если вам в нормальном режиме просто нужно проверить работоспособность схемы, то выключите автомат SF1 и смотрите как реагирует сборка. Все ли работает исправно.

Самое главное здесь изначально проконтролировать на какой ток рассчитаны эти самые нормально замкнутые и разомкнутые контакты.

При этом обратите внимание, что эту простейшую схему можно собрать двумя способами:

• без разрыва ноля

• с разрывом нулевого провода

Без разрыва можно применять в том случае, если у вас есть две независимые линии эл.передач или кабельных ввода, от которых вы собственно и подключаете весь дом. А вот когда резервной линией является какой-то автономный источник энергии – ИБП или генератор, то здесь придется разрывать как фазу, так и ноль.

Естественно, что все контакторы подключаются после счетчика kWh. QF – это модульные автоматы в щитке дома.

Если у вас второй источник питания подает напряжение не автоматически, например бензиновый генератор без пусковой аппаратуры. Который нужно сначала вручную завести, прогреть и только потом переключиться, то схемку можно немного изменить, добавив туда одну единственную кнопку.

За счет нее не будет происходить автоматического переключения. Вы сами выберите для этого нужный момент, нажав ее когда потребуется. Монтируется эта кнопка SB1 параллельно катушке контактора.

Когда у вас напряжение на основном вводе не исчезает на долго, а периодически пропадает и появляется (причины могут быть разными), в этом случае не желательны постоянные переключения контакторов туда-обратно. Здесь целесообразно использовать специальную приставку к контактору типа ПВИ-12 с задержкой времени.

Трехфазная схема практически аналогична однофазной.

Только особо следите за правильной фазировкой АВС. Она должна совпадать на вводе-1 с вводом-2. Иначе 3-х фазные двигатели после переключения будут крутиться в обратную сторону.

Вторая схема немного посложнее. В ней используется уже два магнитных пускателя.

Допустим, у вас есть два трехфазных ввода и один потребитель. В схеме применены магнитные пускатели с 4-мя контактами:

• 3 нормально разомкнутые

• 1 нормально замкнутый КМ1

Катушка пускателя КМ1 подключается через фазу L3 от первого ввода и через нормально замкнутый контакт КМ2. Таким образом, когда вы подаете питание на ввод №1, катушка первого пускателя замыкается и вся нагрузка подключается к источнику напряжения №1.

Промышленные системы

Принцип работы промышленных систем энергообеспечения остается неизменным. Приведем в качестве примера схему типового шкафа АВР.

Схема типового промышленного шкафа АВР

Обозначения:

• AB1, АВ2 – трехполюсные устройства защиты;
• S1, S2 – выключатели для ручного режима;
• КМ1, КМ2 – контакторы;
• РКФ – реле контроля фаз;
• L1, L2 – сигнальные лампы для индикации режима;
• км1.1, км2.1 км1.2, км2.2 и ркф1 – нормально-разомкнутые контакты.
• км1.3, км2.3 и ркф2 – нормально-замкнутые контакты.

Приведенная схема АВР практически идентична, той, что была представлена на рисунке 6 (А). Единственное отличие заключается в том, что в последнем случае используется специальное реле контролирующее состояние каждой фазы. Если «пропадет» одна из них или произойдет перекос напряжений, то реле переключит нагрузку на другую линию, и восстановит исходный режим при стабилизации основного источника.

17.1. Назначение авр

Высокую степень надежности электроснабжения потребителей обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников питания (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей. Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество п/ст, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции шин собственных нужд (СН). 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 РЗ, 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 РЗ 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. 6.1, а). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис. 6.1, в).

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей, т.е. к аварии. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используются специальные автоматические устройства, получившие наименование автоматов включения 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 с.

Рис. 6.1.

Рассмотрим принцип использования АВР на примере схем, приведенных на рис. 6.1.

а) Питание п/ст А осуществляется по рабочей линии w1 от п/ст Б. Вторая линия w2, приходящая от п/ст В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 нормально отключен). При отключении линии w1автоматически от АВР включается выключатель Q3 линии w2, чем вновь подается питание потребителем п/ст А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия w1 всегда должна быть рабочей, а линия w2 – всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

б) Питание электродвигателей и других потребителей СН каждого агрегата э/ст осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включается выключатель Q5 и один из выключателей Q6 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) – резервного трансформатора Т3.

в) Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин. Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки п/ст. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки п/ст, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.

г) П/ст В и Г нормально питаются радиально от п/ст А и Б соответственно. Линия w3 находится под напряжением со стороны п/ст В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии w2 устройство АВР, установленное на п/ст Г, включает выключатель Q5, чем питание п/ст Г переводится на п/ст В по линии w3. При отключении линии w1 п/ст В и вместе с ней линия w3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на п/ст Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на п/ст В от п/ст Г.

Опыт эксплуатации 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 э/ст и в электрических сетях.