49. Автоматическое включение резерва (авр). Назначение, виды, требования к авр. Схемы, принцип действия
Назначение АВР
Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей.
Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания и более, работает по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций.
Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению, перетокам мощности и т. п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным решением, так как ранее установленное оборудование и релейная защита не позволяют осуществить параллельную работу источников питания.
Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.
В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй – резервным (рис, 10.9, а, б). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис.10.9, в, г).
Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется автоматическое включение резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 сек. Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рисунке.
1. Питание подстанции А (рис. 10.9, а) осуществляется по рабочей линии Л1 от подстанции Б. Вторая линия Л2, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель ВЗ нормально отключен). При отключении линии Л1 автоматически от АВР включается выключатель ВЗ линии Л2, и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А.
Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия Л1 всегда должна быть рабочей, а линия Л2 – всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.
2. Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис. 10.11, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включаются выключатель В5 и один из выключателей В6 (при отключении Т1) или В7 (при отключении Т2) резервного трансформатора ТЗ.
3. Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин (рис. 10.11, в). Шиносоединительный выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель В5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки подстанции. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.
4. Подстанции В и Г (рис. 10.11, г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия ЛЗ находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении линии Л2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель В5, таким образом питание подстанции Г переводится на подстанцию В по линии ЛЗ. При отключении линии Л1 подстанция В и вместе с ней линия ЛЗ остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения ТН также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя В5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.
Принципы осуществления АВР при разных схемах питания потребителей
Опыт эксплуатации энергосистем показывает, что АВР является весьма эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность действия АВР составляет 90-95%. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.
Основные требования к схемам АВР
Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:
1. Схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей по: любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника питания иногда допускается также при КЗ на шинах потребителя. Однако очень часто схема АВР блокируется, например, при работе дуговой защиты в комплектных распредустройствах. При отключении от максимальной защиты трансформаторов питающих шины НН, работе АВР, предпочтительна работа АПВ. Поэтому на стороне НН (СН) понижающих трансформаторов подстанций принимается комбинация АПВ-АВР. При отключении трансформатора его защитой от внутренних повреждений, работает АВР, а при отключении ввода его защитой – АПВ. Такое распределение предотвращает посадку напряжения, а иногда и повреждение секции, от которой осуществляется резервирование.
2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться возможно быстрее, сразу же после отключения рабочего источника.
3. Действие АВР должно быть однократным для того, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.
4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника для того, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также возможное в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.
5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.
6. Для ускорения отключения резервного источника питания при его включении на неустранившееся КЗ должно предусматриваться ускорение действия защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Быстрое отключение КЗ при этом необходимо, чтобы предотвратить нарушение нормальной работы потребителей, подключенных к резервному источнику питания. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое количество электродвигателей, ускорение осуществляется до 0.3-0,5 сек. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.
Принципы действия АВР
Рассмотрим принцип действия АВР на примере двухтрансформаторной подстанции, приведенной на рис. 10.12. Питание потребителей нормально осуществляется от рабочего трансформатора Т1, Резервный трансформатор Т2 отключен и находится в автоматическом резерве.
При отключении по любой причине выключателя В1 трансформатора Т1 его вспомогательный контакт БК1-2 разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП1. В результате якорь реле РП1, подтянутый при включенном положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.
Второй вспомогательный контакт БК1.3 выключателя В1 замкнувшись, подает плюс через еще замкнутый контакт РП1.1 на обмотку промежуточного реле РП2, которое своими контактами производит включение выключателей ВЗ и В4 резервного трансформатора, воздействуя на контакторы включения КВЗ и КВ4. По истечении установленной выдержки времени реле РП1 размыкает контакты и разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП2. Если резервный трансформатор будет включен действием АВР на неустранившееся КЗ, и отключится релейной защитой, то его повторного включения не произойдет. Таким образом, реле РП1 обеспечивает однократность действия АВР и поэтому называется реле однократности включения. Реле РП1 вновь замкнет свои контакты и подготовит схему АВР к новому действию лишь после того, как будет восстановлена нормальная схема питания подстанции и включен выключатель В1. Выдержка времени на размыкание контакта реле РП1 должна быть больше времени включения выключателей ВЗ и В4, для того чтобы они успели надежно включиться.
С целью обеспечения действия АВР при отключении выключателя В2 от его вспомогательного контакта БК2.2 подается импульс на катушку отключения К01 выключателя В1. После отключения выключателя В1 АВР запускается и действует, как рассмотрено выше. Кроме рассмотренных случаев отключения рабочего трансформатора потребители также потеряют питание, если по какой-либо причине остаются без напряжения шины высшего напряжения подстанции Б. Схема АВР при этом не подействует, так как оба выключателя рабочего трансформатора остались включенными.
Для того чтобы обеспечить действие АВР и в этом случае, предусмотрен специальный пусковой орган минимального напряжения, включающий в себя реле PHI, РН2, РВ1 и РПЗ. При исчезновении напряжения на шинах 5, а, следовательно, и на шинах В подстанции реле минимального напряжения, подключенные к трансформатору напряжения ТН1, замкнут свои контакты и подадут плюс оперативного тока на обмотку реле времени РВ1 через контакт реле РНЗ. Реле РВ1 при этом запустится и по истечении установленной выдержки времени подаст плюс на обмотку выходного промежуточного реле РПЗ, которое производит отключение выключателей В1 и В2 рабочего трансформатора. После отключения выключателя В1, АВР действует, как рассмотрено выше.
Реле напряжения РНЗ предусмотрено для того, чтобы предотвратить отключение трансформатора Т1 от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия на шинах высшего напряжения А резервного трансформатора Т2, когда действие АВР будет заведомо бесполезным. Реле напряжения РНЗ, подключенное к трансформатору напряжения ТН2 шин А, при отсутствии напряжения размыкает свой контакт и разрывает цепь от контактов реле РН1 и РН2 к обмотке реле времени РВ1.
В схеме АВР предусмотрены две накладки: h2 – для отключения пускового органа минимального напряжения и Н2 — для вывода из работы всей схемы АВР. Действие АВР и пускового органа минимального напряжения сигнализируется указательными реле РУ.
Пусковые органы минимального напряжения
Пусковые органы минимального напряжения должны выполняться таким образом, чтобы они действовали только при исчезновении напряжения и не действовали при неисправностях в цепях напряжения. Так, в рассмотренной схеме на рис. 10.12 и в схеме на рис. 10.13 контакты двух реле минимального напряжения РН1 и РН2 включены последовательно, что предотвращает отключение рабочего трансформатора Т1 при отключении одного из автоматических выключателей (предохранителей) в цепях напряжения. Однако ложное отключение трансформатора все же может произойти, если повредится трансформатор напряжения ТН1 или отключатся оба автоматических выключателя в цепях напряжения. Для повышения надежности используются два реле минимального напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения.
Рассмотренные схемы пусковых органов минимального напряжения могут быть выполнены также с помощью двух реле времени (типа РВ-235) переменного напряжения, как показано на рис, 10.13, б. Эти реле, подключаемые непосредственно к трансформаторам напряжения, выполняют одновременно функции двух реле: реле минимального напряжения и реле времени. При исчезновении напряжения реле начинают работать и с установленной выдержкой времени замыкают цепь отключения выключателей рабочего источника питания.
Пусковой орган минимального напряжения может быть выполнен с одним реле времени РВ типа РВ-235К, которое включается через вспомогательное устройство типа ВУ-200, представляющее собой трехфазный выпрямительный мост (рис. 10.13, в). Это реле времени начинает работать лишь в том случае, если напряжение исчезнет одновременно на трех фазах. При отключении одного из автоматических выключателей в цепях напряжения реле не работает, так как на его обмотке остается напряжение от двух других фаз.
В схеме, приведенной на рис. 10.13, г, блокировка от нарушения цепей напряжения осуществляется с помощью реле минимального тока РТ, включенного в цепь трансформаторов тока рабочего источника питания. В нормальных условиях, когда рабочий источник питает нагрузку, по обмотке реле РТ проходит ток, и оно держит свои контакты разомкнутыми. В случае отключения рабочего источника или при исчезновении напряжения на питающих шинах, когда исчезает ток нагрузки, реле РТ замыкает свои контакты и совместно с реле минимального напряжения РН производит отключение рабочего источника питания.
При отключении источника, питающего шины высшего напряжения рабочего трансформатора или линии (например, шины Б на рис. 10.12), пусковой орган минимального напряжения может npийти в действие не сразу, так как в течение примерно 0,5—1,5 сек синхронные и асинхронные, электродвигатели будут поддерживать на шинах остаточное напряжение, превышающее напряжение срабатывания реле минимального напряжения. Это обстоятельство задерживает работу АВР, поскольку вначале должно затухнуть остаточное напряжение до напряжения срабатывания пускового органа, а затем должен сработать пусковой орган, который всегда имеет выдержку времени, затем должен отключиться рабочий источник, и только после этого произойдет включение резервного источника.
Для ускорения действия АВР в указанных условиях пусковой орган целесообразно дополнять реле понижения частоты, который выявляет прекращение питания раньше, чем реле минимального напряжения. В самом деле, после отключения источника питания электродвигатели начинают резко снижать частоту вращения, благодаря чему частота остаточного напряжения также быстро снижается. При уставке срабатывания реле понижения частоты 48 Гц оно сработает при снижении частоты вращения электродвигателя и синхронных компенсаторов всего на 4%, что происходит уже через 0,1–0,2 сек. Схема пускового органа АВР с двумя реле понижения частоты приведена на рис. 10.14, а.
Пусковой орган включает в себя два реле понижения частоты РЧ1 и РЧ2 и одно промежуточное реле Р (рис. 10.14, б). Реле РЧ1 подключено к трансформатору напряжения ТН1 шин низшего напряжения, к которому подключены также реле напряжения РН1 и реле времени РВ1 и РВ2. Реле РЧ2 подключено к трансформатору напряжения TН2 шин резервного источника питания, к которому подключено также реле РН2.
Пусковым органом минимального тока и напряжения.
Рассматриваемый пусковой орган работает следующим образом. При отключении источника, питающего шины высшего напряжения Б (см. рис, 10.12, а), электродвигатели, питающиеся от шин В, поддерживают на этих шинах остаточное напряжение, частота которого быстро снижается. При снижении частоты до уставки реле РЧ1 оно сработает и через контакт реле РН1, замкнутый вследствие наличия остаточного напряжения, и размыкающий контакт промежуточного реле РП1 воздействует на отключение выключателей рабочего источника питания. Благодаря наличию контакта реле напряжения РН1 предотвращается ложное срабатывание пускового органа при кратковременном снятии напряжения с обмотки реле частоты РЧ1, когда могут замкнуться его контакты. В рассмотренном случае, когда срабатывание (замыкание контакта) реле РЧ1 происходит вследствие отключения рабочего источника питания, реле РЧ2 не замыкает контакт, так как на шинах подстанции А сохраняется нормальное напряжение. Реле РЧ2 предназначено для того, чтобы предотвратить отключение рабочего источника питания при общесистемном понижении частоты. В этом случае частота напряжения будет снижаться одинаково на всех шинах (А, Б, В), но первым сработает реле РЧ2, которое настраивается на более высокую уставку, чем реле РЧ1. Сработав, реле РЧ2 воздействует на промежуточное реле РП1, которое своим контактом размыкает цепь от контакта реле РЧ1, предотвращая отключение рабочего источника питания при срабатывании реле РЧ1.
На рис. 10.14, в изображена более простая схема пускового органа с одним реле понижения частоты в сочетании с пусковым органом минимального тока. В случае отключения источника, питающего шины высшего напряжения Б, исчезнет ток в рабочем трансформаторе и понизится частота остаточного напряжения на шинах В. При этом сработают и замкнут контакты реле минимального токи РТ1 и реле частоты РЧ1, что приведет к созданию цепи на отключение рабочего трансформатора. Реле частоты РЧ1 может сработать, и при общесистемном снижении частоты, но цепи на отключение рабочего источника при этом не создастся, так как по рабочему трансформатору будет проходить ток нагрузки, и поэтому контакт реле РТ1 останется разомкнутым.
С помощью реле напряжения РН1, РН2 и реле времени РВ1 в рассматриваемой схеме осуществляется пусковой орган минимального напряжения.
studfile.net
3 схемы автоматического ввода резерва для дома. Ввод 1 — Ввод 2 — Генератор.
При сборке схемы автоматического ввода резерва можно выбрать три варианта. Два более простых и один посложнее.
Рассмотрим каждый из вариантов схемы поподробнее.
Простая схема АВР на 2 ввода
Простейшая схема АВР для двух однофазных вводов собирается всего лишь на одном магнитном пускателе. Для этого понадобится контактор с двумя парами контактов:
- нормально разомкнутым
- нормально замкнутым
Если таковых в вашем контакторе не оказалось, можно использовать специальную приставку.
Только учтите, что контакты у большинства из них не рассчитаны на большие токи. А если вы решите подключать через АВР нагрузку всего дома, то уж точно не стоит этого делать, используя блок контакты расположенные по бокам стандартных пускателей.
Вот самая простая схема АВР:
Описание и принцип работы
Катушка магнитного пускателя подключается на один из вводов. В нормальном режиме напряжение поступает на катушку, она замыкает контакт КМ1-1, а контакт КМ1-2 размыкается.
SF1 и SF2 в схеме – это однополюсные автоматические выключатели.
Напряжение через контактор поступает к потребителю. Дополнительно в схеме могут быть подключены сигнальные лампы. Они визуально будут показывать какой из вводов в данный момент подключен. Немного измененная схемка с лампочками:
Если напряжение на первом вводе исчезло, контактор отпадает. Его контакты КМ1-1 размыкаются, а КМ2-1 замыкаются. Напряжение начинает поступать к потребителю с ввода №2.
Если вам в нормальном режиме просто нужно проверить работоспособность схемы, то выключите автомат SF1 и смотрите как реагирует сборка. Все ли работает исправно.
Самое главное здесь изначально проконтролировать на какой ток рассчитаны эти самые нормально замкнутые и разомкнутые контакты.
При этом обратите внимание, что эту простейшую схему можно собрать двумя способами:
- без разрыва ноля
- с разрывом нулевого провода
Схема ввода резерва с разрывом ноля
Без разрыва можно применять в том случае, если у вас есть две независимые линии эл.передач или кабельных ввода, от которых вы собственно и подключаете весь дом. А вот когда резервной линией является какой-то автономный источник энергии – ИБП или генератор, то здесь придется разрывать как фазу, так и ноль.
Так как основная сеть в 90% случаев выполнена с глухозаземленной нейтралью, а от генератора или ИБП идет с изолированной. Здесь объединять нулевой рабочий проводник от сети, с нулем от генератора нельзя.
Естественно, что все контакторы подключаются после счетчика kWh. QF – это модульные автоматы в щитке дома.
Если у вас второй источник питания подает напряжение не автоматически, например бензиновый генератор без пусковой аппаратуры. Который нужно сначала вручную завести, прогреть и только потом переключиться, то схемку можно немного изменить, добавив туда одну единственную кнопку.
За счет нее не будет происходить автоматического переключения. Вы сами выберите для этого нужный момент, нажав ее когда потребуется. Монтируется эта кнопка SB1 параллельно катушке контактора.
Когда у вас напряжение на основном вводе не исчезает на долго, а периодически пропадает и появляется (причины могут быть разными), в этом случае не желательны постоянные переключения контакторов туда-обратно. Здесь целесообразно использовать специальную приставку к контактору типа ПВИ-12 с задержкой времени.
Схема АВР на два ввода 380В
Трехфазная схема практически аналогична однофазной.
Только особо следите за правильной фазировкой АВС. Она должна совпадать на вводе-1 с вводом-2. Иначе 3-х фазные двигатели после переключения будут крутиться в обратную сторону.
Схема АВР на 2 пускателя
Вторая схема немного посложнее. В ней используется уже два магнитных пускателя.
Допустим, у вас есть два трехфазных ввода и один потребитель. В схеме применены магнитные пускатели с 4-мя контактами:
- 3 нормально разомкнутые
- 1 нормально замкнутый КМ1
Катушка пускателя КМ1 подключается через фазу L3 от первого ввода и через нормально замкнутый контакт КМ2. Таким образом, когда вы подаете питание на ввод №1, катушка первого пускателя замыкается и вся нагрузка подключается к источнику напряжения №1.
Второй контактор при этом отключен, так как нормально замкнутый разъем КМ1, будет в этот момент размокнут, и питание на катушку второго пускателя поступать не будет. При исчезновении напряжения на первом вводе, отпадает контактор-1 и включается контактор-2. Потребитель остается со светом.
Самый главный плюс этих схем – их простота. А минусом является то, что подобные сборки называть схемами автоматизации можно с очень большой натяжкой.
Стоит лишь исчезнуть напряжению на той фазе, которая питает катушку включения и вы легко можете получить встречное КЗ.
Можно конечно усовершенствовать всю систему, выбрав катушку контактора не на 220В, а на 380В. В этом случае будет осуществлен контроль уже по двум фазам.
Но на 100% вы все равно себя не обезопасите. А если учесть момент возможного залипания контактов, то тем более.
Кроме того, вы никак не будете защищены от слишком низкого напряжения. Пускатель №1 может отключиться, только если U на входе будет ниже 110В. Во всех остальных случаях, ваше оборудование будет продолжать получать не качественную электроэнергию, хотя казалось бы, рядом и есть второй исправный ввод.
Чтобы повысить надежность, придется усложнять схему и включать в нее дополнительные элементы:
- реле напряжения
- реле контроля фаз и т.п.
Поэтому в последнее время, для сборки схем АВР, все чаще стали применяться специальные реле или контроллеры — ”мозги” всего устройства. Они могут быть разных производителей и выполнять функцию не только включения резервного питания от одного источника.
Вдруг перед вами стоит более сложная задача. Например, нужно чтобы схема управляла сразу двумя вводами и вдобавок еще генератором. Причем генератор должен запускаться автоматически.
Алгоритм работы здесь следующий:
1.При неисправном вводе №1 происходит автоматическое переключение на ввод №2.
2.При отсутствии напряжения на обоих вводах осуществляется запуск генератора и переключение всей нагрузки на него.
Схема АВР на 3 ввода с генератором
Как и на чем реализовать подобный ввод резерва? Здесь можно применить схему АВР на базе AVR-02 от компании ФиФ Евроавтоматика.
На сегодняшний день, стоимость таких устройств сопоставима с ценой хорошего корпуса эл.шкафа от ABB. Но там вы получите пустую железную коробку, а здесь умные мозги, которые будут управлять и защищать всю ваше домашнюю электросеть.
В принципе есть смысл один раз потратиться и защитить себя и свое оборудование раз и навсегда.
AVR-02 блок ввода резерва
Данное устройство является многофункциональным и с помощью него можно построить 8 разных схем АВР. Чаще всего применяются три из них:
- ввод№1+ввод№2
- ввод№1+генератор
- ввод№1+ввод№2+генератор
Рассмотрим сначала самую сложную, которая с двумя вводами и генератором. Второй ввод может быть как от отдельной ВЛ-0,4кв или непосредственно КЛ с ближайшей ТП, так и собран на аккумуляторном ИБП с гибридными инверторами.
При этом, на варианте с источником бесперебойного питания, следует предусмотреть ситуацию, когда аккумуляторы разряжаются до допустимого максимума, а потом происходит переключение на генератор. Это очень удобно, дабы не гонять дизельгенератор при кратковременных перерывах в электроснабжении.
Какими функциональными возможностями обладает AVR-02?
- она управляет силовыми элементами – контакторами или пускателями. Также могут использоваться мотор приводы.
- контролирует чередование фаз
- контролирует синфазность вводов
- формирует сигнал запуска генератора
- может работать от внешней батареи 12В
- измеряет уровень напряжений и отключает неисправную линию с низким или высоким напряжением, автоматически переводя питание на ту, где все нормально
- формирует сигнал авария
На передней панели AVR-02 расположены:
- двухстрочный жидкокристаллический дисплей
- кнопки навигации
- светодиодные индикаторы №1 и №2 – показывают подключенный ввод
- К1,К2,К3,К4 – состояние исполнительных реле
Принцип работы AVR 02
Как же работает схема собранная на базе AVR-02? Вот основные ее элементы:
- КМ1.1, КМ2.1, КМ3.1 – это силовые контакты пускателей
- KV1 – реле контроля трехфазной сети
- контакты №18,19,20 – предназначены для контроля аварийных цепей в мотор приводах
- S1 – это что-то вроде кнопки, с помощью которой можно подать сигнал и принудительно заблокировать работу AVR-02
- SB1 – кнопка Reset
- КМ4 – промежуточное реле
Рассмотрим три алгоритма работ и три ситуации для данного АВР.
Ввод №1 и ввод №2 исправны
Первый ввод является основным, второй – резервным. Устройство посредством контактов А1,В1,С1 через защитный автомат QF2 следит за напряжением на вводе-1.
То же самое происходит по вводу-2, через контакты А2,В2,С2.
Так как на всех этих контактах все в норме, AVR-02 должен подать напряжение на катушку КМ. Как это происходит?
Контакт 1 и 11 формируют сигнал управления посредством реле К5. Данное реле К5, если уровень напряжения нормален на обоих вводах, должно включить ввод№1.
То есть находится в том положении, как на изначальной схеме. Напряжение через него попадает на 10 контакт и идет до катушки КМ4. Это промежуточное реле. Его контакты обозначены КМ4.1 и КМ4.2
Реле срабатывает, замыкая свои контакты и напряжение через них попадает на 22-й контакт. Далее AVR включает реле К1. Через него и контакт №24 фаза достигает катушки включения КМ1. При этом другие реле К2,К3,К4 остаются разомкнутыми.
Алгоритм №2 — ввод №1 неисправен
Напряжение на вводе №1 исчезло. AVR-02 видит, что на А1,В1,С1 напряжения нет, зато на А2,В2,С2 оно есть. Поэтому К5 переключается в позицию №11.
Далее U с ввода-2 поступает через 11 на 10 и потом вся схема повторяется как было рассмотрено ранее.
Только в этом случае происходит замыкание не К1, а К2. И соответственно катушки контактора КМ2.
При этом устройство следит за тем, чтобы напряжение на №13,14,15 отсутствовало. Дабы не получилось встречного включения питания (при залипании контактов и восстановлении эл.снабжения).
Если же напряжение хотя бы на одном из разъемов 13-14-15 есть, то катушка КМ2 никогда не сработает. Это и есть защита от встречного напряжения.
АВР с автозапуском генератора
А как будет запускаться генератор, если исчезнет питание с обоих вводов? Контакт №12 служит для подключения к АВР внешнего источника питания +12В.
Когда у вас пропало напряжение на двух вводах, все контакты К1,К2,К3 получаются в разомкнутом состоянии. При этом автоматически происходит замыкание внутреннего контакта реле К4. За счет этого, формируется сигнал запуска для генератора.
Большинство генераторов с возможностью АВР, управляют заслонкой своей собственной автоматикой. Для этого им нужен только сигнал на старт. Вы его как раз и подаете.
Если у вас этого нет, то можно смастерить такую систему самостоятельно.
После подачи импульса, происходит запуск ДГУ и его прогрев. Когда он прогрелся, напряжение на реле KV1 достигает нормы. KV1 представляет из себя, что-то вроде реле защиты трехфазных двигателей.
Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети (правильное чередование фаз и их номинальное значение). Подойдет например такое — CKF-317.
После срабатывания, реле KV1 замыкает свой контакт KV1.1 и напряжение достигает разъема №16. Также U поступает на контакт №9 (он управляет внутренними цепями AVR) и №22.
AVR это видит и подает сигнал на замыкание реле К3 и катушки КМ3. После чего включаются силовые контакты пускателя генератора КМ3.1 Вся нагрузка запитывается от генератора.
Ввод№1+генератор (резерв)
Ну и напоследок рассмотрим чаще всего применяемую схему АВР для частного дома – ввод№1+генератор.
Далеко не все имеют два независимых ввода, плюс еще и ДГУ. Зато наличие отдельно генератора у владельцев особняков, не такая уж и большая редкость.
Основное эл.снабжение осуществляется от первого ввода. Принцип работы здесь такой же как и рассмотренный выше.
При изменение параметров напряжения на выходе за его номинальные значения (резко упало или повысилось, исчезло), происходит смена источника оперативного напряжения. Контакт КМ3.1 размыкается, а контакт КМ3.2 замыкается.
Также размыкаются контакты 22 и 24. Пускатель QF2 выключается. Спустя три секунды AVR 02 дает сигнал на запуск генератора. После его прогрева, происходит замыкание контактов 22-26. Подается напряжение на катушку КМ2 и включается пускатель QF8.
Вся нагрузка переводится на генератор.
Опять же, спустя установленное время, происходит замыкание №22-№24, после чего включается КМ1 и QF2. Питание восстанавливается от основного ввода. При этом контакты 29-30 будут замкнуты пока генератор не охладится.
Время расхолаживания ДГУ лучше выставлять в районе 3-5 минут.
Статьи по теме
domikelectrica.ru
Автоматический ввод резерва (АВР): назначение, устройство, схемы
В работе любой энергосистемы возможны сбои, вызванные техногенными или природными факторами. Это может вызвать определенные неудобства в повседневной жизни. Но еще больше проблем возникает, когда нарушение подачи электропитания происходит в промышленной сфере. Любые длительные перерывы здесь влекут за собой материальные убытки, серьезные последствия в отношении сохранности техники, могут представлять угрозу безопасности жизни людей. Чтобы этого не допустить, энергосистему подключают к двум или сразу нескольким независимым источникам питания. А переход от одного источника к другому осуществляют в автоматическом режиме с помощью устройства АВР.
Что такое устройство АВР?
Система АВР — это оборудование для автоматического ввода резерва. Такое устройство при нарушении параметров тока в основной сети самостоятельно производит переключение нагрузки на резервный ввод. При этом в качестве резервного источника может выступать другая линия электропередач, бензиновый генератор или ДГУ, аккумулятор и др. В некоторых случая наличие резервного питания и системы его ввода является обязательным. К примеру, энергопотребители первой категории оснащаются двумя независимыми друг от друга источниками питания. Также существует первая особая категория, где потребители требуют наличия не менее трех взаимно резервирующих источников питания.
Назначение АВР и требования к нему.
Главное назначение устройства АВР заключается в обеспечении бесперебойного питания электроэнергией потребителей. Для этого система АВР должна отслеживать состояние основной линии. И при выявлении нарушений переходить на подачу электроэнергии потребителю от резервного ввода. При этом процесс восстановления электропитания должен происходить максимально быстро. Обязательным условием является однократность выполняемого действия. То есть не должно быть повторных срабатываний в случае одной и той же неисправности (неустраненные токи короткого замыкания и т.п.). Еще один важный момент — разрыв основной сети должен происходить до подключения резервной линии. обо всех изменениях устройство АВР должно информировать с помощью индикации параметров.
Принцип работы АВР.
Пользователь задает параметры рабочего напряжения. При любых отклонениях от заданных параметров автоматика дает команду на смену ввода. Таким отклонением от нормы может стать перенапряжение, падение напряжения, обрыв сети, перекос фаз или короткое замыкание. При этом устройство АВР проверяет выполнение целого ряда дополнительных условий. Во-первых, на защищаемом участке не должно быть неустраненных неисправностей. Иначе подключение резерва не имеет смысла и даже может представлять опасность. Во-вторых, основной ввод должен быть включен. Чтобы исключить ситуацию, когда не напряжение на основной линии пропало, а сам ввод был отключен намеренно. В-третьих, проверяется наличие напряжения на резервной линии. Ведь генератор мог и не запуститься или требуется время для его выхода на рабочую мощность.
Если все условия удовлетворяются, устройство АВР размыкает основной ввод. Только после этого подключается резервная линия. Далее принцип работы АВР может развиваться по двум сценариям. Если предполагается наличие двух равноценных вводов, то будет осуществляться питание от резерва. В противном случае произойдет возврат на основной ввод, когда параметры электрического тока на нем восстановятся.
Компоненты АВР.
С технической точки зрения устройство АВР состоит из логической и коммутационной части. Первая из них отвечает за принятие решений, а вторая выполняет механическую функцию, то есть осуществляет переключение на практике. Но задач у автоматики несколько, поэтому стоит рассмотреть компоненты АВР более детально. На каждом из вводов находятся измерительные органы. При этом измерительная часть имеет регулируемую уставку, чтобы можно было задавать верхнюю и нижнюю границу рабочего напряжения. В задачи измерительной части входит постоянный контроль того или иного ввода.
Что касается логического контроллера, то он тоже имеет регулировку выдержки срабатывания. К логической части также относится цепь однократности, которая представляет собой двухпозиционное реле. Еще один немаловажный элемент АВР — индикаторная (сигнальная) часть. Она реализуется на основе указательных реле. По сути, это важная составляющая защитной функции АВР, поскольку информирует обо всех изменениях и неисправностях в работе.
В отношении силовой части стоит сказать, что она может быть собрана на контакторах или автоматических выключателях. В любом случае силовая часть должна полностью исключать возможность одновременного включения обоих вводов. Это возможно только при использовании сразу двух типов блокировки — электронной и механической.
Типовые схемы АВР.
Пожалуй, самый сложный и наиболее ответственный момент в организации системы АВР — это выбор правильной схемы. Здесь все будет зависеть от конкретной задачи. Но все же есть типовые схемы, которые в первую очередь отличаются количеством вводов и тем, какой именно источник используется в качестве резервного питания.
Схема АВР на два ввода. Это самый простой вариант организации системы АВР. Реализуется на основе двух контакторов или автоматических выключателей. В трехфазной сети схема строится с использованием реле контроля фаз. Принцип действия АВР на два ввода максимально простой. В нормальном режиме электрический ток подается через первый ввод. В случае нарушений контакт на первом вводе разомкнется, а на втором замкнется. Затем происходит обратный процесс, когда напряжение на основном вводе снова появляется. Особенность данной схемы заключается в том, что всегда существует приоритет первого ввода.
Схема АВР на два ввода с секционированием. Используется в ситуациях, когда питание потребителей распределено между двумя разными вводами. То есть первая секция питается от одного ввода, а вторая от другого. Особенность состоит в том, что оба ввода являются равнозначными. В схеме используются два автомата и секционный выключатель. Если на одном из вводов срабатывает автомат, секционный выключатель запитывает обесточенную секцию от другого ввода. С восстановлением нормальной работы каждая секция переходит на питание от своего ввода.
Схема АВР на три ввода. Здесь логика работы состоит в том, что проблемы на основном вводе приводят к переключению на второй ввод. А если и он обесточен, то задействуется третий ввод. При этом реализовать такую схему АВР можно в двух вариантах. Все будет зависеть от того, что используется источниками питания. К примеру, это могут быть два равнозначных ввода и один резервный, если используются две независимые линии и генератор. Или же один основной ввод и два последовательных резерва, если в наличии имеется одна линия и два генератора.
Схема АВР на три ввода с отложенным запуском. По сути, это разновидность предыдущей схемы, только в нее добавляется программируемый контроллер. Он позволяет откладывать запуск генератора на определенное время. Не секрет, что в начале работы выдаваемое генератором напряжение нестабильно. А отложенный запуск дает время генератору для выхода на рабочий режим.
Схема АВР на четыре ввода с каскадным запуском. Используется в ситуациях, когда резервом выступают несколько ДГУ с высокой мощностью. Одновременный их запуск может дать высокие пусковые токи и, соответственно, просадку напряжения. В результате не все генераторы смогут запуститься, да и на работу оборудования в целом это оказывает негативное влияние. Поэтому при наличии нескольких генераторов запуск их осуществляется последовательно, один за другим с интервалом по времени. Такой механизм запуска называется каскадным.
ekb.chint-electric.ru
Автоматическое включение резерва (АВР) дома и на производстве
Автоматическое включение резерва представляет собой решение, которое реализует логику безаварийной работы схемы электроснабжения при исчезновении рабочего питания путем включения резервного источника питания взамен отключенного.
Черт, наверно не совсем понятно написал. В общем, если происходит авария, например ток на вводе становится больше уставки токовой защиты или пропадает напряжение вследствие аварии => ввод отключается => с выдержкой времени включается другой ввод и потребители секции вновь становятся запитаны. В этом и есть АВР.
АВР предназначено для бесперебойности электроснабжения. Если бы АВР не было, то происходило отключение и оперативному персоналу приходилось производить переключения вручную. Однако, длительные перерывы питания вредны для производства и могут приводить к авариям и незапланированным остановам. Никто не хочет заново растапливать котёл. Ну и естественно экономические потери от недоотпуска электро и тепловой энергии… Но экономика не мой конёк, поэтому углубимся в электрическую часть.
Расшифровка значения АВР в области электрики лежит в словах выше — это автоматическое включение резерва, в отдельных источниках эта аббревиатура может расшифровываться как аварийный ввод резерва, но сути это не меняет.
Разобравшись с определением, двинемся дальше, и рассмотрим какие бывают АВР. В зависимости от времени действия — могут быть АВР стандартные с выдержкой времени от 0,3 до 1-2 секунд и быстродействующие АВР с временем действия до пары десятых секунд (подробнее про БАВР). БАВРы в основном применяют на опасных и ответственных производствах, где нарушение электроснабжения приведет к ужасающим последствиям (нефтяные, химические заводы).
Вариантов схем снабжения, для которых реализованы АВР множество:
- авр с явным резервом (на одной секции два питания, одно рабочее, а второе резервное)
- авр с неявным резервом (две секции, у каждой свой рабочий ввод, а между секциями секционный выключатель. Тут следует учитывать возможность запуска механизмов и нагрузки двух секций от одного, оставшегося в работе трансформатора. Его мощность должна быть рассчитана на требуемую нагрузку. Такие схемы являются двусторонними)
- групповое резервирование (одна резервная секция, от которой ничего не запитано, и к этой секции идут шины или кабельные линии от каждой рабочей секции)
Кроме секций распредустройств, вводов домов существует АВР различных ответственных механизмов. В данном случае уже гасится не секция, а при отказе (аварийном останове или срабатывании РЗА) механизма отключается и включается аналогичный резервный для поддержания режима работы системы. Например, есть воображаемая тэц или котельная и там есть четыре сетевых насоса => два всегда в работе => и у каждого есть по насосу на АВР.
Некоторые требования к АВР в ПУЭ
Хоть АВР и разнится по схемам применения, однако, принципы работы должны быть аналогичными. Вот некоторые требования, предъявляемые ПУЭ к устройствам автоматического включения резерва (полный список требований можно прочитать в разделах 3.3.30-3.3.42 правил устройства электроустановок):
- следует использовать АВР, если это приведет к уменьшению токов короткого замыкания, упрощению схемы и удешевлению аппаратуры
- может применяться на линиях, трансформаторах, ответственных механизмах, секционных выключателях
- действие авр должно быть однократного действия
- данная автоматика должна срабатывать и при исчезновении напряжения на защищаемом присоединении
- Если есть несколько рабочих вводов и один резервный. Например, каждая секция от своего рабочего трансформатора, а резервный трансформатор общий. Так вот при срабатывании АВР при такой схеме должна быть обеспечена возможность срабатывания автоматики при каждом отключении рабочего ввода любой секции. Даже, если отключения идут подряд. Хотя тут спорно…
- Кроме того, дополняя прошлый пункт, стоит отметить необходимость достаточной мощности резервного трансформатора. Если же мощности не хватает, то необходимо производить перед включением АВР отключение неответственных механизмов.
- АВР должен быть отстроен от режима самозапуска и от снижения напряжения при удаленном коротком замыкании
- Устройства авр должны быть обеспечены устройством пуска по снижению напряжения. А в отдельных случаях пускаться по частоте и даже действию датчиков (давления, расхода).
Это вероятно не все пункты из ПУЭ. Более подробно и возможно доходчиво можно почитать в первоисточнике.
Обозначение АВР на схеме
В зависимости от чертившего, варианты обозначения АВР на схеме электроснабжения могут разниться. Я часто работаю со схемами различных ТЭЦ, котельных и там встречаются следующие обозначения:
- рядом с выключателем, который должен включаться при нарушении питания пишется слово АВР (иногда это слово внутри прямоугольника)
- иногда на схеме не обозначено наличие, хотя в реальности присутствует (или сверху справа, где описание схемы, текстом прописано как происходит резервирование)
- рядом с выключателем рисуют кружок, который и обозначает данную возможность
- на выключателе, на котором реализована схема, сбоку или сверху (выключатель — квадратик на схеме) нарисован примыкающий треугольник и рядом написано АВР
Пусковой орган АВР может быть исполнен с пуском от
- реле напряжения
- реле напряжения и реле тока
- реле тока и реле частоты
Примеры расчета уставок АВР
Уставка пускового органа реле минимального напряжения (РМН) принимается из двух условий:
где Uc.р. — напряжение срабатывания реле;
Uотс.к. — наименьшее напряжение при расчете трехфазного КЗ;
Ucам — наименьшее напряжение при самозапуске ЭД;
kотс — коэффициент отстройки равный 1,25;
ku — коэффициент трансформации ТН.
Или же по выражению Uc.р. = (0,25-0,4)*Uном
Уставка срабатывания пускового органа РМН по времени определяется также из двух условий:
tс.р.=t1+dt
tс.р.=t2+dt
где t1 — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин высокой стороны подстанции
t1 — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин низшей стороны подстанции
dt — ступень селективности. Для микропроцессорных 0,3с, а для простых реле в зависимости от шкалы.
Уставка срабатывания пускового органа минимального реле тока:
где Iнагр.мин. — минимальный ток нагрузки;
ki — коэффициент трансформации ТТ.
Уставка срабатывания реле контроля наличия напряжения на резервном источнике:
где kв — коэффициент возврата реле.
Или же по выражению Uc.р. = (0,6-0,65)*Uном
Если пуск происходит от органа минимальной частоты, то его уставка 48Гц. Подробнее можно почитать в книге — Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.
Далее рассмотрим какие бывают схемы не на производстве.От простых до заводских схем исполнения.
Примеры схем АВР
Начнем рассмотрение схем с одного пункта, который лучше сразу обозначить. Разница между схемами АВР “автомат+пускатель” и “автомат с электроприводом” в экономичности последнего варианта на токи начиная от 200 ампер, меньшем месте в шкафу и большей устойчивости к перегрузкам, возникающим при включениях. Но в зависимости от схем, это решение должно приниматься индивидуально. А так в любой схеме вместо автомата с пускателем можно установить автомат с электроприводом.
Схема АВР для двух вводов на контакторе
Значит, тут у нас два ввода. У каждого ввода есть вводной автомат или рубильник. Также присутствует третий автомат, который отвечает за нагрузку потребителя. И главную роль в этом театре играет контактор, который я обозначил К1. У него есть обмотка и два контакта — нормально закрытый и нормально открытый. Принцип работы схемы в следующем: при пропадании напряжения пропадает питание с обмотки К1 и контакты перекидываются.
Недостатки данной схемы в том, что при моржках света питание будет кидать туда-обратно. Это конечно не даст Вам остаться без света, но сам контактор, а именно его контакты, потреплет знатно, вплоть до замены. Так как через них будет проходить весь ток. Поэтому токи при такой схеме должны быть небольшими. Да и для нагрузки такие режимы не есть хорошо.
Схема АВР с магнитными пускателями
Пускай в этой схеме пускатели будут обозначены К1 и К2. Хотя обычно пускатели обозначают КМ, даже называю их “каэм’ы”. Данная схема может быть однофазная или трехфазная. Я нарисовал её однофазной, так проще и быстрее. Значит, принцип работы в следующем: включаем “ввод №1” и тут же размыкается контакт К1 в со стороны нуля обмотки К2. Затем включаем “Ввод №2”, обмотка К2 уже разомкнута и следовательно контакт К2 в схеме нуля К1 не разомкнется и не вызовет отключение К1. Далее, если пропадает питание на вводе №1, то контакт К1 в схеме нуля К2 обратно становится замкнутым, питание доходит до обмотки с двух сторон и пускатель К2 срабатывает. Пускатель К1 у нас отключен и следовательно питание происходит от второго ввода. Если вновь появится напряжение на вводе №1, то для возврата надо будет вручную отключать второй ввод и включать первый. Это не очень то удобно.
В данной схеме получается, что рабочим вводом будет тот, который включить в первую очередь. Тоже не вызывает сильного доверия, но на первое время сойдет. Чтобы питание переключалось обратно на первый ввод можно установить реле напряжения. Значит, его обмотка будет подключена параллельно цепочке “катушкаК1 — контактК2”, а его контакт замкнутый последовательно в цепочку “катушкаК2 — контактК1”. Не забываем следить за рабочим током нагрузки и контактов пускателей.
Схема АВр на три ввода
В большинстве своем схема авр на три ввода представляет из себя два ввода плюс дизельгенератор. Суть её работы: при исчезновении питания на первом вводе, включается второй, а при исчезновении двух вводов сразу — включается ДГ. При повторном появлении электроэнергии на одном из двух вводов питание переходит от дизельгенератора на вновь включенный ввод. Данные схемы самому реализовать себе во вред, так как есть готовые решения — законфигурированные мозги, куда надо просто подключить провода и задать уставки. Нечто подобное рассматривалось в статье про БАВРы.
Если хотите более подробно ознакомиться с заводскими исполнениями схем АВР, то поисковые системы выдают множество pdf файлов различных изготовителей.
Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями
Последние статьи
Самое популярное
pomegerim.ru
устройство, варианты схем и принцип работы
Содержание статьи:
Системы АВР применяют для бесперебойного электроснабжения частных домов, предприятий, других объектов. Автоматическое включение резерва повышает уровень безопасности, предотвращает материальные потери. В некоторых ситуациях исключает угрозы жизни и здоровью людей. Для корректного выбора компонентов необходимо ознакомиться с принципами действия специализированного оборудования.
Что такое устройство АВР
АВР автоматически включает резервный источник питания в аварийной ситуации
Сохранение рабочего состояния источника питания обеспечивается с применением особых инженерных решений. При возникновении аварийной ситуации автоматика подключает генератор. Необходимые действия выполняются без тщательного контроля и вмешательства со стороны пользователя.
Основные функциональные компоненты типовой системы АВР:
- контрольные приборы фиксируют изменения электрических параметров сети питания;
- при регистрации разрыва цепи (КЗ) или отклонения от установленного порогового уровня автоматика отключает поврежденный участок;
- устройство сигнализации сообщает о нарушении рабочего режима;
- контактная группа подключает дежурный источник питания.
Далее проводят необходимые мероприятия для восстановления штатной системы. Аббревиатура (АВР) расшифровывается как «Автоматический Ввод Резерва». Кроме дежурного генератора используют переключение на работоспособную сеть или блок аккумуляторных батарей.
Назначение АВР
Функциональность системы основана на принципах обеспечения бесперебойной работы источника питания. Автоматизация основных процессов подразумевает исключение действий обслуживающего и эксплуатационного персонала. Профессиональные требования к оборудованию изложены в правилах ПУЭ. В частности, для подключения потребителей 1-й категории применяется схема АВР на 2 ввода с секционником на автоматах.
Дублирование распределительных устройств и других важнейших элементов обеспечивают высокий уровень надежности. Такие блоки рассчитаны на автономную работу. В ходе создания конструкторской документации исключают взаимное влияние для предотвращения ошибочных действий автомата АВР.
Необходимость применения таких систем поясняет пример хорошего оснащения частного загородного дома. Как правило, в таких объектах устанавливают локальную систему отопления. Управление современного газового котла обеспечивает электроника. Для принудительной циркуляции теплоносителя по контурам применяют насосы. Отключение этих компонентов при сильном морозе провоцирует разрушение труб и радиаторов.
Ремонтно-восстановительные работы намного дороже по сравнению с автозапуском специального генератора. Наличие дежурного источника питания пригодится при авариях в сетях электроснабжения. Если подключение напряжения выполняется достаточно быстро, пользователи не будут испытывать дискомфорт.
Принцип работы
Для изучения рабочих алгоритмов можно использовать пример сборки на простой элементной базе.
- Постоянный контроль электрических параметров основной линии обеспечивает контактор.
- Переменный ток через выключатель по замкнутой цепи поступает в локальную сеть к потребителям.
- Если напряжение пропадет, индукционная катушка не сможет удерживать шток.
- Пружина переместит через привод для замыкания контактную группу резервного ввода.
- Одновременно отключается основной автомат.
- При появлении напряжения в рабочей линии действия выполняются в обратном порядке.
Лампочки в соответствующих цепях сигнализируют о запуске определенных режимов.
Требования к системе
Функциональность представленной схемы органичена. Если неполадки в основной линии сопровождаются коротким замыканием, повторное включение провоцирует повреждение нагрузки. Определенное влияние оказывают реактивные характеристики электродвигателей. При подключении станка или мощного вентилятора падение напряжения способно вызвать ложное срабатывание системы защиты.
Отдельно следует рассмотреть скорость подключения запасного источника. При значительных временных интервалах в некоторых подключенных устройствах срабатывают локальные схемы защиты. Подобные ситуации сопровождаются сбоями в работе. Они провоцируют поломки, ускоренный износ приводов.
Чтобы устранить недостатки применяют логические схемы управления, созданные на основе электронных блоков со специализированным программным обеспечением. Некоторые компоненты оснащают механическими узлами блокировки. Такие элементы сохраняют работоспособность при полном отключении основного и аварийного питания.
Основные требования к АВР современного уровня:
- надежность подключения запасного источника питания (ИП) при пиковых нагрузках и значительных изменениях рабочих параметров сети;
- достаточное быстродействие для исключения повреждения потребителей электроэнергии;
- регулируемая настройка пороговых уровней включения системы защиты;
- блокировка подсоединения к цепи с КЗ и параллельного подключения двух вводов;
- однократное срабатывание;
- автоматизированная проверка функционального состояния резервного ИП.
Плавное переключение обеспечивают с помощью добавления в схему трансформаторов.
Выбор автоматики
Блок АВР ПромЭнерго
Промышленное оборудование и технику профессиональной категории оснащают автоматикой в стандартной комплектации. Как минимум, предлагают в составе ящик с набором контакторов для воспроизведения защитного алгоритма. В зоне доступности размещают аварийную кнопку. При необходимости рукой установку отключают одним быстрым движением.
Специализированный щит АВР можно приобрести в собранном состоянии либо создать функциональный аналог самостоятельно. При выборе готового изделия следует обратить внимание на репутацию производителя. Пригодится предварительное изучение отзывов покупателей и мнения опытных экспертов.
В нижнем ценовом диапазоне представлены изделия сомнительного происхождения. Если АВР однофазный стоит до 1500-2000 р., вряд ли можно рассчитывать на длительный срок службы и высокую надежность. Подделки отличаются плохой сборкой, низким качеством контактных групп. Достаточно часто в подобных моделях используют маломощные электронные ключи, которые не приспособлены к броскам напряжения и нагрузкам с выраженными индуктивными характеристиками.
От 4 000 до 8 000 р. можно найти качественные АВР малоизвестных торговых марок. В надежных комплектах оборудования применяют электромеханические функциональные компоненты.
В диапазоне от 20 000 р. и выше представлена продукция ответственных производителей. На эти изделия предоставляют официальные гарантийные обязательства. Быстродействие и другие важные параметры контролируют в каждой отдельной товарной партии.
Автоматика без контроллера
Расшифровка обозначения подчеркивает главную особенность оборудования данной категории. «Автоматический» способ подключения резерва современного уровня подразумевает не только отсутствие вмешательства со стороны пользователей. Электронный контроллер обеспечивает оперативную проверку состояния питающей и резервной сети. Он блокирует выполнение ошибочных операций, препятствует возникновению потенциально опасных ситуаций. При выборе АВР следует проверить наличие в комплекте этого полезного компонента.
АВР в сетях 0,4 кВ
Для коммутации цепей питания в сетях со сравнительно небольшим напряжением (0,4 кВ) применяют серийные контакторы с магнитным приводом. Также используют пускатели в комплекте с АВ. Компоненты схемы подбирают с учетом токовых нагрузок (потребляемой мощности).
В типовые щиты АВР на 2 ввода устанавливают приборы учета электроэнергии, устройства защиты от импульсных бросков напряжения, реле с функцией задержки для создания дополнительного временного интервала перед подключением нагрузки.
Классификация АВР и варианты реализации
Применяют следующие схемы организации рабочих алгоритмов:
- Односторонняя подразумевает подключение резервного ввода при необходимости. Например, для временного питания от АКБ.
- В двустороннем исполнении обе секции равнозначны. Такое решение применяют, если возможно переключение на резервную сеть с аналогичными параметрами.
Отдельно определяют логику восстановительного процесса. Используют:
- последующее автоматизированное подключение к основной линии;
- переход на резервное питание с изменением режима в ручном управлении.
Особенности работы с бытовыми генераторами
Популярность такого решения обусловлена простотой выбора техники необходимой мощности. В соответствующем сегменте рынка предлагают генераторы с приводом от бензиновых (дизельных, газовых) моторов для подключения к одно- и трехфазным сетям. Они рассчитаны на длительную непрерывную эксплуатацию без тщательного контроля. Автономность фактически зависит лишь от запаса топлива.
Для запуска силового агрегата секционный шкаф автоматики комплектуют специализированным блоком управления. Он подает питание на стартер по установленному алгоритму. В частности, можно настроить программу на предварительный прогрев дизельного двигателя в зимних условиях.
АВР на аккумуляторах
Такие источники резервного питания подают в линию постоянный ток. Для преобразования в синусоиду определенной амплитуды (220 или 380 V) применяют инвертор. Следует понимать ограниченную автономность такого варианта. Однако параллельным подключением нескольких АКБ можно обеспечить необходимый временной интервал. Перспективное направление – литий-ионные накопители энергии. Они превосходят свинцово-кислотные аналоги по главным техническим характеристикам. Высокая цена ограничивает широкое применение. Однако по мере увеличения спроса и расширения производства производители начинают предлагать качественные изделия по приемлемой стоимости.
Подключение АКБ проще по сравнению с генератором. В этом варианте АВР можно собрать по стандартной схеме без специального блока управления запуском двигателя.
Применение логического контроллера
Такие блоки применяют для точной настройки алгоритма рабочих операций. Специальными регуляторами устанавливают допустимый процент отклонения напряжения от номинала, временные интервалы, другие параметры. Цепи управляющих сигналов подсоединяют к устройствам коммутации.
Организация АВР в высоковольтных цепях
Чтобы упростить контроль рабочих параметров сети применяют понижающий трансформатор. Определенным количеством витков уменьшают напряжение с 1000 до 100 V. Если в цепь управления добавить реле контроля фаз, подключение резерва выполняется при обрыве хотя бы одной линии.
Схемы подключения
Оптимальный вариант выбирают с учетом:
- рабочих параметров сети питания;
- типа нагрузок;
- особых требований по скорости ввода резерва и другим параметрам.
Для однофазных сетей при подключении частного дома или небольшого коммерческого объекта можно применить простейший вариант на модульных контакторах с двухполюсным АВ. Схему АВР с реле контроля фаз на два ввода используют при подключении мощных нагрузок. В соответствующем исполнении кроме уровня напряжения контролируют искажения синусоиды, корректность фазировки. Если предполагается работа с несколькими источниками (больше двух), создают систему с необходимым количеством вводов.
strojdvor.ru
Автоматический ввод резерва — это… Что такое Автоматический ввод резерва?
Автомати́ческий ввод резе́рва (Автомати́ческое включе́ние резе́рва, АВР) — способ обеспечения резервным электроснабжением нагрузок, подключенных к системе электроснабжения, имеющей не менее двух питающих вводов и направленный на повышение надежности системы электроснабжения. Заключается в автоматическом подключении к нагрузкам резервных источников питания в случае потери основного.
Общие требования к АВР
- АВР должен срабатывать за минимально возможное после отключения рабочего источника энергии время .
- АВР должен срабатывать всегда, в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей, независимо от причины. В случае работы схемы дуговой защиты АВР может быть блокирован, чтобы уменьшить повреждения от короткого замыкания. В некоторых случаях требуется задержка переключения АВР. К примеру, при запуске мощных двигателей на стороне потребителя, схема АВР должна игнорировать просадку напряжения.
- АВР должен срабатывать однократно. Это требование обусловлено недопустимостью многократного включения резервных источников в систему с неустранённым коротким замыканием.
Реализацию схем АВР осуществляют с помощью средств РЗиА: реле различного назначения, цифровых блоков защит (контроллер АВР), переключателей — изделий, включающих в себя механическую коммутационную часть, микропроцессорный блок управления, а также панель индикации и управления.
Применение
Практическая реализация различных схем, обзорные статьи: Что такое АВР ? Часть вторая. Часть третья Часть четвертая Часть пятая Часть шестая Часть седьмая
 | В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011. |
Схема секционированной системы сборных шин. Секции имеют связь посредством секционного выключателя QSСогласно 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.
Таким образом, кроме неудобств в повседневной жизни человека, длительный перерыв в электропитании может привести к угрозе жизни и безопасности людей, материальному ущербу и другим, не менее серьёзным последствиям. Бесперебойное питание можно реализовать, осуществив электропитание каждого потребителя от двух источников одновременно (для потребителей I категории так и делают), однако подобная схема имеет ряд недостатков:
- Токи короткого замыкания при такой схеме гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей.
- В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
- Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании.
- Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определенного режима работы системы.
- В некоторых случаях не получается реализовать схему из-за того, что нет возможности осуществить параллельную работу источников питания из-за ранее установленной релейной защиты и оборудования.
В связи с этим возникает необходимость в раздельном электроснабжении и быстром восстановлении электропитания потребителей. Решение этой задачи и выполняет АВР. АВР может подключить отдельный источник электроэнергии (генератор, аккумуляторную батарею) или включить выключатель, разделяющий сеть, при этом перерыв питания может составлять всего 0.3 — 0.8 секунд.
При проектировании схемы АВР, допускающей включение секционного выключателя, важно учитывать пропускную способность питающего трансформатора и мощность источника энергии, питающих параллельную систему. В противном случае может получиться так, что переключение на питание от параллельной системы выведет из строя и её, так как источник питания не сможет справиться с суммарной нагрузкой обеих систем. В случае если невозможно подобрать такой источник питания, обычно предусматривают такую логику защиты, которая отключит наименее важных потребителей тока обеих систем.
АВР разделяют на:
- АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию.
- АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.
- АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени он включается, а секционный выключатель отключается. Если кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, то сначала отключается секционный выключатель, а затем включается вводной. Схема вернулась в исходное состояние.
- АВР без восстановления.
Принцип действия
В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях служат реле минимального напряжения, подключённые к защищаемым участкам через трансформаторы напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле даёт сигнал в схему АВР. Однако, условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворён еще ряд условий:
- На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.
- Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключён намеренно.
- На соседнем участке, от которого предполагается получать питание после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет смысла.
После проверки выполнения всех этих условий логическая часть АВР даёт сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причём, межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился.
В низковольтных сетях одновременно в качестве измерительного и пускового органа могут служить магнитные пускатели или модуль АВР-3/3. Либо предназначенный для управления схемами АВР микропроцессорный контроллер АВР.
См. также
Источники
- «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5-283-010031-7
- «Автоматическое включение резерва» М. Т. Левченко, М. Н. Хомяков «Энергия» 1971
Ссылки
biograf.academic.ru
Основные схемы АВР и их особенности.
Энергоснабжение промышленных предприятий, различных учреждений и частных домов должно быть бесперебойным. В противном случае последствия могут оказаться непредсказуемыми и в некоторых ситуациях весьма опасными. Во избежание этого питание потребителей обеспечивают двумя независимыми друг от друга источниками электроэнергии. Один из них служит основным, а второй используется в качестве резервного. Для быстрого переключения между источниками применяют автоматический ввод резерва — АВР. Схемы подключения АВР достаточно разнообразны и зависят от типа напряжения, нагрузки, видов потребителей и множества других факторов. Но базовые схемы АВР остаются неизменными и могут быть взяты за основу при создании более сложных систем автоматического ввода резерва.
Типовая схема подключения АВР на модульных контакторах.
Для большинства частных домов, административных зданий и малых производственных помещений достаточно простейшей схемы АВР. Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя. В нормальном режиме электропитание проходит через однополюсный автомат и поступает на контактор. При этом нормально-разомкнутый контакт замыкается, а нормально-замкнутый, наоборот, размыкается. От контактора фаза приходит на двухполюсный выключатель. В свою очередь ноль никогда не размыкается и сразу приходит на второй контакт двухполюсного выключателя. В случае аварийного режима контактор размыкает фазу с основного ввода и подключает с резервного. Если же понадобится вручную перевести нагрузку с основного источника на резервный, достаточно просто отключить однополюсный автомат основной сети.
Схема АВР с реле контроля фаз.
Рассмотренная выше схема прекрасно работает в однофазной сети. Однако при наличии трехфазного напряжения схема АВР не обходится без реле контроля фаз. Такое реле выполняет функцию постоянного слежения за параметрами напряжения основной сети. В случае превышения показателей или падения напряжения, а также при неисправностях одной из фаз, реле обеспечит переход на резервный ввод. Но этим возможности реле не ограничиваются. Так, в зависимости от выбранной модели оно может следить за фазировкой (порядок чередования фаз) и асимметрией напряжения (перекос фаз).
С технической точки зрения реле контроля трехфазного напряжения состоит из измерительной и силовой части. Первая, как правило, имеет регулируемые параметры. Например, можно установить порог для верхнего и нижнего значения напряжения. Также незаменимой окажется возможность регулировки параметров задержки срабатывания реле. Это позволит избежать ложного срабатывания устройства во время кратковременных колебаний напряжения основной электрической сети.
Схема АВР на два и на три ввода.
Пока что нами были рассмотрены схемы АВР только на два ввода. Логика их работы достаточно проста — с основной сети переключать на резерв, а с резерва на основную сеть. Но ведь источников питания может быть и больше. В этом случае не обойтись без схемы АВР на три ввода. Предположим, в нашем распоряжении имеется основная линия (Ввод 1), резервная линия (Ввод 2) и дизельный генератор (ДГУ). Тогда логика работы будет состоять в следующем. При падении напряжения на первом вводе питание потребителей идет за счет второго ввода. А с возобновлением нормального напряжения снова возвращается на первый ввод. Если же оба ввода обесточены, через заданную выдержку по времени подается команда на запуск ДГУ. Каждый из вводов сопровождается своим автоматическим выключателем и дополнительно устанавливается автомат между ДГУ и двумя другими вводами. Это необходимо во избежание встречного напряжения между ДГУ и основным вводом.
Схема АВР для вводно-распределительного устройства с секционным переключателем.
А теперь настало время перейти к более сложным распределительным системам электроэнергии. Таковыми являются вводно-распределительные устройства с секционным переключателем. Чтобы бесперебойно принимать и распределять электроэнергию, вся система разделена на секции, каждая из которых питается от своего источника. В случае аварийной ситуации на одной из секций потребители будут запитаны от смежной секции через секционный выключатель. Звучит достаточно просто, но на практике схема АВР должна учитывать не только отсутствие напряжения на указанной секции. Учитывается также наличие напряжения на соседнем участке, иначе переход на питание от него не имеет смысла. Помимо этого, контроллер АВР проверяет отсутствие короткого замыкания, в противном случае подача энергии на эту секцию недопустима. Схема АВР обязана учитывать и то, что вводной выключатель должен быть включен. Чтобы не получилось ситуации, когда секцию обесточили намеренно, а в этот момент АВР вступает в работу. Все эти особенности делают создание схемы АВР для вводно-распределительного устройства весьма нетривиальной задачей. Особенно если количество секций ВРУ больше двух.
Основные выводы.
Даже самая простая схема АВР подразумевает наличие сразу нескольких компонентов. Неправильное расположение или подключение хотя бы одного из них может привести к печальным последствиям. И даже если все элементы задействованы правильно, их подключение и настройка занимают массу времени. При этом не стоит забывать и о том, что все контакторы, автоматические выключатели и прочие составляющие должны быть одного производителя! Только в этом случае можно гарантировать отлаженную и бесперебойную работу автоматического ввода резерва. В связи с этим невольно возникает вопрос — не лучше ли воспользоваться готовым модульным решением вместо того, чтобы самостоятельно пытаться собрать АВР из различных компонентов?
Готовое решение от CHINT — модульный АВР серии NZ7 с моторным приводом.
Специалисты CHINT уже все сделали за вас, остается только подключить два ввода и выход питания. Все до безумия просто, не правда ли?! Да, и вы сейчас сами в этом убедитесь. CHINT серии NZ7 представляет собой модульную конструкцию, от начала и до конца собранную на заводе. Это исключает сборку «кривыми руками», все уже протестировано, настроено и полностью готово к работе. АВР от CHINT легко помещается в типовой шкаф.
Неоспоримое преимущество серии NZ7 заключается в двойной блокировке обоих вводов! Контакты прерывателей цепи обеспечивают электрическую блокировку, а моторный привод выполняет механическую блокировку. Таким образом, полностью исключается вероятность подключения к нагрузке сразу обоих источников питания. Более того, электродвигатель используется только один, а переключение вводов осуществляется его вращением вперед и назад. Это дает существенную экономию пространства, делая устройство компактным, практически бесшумным и с пониженным энергопотреблением.
Еще одной отличительной чертой АВР CHINT серии NZ7 можно назвать универсальность в выборе источника ввода. То есть питание можно осуществлять как от централизованной электрической сети, так и от любого генератора. При этом АВР от CHINT сможет самостоятельно управлять не только запуском, но и остановкой генератора. А регулировка задержки при переходе на резерв позволит избежать ложного срабатывания в случае кратковременного падения напряжения.
В общем готовый модульный АВР от CHINT позволит избежать мучительного поиска подходящей схемы АВР и длительного монтажа оборудования. Всего за полчаса автоматический ввод резерва будет смонтирован и станет обеспечивать бесперебойное снабжение электроэнергией заданного объекта. А все что для этого потребуется — просто подключить вводы и вывод!
chint-electric.ru