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.

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

что это такое? Назначение автоматического ввода резерва

Источники электроснабжения не обладают абсолютной надежностью и иногда отключаются, что приводит к негативному влиянию на объекты потребления. Для ответственных устройств это недопустимо, поэтому они обеспечиваются питанием от двух и более дополнительных источников. При их подключении применяются устройства АВР. Что это такое, поясняет расшифровка аббревиатуры — «автоматический ввод резерва». Он является способом создания бесперебойного электроснабжения потребителя с двумя или более питающими вводами. Это обеспечивается автоматическим подключением резервного ввода при потере основного.

Оба источника питания могут быть подключены одновременно. Недостатками способа являются большие токи КЗ, высокие потери и сложность защиты сетей. Ввод резерва обычно производится с помощью коммутирующего устройства, отключающего основной источник питания. Мощность резерва должна соответствовать нагрузкам. Если ее недостаточно, производится подключение только самых важных потребителей.

Требования к АВР

• Быстрый ввод резерва после срабатывания реле напряжения.
• Включение в любых случаях при исчезновении питания, за исключением коротких замыканий.
• Отсутствие реагирования на посадку напряжения при запуске мощных нагрузок у потребителя.
• Однократность срабатывания.

Классификация

Устройства разделяются по принципу действия.

• Односторонние. Схема содержит две секции: сети питания и резервную. Последняя подключается при потере основного напряжения.
• Двухсторонние. Любая из линий может быть как рабочей, так и резервной.
• Восстанавливающиеся АВР. При возобновлении основного питания автоматически вводится в работу прежняя схема, а резервная отключается.
• Без автоматического восстановления. Настройка режима работы с основным источником питания производится вручную.

Принцип действия АВР

В низковольтных сетях удобно применять контролирующие напряжение в схемах защиты специальные реле (схемах АВР и др.). АВР здесь предпочтительней, поскольку не вся техника способна выдерживать частые переключения электроснабжения. Как выглядит АВР? Что это такое и как работает? Данное устройство хорошо видно по любой простой схеме.

• Реле ЕЛ-11 контролирует трехфазное напряжение, следит за перекосом фаз, их обрывом и чередованием.
• Электромагнитные реле с мощными контактами применяются для подключения нагрузок. В нормальном режиме катушка магнитного пускателя главного ввода питается от него и своими контактами КМ 1 подключает подачу питания на нагрузку.
• Когда исчезает напряжение в основной цепи, реле КМ 1 отключается, и питание поступает на катушку реле КМ 2, которое подключает резервный ввод.

Данная схема АВР может применяться в частных домах, производственных и административных зданиях, где коммутируемая нагрузка достигает десятков киловатт. Недостатком схемы является сложность выбора реле для больших токов. Для коммутации маломощных потребителей она еще подходит, но при больших нагрузках лучше взять пускатель АВР или симистор.

Незаменимыми источниками дополнительного питания являются бензиновые или дизельные генераторы. Последние нашли широкое применение благодаря экономичности и большей мощности. Рынок предлагает широкий ассортимент дизель-генераторных установок (ДГУ), содержащих системы защиты от больших перегрузок.

Работа АВР

Как функционирует АВР? Что это такое по степени надежности в снабжении электроэнергией потребителей? Устройства делятся на 3 категории. Электроснабжение жилья относится к самой низкой. При частых сбоях в сети питания резерв в доме лучше установить, поскольку от этого зависит долговечность бытовых приборов, а также комфортные условия проживания. В квартиры устанавливают бесперебойники на аккумуляторах, которые преимущественно применяются для электронной техники. Генераторы наиболее распространены как резервные источники питания частных домов.

Бензиновый генератор в самом простом варианте подключается к электроснабжению дома через перекидной рубильник. Это предупреждает короткое замыкание при ошибочном вводе резерва, когда не выключены автоматы подачи электроэнергии в дом. Рубильник выбирается с тремя положениями, где среднее из них полностью отсекает электричество.

АВР своими руками можно установить в автоматическом режиме, если снабдить генератор автоматическим пусковым устройством и управлять им из шкафа с помощью контакторов, которые также переключают вводы. Автоматика работает на микропроцессорном управлении, например, на реле-контроллерах Easy. Для ввода резерва АВР применяют датчики напряжения. Как только отключается питание, сразу происходит запуск двигателя генератора. На достижение рабочего режима уходит некоторое время, после чего АВР производит переключение нагрузки на резерв. Подобные задержки допустимы для бытовых потребностей.

Блок автоматического запуска генератора (БАЗГ)

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

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

Особенности работы АВР частного дома

Наиболее распространен способ с двумя вводами, где первый из них имеет приоритет. При подключении к сети бытовые нагрузки большей частью работают на одной фазе. При ее пропадании не всегда удобно подключать генератор. Достаточно подключить другую линию в качестве резервной. При трехфазном вводе питание контролируется с помощью реле на каждой из фаз. При выходе напряжения за пределы нормы контактор фазы отключается, и дом питается от двух оставшихся фаз. Если из строя выходит еще одна линия, вся нагрузка перераспределяется на одну фазу.

Для небольшого коттеджа или дачи применяют ДГУ мощностью не более 10 кВт для щита, работающего на 25 кВт. Такого генератора вполне достаточно, чтобы обеспечить дом необходимым минимумом электричества на короткое время. При возникновении аварийной ситуации реле контроля напряжения переключает шину потребителя на резервное питание и подает сигнал на запуск ДГУ. При возобновлении основного питания реле переключается на него, после чего генератор останавливается.

Расширение функций АВР

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

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

Заключение

Сбои в электроснабжении могут приводить к различным негативным явлениям у потребителей. Большинство пользователей имеют только смутное представления об АВР. Что это такое, многие вообще не знают и принимают за устройство продукцию, которая предназначена совершенно для других целей. В связи с большими затратами на электрооборудование важно правильно выбрать автомат ввода резерва. Здесь потребуется консультация специалиста. АВР позволяет повысить работоспособность бытовых приборов и объектов, для которых важна постоянная подача питания.

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.

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 QS

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

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

Устройство быстродействующего автоматического ввода резерва БАВР-В

Основные технические данные и характеристики устройства

Все параметры и характеристики соответствуют нижеуказанным климатическим условиям (при номинальном напряжении и номинальной частоте (для переменного тока) источника оперативного питания):

• температура окружающего воздуха (20±5) °C;
• относительная влажность от 45 до 80 %;
• атмосферное давление от 650 до 800 мм. рт. ст.

Время срабатывания МПМУ составляет не более 20 мс.

Средний срок службы устройства составляет не менее 20 лет при условии проведения требуемых технических мероприятий по обслуживанию с
заменой, при необходимости, материалов и комплектующих, имеющих меньший срок службы.

Среднее время восстановления работоспособного состояния устройства при наличии полного комплекта запасных блоков не более 1 ч с учетом времени нахождения неисправности.

Средний срок сохраняемости устройства в упаковке поставщика составляет 2 года.

Класс покрытия поверхности устройства по ГОСТ 9.302 и в соответствии с документацией предприятия-изготовителя.

В соответствии с ГОСТ Р 51321.1 в устройстве обеспечивается непрерывность цепи защитного заземления. При этом электрическое сопротивление, измеренное между болтом для заземления устройства и любой заземляемой металлической частью, не превышает 0,05 Ом.

Электрические параметры и режимы

Номинальное напряжение цепей питания устройства: 220 В переменного тока и 220 В постоянного. Допустимые колебания напряжения цепей питания — от плюс 10 % до минус 30 % от номинального значения, частоты — (50 ± 1,25) Гц. Допустимый диапазон колебаний частоты напряжения силовых цепей – (50 ± 4) Гц.

Номинальное напряжение измерительных вторичных цепей: трехфазное напряжение переменного тока (фазное) – 57 В (по требованию Заказчика возможно исполнение с измерением линейного напряжения – 100 В), номинальный ток вторичных обмоток трансформаторов тока — 5 А или 1 А.

Устройство не повреждается и не срабатывает ложно при снятии и подаче оперативного тока, перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением питания, а также при замыканиях на землю цепей оперативного тока.

После перерывов питания любой длительности устройство сохраняет заданные программы действия и следующие параметры:

• уставки и конфигурацию устройств;
• осциллограммы аварийных процессов;
• журнал событий

Характеристика изоляции независимых цепей

Сопротивление изоляции токоведущих частей устройства – не менее 2 МОм.
Электрическая прочность изоляции вторичных цепей, связанных с оперативным напряжением или напряжением питания 220 В постоянного или переменного тока, выдерживает испытательное напряжение 1 кВ в течение 1 мин со всеми присоединенными аппаратами и при отключенных цепях с номинальным напряжением до 60 В. Вторичные цепи с номинальным напряжением до 60 В, непосредственно не связанные с оперативным напряжением или напряжением питания 220 В постоянного или переменного тока, выдерживают испытательное напряжение 250 В переменного тока в течение 5 с.

Характеристики измерительных токовых цепей.

Время непрерывной работы входных токовых цепей при 100 А входного сигнала не более 5 минут с повторением через 2 часа.
Мощность, потребляемая по входным токовым цепям, не превышает 0,25 ВА/фазу.
Основная относительная погрешность измерения фазных токов не более ±0,25 % в рабочем режиме диапазона измерений входного сигнала и не более ±0,5 % в режиме перегрузки диапазона измерений входного сигнала.

Характеристики измерительных цепей напряжения.
Входные цепи напряжения выдерживают без повреждений девятьперегрузок входным напряжением 150 В, длительностью 0,5 секунд с интервалами между двумя перегрузками 15 секунд.
Мощность, потребляемая по входным цепям напряжения, не превышает 0,375 ВА/фазу.
Основная относительная погрешность измерения напряжений более ±0,25 % в рабочем режиме диапазона измерений входного сигнала и не более ±0,5 % в режиме перегрузки диапазона измерений входного сигнала.
Характеристики дискретных входов МПМУ.
Дискретные входы МПМУ рассчитаны на постоянное напряжение оперативного питания 220 В. Подключение к устройству внешних сигналов производится по типу «сухой контакт»

Длительность дискретного входного сигнала, достаточного для срабатывания входной цепи управления, определяется уставкой антидребезговой задержки 100 нс.
Потребление по каждому дискретному входу не превышает 1,3 Вт.

Референс-лист