Автоматический ввод резерва (АВР)

Аббревиатура АВР расшифровывается как АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВВОД РЕЗЕРВА.

АВР — это блок, который имеет автоматическую начинку,  ответственную за функцию переключения с основной линии питания на резервный, и, наоборот, с резервной на основную сеть.  Устройство разработано  для того, чтобы электроснабжение в сети работало бесперебойно.

Автоматический ввод резерва используется не только на предприятиях и учреждениях, но, на сегодняшний день,  большую популярность АВР завоевала среди обладателей коттеджей.

Основные функции АВР

• АВР должен как можно быстрее переключить, после пропадания электроэнергии основной сети на резервный источник выработки электроэнергии, т.е. быстро  включить генератор.
• АВР постоянно с помощью электроники контролирует наличие напряжения в сети.

Индикация и автоматика АВРа

• АВР производит запуск генератора без вмешательства людей.
• После появления напряжения в основной сети, АВР подает команду перейти на основную сеть снабжения, и через небольшой промежуток времени прекращает работу генератора

Дизель — генератор до 3х кВт

Дизель — генератор до 14 кВт

Общие требования к АВР

• После отключения основного источника сети, АВР должен сработать на включение генератора как можно быстрее, от 0,3 до 0,8 секунд.
• Не зависимо от причины отключения напряжения основной сети, АВР должен срабатывать всегда.
• АВР должен игнорировать просадку в напряжении сети.
• АВР должен срабатывать однократно, т. е. не допустимо многократное включение.

АВР выполняет предписания ПУЭ

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии делятся на три категории:

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

Из чего состоит АВР?

Автоматический ввод резерва состоит из трех составляющих.

• Блок логики и индикации – это “мозг” АВР, который неустанно контролирует напряжение как в основной сети, так и работающего генератора. “Мозг” подает команду релейной автоматике, а так же контакторам на замыкание или размыкание.
• Силовая часть АВР. К ней относятся контакторы (про контактор читайте в статье «Что такое контактор?») и автоматы.
• Релейный блок управления генератором. В такой блок входят реле и различные переключатели для управления генератором. Такой блок может располагаться как в щитовой АВР, так и на самом генераторе.

Видео Принцип работы АВР

Оцените качество статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Автоматика ввода резерва(АВР): схемы, назначение и требования

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:

Изображены элементы:

• 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.

Что нужно знать об АВР?

Что такое АВР?

На сегодня вопрос перебоев в подаче электроэнергии нельзя считать критичным. Генераторы на ура справляются с ролью резервного, а то и основного, источника питания. Но предугадать, когда именно «рухнет» центральная электросеть – задача не из легких, разве что об этом было объявлено заранее: запланированные технические работы, прочее. И вы не всегда в этот момент можете оказаться рядом, чтобы вручную запустить генератор. А если речь вообще идет о загородном доме? Не будешь ведь срываться с места и мчаться непонятно куда при каждой сколь-нибудь серьезной поломке на ЛЭП? Благо, есть более разумные варианты, такие как генератор с АВР. Что же это такое? По сути, АВР – система, обеспечивающая возможность автоматического запуска генератора. Пропадает электричество – через определенный период времени отдается команда на запуск агрегата.

Устройство и принцип работы

Генератор с АВР, помимо стандартных компонентов, включает в себя также щит автоматического ввода резерва, панель управления, зарядное устройство для АКБ. Могут присутствовать и другие опции, например, блок индикации, реле, позволяющее регулировать напряжение, прочее.

Блок АВР можно разделить на две части:

• внешняя;
• внутренняя.

Первая представляет собой электрический щит. Она, собственно, и контролирует состояние электросети, принимая решение о задействовании резервного источника.

Вторая находится внутри генератора. Ее задача сводится к приему поступившей от АВР команды и запуску самого агрегата.

Принцип работы генераторов с АВР очень прост. Система контролирует подачу энергии из основного источника, в нашем случае – центральной электросети, и напряжение. Если наблюдаются отклонения – скачок напряжения, отключение электричества, – то блок управления оперативно реагирует на изменения, отключая основной источник и задействуя резервный. Проходит несколько секунд – зависит от модели, типа устройства, настроек системы и т.д., – блок управления обеспечивает подачу электричества на объект, запустив генератор.

Время работы резервного источника питания, опять же, зависит от многих факторов и настроек. Наиболее простые модели проработают до:

а) восстановления подачи электроэнергии – тогда система автоматически переключится на внешнюю электросеть, остановив генератор, но не сразу, а выдержав определенный интервал, ведь иногда электричество появляется на несколько секунд в тестовом режиме и снова пропадает;

б) того момента, когда в баке закончится топливо.

Естественно, остановить генератор можно будет и вручную, если возникнет такая необходимость.

Существуют также модели, в которых процесс полностью автоматизирован, вплоть до включения/отключения удаленно или строго по таймерам. В качестве примера можно обратить внимание на GENERAC 6270 – 10-киловаттный однофазный газогенератор. Такие опции идеально подходят для оборудования, используемого в загородных домах, коттеджах.

Классификация

АВР устанавливаются на всех трех типах генераторов – при желании вы без проблем сможете отыскать как бензогенераторы, оснащенные системами автоматического запуска, например, модель ELEMAX SH 7000 ATS, мощностью 6,1 кВт и продолжительностью автономной работы до 7 часов, так и их дизельные или газовые аналоги, в частности, Generac 5914 – 8-киловаттный однофазный агрегат, уровень шума которого составляет всего лишь 63 дБ(А). Для газогенераторов наличие опции автоматического запуска особенно важно, ведь многие из них рассчитаны на подключение к магистральному газопроводу и использование в качестве основного источника энергии и/или тепла.

АВР бывают:

• односторонние – жесткое разграничение задач: одна секция рабочая, вторая – резервная;
• двусторонние – каждая секция может при необходимости играть роль резервной или основной.

Также они делятся на ручные и автоматические. Первые предназначены для домашнего использования, мощность их не превышает 30 кВт. Вторые могут применяться как частными потребителями, так и задействоваться в промышленности, на объектах инфраструктуры и т.д.

Как и генераторы, АВР бывают трехфазными и однофазными. Трехфазные в основном используются на предприятиях, что обусловлено наличием соответствующего оборудования, но купить их может любой. Модель Geko 7401 ED–AA/HEBA BLC – типичный представитель качественного трехфазного генератора мощностью 6,5 кВт, оснащенного системой автоматического запуска. Для домашнего применения оптимальными являются однофазные АВР. Их преимущество – простота – при всем этом еще и является основным недостатком. К примеру, при снижении напряжения основного источника питания может не отключиться пускатель. Как следствие, в сети пониженное напряжение, но генератор не запускается, что не самым лучшим образом сказывается на бытовой технике и прочем электрооборудовании. Сразу стоит оговориться, что выше речь шла о конструктивных особенностях однофазных АВР как таковых. В реальных условиях система включает в себя дополнительные компоненты, которые устраняют эти недостатки.

Преимущества использования АВР

Генераторы с функцией автоматического запуска – это удобно и практично. Вы можете быть уверены, что резервный источник питания активируется при возникновении такой необходимости без какого-либо участия человека. АВР контролируют не только наличие сети, но и качественные характеристики. В случае перепадов напряжения система задействует генератор, чтобы минимизировать риск повреждения электроприборов. Некоторым моделям можно задавать приоритет в подключении электросетей, к примеру, чтобы в первую очередь обеспечить работу отопительной системы, освещения, прочее. Ряд современных генераторов с АВР позволяет не только удаленно контролировать работу агрегата, но и уведомляет владельца о фактах отключения электроэнергии, включении/выключении устройства и т.д.

Сфера применения

Генераторы с АВР могут устанавливаться везде, где присутствует необходимость наличия резервного источника питания. Такие силовые агрегаты используются как обычными гражданами в квартирах, загородных домах, коттеджах и т.д., так и задействованы в промышленности, на важных объектах инфраструктуры, прочее. К примеру, мощности 13-киловаттного газогенератора Generac 7046 хватит для полного обеспечения и дома в несколько этажей, и даже небольшого производства.

Как выбрать

Генераторы с системой автоматического запуска подразумевают, что АВР является неотъемлемой частью оборудования, одной из его опций. Следовательно, в первую очередь необходимо подобрать генератор из числа моделей, оснащенных АВР, который будет наиболее точно соответствовать конкретным условиям эксплуатации. Так что обращаем внимание на тип используемого топлива – бензин, дизель, газ, – мощность генератора, шумовые показатели, количество фаз, время автономной работы и т.д. При выборе непосредственно системы АВР смотрим, чтобы максимальный ток электростанции был взят с запасом, что позволит избежать перегрузок. Дальше – мощность. Можно как остановиться на системах, мощность которых превышает показатели генератора (вдруг в дальнейшем вам понадобится большая нагрузка), так и купить менее мощную АВР, если вы уверены, что ее параметров достаточно. Количество фаз в этом случае также привязано к аналогичному показателю генератора и электросети.

На нашем сайте вы можете выбрать из широкого ассортимента генераторов с АВР. Если у вас возникли какие-либо вопросы – свяжитесь с нами любым удобным для вас способом, мы с радостью предоставим дополнительную информацию и поможем подобрать оптимальную модель устройства.

тиристорное коммутационное устройство

Одной из главных задач проектировщиков и разработчиков является создание систем электроснабжения промышленных предприятий способных обеспечивать нормальную работу энергопотребителей при возникновении аварийных ситуаций со стороны энергосистем или на отходящих присоединениях.

Появление в последние годы быстродействующих электромеханических вакуумных и элегазовых выключателей оборудованных электронны мимикропроцессорными устройствами защит позволило частично решить проблему работы потребителей в аварийных ситуациях

Однако, в большинстве случаев, перерыв в электроснабжении со стороны одного из вводов на понизительных подстанциях приводит к принудительным остановкам технологического оборудования и большим потерям у потребителей. Особенно это касается промышленных предприятий с  использованием высоковольтных синхронных  электродвигателей.

Однако, в большинстве случаев, перерыв в электроснабжении со стороны одного из вводов на понизительных подстанциях приводит к принудительным остановкам технологического оборудования и большим потерям у потребителей. Особенно это касается промышленных предприятий с  использованием высоковольтных синхронных  электродвигателей.

В большинстве случаев эти остановки можно предотвратить, применяя еще более быстродействующее электротехническое оборудование, созданное на основе бесконтактных тиристорных коммутационных аппаратов или с установкой ( без замены существующего распределительного оборудования ) синхронизирующего быстродей-ствующего устройства автоматического переключения сборных шин ( БПШ ) 0,4/6/10 кВ. 

Тиристорное устройство автоматического ввода резерва ЦТВР-6/10 кВ

Назначение: Тиристорное устройство автоматического ввода резерва ЦТВР предназначено для повышения устойчивости работы технологических производств с непрерывным циклом работы при возникновении аварийных перерывов и посадок питающего напряжения на одном из вводов двухвводной понизительной подстанции.

Принцип действия: Работа ЦТВР основана на установке трехфазного высоковольтного тиристорного выключателя параллельно штатному секционному выключателю подстанции. Высокое быстродействие тиристорного выключателя позволяет осуществить переход на резервный источник без гашения поля возбуждения у синхронных электродвигателей. ТАВР синхронно переключает потерявшую питание секцию шин 6/10 кВ на резервный источник. Подробнее>>  

Тиристорное устройство автоматического переключения сети БАПС-0,4 кВ

Назначение: Тиристорное устройство автоматического переключения сети БАПС предназ- начено для переключения критической нагрузки с основного ввода 0,4 кВ на резервный ввод 0,4 кВ.  БАПС служит для сохранения в работе технологических производств с непрерывным циклом работы, критичным к перерывам в электроснабжении.

Принцип действия: Устройство состоит из двух тиристорных трехфазных коммутаторов, один из которых является основным, другой  резервным. При посадке питающего напряжения на основном вводе снимается управление с первого тиристорного коммутатора и подается команда на включение второго. Потребитель начинает получать питание от резервного ввода. Общее время переключения с основного ввода на резервный не превышает 0,020/0,004 с. После восстановления нормального напряжения на основном вводе происходит переключение нагрузки с резервного ввода на основной ввод 0,4 кВ. Подробнее>>

СИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
СБОРНЫХ ШИН   БПШ 6/10 кВ 

Назначение: Устройство устанавливается на двух вводных распределительных устройствах среднего класса напряжения 6/10 кВ. промышленных предприятий. БПШ позволяет синхронизировано переключать двигательную нагрузку с секции шин потерявшей питание на резервную секцию шин.При этом не требуется высокое быстродействие устройства АВР, главное при этом осуществить синхронизированное переключение двигательной нагрузки на резервный источник электроснабжения.

Принцип действия:Устройство БПШ имеет в своем составе микропроцессорный модуль управления, датчики контроля вводных токов, датчики контроля напряжений, устройство синхронизации включения секционного вакуумного выключателя ( работает с любыми стандартными электро механическими и вакуумными выключателями ) , панель оператора с жидкокристаллическим табло, автоматическое устройство записи осциллограмм аварийного режима, блок контроля 3U0, блок питания и USB разъем для подключения ноутбука. Алгоритм работы БПШ позволяет производить синхронизированное переключение мощных синхронных и асинхронных электродвигателей при нарушениях в работе питающих энергосистем со стороны одного из вводов РУ-6/10 кВ. Выполняя одно из основных требований при сохранении в работе двигательной нагрузки является ее безусловное переключение на резервный источник при отказе основного.

БПШ изготавливается в виде отдельно стоящего шкафа. Подробнее>>

Что позволяет увеличить надежность электроснабжения оборудования  6/10 кВ с электродвигательной нагрузкой без замены высоковольтного оборудования подстанций. Подробнее>>

 

скачать	Полное техническое описание. Быстродействующие тиристорное автоматическое устройство переключения сети БАПС-0,4 кВ
скачать	Полное техническое описание. Тиристорное устройство автоматического ввода резерва ЦТВР-6/10 кВ
скачать	Полное техническое описание. Синхронизированный быстродействующий переключатель сборных шин БПШ 6/10 кВ

Принципы и схема работы АВР бензинового генератора

Согласно ПУЭ бытовые потребители относятся к III категории, поэтому подача электроэнергии для этой группы осуществляется по одной линии. Резервирование в этом случае можно обеспечить, используя в качестве резервной линии электроснабжения бензиновый генератор. Автоматическое подключение резерва производит система АВР. Она автоматически подключает к сети дома электропитание от генератора, а после появления электропитания на главной линии, производит переключение нагрузки на главный фидер и останавливает агрегат.

Основные требования к АВР

Система резервирования предназначена для поддержания стабильного электроснабжения потребителей, поэтому схема АВР генератора должна соответствовать следующим параметрам:

• При отключении главного фидера время на включение генератора не должно превышать 0,8 сек.
• При отключении основной сети АВР обеспечивает 100% срабатывание.
• Система резервирования должна игнорировать просадки напряжения.
• Недопустимо многократное включение, АВР срабатывает только однократно.

Схемы автоматического резервирования

На практике применяется три вида схем, зависящих от типа устройства: схема АВР создающая приоритет основного ввода, с равноценными линиями и схема без переключения на главный ввод. Принцип действия этих схем следующий:

• Приоритет первого ввода. Исчезновение сети на главном вводе включает систему резервирования, переключающую нагрузку на запасной ввод. Как только напряжение появится, система переключается на основную линию.
• Схема резервирования с равноценными входами. После аварийного переключения на вторую линию и появления электропитания на первой, возврат не происходит. Он произойдет только после пропадания сети на втором фидере.
• Без автоматического возврата. Переключение на резерв происходит автоматически, а возврат схемы в исходное положение ручной.

Примечание: схема резервирования с равноценными входами при использовании бензогенератора не применяется, т. к. принцип работы АВР генератора с этой схемой несовместим. АВР включается только при исчезновении сети по обеим линиям.

Как работает система аварийного резервирования

На простой однолинейной схеме подключения АВР (Рис.1) рассмотрим принцип работы автоматического ввода резерва, который основан на контроле наличия напряжения. Контролировать его можно различными методами – реле напряжения, цифровыми датчиками, но сам принцип работы от этого не изменяется.

На Рис.1 напряжение на основном вводе контролируется контактором КМ, катушка которого запитана от главного фидера. В исходном положении автоматы QS1 и QS2 включены, на катушку контактора поступает напряжение, контактор включается, его нормально разомкнутые контакты замкнутся, одновременно замкнутые блок-контакты разомкнутся. Напряжение питания с главного фидера L11 через автомат QS1, замкнутый контакт КМ и автомат QF поступит к нагрузке потребителя. Контактом КМ2 будет включена зеленая лампа HLG. Если сеть на основном фидере L11 исчезнет, то контактор отключится, контакт КМ1 подключит резервную линию L21 , а контакт КМ3 подключит красную лампу HLR. Свободными, нормально замкнутыми блок-контактами КМ4 будет подан сигнал на запуск бензогенератора, через короткий промежуток времени электропитание с него поступит на L21. При возобновлении снабжения по основной линии, система переключит потребителя на главный фидер L11, а переход в замкнутое состояние контактов КМ4 сформирует команду на остановку генератора.

Что нужно для организации резервного питания дома

Чтобы обеспечить резервное электропитание частного дома необходимо иметь генератор, однофазный или, при необходимости, трехфазный. Достаточно мощный агрегат обеспечит электрическим питанием весь дом, но для использования его в системе резервирования, он должен иметь электростартер и специальный блок, включающий стартер для запуска двигателя и отключающий двигатель после возобновления подачи сети на главный фидер. Такой блок выпускается промышленностью и подходит к любым типам двигателей. Он реагирует на три команды – «Стоп», «Вкл», «Запуск». На блок-схеме подключения (Рис.2) системы резервирования рассмотрим, как работает АВР частного загородного дома.

В щит АВР с основного входа поступает сеть 220/380 вольт, а также к нему подсоединен кабель от генератора 220/380 в. В штатном режиме электропитание через контакторы поступает на автоматы, а затем каждому отдельному потребителю. Если же на входе исчезнет напряжение, то со щита автоматического резервирования на генератор по кабелю управления поступит сигнал на запуск двигателя. Двигатель раскрутит генератор и электроэнергия, через систему коммутации запитает нагрузку. После возобновления подачи стандартной сети на основную линию, система переключится на нее.

Авр назначение принцип действия

Нельзя гарантировать бесперебойную работу энергосистемы, поскольку всегда существует вероятность воздействия на нее техногенных или природных внешних факторов. Именно поэтому токоприемники, относящиеся к первой и второй категории надежности, положено подключать к двум или более независимым источникам энергоснабжения. Для переключения нагрузок между основными и резервными питаниями используются системы АВР. Подробная информация о них приведена ниже.

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. Применение АВР в частном доме
• 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

В число основных требований к системам аварийного восстановления электроснабжения входит:

• 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.

Устройство АВР

Существует два основных типа исполнения, различающиеся приоритетом ввода:

1. Одностороннее. В таких АВР один ввод играет роль рабочего, то есть используется, пока в линии не возникнут проблемы. Второй – является резервным, и подключается, когда в этом возникает необходимость.
2. Двухстороннее. В этом случае нет разделения на рабочую и резервную секцию, поскольку оба ввода имеют одинаковый приоритет.

В первом случае большинство систем имеют функцию, позволяющую переключиться на рабочий режим питания, как только в главном вводе произойдет восстановление напряжения. Двухсторонние АВР в подобной функции не нуждаются, поскольку не имеет значения от какой линии запитывается нагрузка.

Примеры схем двухсторонней и односторонней реализации будут приведены ниже, в отдельном разделе.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Вне зависимости от варианта исполнения АВР в основу работы системы заложено отслеживание параметров сети. Для этой цели могут использоваться как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные блоки управления, но принцип работы при этом остается неизменным. Рассмотрим его на примере самой простой схеме АВР для бесперебойного электроснабжения однофазного потребителя.

Рис. 4. Простая схема однофазной АВР

Обозначения:

• N – Ноль.
• A – Рабочая линия.
• B – Резервное питание.
• L – Лампа, играющая роль индикатора напряжения.
• К1 – Катушка реле.
• К1.1 – Контактная группа.

В штатном режиме работы напряжение подается на индикаторную лампу и катушку реле К1. В результате нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты меняют свое положение и на нагрузку подается питание с линии А (основной). Как только напряжение в на входе А пропадает, лампочка гаснет, катушка реле перестает насыщаться, и положение контактов возвращается в исходное (так, как показано на рисунке). Эти действия приводят к включению нагрузки в линию В.

Как только на основном вводе восстанавливается напряжение, реле К1 производит перекоммутацию на источник А. Исходя из принципа работы, данную схему можно отнести к одностороннему исполнению с наличием возвратной функции.

Представленная на рисунке 4 схема сильно упрощена, для лучшего понимания происходящих в ней процессов, не рекомендуем брать ее за основу для контроллера 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.

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.

АВР в высоковольтных цепях

В электрических сетях с классом напряжения более 1кВ реализация АВР более сложная, но принцип работы системы практически не меняется. Ниже в качестве примера приведен упрощенный вариант схемы понижающей ТП 110,0/10,0 киловольт.

Упрощенная схема ТП 110/10 кВ

Из приведенной схемы видно, в ней нет резервных трансформаторов. Это говорит о том, что каждая из шин (Ш1 и Ш2) подключена к своему питающему трансформатору (T1, T2), каждый из которых может на определенное время стать резервным, приняв на себя дополнительную нагрузку. В штатном режиме секционный выключатель СВ10 разомкнут. АВР контролирует работу ТП через ТН1 Ш и ТН2 Ш.

Когда перестает поступать питание на Ш1, АВР выполняет отключение выключателя В10Т1 и производит включение секционного выключателя СВ10. В результате такого действия обе секции работают от одного трансформатора. При восстановлении источника система ввод резерва перекоммутирует систему в исходное состояние.

Микропроцессорные бесконтакторные системы

Завершая тему нельзя не упомянуть о АВР с микропроцессорными блоками управления. В таких устройствах, как правило, используются полупроводниковые коммутаторы, которые более надежны, чем аппараты, выполняющие переключение с помощью контакторов.

Электронный блок АВР

Основные преимущества бесконтакторных АВР несложно перечислить:

• Отсутствие механических контактов и всех связанных с ними проблем (залипание, пригорание и т.д.).
• Отпадает необходимость в механической блокировке.
• Более широкий диапазон управления параметрами срабатывания.

К числу недостатков следует отнести сложный ремонт электронных АВР. Самостоятельно реализовать схему устройства также не просто, для этого потребуются знания электротехники, электроники и программирования.

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.

Назначение АВР

Назначение данной системы в электрике схоже с организацией бесперебойного питания. Главная задача автоматического ввода резервного питания — это быстрое восстановление электроснабжения без участия в этом процессе человека. На больших подстанциях всегда имеется два ввода на две, разделённые секционным выключателем, секции распределительного устройства, работающие автономно друг от друга. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) автоматическое подключение резервного питания и снабжение на 2 ввода является обязательной мерой обеспечения электричеством потребителей первой категории.

Простой пример необходимости данной системы можно привести относительно освещения какого-то важного охраняемого участка. То есть при отключении основного ввода система сама включит питание от резервного источника, при этом данный важный участок останется осветлен. Максимум что может возникнуть — это непродолжительное прекращение питания, которое визуально даже отследить тяжело. Это зависит от скорости срабатывания АВР, время включения резерва должно составлять порядка 0,3–0,8 секунд.

Как работает автоматический ввод резервного питания

Принцип действия АВР основан на контроле напряжения в цепи. Это может осуществляться с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты. Однако принцип работы всё рано остаётся неизменным. Рассмотрим его на самом простом примере.

Это однолинейная схема, на которой видно, что контроль наличия напряжения осуществляется контактором КМ. 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. Тем самым электроснабжение потребителя осуществляется от основной сети и светятся соответствующие лампы. В случае неисправности питания по линии L12 и снижения напряжения до величины, когда контактор КМ отключится, произойдёт размыкание замыкающего контакта в основной линии и одновременно с этим контакт в цепи резервного питания линии L22 перейдёт в замкнутое состояние, тем самым подав напряжение к потребителю от резервного источника. Обратная ситуация произойдёт при возобновлении основного электроснабжения по линии L12.

На видео ниже наглядно рассмотрен принцип работы АВР в сетях 6 кВ:

Требования к системе

Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:

• Быстродействие.
• Надёжность включения.
• Подача напряжения только если на участке нет короткого замыкания, то есть обязательно должна быть блокировка при КЗ.
• Однократность срабатывания.
• Возможность настройки порога включения резервного электроснабжения, чтобы она не срабатывала, например, при просадках напряжения во время запуска мощных электродвигателей.
• Срабатывание только при условии, если на резервном вводе есть электроэнергия.

Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.

Классификация АВР и варианты реализации

Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.

В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:

1. Односторонние. Одна секция или же ввод является рабочим (основным), а второй резервный. В случае исчезновения рабочего напряжения включается резерв.
2. Двухсторонние. Когда существуют две раздельно питающиеся секции и соответственно две линии являются рабочими, и при отключении одной любой из них, другая является резервной.

Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:

Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.

На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.

Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.

Применение логического контроллера

Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.

Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Для того чтобы выполнить организацию автоматического резервирования в цепях с напряжением больше 1000 Вольт, в качестве элемента, измеряющего и контролирующего сетевую энергию, служит специальный трансформатор напряжения, на вторичной обмотке которого в нормальном режиме работы 100 Вольт. Для связи его с системой АВР используется реле минимального напряжения или же реле контроля фаз. Оно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но и на исчезновение хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии ВЛ. Здесь уже обязательно выполнение всех требований, касающихся правильному вводу АВР, а иногда даже при системе с восстановлением устанавливается выдержка времени на возврат в исходную первоначальную конфигурацию.

Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализуется на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, которые выполняют несколько функций, в том числе и АВР.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое автоматический ввод резерва, какие бывают схемы АВР и какой принцип работы у данной системы электроснабжения. Надеемся, предоставленная информация и видео уроки были для вас полезными!

Наверняка вы не знаете:

Из чего комплектуются АВР, рекомендации, советы, особенности построения, фото и характеристики комплектующих, как выбрать.

Для выбора АВР, необходимо определить задачу которую должен решать щит автоматического включения резерва, по-разному называется АВР, ЩАВР, ЩАП …
Варианты исполнения (основные):
— два ввода и одна нагрузка;
— два ввода и две нагрузки с секционированием;
— два ввода с приоритетом первого (второго)ввода или без приоритета;
— два ввода и ввод от ДЭС, с секционированием или без него;
— два ввода и ввод от ДЭС, с секционированием при работе от ввода №1 и №2, в случае отсутствия напряжения на вводах, питание от ДЭС приоритетной группы;
— один ввод и ввод от ДЭС.

Логика работы АВР

Работа от двух вводов с приоритетом первого ввода.
Исходное состояние:
— трехфазное напряжение подано на вводы 1 и 2;
— автоматические выключатели QF1, QF2, SF1, SF2 включены.
При подаче питающего напряжения на ввода №1 и №2 реле контроля напряжения KV1, KV2 проверяют величину напряжения на фазах, последовательность чередования фаз, наличие подключения нулевого провода N, и, если параметры в норме, то после отсчета задержки времени, выставленной на KV, включается встроенное электромагнитное реле KV1, которое включает контактор QF1. При пропадании напряжения на первом вводе происходит переключение питания на второй ввод (если параметры напряжения на втором вводе в норме). Лампочки HL1 и HL2 сигнализирует о включении ввода 1 или 2.
В случае восстановления напряжения на 1ом вводе, нагрузка переключается со второго ввода на первый.
Временная задержка устанавливаемая на KV1, KV2 необходима для защиты автоматики АВР от срабатывания в случае кратковременных просадок напряжения.
Прим Если контактор установлен на большой ток, то дополнительно монтируется промежуточное реле для включения мощного контактора.
АВР можно реализовать на контакторах или автоматических выключателях с моторным приводом и т.д.
В состав АВР обычно входят:
1. Реле контроля напряжения (реле контроля фаз KV).
2. Контакторы, пускатели (KM).
3. Контроллеры.
4. Автоматические выключатели (QF,SF), промежуточные реле (K).
5. Дополнительные элементы
По порядку
Основным элементом контроля входного напряжения в схемах АВР является реле контроля напряжения РКН, реле контроля фаз РКФ, реле фаз ЕЛ, монитор контроля напряжения.
Название разные РКН, РКФ, ЕЛ и т.д., а назначение в принципе одинаковое, имеются некоторые отличия, эти различия мы рассмотрим ниже.
Реле контроля напряжения, а у импортных производителей можно встретить разную аббревиатуру в названии — монитор контроля напряжения, монитор контроля фаз . ..
Рассмотрим реле для применения в АВР отечественных производителей:
— Меандр, Санкт-Петербург РКН-3-14-08, ЕЛ-11М-15, ЕЛ-12М-15, РКФ-М06-12-15, РКН-1-1-15
— Реле и Автоматика, Москва ЕЛ-15-Е
— Новатек-Электро, Санкт-Петербург РНПП-311м

Выбор реле напряжения, фаз для АВР

Реле напряжения, фаз отечественного производства.

РКН-3-14-08 и РНПП-311м — реле контроля трехфазного напряжения, контролирующие величину напряжения, чередование, обрыв фаз, обрыв нулевого провода, перепутывание при подключении фаз и нулевого провода, на выходе имеется два переключаемых контакта.
В РКН-3-14-08 величина контролируемого напряжения задается раздельно для верхнего и нижнего порогов -30% и +30% от номинального.
В РНПП-311м величина контролируемого напряжения задается одной регулировкой (ширина окна).
ЕЛ-11М-15, ЕЛ-15-Е — реле контроля трехфазного напряжения, подобны РКН-3-14-08 и РНПП-311м, основное отличие отсутствие контроля нулевого провода, а так как АВР контролирует трехфазное напряжение, которое в дальнейшем, в большинстве случаев идёт на питание распределенных нагрузок, то на это необходимо обратить внимание !!!
При применении АВР для обеспечения питания напряжением двигателей, применение реле фаз серии ЕЛ оправдано и то с оговоркой, реле фаз в данном случае необходимо использовать ЕЛ-12М-15 или РКФ-М06-12-15 (имеется регулировка асимметрии фаз).
РКН-1-1-15 для контроля однофазного напряжения (или напряжения постоянного тока, при заказе реле указывается величина , к примеру РКН-1-1-15 АС220в, РКН-1-1-15 DC100в)

Реле контроля фаз импортные
— ABB CM-PVE, SQZ3
— Schneider Electric RM17, RM35
— Siemens 5TT3, 3UG35, 3ug46
— Omron K8AV

РКН ABB CM-PVE, SQZ3	РКН RM17, RM35	Реле 5TT3, 3UG35	Реле Сименс 3ug46	Реле Omron K8AV
АВР на напряжение 500, 660, 690 вольт. Для изготовления автоматического ввода резерва особое внимание на реле контроля фаз производства Сименс 3ug46, порог контроля задается в диапазоне 160 — 690в, пример изготовленного щита на странице АВР нестандартные. При изготовлении устройства автоматического резерва на напряжение 500, 660, 690 вольт выбор реле контроля трехфазного напряжения среди производителей не очень большой, из отечественных реле типа РКФ — м06-14 производства Меандр на напряжение 500, 660, 690 вольт. Следует обратить внимание, что у реле производства Сименс верхний порог без запаса на превышение, у отечественного он достаточный.
Основные типы контакторов, автоматических выключателей применяемые в АВР Основным коммутирующим элементом являются контакторы (пускатели), автоматы используемые при изготовлении. — применяются на ток не менее чем задано в техническом задании — обязательно должны быть контакты (дополнительные контакты) для построение схемы с электрической блокировкой — всегда целесообразно использовать механическую блокировку когда это возможно
Пускатель реверсивный ПМЛ	Пускатель ПМУ	Пускатель LC1	ABB Миниконтакторы стационарные типа B и VB

Контактор или автомат, что лучше?

Порой возникает вопрос как лучше построить АВР на контакторах или автоматах
( подразумевается автомат с моторным приводом ).
На это вопрос однозначно ответить нельзя по причине того, что в данном случае являются приоритетом:
цена, надежность, условия применения и др.
На небольшие токи (до 400А) дешевле применить контактор и автоматический выключатель, на большие токи соответственно автомат.
Необходимо учитывать немаловажное обстоятельство, что если применить в схеме АВР на 630А контактор, то следует принимать во внимание тот факт, что обмотка контактора при таком большом токе будет находиться все время под напряжением (при малом токе тоже). При кратковременных просадках напряжения имеется вероятность отключения контактора (перехлопывание), автомат в этом случае работает по-другому, команда на отключение подается с контроллера.
Применение воздушных автоматических выключателей оправдано при токе от 1000 ампер и выше.
В каждом конкретном случае это определяется исходными условиями.

АВР на два ввода и ДЭС

АВР на 3 три ввода
В зависимости от требований заказчика построение АВР работающего от двух вводов + ДГУ (ДЭС) имеет свои особенности, а именно при построении АВР необходимо уяснить следующие вопросы:
— запуск ДЭС производить в автоматическом режиме с возможностью включения — отключения ?;
— тип сигнала для запуска ДЭС: обычно это замыкание Н.О. контактов, что означает «ПУСК» и размыкание контактов «СТОП» для дизель генераторной установки..
При проектировании данного АВР дополнительно можно установить два реле времени с возможностью изменения регулировок самим пользователем.
Одно реле времени предназначается для обеспечения выдержки времени при пропадании напряжения на обеих вводах, это делается с целью исключения включения ДГУ при кратковременных авариях напряжения.
Вторым реле времени обеспечивается задержка включения контактора подачи питания от ДГУ после поступления напряжения, предусматривается обеспечение выхода на рабочий режим дизельной станции.
Вариант исполнения АВР на два ввода + ДГУ на 250А показан на рисунке. Для увеличения изображения нажмите на картинку.
При изготовлении АВР для ДГУ порой заказчик не знает (или зная, заказывает АВР по полной схеме) про то, что в современных ДГУ имеется контроллер который позволяет сам управлять контакторами.

Фото АВР на два ввода и ДГУ 60А, бюджетный вариант.
Ознакомиться вариантом исполнения АВР на два (три) ввода и ДГУ, щиты управления для ДЭС перейти на страницу.

АВР на два ввода и ДЭС c секционированием

Для решения данной задачи можно использовать релейную схему, но она получится достаточно громоздкой. Проще и надежнее использовать логический контроллер под конкретную задачу, можно использовать готовую программу или её скорректировать. К примеру, для этой цели подходит контроллер фирмы Schneider Electric — Zelio Logic.
Необходимо понимать то, что сам контроллер Zelio Logic не контролирует входное напряжение, а работает по заданной программе на основе входящих данных (контактов реле, дополнительных блок-контактов …), через контакты подается питание на логические входы контроллера.
Для обеспечения работы электронной схемы автоматического ввода резерва с секционированием устанавливается ИБП — источник бесперебойного питания небольшой мощности.

контроллер Zelio Logic	контроллер Logo Siemens
Подготовка контроллера Zelio Logic к работе, прошивка программы с помощью ноутбука. Программирование контроллера удобно осуществлять при помощи ноутбука, для этого необходимо соединить с помощью переходника контроллер и ноутбук, подать питание на Zelio Logic и произвести программирование.

Как настроить и проверить АВР

Для проверки работоспособности АВР рекомендуется собрать временную дополнительную конструкцию на рейке Din представляющая собой, два или три (в зависимости от количества вводов) групп однофазных автоматические выключателей (8 или 12 штук ) подключить к АВР. Одну из цепей запитать через ЛАТР.
Далее проверяем работоспособность:
— Подаем питание на два ввода
— Снимаем питание с одного ввода
— Восстанавливаем питание
— Проверка работы при пониженном напряжении питания ввода
— Проверка работы при повышенном напряжении питания ввода
— Проверка времени срабатывания АВР — время от момента отключения от одного источника, до момента включения от другого источника
ВАЖНО: АВР не включает нагрузку при подключении на реальном объекте, причиной может быть неправильное подключение чередования фаз (хотя по маркировкам все правильно), или *обрыв нулевого провода.
*- в зависимости от применяемых Реле контроля фаз.

АВР для электродвигателя

При изготовлении АВР предназначенный для обеспечения работы, когда в качестве нагрузки установлен асинхронный электродвигатель, назовем просто электродвигатель, имеются особенности построения схемы.
1. Нагрузке не требуется подключение нулевого провода. (Требуется для контроля сопротивления изоляции и др.)
2. Особенности нагрузочной характеристики при пуске двигателя. При пуске двигателя возможно просадка напряжения до 0,5 Uном.
3. Контроль асимметрии трехфазного напряжения — обязательно!
4. Контроль чередования фаз.
5. Контроль наличия тока при включенном двигателе и при пропадании тока, или при значительном увеличении или уменьшении тока потребляемый электродвигателем.
6. Срабатывание защиты от датчика сухого хода и др.
Почему возникает такой вопрос? Заказчик, к примеру, сделал заказал на АВР. В разговоре с ним оказывается, что ему необходим АВР для питанием электродвигателя водяного насоса (глубинный насос), который практически постоянно работает и находится на глубине, марка двигателя неизвестна, в дополнении ко всему ни о какой защите он не слышал.
Если мы ему предложим обычный стандартный вариант, то это будет неправильно, необходимо обговорить этот момент и изготовить шкаф АВР с контролем асимметрии напряжения и асимметрии потребляемого тока. Для этого лучше всего подойдет реле РКФ-М06-12-15 АС 380В (пример) — имеется возможность задать уровень асимметрии контролируемого напряжения и устанавливаем реле защиты двигателя РЗД. Таким образом при возникновении разных ситуаций АВР гарантированно отключит напряжение от двигателя ( например, трехфазное напряжение в норме, а по одной из обмоток ток равен нулю, причины могут быть разные: обрыв кабеля ведущий к двигателю, нарушение целостности обмотки, пропадание контакта и т.д. ), загорится лампа «АВАРИЯ».
Работа двигателя на двух фазах приводит к выходу его из строя, а также нежелательна работа при большой асимметрии напряжения и тока.
В дополнении ко всему, при обрыве фазы у некоторых двигателей имеется значительное напряжение рекуперации, которое принимается реле контролем фаз как за «нормальную фазу», а реально одна фаза отсутствует, поэтому в данном случае и устанавливается РКФ-М06-12-15, которое сработает в этой ситуации и РЗД дополнительно.
Видео по работе для электродвигателя смотреть.

АВР с применением контроллера фирмы DATAKOM

Для управления запуском и автоматического регулирования напряжения генератора дизельной или бензиновой станции разработан специальный контроллер. С применением этого типа контроллера возможно задания различных параметров контроля.
 
 

 

АВР с применением контроллера фирмы ASCO

Устройство автоматического включения резерва ASCO с возможностью подключения обслуживающего оборудования.
В состав входит специализированный контроллер 300 серии который измеряет параметры сети: напряжение, частоту.
Этот тип АВР, рассчитанных на применение в сети на ток от 30 до 3000 ампер.
Переключение с ввода на ввод происходит при 70-90% Uном.(регулируемое).
Однофазный или трехфазный АВР.

АВР автоматизированное решение на моторном приводе

Устройство автоматического включения резерва — готовое решение.
Автоматический ввод резерва фирмы АВВ серии ATS до 1600А с моторным приводом.
Серия ATyS фирмы Socomec – линейка моторизированных рубильников, имеющих электрическую и механическую блокировки до 3200А. В случае необходимости во всех устройствах возможно ручное управление. Электрические команды выполняются моторизированным модулем, который управляется двумя типами логических схем:
• дистанционное управление: переключатель ATyS управляется сухими контактами, переводящими его в положения 1, 0 или 2. Сигналы этих контактов могут поступать от внешних схем управления.
• автоматическое управление: переключатель ATyS 6 выполняет все функции контроля, имеет таймеры и реле, требуемые для реализации нормального/аварийного переключения.
Переключатели версий AT yS 6e и 6m имеют также возможность дистанционного управления. Моторизированный и управляющий модули могут легко заменяться без отключения питающих кабелей.

Замечание по применению ИБП для контроллеров

При построении схем с использованием логических контроллеров, программируемых реле в схеме обязательным элементом является источник питания для обеспечения работы, особенно это важно при организации работы с автономным источником питания — ДЭС, ДГУ, ДГА и подобными устройствами. В оборудовании, особенно I категории, имеется свой источник бесперебойного питания.
Не рекомендуется использовать для работы контроллера автоматического ввода резерва ИБП который предназначен для обеспечения питанием нагрузку. В случае каких либо неполадок с внешним ИБП шкаф АВР становится неработоспособным.
К примеру, чтобы подать питание на контроллер АВР от ИБП(UPS) INELT Monolith 1000-3000RT необходимо в первоначальный момент, когда установка не подключена к вводам, включить ИБП в режиме «холодного старта», в этом случае питание поступит на контроллер от ИБП.
Как выходом из данной ситуации, можно переключиться в Ручной режим, внешний ИБП подзарядится и в дальнейшем в автоматическом режиме.

Принцип автоматического регулятора напряжения

Автоматический регулятор напряжения (АРН):

Автоматический регулятор напряжения — это устройство, которое поддерживает напряжение на выходе генератора. Чтобы быть более точным, AVR — это контроллер, который всегда сравнивает напряжение на выходе генератора V _t с заданным опорным напряжением V _ref и в соответствии с сигналом ошибки, то есть (V _ref — V _t ), оно меняет Подано возбуждение генератора для поддержания постоянного напряжения на зажимах V _t .

Принцип автоматического регулятора напряжения:

Для лучшего понимания принципа работы автоматического регулятора напряжения, то есть АРН, сначала кратко рассмотрим систему возбуждения генератора. Я здесь, например, беру статическую систему возбуждения. Как известно, в статической системе возбуждения выход генератора подается на тиристорный мостовой выпрямитель. Этот тиристорный мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Обратите внимание, что выходом постоянного тока тиристорного моста можно управлять, управляя углом включения тиристора.Выходной постоянный ток тиристорного моста затем подается на обмотку генератора, как показано на рисунке ниже.

Предположим, что ток поля в любой момент времени равен I _f . Тогда поток в воздушном зазоре генератора можно записать как Ø = KI _f , где K — некоторая константа.

Но мы заинтересованы в поддержании напряжения на выходе генератора V _t , которое задается как

В _t = 1,414 π fNØ где символы имеют свое обычное значение.

Из вышесказанного совершенно очевидно, что изменение I _f изменит напряжение на клеммах V _t .

Таким образом, регулирование напряжения может быть достигнуто путем управления током возбуждения. Автоматический регулятор напряжения AVR выполняет это действие, изменяя угол зажигания. На рисунке ниже показана упрощенная схема AVR.

AVR имеет три входа, а именно опорное напряжение V исх, напряжение на клеммах V т и предельных сигналов. Для простоты предположим только два входа V _ref и V _t .Опорное напряжение Vref устанавливается вручную в AVR. Это опорное напряжение также динамически изменяться вручную вокруг множества V исх от Power System стабилизатор (PSS). Но для этого обсуждения мы исключим влияние PSS и предположим, что V _ref является постоянным. Сигнал ошибки (V _ref -V _t ) подается на контроллер. Контроллер на схеме обозначен его передаточной функцией. Выходной сигнал передаточной функции подается на тиристорный мостовой выпрямитель для изменения угла зажигания и, следовательно, возбуждения поля.

Предположим, что V _ref = 21 кВ и по какой-то причине напряжение на зажимах V _t = 25 кВ. Таким образом, АРН снизит ток возбуждения I _f , чтобы уменьшить величину потока в воздушном зазоре. Это, в свою очередь, снизит напряжение на клеммах и попытается стабилизировать его на уровне 21 кВ.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ | Морской почтовый ящик

Внезапные скачки тока нагрузки (например, из-за запуска двигателя) на генераторе вызывают соответствующее изменение его выходного напряжения.Это связано с внутренним падением напряжения в обмотка генератора и эффект называется провалом напряжения. Точно так же сброс нагрузки вызовет перенапряжение на шине.

Регулятор

необходим для регулирования / быстрого исправления таких изменений напряжения. АРН измеряет выходное напряжение генератора и изменяет ток возбуждения, чтобы поддерживать напряжение на заданном уровне.

АРН поддерживает генератор O / P напряжение + или — 2,5% от его набора значение в диапазоне нагрузок. АРН определяет и изменяет ток возбуждения.Ручной / ручной триммер регулятор установлен на панели управления генератора для установки уровня напряжения. В Схема управления современного АРН состоит из трансформаторов, выпрямители, стабилитроны, транзисторы и тиристеры. Они установлены в одной или нескольких цепях на распределительном щите или на панели генератора.

блок измерения напряжения преобразует, выпрямляет и сглаживает выходное напряжение генератора. Это создает низкое напряжение постоянного тока. сигнализируйте, что пропорциональна переменному току напряжение генератора Это фактическое d.c. сигнал сравнивается с заданным постоянным током. значение, полученное по ссылке Схема стабилитрона и резисторов.

Выходной сигнал ошибки компаратора затем усиливается и используется для управления тиристорами, регулирующими ток возбуждения. Тиристоры — это устройство, которое выпрямляет и регулирует ток возбуждения генератора.

Статический автоматический регулятор напряжения

• Наличие трансформируемого выпрямленное питание с выхода генератора позволяет согласование его непосредственно с электронным эталоном в статическом АРН.
• Постоянный ток, полученный от Выход генератора подключен к мосту, который имеет фиксированное сопротивление на двух плечах. и переменное сопротивление на двух других.
• Стабилитрон работает в обратном направлении режим пробоя, изготовленный с напряжением пробоя стабилитрона очень низкая стоимость. Напряжение остается постоянным после того, как произошел пробой, независимо от изменение тока.
• Это подразумевает изменение применяемого напряжение, не влияя на напряжение на диоде, вызовет изменение сопротивление, позволяющее изменять ток.
• Неуравновешенность сопротивлений в мост Уитстона изменяет схему потока и создает напряжение измерительный мост — сигнал ошибки.
• Сигнал ошибки может быть усилен и используется для управления возбуждением генератора несколькими способами.
• Это может контролировать угол стрельбы тиристоров через цепь запуска, чтобы обеспечить желаемое напряжение в бесщеточный генератор.
• Может использоваться в статическом возбуждаемый генератор переменного тока для подключения небольших ошибок через магнитный усилитель расположение.Сигнал ошибки также можно усилить через транзисторы в серия, для контроля возбуждения.

Средства безопасности АРН

1. Предохранитель в цепи диода для предотвращения короткого замыкания между фазами при выходе диода из строя.
2. Перепускной резистор через катушки возбуждения для предотвращения обратного тока.
3. Некоторые средства отключения автоматического выключателя в случае короткого замыкания 3-х фазной конденсаторной батареи.

Назначение АРН

1. Лучшее распределение нагрузки стабильность при параллельной работе.
2. Быстрое время отклика благодаря стабильность напряжения.
3. Повышенное / пониженное напряжение срабатывает сигнализация напряжения.
4. АРН определяет выходное напряжение генератора и действует изменить возбуждение чтобы напряжение генератора поддерживалось в пределах + или — 2,5% заявленной стоимости.
5. Переходный процесс падение напряжения должно быть в пределах 15% и должно быть восстанавливается за 1.5сек.
6. Тип АРН — Ошибка управляемый

Функциональный вид

Процесс нарастания напряжения (сам возбужденный шунтирующий генератор)

Напряжение наращивать — Постепенно увеличение напряжения генератора до макс.значение после запуска генератора от отдыха.

В шунтирующем генераторе используется принцип самовозбуждения. Если система поля имеет остаточный магнетизм, то вращение якоря будет генерировать небольшую ЭДС. Эта ЭДС вызовет ток возбуждения, который создаст больший магнитный поток, который, в свою очередь, вызовет большую ЭДС. Следовательно, больше тока возбуждения, больше магнитного потока и ЭДС, чтобы обеспечить состояние непрерывного нарастания. Напряжение непрерывно растет и становится устойчивым, когда возникает падение напряжения, поле равно напряжению на клеммах.

Ток возбуждения должен проходить через катушку возбуждения в правильном направлении, чтобы способствовать нарастанию напряжения по сравнению с остаточным магнитным потоком.

Состояние необходимое для самообслуживания возбуждение

Должен быть достаточный остаточный магнетизм для создания небольшой ЭДС. когда якорь вращался с правильной скоростью.

Шунт цепь возбуждения должна быть непрерывной и подключенной таким образом, чтобы ток вызвать накопление флюса, чтобы помочь первоначальному остаточному флюсу.

Сопротивление цепи шунтирующего возбуждения должно быть меньше критического сопротивления, определяемого по характеристикам разомкнутой цепи при работе машины с определенной скоростью.

Текст 2 Принцип работы AVR

В способ, которым АРН управляет возбуждением генератора или возбудителя варьируется, однако все они подпадают под две основные категории, а именно:

Подача возбуждения АРН

AVR поставляет все требуемый ток возбуждения при нормальных условиях эксплуатации.

В Управление компаундированием AVR

В Генератор составлен для создания чрезмерного тока возбуждения при все время. В Функция АРН — уменьшить ток до правильного значения.

Возбуждение Системы

В система возбуждения должна обеспечивать и регулировать постоянный ток. для обмоток полюсов ротора в случае вращающегося поля — генератор переменного тока со стационарным якорем. В уровень тока возбуждения и результирующая напряженность поля автоматически регулируется составляющей напряжения.

АРН с самовозбуждением Управляемый генератор

В главный статор обеспечивает вход для возбуждения через АРН, который определяет уровень возбуждения поля возбудителя. В АРН реагирует на сигнал измерения напряжения, поступающий от главного статора. обмотка. Контролируя низкую мощность поля возбудителя, управляйте принадлежащий высокая Требуемая мощность основного поля достигается за счет выпрямленного выход возбудитель арматура.

В АРН измеряет среднее напряжение на двух фазах, тем самым обеспечивая эффективное регулирование.В Кроме того, он определяет частоту вращения двигателя и обеспечивает падение напряжения (т.е. снижение) со скоростью, ниже предварительно выбранная скорость (частота), которая может составлять + 5% ниже в постоянных условиях и + 10% в переходных условиях, предотвращая перевозбуждение на низких оборотах двигателя и смягчение эффекта переключения нагрузки, чтобы уменьшить нагрузка на двигатель. В время восстановления может достигать 5 секунд.

AVR может также обладают такими функциями, как трехфазное среднеквадратичное зондирование, а также обеспечение защиты от перенапряжения при использовании вместе с внешний автоматический выключатель который установлен на распределительном щите.Блок-схема того же изображена. на рисунке 1.

Самовозбуждение Система

Постоянно Магнитный генератор (генераторы с возбуждением — AVR)

В новых генераторах задействовано шесть отдельные обмотки. Две дополнительные обмотки идентичны по работа на любую пару обмоток возбуждения и якоря. Эти дополнительные обмотки обеспечивают внешнее возбуждение генератора в том же Кстати, четырехобмоточный генератор предусматривал собственное самовозбуждение.

Магнит установлен на ротора и находится внутри генератора с постоянными магнитами. арматура. Когда генератор работает, магнит генерирует ЭДС. в якоре, обеспечивая ток непосредственно до автоматического напряжения регулятор для управления полем возбудителя.

В постоянный магнит обеспечивает питание для возбуждения поля возбудителя (при запуске) через матрицу AVR, которая управляет возбуждением, подаваемым на возбудитель. поле. Это способствует большему контроль напряжения в условиях экстремальной нагрузки.

AVR реагирует на сигнал измерения напряжения, полученный через изолирующий трансформатор подключен к основной обмотке статора. Контролируя малая мощность «поля возбудителя», контроль высокой мощности требование основного поля достигается за счет исправленных вывод якоря возбудителя. Система PMG обеспечивает постоянное источник мощности возбуждения независимо от нагрузки основного статора. Обеспечивает высокий возможность запуска двигателя, а также невосприимчивость к искажению формы сигнала на выходе главного статора, создаваемые нелинейными нагрузками, например. g., тиристорное управление постоянным током моторы. Блок-схема системы изображена на рисунке 2.

AVR определяет среднее напряжение на двух фазах, обеспечивая точное регулирование. В Кроме того, он определяет частоту вращения двигателя и обеспечивает регулируемое напряжение спад со скоростью ниже предварительно выбранной настройки скорости (частоты), предотвращение перевозбуждения на низких оборотах двигателя и смягчение эффект переключения нагрузки для разгрузки двигателя. Это также обеспечивает перевозбуждение защита, которая срабатывает с задержкой по времени, чтобы выключить генератор в случае чрезмерного напряжения поля возбудителя.

Рис.2 Генератор, управляемый АРН с возбуждением от PMG

Дополнительный Важные особенности современного AVR

Последний АРН следуют методу трехфазного среднеквадратического измерения для превосходное регулирование напряжения и является частью системы возбуждения для бесщеточные генераторы. Генератор на постоянных магнитах в схеме изолирует цепи управления АРН от воздействия нелинейные нагрузки и смягчают влияние радиочастоты вмешательство.Регулируемый плавный пуск схемы обеспечивают плавное контролируемое нарастание напряжения во времени интервал от 0,4 до 4 секунд. Схема измерения частоты постоянно контролирует скорость вала генератора и обеспечивает защиту от пониженной скорости возбуждения системы за счет уменьшения выходного напряжения генератора пропорционально скорость ниже заданного порога. Остальные функции находятся в следующие:

• Регулировка устойчивости

• Спад пониженной частоты

• Отключение возбуждения

• Защита от перенапряжения

• Переходное переключение нагрузки Регулировки

• Пандус

• Спуск

• Снятие возбуждения при перенапряжении Отбойный молоток

• Блок Диаграмма ( кратко поясняются функции блоков):

Блок-схема современного AVR

• Цепь устойчивости

• Детектор низких частот

• Цепь синхронизации

• Устройства управления мощностью

• Автоматический выключатель

• Детектор перевозбуждения

• Детектор перенапряжения

Как работает бесщеточный генератор переменного тока? (Со схемой)

мы перешли на МОЙ КОРАБЛЬНЫЙ ПРИЛОЖЕНИЕ, пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить

Принцип работы бесщеточного генератора переменного тока
Во всех генераторах напряжение может генерироваться путем вращения провода катушки в магнитном поле или вращения магнитного поля внутри неподвижного провода катушки. Неважно, движется ли катушка или движется магнитное поле. Любая конфигурация работает одинаково хорошо, и обе используются по отдельности или в комбинации в зависимости от механических, электрических и других целей.

В случае бесщеточного генератора обе комбинации используются
вместе в одной машине.
Перед тем, как перейти к объяснительной части, вы должны узнать о статоре, роторе, обмотках возбуждения и якоре. Стационарная часть генератора называется статором, а вращающаяся часть — ротором.Катушки проволоки, используемые для создания магнитного поля, называются обмоткой возбуждения, а катушки, которые питаются, называются обмоткой якоря. Здесь вы можете увидеть как якорь, так и обмотку возбуждения, используемые как ротор, так и пускатель.

Работа бесщеточного генератора

Бесщеточные генераторы переменного тока состоят из двух частей; одна часть генератора возбуждения, а другая часть главного генератора

Здесь мы представили принципиальную схему бесщеточного генератора

Генератор возбуждения
Здесь якорь — это ротор, а обмотка возбуждения — статор.Поле возбудителя создает магнитное поле с помощью АРН или остаточного магнетизма. Когда он начинает вращаться, в якоре возбудителя генерируется напряжение, которое дает ток в основное поле для создания магнитного поля в главном генераторе переменного тока.

Главный генератор
. Здесь основное поле — ротор, а якорь — статор. Напряжение, создаваемое в якоре возбудителя, проходит через монтажную пластину диода (выпрямитель) и поступает в главное поле, которое создает магнитное поле.Когда это магнитное поле разрезает основной якорь, возникает разность потенциалов. мы можем забрать поставку напрямую, щетки не требуются. Здесь создаваемое напряжение можно регулировать током возбуждения возбудителя

AVR (автоматический регулятор напряжения)
Avr управляет выходным напряжением, управляя током возбуждения. АРН, считывая выходное напряжение от основного якоря, сравнивает его с установленным значением, а затем изменяет ток возбуждения возбудителя. AVR с диодами, которые преобразуют A / c в D / c для поля возбудителя. Схема цепи трехфазного бесщеточного генератора

---

---

Автоматические регуляторы напряжения | Морской инженер-электрик

Все современные судовые генераторы оснащены регуляторами напряжения.Стабилизаторы позволяют получать постоянное напряжение генераторов при различной нагрузке и коэффициенте мощности. Здесь мы поговорим о АРН для бесщеточных генераторов.

Блок-схема (рис. 1) показывает принцип работы регулятора в автономной системе генератора переменного тока. Напряжение генератора подается на блок АРН через предохранители и выключатель возбудителя. Опорный уровень напряжения генератора устанавливается потенциометром регулировки напряжения. Разница между фактическим напряжением и опорным значением усиливается и преобразуется в импульсы запуска на тиристорный мост.Напряжение переменного тока поступает от генератора через питающий трансформатор на тиристорный мост.

В нормальных условиях напряжение поддерживается постоянным. Если скорость падает более чем на 5%, блок АРН автоматически снижает напряжение пропорционально частоте (постоянная U / f).

Для обеспечения правильного распределения нагрузки между генераторами переменного тока, работающими параллельно, напряжение генератора становится зависимым от тока. Это достигается трансформатором тока и резистивной цепью внутри блока AVR.

Схема повышения напряжения, использующая остаточный намагниченность генератора переменного тока, обеспечивает автоматическое повышение напряжения.

Схема компаундирования и трансформатор компаундирования обеспечивают необходимый ток возбуждения в условиях короткого замыкания, когда напряжение генератора равно нулю. Это необходимо для немедленного повышения напряжения после устранения короткого замыкания.

Основной блок регулятора — схема АРН. Цепи АРН состоят из следующих частей: цепь измерения напряжения, усилитель, цепь измерения частоты, цепь синхронизации и запуска, стабилизированный источник питания.

Рис. 1. Автомат регулятора напряжения. Блок-схема: 1 — трансформатор тока; 2 — предохранители; 3 — переключатель возбуждения; 4 — блок АРН: 5 — регулятор напряжения; 6 — цепь повышения напряжения; 7 — тиристорный мост; 8 — трансформатор компаундирования; 9 — вращающийся диодный мост; 10 — схема компаундирования; 11 — трансформатор питания

Все вышеперечисленные схемы смонтированы на печатной плате.

Напряжение генератора преобразуется перед подачей на печатную плату через клеммы.Напряжение выпрямляется, и пропорциональное напряжение подается на операционный усилитель, где оно сравнивается с опорным напряжением. Разностное напряжение усиливается и регулирует с помощью схемы запуска угол включения тиристоров и, следовательно, ток возбудителя.

В случае изменения напряжения генератора, регулятор генерирует сигнал, который изменяет угол включения тиристоров до тех пор, пока не будет получено желаемое напряжение. Стабилизирующий фильтр обеспечивает стабильное и стабильное напряжение генератора.

Автоматическое регулирование напряжения в судовой системе

Внезапные скачки тока нагрузки (например, из-за запуска двигателя) на генераторе вызывают соответствующее изменение
его выходного напряжения.

Это происходит из-за внутреннего падения напряжения в обмотках генератора, и этот эффект обычно называют провалом напряжения .

Точно так же отключение нагрузки вызовет перенапряжение на шинах.

Нерегулируемая или несмешанная система возбуждения генератора не может быть реалистичной на борту судна из-за изменяющегося напряжения, вызванного изменяющейся нагрузкой.

Оборудование для автоматического регулирования напряжения (АРН) необходимо для быстрой коррекции таких изменений напряжения.

AVR будет управлять напряжением генератора до 2,5% (или лучше) от его установленного значения во всем диапазоне нагрузки.
Это его установившееся регулирование напряжения. Переходное падение напряжения обычно ограничивается 15% для указанного внезапного изменения нагрузки с восстановлением до номинального напряжения в течение 1,5 секунд.
В особых случаях, когда ожидаются необычно большие скачки напряжения (например,грамм. от тяжелых грузовых кранов) пределы производительности генератора / АРН могут быть увеличены.

АРН определяет выходное напряжение генератора и действует, чтобы изменить ток возбуждения, чтобы поддерживать напряжение на его заданном значении.
Ручной подстроечный регулятор может быть установлен на панели управления генератора для установки уровня напряжения, например 440 В. Чаще всего потенциометр триммера напряжения находится на плате управления АРН
, поэтому он недоступен для оператора.

Схема управления современного AVR состоит из трансформаторов, выпрямителей, стабилитронов, транзисторов и тиристоров.Они устанавливаются на одной или нескольких схемных платах, установленных либо внутри распределительного щита, либо локально по отношению к генератору.

Следует соблюдать меры предосторожности при испытании изоляции кабелей генератора и проводки, подключенной к блоку АРН?

Электронные компоненты, такие как транзисторы, микросхемы интегральных схем, тиристоры и т. Д., Вероятно, будут повреждены во время теста мегомметром высокого напряжения.

Для проверки заземления генератора и его кабелей и защиты электронных частей:

• Замкните накоротко все клеммы отходящего кабеля во время ИК-теста
• Удалить электронные карты
• Отсоедините все кабели с обоих концов и протестируйте отдельно

Управление синхронными генераторами с компенсацией падения и перекрестного тока.

Управление синхронными генераторами с компенсацией падения и перекрестного тока.

Детали

Автор Стефанос Спанопулос, МИЭТ

Возбуждение синхронного генератора обычно осуществляется с помощью АРН (автоматического регулятора напряжения), который использует напряжение и / или ток генератора в качестве входных сигналов, чтобы управлять своим выходом до заданного значения.

АРН

включают различные режимы управления для оптимизации производительности в зависимости от того, подключен ли генератор к сети или в автономном режиме.Следовательно, они могут быть настроены на поддержание напряжения, коэффициента мощности или реактивной мощности.
В этом отчете мы проанализируем принцип работы режима управления напряжением АРН, известного как компенсация спада, когда один или несколько генераторов работают в автономном режиме или подключены к сети. Основываясь на ограничениях контроля спада, мы изучим методы улучшения его характеристик и сравним их с методом компенсации перекрестного тока.

1. Режим управления напряжением — компенсация падения

В режиме управления напряжением или спада АРН регулируется характеристикой спада, которая показана на следующем рисунке.

Рис. 1. Зависимость уставки V АРН от реактивной мощности Q

Характеристика спада представляет собой график уставки V напряжения АРН в зависимости от выработанной реактивной мощности генератора. Эта уставка регулирует напряжение на клеммах генератора в автономном режиме.
Интерпретация приведенного выше графика заключается в том, что по мере увеличения потребности в реактивной мощности от генератора напряжение на клеммах генератора уменьшается. Уставка в АРН выбрана таким образом, чтобы, когда подаваемая реактивная мощность генератора Q была равна нулю, генератор VN был равен номинальному напряжению.Если начальная уставка АРН не изменяется, VL будет напряжением из-за спада, которого достигнет напряжение на клеммах генератора при работе в автономном режиме против реактивной нагрузки QL.
Генерируемая реактивная мощность рассчитывается на основе сигналов напряжения и тока генератора, возвращаемых в АРН. Компенсация падения задается как падение в процентах от номинального напряжения VN для максимальной генерируемой реактивной мощности QL. В зависимости от АРН максимальная реактивная мощность обычно определяется либо как экспортируемая реактивная мощность при номинальном коэффициенте мощности, либо как номинальная мощность генератора в МВА.Параметру
Droop можно присвоить значения от 0%, что эффективно отключает спад, до обычно не более 20%, что может привести к падению VL до 0,8 о.е. Обычно выбирается настройка 4-6%.

Компенсация падения напряжения — это метод управления, разработанный, когда генератор подключен к сети, поэтому она не требуется, когда один генератор находится в автономном режиме.
С другой стороны, при подключении к сети требуется компенсация спада, и характеристика спада используется ниже для объяснения управления AVR.

Рисунок 2. Изображение управления АРН при подключении к сети.

Когда генератор напрямую подключен к сети, сетевое напряжение VG фиксировано и не может контролироваться АРН. Любая потребность в реактивной мощности от генератора приведет к изменению уставки V внутреннего напряжения АРН в соответствии с новым потреблением. Таким образом, на диаграмме на рисунке 4 увеличенная потребность в реактивной мощности QL заставляет уставку АРН увеличиваться с VG до VL из-за управления компенсацией спада.

2. Режимы работы генератора

В зависимости от топологии сети можно выделить следующие сценарии работы:

• Работа в автономном режиме в качестве автономного генератора.
• Синхронизирован с сеткой.
• Работает в островном режиме, но параллельно с другими генераторами.

Эти три сценария анализируются отдельно ниже.

2.1. Работа в островном режиме с одним генератором

Это простейший случай с точки зрения управления АРН, поскольку в цепи есть только один активный компонент, который может влиять на напряжение на шине и реагировать на любые изменения реактивной нагрузки.

Одна синхронная машина, работающая в автономном режиме, отвечает только за два действия:

• Отрегулируйте напряжение на шине до требуемого номинального уровня.
• Обеспечивает нагрузку необходимой реактивной мощностью и быстро реагирует на любые изменения нагрузки, чтобы удовлетворить потребность в любое время.

На схеме ниже представлен описанный простой случай.

Рис. 3. Один генератор в автономном режиме с контактом разрешения спада.

AVR в этом случае не требует компенсации спада для управления своим выходом. Чтобы устранить эффект спада, который в противном случае привел бы к падению напряжения в цепи при любом увеличении реактивной нагрузки, есть две возможности:

• Установите настройку спада в АРН на ноль%.
• Замкните контакт разрешения спада, показанный на диаграмме выше, чтобы объединяющий ток ТТ не протекал в АРН.

2.2. Синхронизирован с сеткой

В случае подключения к сети, AVR нуждается в компенсации спада, чтобы управлять своим выходом. Конфигурация схемы и характеристика спада для этого случая представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.

Рисунок 4. Один генератор синхронизирован с сетью.

Приведенная выше конфигурация показывает, что с помощью простого контакта падение может быть включено или отключено, что позволяет гибко отключать его в автономном режиме и включать его перед подключением к сети.Это устраняет нежелательный эффект ниже номинального напряжения при автономном режиме работы.

2.3. Островная работа с подключенными генераторами

В случае автономного режима работы с как минимум двумя генераторами, подключенными параллельно для питания нагрузки, управление напряжением и потребляемой реактивной мощностью должно распределяться между генераторами параллельно.

Для этого есть два метода управления АРН генератора:

• Управление с компенсацией спада.
• Управление с компенсацией перекрестного тока.

2.3.1. Управление с компенсацией провисания

В этом случае должны быть выполнены следующие допущения:

• Генераторы должны быть одинакового размера.
• Регуляторы AVR должны иметь одинаковую характеристику спада и одинаковые настройки.

В простейшем случае АРН могут работать в режиме компенсации спада для получения равного распределения реактивной нагрузки.Соответствующая диаграмма показана ниже.

Рисунок 5. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно в режиме спада.

Два генератора на рисунке 5 в равной степени разделяют реактивную нагрузку, подключенную в соответствии с характеристикой спада АРН и применяемой настройкой.

Хотя этот режим управления идеален при подключении к сети, в автономном режиме он приводит к тому, что выходное напряжение зависит от требуемой реактивной мощности. Таким образом, по мере увеличения потребности в реактивной мощности выходное напряжение генераторов уменьшается из-за компенсации спада.

2.3.2. Управление с компенсацией перекрестного тока

Компенсация перекрестных токов или реактивный дифференциал — это метод, который позволяет двум или более параллельно подключенным генераторам в равной степени разделять реактивную нагрузку, при условии выполнения следующих предположений:

• Нет подключения к сети, т.е. генераторы работают в автономном режиме.
• Генераторы одинакового размера.
• Регуляторы AVR имеют такую ​​же характеристику спада, которая установлена ​​на максимальное значение.

Вторичная проводка комбинированных трансформаторов тока всех генераторов, которые должны быть включены параллельно, должна быть соединена между собой. Ниже представлена ​​конфигурация проводки для двух генераторов, настроенных для компенсации перекрестного тока.

Рисунок 6.