Щиток для включения генератора - NEVINKA-INFO.RU

Щиток для включения генератора

Энергетическая независимость жилища — кредо многих современных домовладельцев. Чтобы интегрировать портативный генератор в домашнюю сеть, необходимо не только обладать навыками электромонтажа, но и знать основы автоматизации резервного ввода. Сегодня мы ответим на большинство вопросов по этой теме.

Щиток для включения генератора

Как правильно подключить генератор к частному дому

Энергетическая независимость жилища — кредо многих современных домовладельцев. Чтобы интегрировать портативный генератор в домашнюю сеть, необходимо не только обладать навыками электромонтажа, но и знать основы автоматизации резервного ввода. Сегодня мы ответим на большинство вопросов по этой теме.

Почему не следует включаться через розетку

В редких случаях аварийного обесточивания принято «подкидывать» питание от генератора к ближайшей розетке. Ведь отключения электричества так редки, не правда ли, так зачем напрягаться над устройством системы резервного ввода? Но здесь, как и во всём, есть ряд подводных камней.

Во-первых, линия питания отдельной розеточной группы не рассчитана принимать на себя магистральную нагрузку. Хорошо, если группа защищена отдельным автоматом, подобранным соответственно сечению кабеля, а если нет?

Подключение генератора к дому через трёхпозиционный рубильник: 1 — вводной автомат сети; 2 — счётчик; 3 — УЗО; 4 — генератор; 5 — трёхпозиционный переключатель; 6 — нулевая шина (N); 7 — шина заземления (PE); 8 — к потребителям

Во-вторых, нельзя полагаться на собственную обязательность. Забыть выключить вводной автомат — это обычное дело. В лучшем случае вы запитаете от генератора всех потребителей на магистральной городской линии, что, несомненно, вызовет перегруз и сильное недоумение — почему же автомат защиты постоянно срабатывает. В худшем — и это наиболее частая причина поломок генератора — вы словите «встречку» и на долгое время попрощаетесь с аварийным источником электроэнергии.

Ну и последний аргумент: никогда не стоит пренебрегать удобством пользования той или иной системой. Всего один поворот рубильника или работа в полностью автоматическом режиме — и вы всё время спокойны за сохранность своей электросети и оборудования, подключенного к ней.

Необходимый минимум для подключения генератора

Впрочем, для технически правильного подключения генератора к домашней электросети нужно не так много. В первую очередь — обеспечить отдельный ввод. Его рекомендуется выполнять медным кабелем высокого сечения (не менее 4 мм 2 ) и прокладывать от вводно-распределительного устройства до специально оборудованного места установки генератора.

Также понадобится перекидной рубильник. Для бытовых нужд в последнее время появилось много вариантов подобных устройств в модульном исполнении для монтажа на 35 мм DIN-рейку. Навскидку можно предложить целый ряд устройств. От наиболее дешёвых изделий марки TDM-63 до более добротных и надёжных устройств серии E200 от ABB или SFB от Hager.

Устройства имеют простейшую схему включения и принцип работы. На нижние контакты, как правило, подключают общую шину отходящих нагрузок. С обратной стороны, там, где контакты парные, подключают два отдельных ввода. Клавиша переключения имеет три положения, в среднем все цепи разомкнуты. Практически во всех сериях устройства могут быть многополюсными, что значительно облегчит работу с трёхфазной сетью и сложной системой заземления/зануления.

Важно помнить, что трёхпозиционный (перекидной) рубильник работает по принципу выключателя нагрузки, в нём не предусмотрено ни теплового, ни электромагнитного расцепителя. Поэтому каждый ввод нужно дополнительно защищать автоматом, предельный ток которого определяется допустимой нагрузкой на питающую линию.

Простейшее перекидное устройство можно изготовить и самому из пары двухполюсных автоматов одного и того же производителя. Их нужно поставить рядом, один перевернуть вверх ногами, а затем сцепить вместе клавиши, вставив стальной штифт в штатное отверстие.

Как обеспечить автоматическое переключение

Если щиток с ВРУ расположен в труднодоступном месте или вы просто не желаете каждый раз выполнять переключение вручную, можно положиться на устройство автоматического переключения. Его схема также предельно проста, нужно лишь два модульных контактора с количеством контактных пар, равным числу фаз питания, а также парой нормально открытых и нормально замкнутых дополнительных контактов.

В обычном режиме работы городской ввод все время находится «на подхвате» включенного контактора, у которого цепь питания катушки подключена напрямую к питающей сети до разрыва. Если электричество на городском вводе пропадает, контактор отбросит и замкнётся нормально закрытая пара дополнительных контактов, которая включит второй контактор резервного ввода, или, по крайней мере, замкнёт цепь питания его катушки.

1 — реле времени; 2 — контактор основного ввода; 3 — управляющая катушка контактора; 4 — контактор резервного ввода

Подключение «аварийного» контактора также выполняется до разрыва питающей сети от генератора, поэтому до его запуска устройство будет оставаться в выключенном состоянии. Здесь очень полезно добавить в цепь модульное реле времени, чтобы питание потребителей включалось спустя минуту-две после запуска генератора. Это позволит двигателю прогреться и выйти в рабочий режим перед принятием основной нагрузки.

При этом цепь питания второго, резервного контактора, следует пропустить через нормально закрытый контакт коммутатора основного ввода. Таким образом, при повторном появлении напряжения на городской линии первый контактор снова включится и разомкнёт цепь питания второго ввода. Конечно, здесь бы следовало добавить устройство останова генератора, но в крайнем случае он будет некоторое время работать на холостом ходу с минимальным потреблением топлива.

Установка блока АВР с автозапуском бензогенератора

В свете вышесказанного было бы очень полезным устройство, вообще исключающее вмешательство человека в работу системы аварийного электроснабжения. Такие приборы действительно есть и работают они полностью бесперебойно, но только с генераторами, укомплектованными электрическим стартером и штатной системой останова.

Разрабатывать подобную систему самостоятельно — хлопотное дело, достойное отдельного обсуждения. При неправильной организации работы велик риск испортить оборудование. Например, если генератор имеет поломку моторной части, его принудительный многократный запуск вызовет, по меньшей мере, глубокий разряд аккумулятора, а в худшем случае приведёт к выходу из строя обмоток электростартера.

Есть два варианта подобных устройств, первый — штатный блок электронного управления, поставляемый вместе с генератором и устанавливаемый с ним в одном помещении. Такой блок подключается согласно приложенной в инструкции схеме и управляет он только запуском и остановкой двигателя, в некоторых случаях берёт на себя задачу регулировки оборотов и выдаваемой мощности. Основная коммутация резервного ввода выполняется контакторами по схеме, которую мы описывали ранее. Только в этом случае нормально разомкнутый контакт на основном вводе протягивается сигнальным слаботочным проводом до блока управления, чтобы текущее состояние городской линии давало понять электронике, когда следует вводить в работу или останавливать генератор.

1 — блок автоматического запуска генератора; 2 — контактор основного ввода; 3 — контактор резервного ввода

Второй вариант — комплектные устройства АВР с автозапуском. Это не очень обширный спектр устройств, но все они требуют установки на генератор дополнительного оборудования: электрического привода дроссельной заслонки и стартера с аккумулятором.

Подключение генератора через АВР: 1 — вводный автомат; 2 — счётчик; 3 — щит АВР; 4 — генератор; 5 — управляющий кабель; 6 — нулевая шина; 7 — автоматы потребителей; 8 — шина заземления

Преимущество таких систем в том, что они имеют всё необходимое «из коробки» и полностью заменяют вводно-распределительное устройство, включая встроенные защиты по току, а иногда даже имеют систему защиты от перенапряжений и утечек. Всё что нужно для подключения — присоединить жилы вводов и шины потребителей на устройства коммутации, а также соединить вторичную клеммную колодку с дополнительным оборудованием генератора с помощью четырёх- или пятижильного провода.

Возможные проблемы и неисправности

При использовании генератора вы должны иметь полное представление о характере тока, генерируемого автономным источником. Зачастую это не привычные фаза и ноль, а чередующиеся фазы с полуволной в 110–125 В относительно земли.

Такие генераторы требуют качественно выполненной системы заземления, которая не связана с защитным проводником домашней сети. Также в обязательном порядке должны коммутироваться как фазный, так и нулевой провод обоих вводов, иначе гарантирована утечка в городскую сеть.

Это и есть основная причина того, что при подключении через розетку срабатывает автомат защиты на самом генераторе. Что до устройств дифференциальной защиты, их придётся устанавливать парно — по одному на каждый ввод. Исключение из этого правила составляют трёхфазные сети, но они, в свою очередь, требуют устройства раздельных контуров заземления и зануления для стабильной и бесперебойной работы.

Как я делал себе АВР для генератора

Несколько лет назад делал себе АВР (автоматический ввод резерва) для работы на даче от генератора. Сейчас многие ИТ-шники переходят на удалёнку, работают с дач, где качество электропитания может оставлять лучшего. Поэтому решил написать о своем опыте самодельного АВР на микроконтроллере ATmega8A. Если тема интересна, добро пожаловать под кат, будет много букв и кода.

О заземлении

Прежде чем что-либо делать с электричеством, нужно позаботиться о наличии хорошего заземления в вашем доме. Просто так взять и подключить обычный бытовой бензиновый/дизельный/газовый генератор к электросети дома не получится. Нужно соблюдать меры предосторожности. Первая из них – ваш генератор должен быть хорошо заземлен. Тогда у вас есть хорошие шансы не получить удар током, когда статика от вашего любимого свитера пробъёт изоляцию обмотки генератора. Вообще, к работающему генератору не стоит без нужды прикасаться.

Стоит помнить, что в сети не всегда 220В. Коммутация на линиях, грозовые разряды вдалеке, статические разряды дают такие наводки, что в сети нередки короткие импульсы в несколько киловольт. С этим борются установкой разрядников и УЗИП на вводе в дом, но это очень редкая практика в РФ. Так что пусть искра в землю уходит, и не через вас – сделайте по всему дому хорошее заземление. Без этого делать что-либо дальше просто нельзя!

О генераторах

К слову, у многих бытовых бензиновых генераторов обмотки никак не соединены с землёй. И это вполне нормально, когда вы питаете от генератора один электроинструмент. Но когда вам надо подключить генератор к дому, нужно сделать нулевой провод (N) и провод фазы (L). Для этого один из выводов генератора заземляется и из этой точки заземления уже независимо нужно вести в дом два провода – один будет нейтралью N, а второй – защитным заземлением (PE). При выборе генератора нужно обратить внимание, можно ли заземлять его выход, порой это запрещено в инструкции к генератору, тогда такой генератор вам не подойдёт.

Часто в Сети можно увидеть схемы подключения генератора без заземления и разделения линий N и PE. Не делайте так, дольше проживёте. Такие схемы хорошо работают до первого неудачного стечения обстоятельств. В типичных блоках питания современных электронных приборов стоят конденсаторы с линий L, N на землю. Если N не заземлить у генератора, то за счёт этих конденсаторов на линии N будет, если повезёт, 110 вольт относительно земли. Кстати, многие газовые котлы в таком режиме вообще перестают работать. Про влияние статики без присутствия заземления я уже писал выше.

О схемах АВР

Есть несколько разных схем реализации АВР. Дальше я буду писать о наиболее безопасной с моей точки зрения схеме однофазного АВР. Я не советую экономно делать АВР на одном контакторе или же с коммутацией только одного фазного провода. Только вместе с нейтралью.

На приведенной схеме питание от сети и от генератора подаётся через вводы 1 и 2. Они защищены спаренными автоматами. Через дополнительные автоматы питаются схемы коммутации и индикации. Видно, что катушки реле взаимно блокируются электрически. За включение того или иного ввода отвечает для упрощения не показанный на схеме микроконтроллер, который замыкает цепи в точке коммутации ТК1 или ТК2.

Принципиальным моментом является наличие в АВР 2х схем блокировок – взаимной механической блокировки коммутирующих вводы контакторов и взаимной электрической блокировки контакторов. Самодельщики ради экономии, бывает, в своих конструкциях пренебрегают этими блокировками, а зря. Схема без блокировок может проработать некоторое время, но в какой-то момент контакты пригорят, возвратные пружины ослабнут и случится КЗ между вводами. Во-первых, это грозит большим бабахом, если обе линии окажутся под напряжением, но это не самая большая проблема. Гораздо важнее, что ваш генератор неожиданно для ремонтирующих проводку электриков может выдать в общую сеть напряжение – при неблагоприятном стечении обстоятельств ремонтирующие линию электрики могут погибнуть. Для вас это уже уголовная статья.

Читайте также  Электромашинное возбуждение синхронных генераторов

О контакторах

Таким образом, использование обычных реле для нас отпадает, подойдут только специализированные контакторы. Для больших мощностей есть ещё вариант с моторизованными приводами, но это дорого и для типичного домашнего применения избыточно.

Чтобы сделать механическую блокировку, нужно выбрать контакторы, которые могут работать в паре. Обычно взаимная блокировка достигается установкой одинаковых контакторов рядом друг с другом и установкой дополнительной опции – механического блокиратора. Он продаётся отдельно от контакторов и стоит копейки.

Взаимная электрическая блокировка возможна, если на контакторе есть дополнительные сигнальные контакты, работающие на размыкание. Иногда они сразу встроены в контактор, иногда их можно докупить и установить как опцию.

Ведущие производители контакторов имеют в своих линейках такое оборудование. Так что найти и купить комплект не представляет особого труда. Правда цены на брендовые контакторы на порядок выше наших/китайских. Поскольку количество циклов коммутации не ожидается большим, то выбор китайских контакторов вполне оправдан. К недостаткам можно отнести только то, что катушки контактора во время работы довольно сильно гудят.

Еще по поводу коммутируемой мощности. Контакты контактора должны выдерживать максимальную мощность, которую вам разрешено потреблять в доме. У меня это 10 кВт, поэтому контакторы я выбирал на допустимый ток через один контакт примерно в 50 ампер. Стоит отметить, что по какой-то причине коммутируемая мощность для типичного трехфазного контактора указывается в паспорте суммарная для всех трёх фаз, поэтому надо внимательно смотреть, какой допустимый ток именно через один контакт.

О схеме управления

Когда я занимался созданием АВР у меня было несколько особых требований к его работе:

  • У меня не так часто отключают электричество, поэтому я решил, что мне не нужен автозапуск генератора, а вот от автоматической остановки генератора я решил не отказываться: когда сеть восстанавливается, генератор сам затихает и сразу понятно, что теперь с питанием всё хорошо, да и бензин экономится
  • После старта генератора ему надо дать время прогреться и только после прогрева давать ему нагрузку. Т.е. мне нужен был таймер включения АВР после подачи напряжения от генератора
  • После восстановления напряжения в сети часто происходили повторные отключения через короткий промежуток времени, поэтому мне нужен был таймер, который бы выждал перед переходом с генератора на сеть некоторое время и не глушил сразу генератор
  • Генератору, говорят, полезно перед выключением немного поработать без нагрузки. И для этого мне тоже нужен был таймер

Таким образом вырисовывалась картина, что мне нужен контроллер с несколькими таймерами. В те времена я увлекался кодингом на AVR, поэтому решил сделать такой контроллер на Atmega 8a.

Хорошо бы, чтоб контроллер работал долго и надёжно. Кроме того, чтобы сделать полную гальваническую развязку и снабдить контроллер сторожевым таймером я ничего более не придумал. Ну и сделать схему и программу максимально простыми. Поскольку делалось всё для себя, то все настройки и калибровки решил оставить в коде — весь UI свелся к одному светодиоду )

Основная задача контроллера – мониторить напряжение на вводах и, при необходимости, переключать вводы. При этом приоритетным является ввод от деревенской сети.

Тут стоит отметить, что качество сети таково, что колебания от 150 в до 250 в вполне обычное явление. Поэтому понятие что есть хорошее питание от сети очень размыто. Через какое-то время я решил эту проблему, когда поставил на весь дом один мощный тиристорный стаблизатор напряжения на 11 кВт. Но, важно, стабилизатор можно ставить только до АВР, а не после! Включать стабилизатор для генератора категорически не рекомендуется. Есть опасность, что при определенной комбинации нагрузок, особенно всяких мощных насосов, система из генератора и стабилизатора станет неустойчивой и войдет в автоколебания.

После некоторых раздумий нарисовал такую схему в Eagle.

В схеме есть два идентичных трансформаторных источника питания, при наличии напряжения на любом из вводов схема обеспечена питанием. Между вводами возможно напряжение в 600в, поэтому изоляция трансформаторов должна быть хорошей. Питание берется после пакетников QF3 и QF4 соответственно.

У каждого источника есть резистивный делитель напряжения, защищенный от перенапряжения стабилитроном – с него производится путём нехитрых расчётов измерение напряжение сети с помощью АЦП микроконтроллера.

Для коммутации катушек контакторов применяется стандартная схема из даташита для управления семисторами. 2 штуки ). Катушки — это индуктивная нагрузка, поэтому цепи снаббера на выходе из резистора и конденсатора обязательны.

У меня был релейный модуль с али, который используется для останова генератора. На схеме он просто прямоугольник с тремя выводами.

Из особенностей еще в качестве генератора опорного напряжения использован TL431. В остальном всё включено стандартно для Atmega 8. Есть светодиоды для индикации наличия напряжения питания на вводах и один светодиод статуса устройства. Тактируется схема с помощью внешнего кварца на 16 МГц.

Eagle мне породил вот такую печатную плату. Никаких SMD, симисторы и стабилизатор с легкими радиаторами.

Два тороидальных трансформатора установлены прямо на плате. Плату изготовил традиционным радиолюбительским способом с помощью фоторезиста. После монтажа покрыл тремя слоями акрилового лака. Надеюсь не пробьет его высокое напряжение.

О программе управления

Код программы довольно длинный, извините.

Программа разработана с помощью бесплатного AVR Studio и использует стандартные библиотеки AVR.

В основном цикле программа проверяет напряжение на входах вводов, оценивает состояние включения контакторов, учитывает работу программных таймеров, производит необходимые корректировки включая или выключая реле и контакторы, затем уходит в спячку. Для отладки сделан вывод отладочной печати в последовательный порт микроконтроллера.

Для контроля зависаний предусмотрен сторожевой таймер.

Все циклы измерений сделаны на прерываниях и с использованием аппаратных таймеров. Счетчик секунд сделан на таймере 1. По прерыванию таймера 1 обновляются программные таймеры, отвечающие за задержки включения и отключения контакторов и реле генератора.
Второй таймер используется для создания эффекта мигания светодиода статуса. Предусмотрено три паттерна мигания. Значения из паттерна мигания берутся в прерывании таймера 2. По миганию можно судить о состоянии контроллера.

Два АЦП также работают по таймерам и усредняют по 2500 сэмплов измерений напряжения. Для перевода измерений в реальные вольты предусмотрены калибровочные константы. Их значения надо исправить в ходе настройки АВР.

Кроме того, есть еще ряд констант, которые нужно определить в ходе наладки.

Реле останова генератора при работе от генератора держится включенным, блокируя поступление напряжения на цепь останова генератора. После завершения работы таймера работы генератора на холостом ходу, реле выключается и на цепь останова генератора через это реле начинает поступать ток. На самом генераторе стоит специальный блок, который после появления напряжения с некоторой задержкой замыкает цепь зажигания на массу, что приводит к останову генератора. Этот же блок содержит цепь подзаряда аккумулятора генератора. Если кому интересны детали, напишите в комментах, я сделаю отдельный пост об этом блоке. В нём нет кода, всё аппаратно.

Если кто-то надумает повторить АВР, то стоит подкорректировать значения настроек. Готовую прошивку не публикую, так как программу всё равно надо править в ходе настройки АВР.

Надо сказать, что мой АВР работает уже 4 года без проблем, так что схема можно считать проверенная как и код.

АВР для генератора: устройство, принцип работы, схемы подключения

Управление источником резервного питания ручным запуском во многих случаях оправдано. Однако, для обеспечения непрерывного процесса функционирования электрического оборудования существует необходимость в бесперебойном питании. Актуальность вопроса автоматизации вводу резерва довольно часто выходит на первый план. С этой целью применяются устройства автоматического включения резерва (АВР). Современные устройства АВР для генератора – это надёжные приборы, исключающие участие человека в управлении резервным питанием.

Автоматическое управление запуском генераторов в случае пропадания сети позволяет возобновлять подачу электричества практически мгновенно или с небольшой задержкой. Таким образом, обеспечивается непрерывное функционирование электрооборудования, остановка которого может повлечь нежелательные последствия или спровоцировать аварийный режим в работе контролируемой системы. Оборудование дизельных и бензиновых генераторов электронным блоком автозапуска объективно является необходимой мерой для повышения безопасности эксплуатации отдельных электрических приборов.

Что такое АВР

Это блок, состоящий из нескольких узлов, который в автоматическом режиме переключает нагрузку между основным и резервным источником тока. Некоторые однофазные и трёхфазные модели бензиновых и дизельных генераторов оборудованы АВР изначально. Для переключения нагрузки потребуется только установить специальный переключатель после электросчётчика. Положение силовых контактов управляется основным источником электроэнергии.

Практически все модели с запуском электростанции от аккумулятора можно оборудовать автономными системами АВР. При этом для монтажа блоков резервного ввода применяются шкафы АВР. При этом щиты АВР (рисунок 1) можно размещать непосредственно возле газовых генераторов либо устанавливать блоки в общем электрическом щите.

Рисунок 1. Пример электрического щита АВР

Основная функция блока АВР заключается в том, чтобы осуществить автоматический запуск электростанции после исчезновения электрического тока в общей сети, а затем подключить нагрузку к резервному электроснабжению. При возобновлении подачи электроэнергии блоком автоматики нагрузка переключается на основную электрическую сеть, а резервный источник отключается.

Классификация устройств АВР:

  • по количеству резервных секций;
  • классу напряжения;
  • типу резервной сети (применение в однофазных сетях или для трехфазных потребителей);
  • мощности обслуживаемой нагрузки;
  • времени задержки переключения.

Электрическую схему АВР можно настроить таким образом, чтобы обеспечить энергией не всей локальной сети, а лишь тех линий, которые являются критическими. Некоторые схемы позволяют учитывать приоритетность линий. В первую очередь питанием обеспечиваются те цепи, которые обеспечивают электричеством важные системы жизнеобеспечения. Такой подход позволяет рационально распределить нагрузки.

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трёх взаимосвязанных основных блоков:

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

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

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

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

Рис. 2. Упрощённая схема резервного питания

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

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

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

Автоматическое включение потребительской сети происходит следующим образом: на реле контроля фаз поступает напряжение, переключающее контакторы на основную линию. Цепь резервного питания разъединяется. Сигнал от контролёра поступает на механизм управления подачей топлива, который закрывает заслонку в бензиновом двигателе или перекрывает дизтопливо в системе питания дизеля. Электростанция отключается.

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

Читайте также  Через сколько менять ремень генератора лачетти

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

Рис. 3. Панель контролёра резервного питания

В АВР могут реализовываться несколько режимов функционирования:

  • ручной;
  • автоматический;
  • полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используют наладчики при настройке АВР.

Схемы подключения АВР и их описание

Основная функция АВР – автоматическое переключение вводов, причём таким способом, чтобы исключить встречные токи.

Простая схема на рис. 4 объясняет принцип переключения.

Рисунок 4. Схема АВР

Контакты КМ1и КМ2 взаимосвязаны. После размыкания одного контакта, замыкается другой. Они не могут быть одновременно включены.

Существует множество различных схем подключения автоматического ввода резерва, но принцип их построения всегда такой: АВР устанавливают между вводом и потребителями. Обычно после электросчётчика. Сам щит с автоматикой может располагаться где угодно, но принцип его подключения именно такой. Этот принцип наглядно иллюстрирует схема на рис. 5.

Рис. 5. Наглядная схема подключения АВР

Детальная схема подключения блока автоматического запуска генератора показана на рисунке 6. На схеме К1 и К2 – это контакторы. Цифрами в кружках обозначены номера клемм. Пользуясь этой схемой не сложно подключить такой блок самостоятельно.

Рис. 6. Детальная схема подключения блока автозапуска генератора (БАГ)

Принципиальная схема подключения АВР для частного дома показана на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема

В данной схеме применено АЗУ, обеспечивающее стабильное напряжение и непрерывное питание в локальной сети.

В качестве примера приводим две схемы для трёхфазного тока (рис. 8). На изображении В показано одностороннее исполнение(дополнительное реле напряжения PH). При таком подключении генератор запускается в автоматическом режиме, после прекращения подачи электроэнергии. Другими словами, ввод от генератора является резервным.

На изображении А – исполнение двухстороннее. Обе секции имеют одинаковый приоритет. Такое подключение позволяет переключать линии, не зависимо от наличия напряжения в каждой из них.

Рис. 8. Подключение АВР для трёхфазного тока

Выбор схемы зависит от поставленной задачи, которую вы намерены решить.

Самостоятельное изготовление АВР

Если вы приобрели генератор с электростартером, то можете самостоятельно автоматизировать процесс ввода резерва. Для этого необходимо подобрать схему, отвечающую особенностям вашей домашней сети. После этого купите все необходимые детали, с учётом мощностей потребителей.

Вам понадобится:

  1. Универсальный контроллёр.
  2. Контакторы (для самой простой схемы – не менее 2-х).
  3. Электрический шкаф.
  4. Трёхуровневый переключатель рабочих режимов.
  5. Блок питания на 1 – 3 Ампера.
  6. Автоматика для пуска/остановки двигателя генератора (если он не оборудован таковой).
  7. Соединительные кабели, рабочие инструменты.

Этапы работы:

  1. Установка шкафа. Выберите подходящее место для электрощита (желательно ближе к основному вводу).
  2. Монтаж деталей. Размещайте все узлы так, чтобы был доступ ко всем контакторам и клеммам.
  3. Подключение линий. Строго следуйте схемам и соблюдайте назначение клемм. Пользуйтесь обозначениями на крышках и корпусах приборов. Следите, чтобы провода не пересекались. В последнюю очередь присоединяйте провода ввода, разумеется, при отключённом вводном автомате.
  4. После монтажа обязательно протестируйте работоспособность блока АВР.

Выбор АВР

Приведенная ниже таблица поможет вам определиться с выбором типа АВР.

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.

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

    нормально разомкнутым
    нормально замкнутым

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

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



Вот самая простая схема АВР:

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

SF1 и SF2 в схеме – это однополюсные автоматические выключатели.

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

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

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

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

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

    без разрыва ноля
    с разрывом нулевого провода

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

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

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

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

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

Трехфазная схема практически аналогична однофазной.

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

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

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

    3 нормально разомкнутые
    1 нормально замкнутый КМ1

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

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.

Как и на чем реализовать подобный ввод резерва? Здесь можно применить схему АВР на базе AVR-02 от компании ФиФ Евроавтоматика.

В принципе есть смысл один раз потратиться и защитить себя и свое оборудование раз и навсегда.

Данное устройство является многофункциональным и с помощью него можно построить 8 разных схем АВР. Чаще всего применяются три из них:

АВР для генератора

Среди альтернативных источников энергии широкое распространение получили различные виды генераторов электрического тока. При внезапном отключение электроэнергии возникает необходимость в быстром запуске резервного источника, чтобы предотвратить нарушение жизнеобеспечения объекта. Ручной запуск достаточно сложен и требует специальный знаний. Поэтому в подобных ситуациях функция запуска выполняется автоматически. Система АВР для генератора позволяет в считанные секунды включить агрегат и возобновить подачу питания. В рабочем процессе участвуют два магнитных пускателя и реле, контролирующее наличие напряжения в щите и систему автозапуска в самом генераторе.

  1. АВР для генератора: что это такое
  2. Подключение АВР
  3. Как самому изготовить АВР
  4. Схема АВР на двух магнитных пускателях

АВР для генератора: что это такое

АВР – расшифровывается как автоматическое включение (ввод) резерва. Под резервом подразумевается какой-либо генератор, вырабатывающий электрический ток, в случае прекращения энергоснабжения объекта. Основной функцией АВР является своевременное переключение нагрузки между двумя источниками. Некоторые АВР настраиваются вручную, однако большинство устройств управляются автоматически, по сигналу о потере напряжения, в том числе и АВР для бензогенератора.

Одним из важнейших показателей, необходимых для автоматического управления служит напряжение, которое контролирует первичная обмотка. Сам переключатель обеспечивает изоляцию резервного генератора от переменного тока, поступающего из общей электрической сети. В этот период генератор находится во включенном состоянии и обеспечивает подачу временного питания потребителям.

Работа автоматического ввода резерва осуществляется следующим образом:

  • При отключении электричества через АВР генератору поступает команда о начале работы.
  • После поступления на устройство сигнала о готовности генератора, АВР осуществляет его соединение с домашней электрической сетью.
  • При возобновлении подачи электроэнергии в частный дом, АВР получает соответствующий сигнал и отключает резервное устройство.
  • Одновременно автоматически переключается проводка между генератором и домашней сетью.

В случае необходимости можно выполнить настройку переключений с целью обеспечения питания только наиболее важных электрических цепей и участков. В качестве приоритетных назначаются системы отопления помещений, охлаждения оборудования и другие дополнительные схемы. Более сложные распределения применяются для крупных систем резервных установок, образующих мягкую нагрузку, плавно переходящую из синхронизированного генератора туда и обратно. Как правило эти установки применяются для того, чтобы сократить величину пиковых нагрузок.

Читайте также  Что сделать генератор идей

Подключение АВР

Перед тем как выполнять подключение, необходимо правильно разместить все детали в электрическом щите. Они устанавливаются таким образом, чтобы не было пересечений проводников, обеспечивался свободный доступ к контактам и клеммам. После этого выполняется подключение силовой части АВР и контроллеров в соответствии с принципиальной электрической схемой.

Коммутация силовой части и контроллеров осуществляется с помощью контакторов. После всех подключений выполняется непосредственное соединение АВР с генератором. Правильность и качество подключений и соединений проводников и других элементов проверяется с помощью мультиметра.

При использовании обычного режима, когда подача напряжения производится от обычной ЛЭП, в системе АВР срабатывает автоматика для генератора и происходит включение первого магнитного пускателя, подающего напряжение к щиту частного дома. С наступлением аварийного режима, при котором напряжение в сети отсутствует, при помощи реле выполняется отключение магнитного пускателя № 1 и подача сигнала генератору на производство автозапуска. После начала работы генератора в щите АВР наступает срабатывание второго магнитного пускателя, через который напряжение начинает поступать на распределительный щит домашней электрической сети.

Работа в таком режиме будет продолжаться до появления основной подачи электричества или до окончания горючего в самом генераторе. Когда основное напряжение включается в сеть, генератор и магнитный пускатель № 2 выключаются, а магнитный пускатель № 1, наоборот, включается, и вся система переходит на обычный режим работы.

Установка щита автоматического ввода резерва выполняется после электросчетчика. Таким образом, во время работы генератора учет потребленной электроэнергии не производится. Кроме того, щит АВР для генератора устанавливается до основного щита домашней сети. В результате, он оказывается установленным между счетчиком электроэнергии и распределительным щитом.

Если суммарная мощность потребителей, имеющихся в доме, превышает возможности генератора или сам агрегат недостаточно мощный, на его линию подключаются только те приборы и оборудование, которые действительно необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта до того момента, пока не будет включено основное электропитание.

Как самому изготовить АВР

Устройства, оборудованные автозапуском отличаются высокой стоимостью, поэтому рекомендуется собрать АВР для генератора своими руками, используя те же элементы, что и в заводских моделях.

Основной и наиболее дорогостоящей частью автомата является универсальный контроллер. В качестве силовой части используются контакторы, выполняющие непосредственное переключение с общей сети на локальную сеть генератора. Для размещения всех деталей понадобится щит или шкаф, наиболее подходящий по размерам для данного устройства. В качестве блока питания схема АВР для генератора рекомендует использовать специальный центр управления на 1-3А, а в переключателе должны быть три уровня рабочих режимов. Следует заранее приготовить электрические инструменты, кабель и соединители.

Для обеспечения качественной сборки avr для генератора необходимо соблюдать определенные рекомендации и порядок действий. При самостоятельном выборе контроллера нужно обращать внимание на наличие инверсной воздушной заслонки. Данный элемент очень полезен для генератора, оборудованного механической заслонкой. Выбирая контакторы, следует ориентироваться на их пропускную способность. При отсутствии в приборе электромеханической защиты, ее нужно приобрести отдельно.

Для того чтобы собрать АВР своими руками, схема предусматривает автоматическое контролирующее устройство, которое должно иметь нормальное постоянное напряжение. Выполнение этого условия возложено на блок питания. Обычно используется аккумулятор повышенной мощности, поскольку при значительных нагрузках он очень быстро разряжается. С помощью этого блока питания происходит регулировка выходящего напряжения. Все детали рекомендуется приобретать только в проверенных специализированных торговых точках, отдавая преимущество продукции наиболее известных производителей.

Сборка начинается с установки внутри электрического щита всех деталей и элементов. Монтаж осуществляется таким образом, чтобы не было пересечений проводников между собой, а контакты и клеммы были доступны. Для сборки используется схема подключения АВР к генератору. После этого подключаются контроллеры и силовая часть.

Следует обратить серьезное внимание на недопущение параллельного включения генератора с городской электрической сетью. В этом случае агрегат может быть серьезно поврежден, вплоть до полного выхода из строя. Для того чтобы избежать подобных негативных последствий, рекомендуется воспользоваться специальными щитами, обеспечивающими автоматическое или ручное переключение на автоматический ввод резерва. Это могут быть различные виды сильноточных коммутаторов нагрузки или автоматических регуляторов напряжения генератора.

При подключении нужно учитывать наличие двух кабелей, входящих в щит АВР. Один из них относится к основной сети, а другой – к резервной. При различных алгоритмах работы происходит их поочередное переключение. На выходе к потребителям протягивается единственный силовой кабель.

Схема АВР на двух магнитных пускателях

Схема подключения генератора

Подключение генератора к дому

Автоматический запуск генератора при отключении электричества

Схема синхронного генератора

Принцип работы генераторов переменного тока

Щит в Маяки. Трехфазный с ручным переключателем на генератор

Ну что же! Пришло время рассказывать про сборку и подключение электрощитов. На этот раз щит собирал я для своего объекта. Частный дом, одноэтажный. Там мы делали проводку. После электромонтажа я составил перечень кабелей, которые подходят к щиту и отправился в свою мастерскую его собирать!

1. План электропроводке в доме

Перед тем, как описывать сборку щита, расскажу немного об объекте и электропроводке в нем.

Объект находится в с.Маяки Одесской обл. Загородный дом площадью около 100м 2 . Стены выполнены из газобетона:

Частный дом, Маяки. Сборка электрощита для этого дома

В статье про философию контакта я немного упоминал об этом объекте.

Заказчик мне отправил вот такой план дома с расположением мебели:

Затем я к нему приехал и мы нанесли расположение розеток, выключателей на стены. После этого я перенес все это дело на план. И отправил заказчику на подтверждение. В итоге схема была одобрена и мы начали электромонтаж:

План дома с электроточками

2. Выполнение электромонтажа

Проводку выполняли кабелем ВВГнгLS (моножила) производства Одескабель. Кабели монтировали в гофрированных трубах. На этот раз применил гофру от производителя Сourbi. Производится в Греции:

Гофра в монтаже показала себя нормально. Было немного брака: кусочек сплющенной гофры нам попался.

2.1. Монтаж трасс на потолке

Вот так получились трассы на потолке:

Проводка в гофрированной трубе по потолку

Проводка “собирается” зайти в электрощит

Заказчик пожелал установить роутер в прихожей. Поэтому мы сделали штробу и проложили кабель питания со щита и слаботочные кабели от компьютерных розеток:

Ответвление кабелей на роутер

2.2. Выводы в котельной

В котельной планируется электрический котел мощностью 12кВт. Питание от трех фаз. Поэтому был проложен кабель сечением 5х4мм 2 . А в щите предусмотрен отдельный автомат на электрокотел.

Выводы в котельной

Также в котельной будет стиральная машина и электрический бойлер. На эти прибора также проложены отдельные линии со щита.

3. Сборка электрощита

Наконец подбираемся к главному в этой статье – сборке щита. Чтобы правильно собрать щит на частный дом, необходимо сперва разработать схему щита. Поэтому сборку щита я разделяю на 2 этапа: разработка схемы щита и сама сборка.

3.1. Разработка схемы щита

Ну а чтобы разработать правильно щит, нужно знать перечень отходящих кабелей. У меня выработалась такая технология: я кабели маркирую цифрами слева направо и креплю к ним бирки с номером кабеля. Эта операция делается на объекте перед тем, как собрать щит:

Нумерация приходящих в щит кабелей

Затем составляю список кабелей, и по нему моделирую расположение автоматов в щите:

3.2. Сборка щита у себя в мастерской

Далее приступаю к сборке щита.

Бывает так, что в процессе сборки немного корректирую расположение оборудования в щите. Вот как выглядел щиток в мастерской с подключенными проводами. Оборудования использовал австрийского бренда Schrack Technik (“Шрак Техник”):

Сборка щита в Маяки_фото_1

Сборка щита в Маяки_фото_2

Сборка щита в Маяки_фото_3

4. Подключение щита на объекте

Берем собранную начинку щита и едем на объект. Кладем пока щит на столик.

Собранный щит на объекте не подключенный

Здесь кабели уже промаркированы, как выше я упоминал:

Кабели входящие в щит

Нужно снять с них изоляцию и посортировать:

Подготовка кабелей для подключения в щите

Ну а дальше вставляется начинка щита в корпус. Затем подключаются провода. Фоток поэтапного подключения не делал. После всего щит выглядит так:

Собранный и подключенный щит на объекте

Рассмотрим детально оборудование в каждом ряду

Ряд 1

Поскольку в Шрак Техник нет переключателя для генератора (или я не нашел), то я взамен него применил переключатель от Хайгер SF463. Брендовые цвета похоже у двух производителей похоже, поэтому они отлично сочетаются:

Подключенный щит_ Ряд 1

Ряд 2

Фазы в щите распределены относительно поровну. На каждой фазу подключено УЗО, затем реле контроля напряжения, затем автоматы на отдельные линии. УЗО поставлено с типом отключения “А”. Этот тип УЗО лучше, чем тип “АС”, потому что реагирует на ток утечки с постоянной составляющей. Этот ток утечки могут генерировать некоторые бытовые электроприборы. Справа от УЗО расположен автоматический выключатель для защиты линии электрического котла:

Подключенный щит_ Ряд 2

Ряд 3

Здесь реле напряжения на фазу L1 . И автоматы, которые на этой фазе: освещение по помещениям, розетки по помещениям, кондиционер, бойлер.

Подключенный щит_ Ряд 3

Ряд 4

Здесь реле напряжения на фазу L2 . И автоматы, которые на этой фазе: освещение по помещениям, розетки по помещениям, посудомоечная машина, стиральная машина.

Подключенный щит_ Ряд 4

Ряд 5

Здесь реле напряжения на фазу L3 . И автоматы, которые на этой фазе: духовой шкаф, холодильник, газовый котел, рекуператор.

Подключенный щит_ Ряд 5

Внизу щита расположены нулевые клеммы. В эти клеммы нужно подключать нулевые проводники от трех УЗО, каждый должен попасть в свою клемму, путать нельзя!

Подключенный щит_ Нулевые клеммы для УЗО

Ну что же! Электрощит собран и подключен. Теперь пришло время проверить каждую линию. Для этого нужно включить общий автомат в щите и по очереди поднимать каждый автоматический выключатель и проверять наличие тока на выходе кабельной линии, которую проверяешь. Если не бахнет, значит все хорошо :-) .

После проверки нужно закрыть пластроном:

Щит с закрытым пластроном

Далее подписываю назначение каждого автомата. Это надписи временные , на период ремонта. В конце ремонта я выдаю пояснительные наклейки с надписями и пиктограммами.

Щит с закрытым пластроном и временными подписями карандашом

5. Электровыводы

Как обычно, в конце статьи подвожу итоги.

  • Этот щит для частного дома с генератором.
  • Генератор будет с ручным включением.В щите предусмотрен переключатель “Сеть-Генератор”.
  • Для запуска генератора нужно переключить этот переключатель в нижнее положение и включить автомат подачи питания от генератора, который также находится в щите.
  • Есть отдельный трехфазный автомат на трехфазный электрический котел.
  • В щите предусмотрена защита линий от утечки токов – с помощью трех реле УЗО, по одному на каждую фазу.
  • Защита бытовой техники от скачков напряжения реализована с помощью реле контроля напряжения.
  • Автоматы защищают кабельные линии: освещение на каждое помещение, и розетки на каждое помещение.
  • Каждая бытовая техника имеет свой автомат в щите.
  • Посчитаны нагрузки и относительно равномерно распределены по трем фазам.
  • Общий автоматический выключатель является второй ступенью защиты и отключается в случае, когда не сработал нижестоящий автомат.

Чтобы заказать проект и сборку электрощита, обращайтесь:

инженер-проектировщик по электрике и автоматике, электромонтажник.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: