Пример односторонней (B) и двусторонней (A) реализации простой трехфазной системы АВР
Система автоматического переключения АВР: что это такое и как она работает
Непрерывность работы энергосистемы не всегда устойчива. Природные или технические внешние факторы могут вызвать изменения в ее функциональности. Это означает, что потребители энергии (категории надежности 1 и 2) подключены более чем к двум источникам питания. Нагрузка возрастает при переключении между основным и резервным источниками питания, поэтому для обеспечения надежности используется АВР (автоматический источник питания).
Оглавление:
- Назначение и характеристики АВР
- Что скрывается за аббревиатурой
- Классификация АВР
- Для чего используется АВР
- Простые диаграммы
Назначение САР и что такое САР
Система АВР, представляющая собой распределительную панель, быстро переключает нагрузку на резервный источник в случае проблем с электропитанием на основной линии. Система обнаруживает проблемы с напряжением в цепях питания и проблемы с нагрузкой, прежде чем автоматически переключиться в аварийный режим.
Что скрывается за аббревиатурой
Существует множество способов повысить эффективность энергосистемы в зданиях и домах. Среди них особое значение имеет АВР. Название ATS – Automatic Transfer Entry – объясняет назначение системы. Иногда "ввод" заменяют на "включение", что не совсем правильно. Вспомогательное включение в некоторых случаях означает запуск резервного генератора.
Типичное распределительное устройство АВР
Классификация АВР
Принцип классификации оперативных систем позволяет выделить наиболее сложные участки цепи питания напряжением. Блоки или шкафы EMS принято классифицировать по определенным параметрам:
- по количеству резервных секций (например, АВР для двух источников питания для обеспечения большей надежности электропитания);
шкаф АВР на три ввода
- по типу сети (Обычно используются однофазные устройства АВР, но существуют трехфазные устройства коммутации электроэнергии, используемые для работы генератора);
Использование АВР в частном доме
- В зависимости от времени срабатывания;
- в зависимости от мощности коммутируемой нагрузки;
- в зависимости от класса напряжения (например, в схемах для коммутации высоковольтных линий).
Что такое АВР?
Это устройство, состоящее из нескольких блоков, которые автоматически переключают нагрузку между основным и резервным источниками питания. Некоторые модели однофазных и трехфазных бензиновых или дизельных генераторов изначально оснащены АВР. Для переключения нагрузки достаточно установить специальный выключатель за счетчиком электроэнергии. Положение силовых контактов контролируется основным источником питания.
Почти все модели с батарейным питанием могут быть оснащены автономными системами АВР. Для установки резервных блоков используются вспомогательные шкафы АВР. Блоки АВР (рис. 1) могут быть размещены непосредственно рядом с газогенераторами или установлены в общем электрическом щите.
Основная функция блока АВР заключается в автоматическом запуске электростанции после сбоя сетевого питания и последующем подключении нагрузки к резервному источнику питания. При восстановлении питания с помощью АВР нагрузка переключается на основную электрическую сеть, а резервный источник отключается.
Классификация оборудования АВР:
- по количеству резервных секций;
- классу напряжения;
- типу резервной сети (использование в однофазных сетях или для трехфазных потребителей);
- мощности обслуживаемой нагрузки;
- времени задержки переключения.
Схема подключения АВР может быть настроена так, чтобы подавать питание не на всю локальную сеть, а только на те линии, которые являются критически важными. Некоторые схемы позволяют устанавливать приоритет линий. Цепи, обеспечивающие питанием критически важные системы жизнеобеспечения, получают питание в первую очередь. Такой подход позволяет рационально распределять нагрузку.
Конструкция и принцип работы
АВР для генератора состоит из трех взаимосвязанных основных узлов:
- семейство контакторов, которые коммутируют входные цепи и цепи нагрузки;
- логическое и сигнальное оборудование;
- релейные блоки для управления генератором.
Для повышения надежности системы резервного питания блоки АВР могут быть оснащены дополнительными блоками. Например, включение в схему инверторов позволяет компенсировать перепады напряжения, устранить временные задержки и повысить качество выходного тока.
Группа контактов обеспечивает включение резервной линии. Входное напряжение контролируется реле контроля фаз.
Рассмотрим упрощенный пример работы резервной системы электроснабжения (Рисунок 2). При нормальной работе, когда подается сетевое питание, контактор направляет питание на линию нагрузки. На схеме показан дополнительный блок – инвертор, который преобразует постоянный ток от аккумулятора в переменный 220 В.
Входное напряжение подается на логику и дисплей. В номинальном режиме вся система находится в устойчивом состоянии. В случае неисправности сети (напряжение падает ниже установленного уровня) насыщение катушки реле контроля фаз становится недостаточным для поддержания контактов в рабочем (нормально замкнутом) состоянии. Контакты размыкаются, и нагрузка отключается от сети.
Если система оснащена инвертором, как показано на схеме, она переключается в режим генерации переменного тока 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при полном отключении электроэнергии в коммерческой сети.
Если параметры линии электропередачи не восстанавливаются в течение определенного времени, контроллер дает сигнал на запуск генератора. Когда генератор достигает стабильного напряжения, контакторы переключаются на резервную линию.
Функции АВР
Независимый источник электроэнергии, бензиновый или дизельный генератор, служит надежным резервным источником. Дизельные генераторы являются наиболее востребованными, поскольку имеют практически неограниченный диапазон мощности. Бензиновые генераторы имеют ограниченный ресурс и используются в небольших помещениях: на фермах, в гаражах и т.д.
АВР необходим для переключения нагрузки с сети на резервный генератор. Для этого устройство управляет запуском и остановкой источника энергии с помощью сигналов.
Поскольку генератору требуется определенное время для достижения номинальной частоты, АВР соблюдает задержку между командами на включение резервных источников и на подключение нагрузок. Когда работа сети возобновляется, питание нагрузок автоматически восстанавливается, и они передаются от генератора в сеть. Задержка также соблюдается для проверки стабильности электроснабжения. Если напряжение в сети приемлемо, генератору дается команда на остановку.
Примеры агрегатов
Модель: 3200A
1 624 500 РУБ.
Модель: 1000A
376 815 руб.
Модель: IEK 63
55 650 руб.
При выборе модели автоматического распределительного устройства необходимо руководствоваться следующими требованиями
- Наличие механических или электрических блокировок для предотвращения переключения двух блоков или параллельного соединения выходов;
- Надежность электропитания систем управления;
- Удобство панели с индикаторами, кнопками и переключателями для ручного управления и контроля состояния агрегатов;
- Наличие электронной диагностики;
- Возможность управления неприоритетными нагрузками.
Типы и конфигурация автоматических пусковых устройств
Требования к устройству АВР зависят от сферы применения, типа нагрузки и возможности разделения нагрузки по приоритету. Они оснащены двумя или тремя входами источников тока, которые обслуживают нагрузки. Управление распределительным устройством осуществляется с помощью автоматических выключателей, контакторов и выключателей нагрузки. В зависимости от мощности резервной подстанции компоненты размещаются в шкафах AVR или корпусах AVR. Они имеют коррозионностойкий металлический корпус с запираемой передней панелью. Степень защиты от пыли и влаги – IP 54.
Простейший блок АВР монтируется на базе электромеханического контактора. Устройство характеризуется скоростью и износостойкостью. Однако контактор не обеспечивает защиту, поэтому его дополнительно оснащают автоматическими выключателями. Моторный привод обеспечивает бесперебойное автоматическое переключение. Такая конфигурация обеспечивает надежность и простоту управления.
Системы АВР с контакторами подходят для частых переключений и имеют возможность ручного переключения. Шкафы АВР рассчитаны на диапазон токов 9-5000 A.
Системы АВР на основе разъединителей подходят для ручного и автоматического переключения нагрузки. Они надежны, компактны, просты по конструкции и недороги.
Системы АВР на базе автоматических выключателей и программируемых логических контроллеров (ПЛК) отличаются расширенной функциональностью с реализацией алгоритмов управления любой сложности. Управление ими осуществляется с помощью панели оператора и дистанционного мониторинга.
Системы ATS с расширенной конфигурацией позволяют контролировать качество и энергопотребление. Используя модульную автоматику в различных комбинациях и контроллерное управление, установки адаптируются к индивидуальным потребностям заказчика. Они собираются из продукции лидеров отрасли, таких как Schneider Electric и ABB.
Источники:
- Л. D. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электростанций и подстанций. М.: Издательский центр "Академия". – 2013
- Каганов И.Л. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1968 г. – 559 с
- Быстрицкий Г.Ф. Основы электроэнергетики. Научно-издательский центр ИНФРА-М, 2005.
Классификация АВР
Автоматические распределительные устройства можно разделить на три основные категории в зависимости от их назначения:
- С явным резервированием. Имеется по крайней мере один источник питания, который постоянно резервируется. Эту роль может играть резервный трансформатор, топливный генератор и т.д.
- Со скрытым резервированием. Источники питания различных секций резервируются друг с другом и работают непрерывно. В этом случае питание обеспечивается трансформатором с повышенной устойчивостью к перегрузкам.
- С групповым резервированием. Наиболее надежная схема, при которой два основных источника питания соединены последовательно, а третьим источником является топливный генератор, который включается при обесточивании обоих основных источников.
Системы АВР также классифицируются по следующим признакам
- Напряжение питания;
- Количество питающих линий;
- Скорость переключения (зависит от типа переключающего устройства);
- Номинальный ток.
Примеры устройств
Модель: 3200A
1 624 500 руб.
Модель: 1000A
Модель: 1000А 376 815 руб.
Модель: IEK 63
55 650 руб.
Преимущества использования САР
Предупреждение: Ошибка загрузки блока "страница"
Предупреждение: Ошибка загрузки блока "страница"
Ко всем автоматическим выключателям питания предъявляется ряд основных требований:
- Переключение с основного на резервное питание должно происходить за минимально возможное время – от 0,3 до 0,8 секунды.
- В случае сбоя в электросети автоматический выключатель должен всегда срабатывать.
- Кратковременные перепады напряжения должны игнорироваться.
- Повторное переключение резервного питания недопустимо.
Выбор АВР всегда должен основываться на схеме электроснабжения объекта, предполагаемых нагрузках, допустимых падениях напряжения и других факторах. Основное внимание следует уделить номинальным характеристикам системы электроснабжения:
- Каково рабочее напряжение и частота тока?
- Однофазная она или трехфазная?
- Наличие/отсутствие нейтрального проводника.
- Каково состояние нейтрального проводника, если он имеется?
- Типы источников питания.
Далее следует определить требования к коммутации (отключению) нейтрального проводника и установить значение полного тока. Только на основании всех этих данных выбирается конкретная модель автоматического резервного блока. Это может быть отдельно стоящее устройство или встроенное в общий электрический щит.
Важно помнить, что все вопросы, связанные с приобретением и установкой АВР, должны решаться специалистом. Не следует поручать эту задачу человеку, который не имеет представления о схемах электроснабжения предприятия и использовании АВР.
Купить автоматический выключатель в Москве можно, обратившись в компанию "ЭнергоПроф". У нас представлен широкий ассортимент оборудования АВР для любых нужд. Если вы хотите обеспечить бесперебойное электроснабжение, мы можем предложить лучшую автоматику отечественного и зарубежного производства.