Автоматический ввод резерва (АВР): назначение, виды, схема

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).

Совместная работа от 2-х вводов

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.

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.

АВР в высоковольтных цепях

На данный момент производится выпуск АВР и для высоковольтных электросетей. Так работает оборудование с напряжением больше 1000 вольт. Схема работы усложненная, но принцип неизменный. Согласно схеме ниже резервные трансформаторы отсутствуют. Каждый контакт подключен к своей рабочей линии, но каждый из них может стать резервным. При отсутствии подачи напряжения включается секционный выключатель и обе секционные части работают от одной линии. Когда восстанавливается ток, реле перекоммутирует систему так, как было ранее.

Схема работы АВР в высоковольтной цепи

Блок АВР — это аппарат, благодаря которому можно обеспечить бесперебойную работу энергетической системы, когда на энергосистему могут воздействовать техногенные или природные внешние факторы. Расшифровывается как автоматическое включение резерва. Бывает разных видов. Работает в штатном и аварийном режиме, также в режиме механической блокировки.

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.

Вам это будет интересно Электронный преобразователь напряжения с 12 В на 220 В

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

Как выглядит промышленная система

Схема АВР для вводно-распределительного устройства с секционным переключателем.

А теперь настало время перейти к более сложным распределительным системам электроэнергии. Таковыми являются вводно-распределительные устройства с секционным переключателем. Чтобы бесперебойно принимать и распределять электроэнергию, вся система разделена на секции, каждая из которых питается от своего источника. В случае аварийной ситуации на одной из секций потребители будут запитаны от смежной секции через секционный выключатель. Звучит достаточно просто, но на практике схема АВР должна учитывать не только отсутствие напряжения на указанной секции. Учитывается также наличие напряжения на соседнем участке, иначе переход на питание от него не имеет смысла. Помимо этого, контроллер АВР проверяет отсутствие короткого замыкания, в противном случае подача энергии на эту секцию недопустима. Схема АВР обязана учитывать и то, что вводной выключатель должен быть включен. Чтобы не получилось ситуации, когда секцию обесточили намеренно, а в этот момент АВР вступает в работу. Все эти особенности делают создание схемы АВР для вводно-распределительного устройства весьма нетривиальной задачей. Особенно если количество секций ВРУ больше двух.

Принципиальная электрическая схема АВР

Если агрегат имеет верхние клапаны и масляный фильтр, он может удвоить свою эффективность и работать 1500 часов (около шести месяцев по восемь часов в день). Некоторые системы превосходят структурные возможности большинства офисных зданий, и полная поддержка создает трудности при хранении, поэтому в коммерческом офисном здании может быть сложно установить дизельный генератор. Если компания ожидает значительного роста в течение следующих нескольких лет, необходимо изучить структуру здания, чтобы учесть этот рост и определить его потребности.

Скоростной, трёхфазный и дизельные агрегаты на 600 об / мин, которые потребляют меньше топлива, чем модели с более низкой скоростью вращения (1800 об / мин), работают дольше, потребляют меньше топлива и имеют четыре полюса вместо двух. Микропроцессорный центр управления контролирует постоянное напряжение в сети. Как только напряжение упадет ниже заданного значения, двигатель генератора запустится автоматически. Когда питание восстанавливается, генератор передает электроэнергию обратно в электроэнергию. Растет потребность в более надежных системах

Важно найти централизованную систему для подачи электроэнергии, когда в противном случае она становится недоступной. Все больше и больше людей находят способы оптимизировать эффективность в своих домах или офисах

Что такое АВР и его назначение.

Помимо этого, контроллер АВР проверяет отсутствие короткого замыкания, в противном случае подача энергии на эту секцию недопустима. БУАВР имеет повышенную устойчивость к перенапряжению.

С технической точки зрения реле контроля трехфазного напряжения состоит из измерительной и силовой части. При исчезновении напряжения на первом вводе, отпадает контактор-1 и включается контактор В этой части мы разберем схему для трехфазной электрической сети, выполненную на двух контакторах, где в качестве управляющего элемента применено реле контроля фаз реле контроля трехфазного напряжения.

Но ведь источников питания может быть и больше. Потребитель остается со светом.

Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя. В таком случае включить или отключить автомат можно с помощью специальных кнопок. Так, при отсутствии напряжения система переключит потребителя с основного на резервный ввод, однако при появлении напряжения на линии обратное переключение возможно только вручную — отключением питания автоматическим выключателем АВ2 или остановкой генератора.
Схема подключения АВР (380 Вольт)

https://youtube.com/watch?v=YCkQXV0x8w4

Ввод№1+генератор (резерв)

Ну и напоследок рассмотрим чаще всего применяемую схему АВР для частного дома – ввод№1+генератор.

Далеко не все имеют два независимых ввода, плюс еще и ДГУ. Зато наличие отдельно генератора у владельцев особняков, не такая уж и большая редкость.

Основное эл.снабжение осуществляется от первого ввода. Принцип работы здесь такой же как и рассмотренный выше.

При изменение параметров напряжения на выходе за его номинальные значения (резко упало или повысилось, исчезло), происходит смена источника оперативного напряжения. Контакт КМ3.1 размыкается, а контакт КМ3.2 замыкается.

Также размыкаются контакты 22 и 24. Пускатель QF2 выключается. Спустя три секунды AVR 02 дает сигнал на запуск генератора. После его прогрева, происходит замыкание контактов 22-26. Подается напряжение на катушку КМ2 и включается пускатель QF8.

Вся нагрузка переводится на генератор.

Опять же, спустя установленное время, происходит замыкание №22-№24, после чего включается КМ1 и QF2. Питание восстанавливается от основного ввода. При этом контакты 29-30 будут замкнуты пока генератор не охладится.

Время расхолаживания ДГУ лучше выставлять в районе 3-5 минут.

АВР с автозапуском генератора

А как будет запускаться генератор, если исчезнет питание с обоих вводов? Контакт №12 служит для подключения к АВР внешнего источника питания +12В.

Когда у вас пропало напряжение на двух вводах, все контакты К1,К2,К3 получаются в разомкнутом состоянии. При этом автоматически происходит замыкание внутреннего контакта реле К4. За счет этого, формируется сигнал запуска для генератора.

Большинство генераторов с возможностью АВР, управляют заслонкой своей собственной автоматикой. Для этого им нужен только сигнал на старт. Вы его как раз и подаете.

Если у вас этого нет, то можно смастерить такую систему самостоятельно.

После подачи импульса, происходит запуск ДГУ и его прогрев. Когда он прогрелся, напряжение на реле KV1 достигает нормы. KV1 представляет из себя, что-то вроде реле защиты трехфазных двигателей.

Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети (правильное чередование фаз и их номинальное значение). Подойдет например такое — CKF-317.

После срабатывания, реле KV1 замыкает свой контакт KV1.1 и напряжение достигает разъема №16. Также U поступает на контакт №9 (он управляет внутренними цепями AVR) и №22.

AVR это видит и подает сигнал на замыкание реле К3 и катушки КМ3. После чего включаются силовые контакты пускателя генератора КМ3.1 Вся нагрузка запитывается от генератора.

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:

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.
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:

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

Классификация

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

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

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

4 Классификация. Типы и размеры

Расширение функций АВР

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

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

Преимущества и недостатки различных типов АВР с позиций перечисленных требований

Тиристорные (электронные) АВР

Статический переключатель нагрузки — (англ.: LTM — Load Transfer module (модуль переключения нагрузки)). В этом типе АВР в качестве силового коммутирующего элемента используются мощные тиристоры, обеспечивающие практически нулевое время переключения между двумя независимыми вводами.

Преимущества:

Основное и очень значимое преимущество: практически нулевое время переключения между вводами (возможно применения для переключения между ИБП (источник бесперебойного питания) разной мощности, разных производителей). Переключение между вводами никак не сказывается на электроснабжении ответственных потребителей электроэнергии (серверы, компьютерное оборудование, устройства автоматики, телекоммуникационное оборудование и т.д.). При использовании LTM в схемах электроснабжения критически важных объектов или ответственных потребителей можно существенно сэкономить на применении ИБП, ДГА и других устройств независимого электроснабжения.

Основной недостаток это очень высокая стоимость по сравнению с механическими АВР (на контакторах и рубильниках).

Электромеханические АВР на контакторах

АВР на контакторах получили наиболее широкое применение, в основном, благодаря низкой стоимости комплектующих. В основе щита АВР на контакторах обычно применяются два контактора с взаимной электрической или электромеханической блокировкой и реле контроля фаз.

В самых дешевых вариантах АВР на контакторах используется обычное реле, контролирующее наличие напряжения только на одной фазе, без контроля качества электроэнергии (частота, напряжение). При пропадании напряжения на одной фазе, АВР на контакторах переключает нагрузку на другой (резервный) ввод электроэнергии.

При использовании качественных полнофункциональных реле контроля фаз (контроль 3-х фаз: напряжение, частота, временные задержки на перевод нагрузки, возможность программирования диапазонов и задержек) и применении механической блокировки (предотвращает одновременную подачу электропитания с двух вводов) АВР на контакторах становится довольно качественным и законченным изделием.

Преимущества:

Дешевая стоимость, выполняет защитные функции (высокий ток, короткое замыкание).

Отсутствие возможности ручного переключения при неисправности АВР, низкая ремонтопригодность (при отказе одного из элементов АВР, требуется демонтаж и ремонт всего изделия), длительное время переключения (от 16 до 120 мс). Небольшое количество циклов срабатывания. Вероятность залипания контактов контактора.

Электромеханические АВР на автоматических выключателях с электроприводом

Такие АВР несколько уступают предыдущим по быстродействию и также позволяют осуществить механическую и электрическую блокировки при двухвходовой схеме.

Более сложная схема и более высокую стоимость этих устройств.

Электромеханические АВР на управляемых переключателях с электроприводом

В основе лежит рубильник (переключатель с нулевым средним положением, приводимый в действие моторным приводом. Привод управляется контроллером, который является частью автоматического рубильника или может устанавливаться отдельно).

Преимущества:

Высокая ремонтопригодность: автоматический рубильник состоит из трех основных элементов: рубильник (переключатель), моторный привод, контроллер. Выход из строя рубильника практически невозможен. При выходе из строя моторного привода или контроллера (реле контроля фаз), возможна их замена без демонтажа щита АВР и без демонтажа самого рубильника. При снятом моторном приводе и контроллере возможно переключение нагрузки в ручном режиме. Легкая сборка щита АВР. Для сборки щита требуется установить рубильник на монтажную плату, никакие дополнительные силовые или контрольные соединения не используются. Высокая надежность: за счет применения малого количества элементов и за счет использования в качестве силового коммутирующего устройства рубильника.

Практические рекомендации, которые подтверждены в различных проектах

Система гарантированного электроснабжения мощностью до 100 кВА, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов.

В этом случае могут быть предложены автоматические коммутаторы серии АК фирмы «ППФ БИП-сервис», представляющие собой АВР контакторного типа. Эти аппараты имеют:

Такой перечень функциональных возможностей позволяет успешно применять коммутаторы серии АК в системах, содержащих ИБП.

Для таких систем более целесообразно использовать автоматические коммутаторы серии АКП, которые представляют собой АВР на управляемых переключателях с электроприводом.

Эти аппараты имеют все перечисленные выше особенности, но кроме того, позволяют управлять переключением входов вручную при любом напряжении или его отсутствии

Переключатели оснащены механическими замками, позволяющими заблокировать их в любом из возможных состояний, что может быть в некоторых случаях важно для потребителя

Здесь могут быть предложены следующие варианты построения АВР:

Система гарантированного электроснабжения

Схемы трехвходовых АВР могут быть экономически более привлекательны. В то же время следует повторно отметить то обстоятельство, что для трехвходовой контакторной схемы невозможна полноценная механическая блокировка всех входов между собой, что определяется конструктивными особенностями контакторов.

В связи с этим в трехвходовых контакторных АВР целесообразно установить электрическую и механическую блокировку между ДГ и каждым из сетевых вводов. А между сетевыми вводами предусмотреть только электрическую блокировку. Именно по такому принципу выполнены трехвходовые коммутаторы серии АК.

Схема трехвходового коммутатора серии АКП, как отмечалось ранее, исключает возможность замыкания входов между собой за счет конструкции переключателей и одновременно дешевле, чем два отдельных каскадно соединенных АВР.

Что такое АВР и его назначение?

В подавляющем большинстве случаев такие системы относятся к электрощитовым вводно-коммутационным распредустройствам. Их основная цель — оперативное подключение нагрузки на резервный ввод, в случае возникновения проблем с энергоснабжением потребителя от основного источника питания. Чтобы обеспечить автоматическое переключение на работу в аварийном режиме, система должна отслеживать напряжение питающих вводов и ток нагрузки.

Типовой щит АВР

Расшифровка аббревиатуры АВР

Данное сокращение это первые буквы полного названия системы – Автоматический Ввод Резерва, как нельзя лучше объясняющее ее назначение. Иногда можно услышать расшифровку «Автоматическое Включение Резерва», такое определение не совсем корректное, поскольку под ним подразумевается запуск генератора в качестве резервного источника, что является частным случаем.

Классификация

Вне зависимости от исполнения, блоки, шкафы или АВР принято классифицировать по следующим характеристикам:

Количество резервных секций. На практике чаще всего встречаются АВР на два питающих ввода, но чтобы обеспечить высокую надежность электроснабжения, может быть задействовано и больше независимых линий.Шкаф АВР на три ввода
Тип сети. Большинство устройств предназначено для коммутации трехфазного питания, но встречаются и однофазные блоки АВР. Они применяются в бытовых сетях электроснабжения для запуска двигателя генератора.
Класс напряжения. Устройства могут быть предназначены для работы в цепях до 1000 или использоваться при коммутации высоковольтных линий.
Мощностью коммутируемой нагрузки.
Время срабатывания.

Требования к АВР

Обеспечение подачи питания потребителю электроэнергии от резервного ввода, если произошло непредвиденное прекращение работы основной линии.
Максимально быстрое восстановление электропитания.
Обязательная однократность действия. То есть, недопустимо несколько включений-отключений нагрузки из-за КЗ или по иным причинам.
Включение выключателя основного питания должно производиться автоматикой АВР до подачи резервного электропитания.
Система АВР должна контролировать цепь управления резервным оборудованием на предмет исправности.

Блок автоматического запуска генератора (БАЗГ)

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

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

Ввод №1 и ввод №2 исправны

Первый ввод является основным, второй – резервным. Устройство посредством контактов А1,В1,С1 через защитный автомат QF2 следит за напряжением на вводе-1.
То же самое происходит по вводу-2, через контакты А2,В2,С2.

Так как на всех этих контактах все в норме, AVR-02 должен подать напряжение на катушку КМ. Как это происходит?

Контакт 1 и 11 формируют сигнал управления посредством реле К5. Данное реле К5, если уровень напряжения нормален на обоих вводах, должно включить ввод№1.
То есть находится в том положении, как на изначальной схеме. Напряжение через него попадает на 10 контакт и идет до катушки КМ4. Это промежуточное реле. Его контакты обозначены КМ4.1 и КМ4.2

Реле срабатывает, замыкая свои контакты и напряжение через них попадает на 22-й контакт. Далее AVR включает реле К1. Через него и контакт №24 фаза достигает катушки включения КМ1. При этом другие реле К2,К3,К4 остаются разомкнутыми.

Выбор автоматики

Блок АВР ПромЭнерго

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

Специализированный щит АВР можно приобрести в собранном состоянии либо создать функциональный аналог самостоятельно

При выборе готового изделия следует обратить внимание на репутацию производителя. Пригодится предварительное изучение отзывов покупателей и мнения опытных экспертов

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

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

Автоматика без контроллера

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

АВР в сетях 0,4 кВ

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

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

Особенности

Инструкция для монтажа авр существует в различных вариациях. Нет какой-то канонический технической книжки. Если вы хотите, чтобы в вашем частном доме или квартире было альтернативное питание, то, скорее всего, понадобится неплохой генератор. Он способен порой надолго обеспечивать бесперебойную работу электроэнергии во всем доме. Нагрузки в подобных системах имеют прямую зависимость от мощностей резерва.

Использование подобного устройства может осуществляться в однофазных и трехфазных сетях. Все зависит от конкретной марки. Для автоматизации всех процессов заранее узнайте о том, есть ли у генератора стартер. Должен быть и блоком с набором устройств коммутации. Стартер должен подключаться только во время запуска, а потом отключаться во время подачи основного питания.

Есть три команды всегда – это остановка, включение и запуск. Дополнительно ещё часто вставляют прогрев двигателя, который необходим в холодное время года.