Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

АВР — Автоматический ввод резерва (Автоматическое включение резерва)

АВР — Автоматический ввод резерва (Автоматическое включение резерва).

Предназначен для 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. Щиты автоматического ввода резерва (АВР, ЩАВР, ШАВР) предназначены для автоматического переключения между основным и дополнительным источниками питания в случае пропадания напряжения на основном вводе.

  • Основные функции щитов автоматического ввода резерва (АВР):
  • Защита от коротких замыканий и перегрузок;
  • Автоматический переход на резервный источник при пропадании напряжения;
  • Передача сигнала на включение и остановку электроагрегата.

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 простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта.
  • III категория — все остальные потребители электроэнергии.

Таким образом, кроме неудобства 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).

Основные технические характеристики щитов АВР

  • Щиты АВР комплектуется оборудованием концерна abb-26b.png(Германия)
  • Номинальная рабочий ток АС-1 – 16…800А.
  • Номинальное рабочее напряжение Ue – 220/380В.
  • Номинальное рабочее напряжение Ue цепей управления – 220В.
  • Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение Uimp – 6 кВ
  • Уровень защиты от пыли и влаги в зависимости от вариантов – IP31 и IP65.
  • Рабочая температура от –5°С до +40°С.

Требования к устройствам АВР, принципы их выполнения и расчет параметров

В системах электроснабжения при наличии двух (и более) источников питания часто целесообразно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой, каждый из них обеспечивает питание выделенных потребителей. Такой режим работы сети объясняется необходимостью уменьшить ток к. з., упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению, уменьшить потери электроэнергии и т. п. Однако при этом надежность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой, чем в замкнутых, так как отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электроснабжения потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением к другому источнику питания с помощью устройства автоматического включения резервного источника.

Применяют различные схемы АВР, однако все они должны удовлетворять изложенным ниже основным требованиям.

Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервное для данных потребителей источнике питания. Чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замыкание, линия рабочего источника к моменту действия должна быть отключена выключателем со стороны шин потребителей. Отключенное состояние этого выключателя контролируется его вспомогательными контактами или реле положения, и эти контакты должны быть использованы в схеме включения выключателя резервного источника. Признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной устройства обычно является напряжение. При снижении напряжения до определенного значения АВР приходит в действие.

Иметь минимально возможное время срабатывания tАВР1. Это необходимо для сокращения продолжительности перерыва питания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигателей. Минимальное время tАВР1 определяется необходимостью исключить срабатывания при коротких замыканиях на элементах сети, связанных с рабочим источником питания, если при этом напряжение на резервируемых шинах станет ниже напряжения срабатывания устройства. Эти повреждения отключаются быстродействующими защитами поврежденных элементов. При выборе выдержки времени необходимо также согласовывать действие АВР с действием других устройств, расположенных ближе к рабочему источнику питания.

Читайте так же:
Шкаф учета автоматический выключатель

Обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое короткое замыкание.

Обеспечивать вместе с защитой быстрое отключение резервного источника питания и его потребителей от поврежденной резервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормальную работу. Для

Не допускать опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и перегрузок оборудования.

В зависимости от конструкции коммутационного аппарата, схемы электроснабжения и ее номинального напряжения основные требования к устройствам выполняются по-разному (например, устройства АВР в сетях напряжением до 1 кВ).

avr-scheme.jpg

Пусковые органы и выбор параметров. В качестве примера рассмотрим АВР на секционном выключателе схемы сети

(рис.10.11,а). В этой схеме шины секционированы; секционный выключатель Q5 отключен. Каждая секция питается от отдельного источника. Схему можно выполнить так, что устройство будет действовать на включение секционного выключателя Q5 при отключении любого из источников питания и исчезновения напряжения на любой секции шин. В том случае осуществляется взаимное резервирование с помощью АВР двухстороннего действия.

Но прежде чем включить выключатель Q5, устройство АВР должно отключить выключатель Q2 или Q4, если он остался включенным при исчезновении напряжения на соответствующей секции шин. Для этой цели в схему вводят пусковой орган, в котором обычно применяют минимальные реле напряжения. В общем случае АВР содержит также орган выдержки времени. Если резервируемой является одна из секций, например секция 1, то АВР включает выключатель Q5 только при исчезновении напряжения на этой секции, предварительно отключив выключатель Q2, т. е. осуществляет одностороннее действие. Для удовлетворения основных требований, предъявляемых к АВР, параметры пускового органа и органа выдержки времени выбирают следующим образом.

Минимальный пусковой орган напряжения должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах, например секции 1, до Uост.к, вызванных короткими замыканиями в точках Ki—Кз (за элементами с сосредоточенными параметрами). Эти повреждения обычно отключаются защитой с выдержкой времени третьей ступени tIIIс.з. Характер изменения напряжения на шинах секции 1 и напряжение срабатывания показаны на рис. 10.11, в.

При к.з. в точках К4-К6 устройство тоже не должно срабатывать. В этих случаях напряжение на шинах секции 1 может снизиться практически до нуля (рис. 10.11, б), и минимальные реле напряжения срабатывают. Короткие замыкания в точках К4-К6 ликвидируются быстродействующими защитами с выдержкой времени tIс.з., а реле напряжения будет находиться в положении после срабатывания в течение времени tIс.з. +tо.в. После отключения поврежденного элемента напряжение на шинах секции 1 начинает восстанавливаться и осуществляется самозапуск электродвигателей. Для того чтобы исключить действие АВР, в этом случае необходимо соответствующим образом выбрать выдержку времени tАВР1 и обеспечить возврат минимальных реле напряжения в исходное состояние при напряжениях, не больших значения Uост.сзп. Это второе условие выбора напряжения срабатывания

Uс.р1 ≤ Uoст.сзп./(kвKuKu),(10.8)

Где Kв=1,25 — коэффициент возврата.

Принимается меньшее значение напряжения срабатывания, полученное из выражений (10.7) и (10.8). В расчетах часто принимают

Uс.р1 = (0,25. 0,4)(Uном/Ku),

Оно обычно удовлетворяет обоим условиям. При этом выдержка времени должна быть больше времени tс.з+tо.в (см. рис. 10.11, б). Обычно в расчетах принимают наибольшую выдержку времени защит присоединений, отходящих от шин источника питания ИП 1 и от шин секции 1, т. е.

Читайте так же:
Секционный выключатель schneider electric

В некоторых схемах пусковой орган (минимальное реле напряжения) и орган выдержки времени объединены в одном реле. Если на резервируемом элементе системы электроснабжения (например, на линии Л1) имеется устройство Автоматического Повторного Включения (АПВ), то время tАВР1. должно согласовываться с временем действия АПВ tАПВ1чтобы АВР действовало только после неуспешного действия АПВ. Для этого время tАВР1, полученное из выражения (10.9), Необходимо увеличить при однократном АПВ на значение tАПВ1. Если в системе электроснабжения (рис. 10.11, а) наряду с рассматриваемым устройством устройство, расположенное ближе к рабочему источнику питания, то его время действия tАВР1. выбирается с учетом сказанного, а для рассматриваемого АВР должно выполняться дополнительное условие. Время tзап в зависимости от типов выключателей и реле времени в схемах принимается 2-3 с.

В условиях эксплуатации случаются перегорания предохранителей или другие неисправности в цепях трансформаторов напряжения. При этом возможны срабатывания минимальных реле напряжения пускового органа. Для предотвращения ложных действий устройства имеется ряд способов, например в пусковом органе используют два минимальных реле напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения. Для этих же целей в пусковом органе вместе с минимальным реле напряжения используют минимальное реле тока, включенное на ток питающей линии Л1 (рис. 10.11, а). Такой комбинированный пусковой орган срабатывает лишь тогда, когда вместе с исчезновением напряжения на шинах исчезает ток в линии. Ток срабатывания реле отстраивается от минимального рабочего тока Iраб.min питающей линии по условию

В этом случае выдержка времени tАВР1, определяемая из условия (10.9), согласуется только с защитой, действующей при к.з. в точке К6. Если к резервируемым шинам подключены синхронные электродвигатели и компенсаторы, то при отключении рабочего источника питания на шинах в течение некоторого времени поддерживается остаточное напряжение благодаря разряду электромагнитной энергии, запасенной этими электродвигателями и компенсаторами. Значение этого напряжения снижается постепенно, поэтому минимальное реле напряжения может подействовать с замедлением, достигающим tс.р=1 с и более. Такое замедление нежелательно. Избежать его можно, если вместо минимального реле напряжения использовать реле понижения частоты. Это возможно, так как снижается не только значение, но и частота остаточного напряжения, причем время снижения частоты до значения уставки срабатывания, равной 46—47 Гц, обычно не превышает 0,2—0,3с, т. е. всегда значительно меньше, чем время снижения остаточного напряжения от первоначального значения до уставки срабатывания минимального реле напряжения. Действие устройства имеет смысл при наличии напряжения на резервном источнике питания. Поэтому в пусковой орган включают максимальное реле напряжения, контролирующее наличие напряжения на резервном источнике питания, на шинах секции II. При минимальном рабочем напряжении Uраб.min реле должно находиться в состоянии после срабатывания, разрешая действие пускового органа. Это обеспечивается выбором его напряжения срабатывания по условию

где Котс = 1,5. 1,7 — коэффициент отстройки; Кв = 0,8 — коэффициент возврата.

В расчетах обычно принимают Uc.p.2 = (0,65. 0,7) (Uном/Ки). Требование однократности действия удовлетворяется, если принять продолжительность воздействия на включение выключателя Q5 (рис. 10.11, а)

где tв.в — время включения выключателя Q5; tзап = 0,3. 0,5 с.

Включенный от АВР выключатель должен иметь защиту, действующую с ускорением после АВР. В том случае, если при действии АВР резервный источник питания перегружается и не обеспечивает самозапуск электродвигателей, следует отключить часть нагрузки, например, минимальной защитой напряжения.

Особенности функционирования АВР

система авр для генератораСхемные решения автоматики включения резервного питания и оборудования, как правило, исключают возможность одновременного (параллельного) питания нагрузки от нескольких источников. Это объясняется тем, что напряжение на линиях, питающихся от разных подстанций единой энергосистемы, чаще всего различается по амплитуде и имеет сдвиг по фазе. При параллельном включении таких источников возникают уравнительные токи, значение которых может достигать аварийных величин. По этой причине типовые схемы систем АВР обычно содержат цепи блокировок, запрещающих параллельное включение нескольких источников питания.

Читайте так же:
Sez словакия автоматические выключатели

Что касается автономных генераторов, их синхронизация с внешней сетью имеет смысл только в целях экспорта электроэнергии в систему. Генераторы, предназначенные для резервирования электроснабжения, обычно работают только в островном режиме, то есть, автономно.

Принцип действия АВР

Для понимания принципа или сути функционирования простейшей односторонней системы ввода резерва следует внимательно ознакомиться с ее схемой (рисунок далее по тексту).

При ее рассмотрении обратим внимание на следующие моменты:

  • При включении рубильников SA1, SA2 на реле K1 поступает сетевое питание;
  • Вследствие его появления левый контакт K1 будет замкнут, а правый – разомкнут (нагрузка подключена к основному вводу);
  • При пропадании напряжения реле K1 обесточивается; при этом левый его контакт размыкается, а правый – срабатывает на замыкание (нагрузка переключается на резервный ввод).

Обратите внимание! Односторонность такого автоматического ввода резервирования задается самой схемой подключения нагрузки.

Такое автоматическое включение резерва относится к простейшим релейным схемам, имеющим ограниченную функциональность. Она приведена лишь для понимания самой сути происходящих в системе процессов. Реальные автоматы устроены намного сложнее, а с их конкретным исполнением можно будет ознакомиться в следующих разделах.

АВР на мощных контакторах

В этом разделе исследуется простейшая схема АВР, которая может быть применена в однофазной бытовой сети или для небольшого по площади производственного объекта (смотрите фото ниже).

Схема АВР на контакторах

Порядок работы схемы автоматического включения резерва может быть описан следующей последовательностью операций:

  • Пуск устройства в работу осуществляется посредством включения управляющих автоматов SF1 и SF2;
  • После подачи питания оно поступает на катушку контактора КМ1, являющегося переключателем с одного ввода на другой;
  • При этом контактная пара КМ1.1 замкнута и обеспечивает работу нагрузки от основного ввода, а цепь резервного канала – разомкнута (благодаря контактам КМ1.2);
  • Через постоянно включенный двухполюсный контактор QF1 напряжение с основного ввода передается к потребителю;
  • В случае аварийной ситуации (при пропадании потенциала на основном вводе, например) ток через контактор КМ1 не течет, и он отключается;
  • Вследствие этого контакты КМ1.1 размыкаются, а через замкнувшуюся пару КМ1.2 происходит подключение резервного питания.

Как только на КМ1 вновь подается питание (основной ввод начинает работать), вследствие переключения его контактов потребители переходят на снабжение от штатного источника.

Дополнительная информация. Если необходимо перейти на ручной режим подключения резерва, достаточно «отрубить» автоматический выключатель SF1.

(N и PE на схеме обозначают нулевой рабочий и защитный проводники).

При проектировании такого устройства обязателен учет мощности резервного ИП, который, как правило, используется для питания наиболее ответственных бытовых нагрузок (осветителей и котла отопления, в частности).

ОРВ в трехфазных цепях

Отличие схем коммутации трехфазных цепей от уже описанных ранее однофазных устройств состоит в необходимости переключения 3-х групп силовых контактов, обозначенных на приведенном ниже рисунке как A; B и C с соответствующими номерами.

АВР в трехфазной цепи

В данной схеме электромагнитное реле ЕЛ-11 (КН1), имеющее несколько групп мощных контактов, в процессе работы отслеживает «главную» трехфазную сеть (контролирует наличие напряжения, обрывов или перекосов фаз). Для приведения АВР в рабочее состояние, прежде всего, необходимо включить пусковые автоматы SF1 и SF2.

Читайте так же:
Температура эксплуатации автоматического выключателя

Вследствие этого в дежурном режиме на катушке КМ1 появляется питание (оно поступает через замкнутые контакты КН 1-1 и КМ2). При срабатывании этот контактор своими рабочими группами (тоже обозначаемыми как КМ1) обеспечивает поступление питания на внешнюю нагрузку.

При пропадании напряжения в основной линии катушка КМ 1 обесточивается, и питание через замкнувшийся контакт КМ1 начинает поступать на обмотку КМ 2, через контакторы которого к нагрузке подключается резервный ввод. (На приведенной выше схеме изображено как раз это состояние управляющей цепи). При появлении основного питающего напряжения реле КМ1 и КМ2 вновь меняются местами (КН1-1 замыкается, а КН1-2 размыкается), и схема возвращается в штатное состояние.

Обратите внимание! Существенным недостатком этого варианта коммутации является возможность контроля пропадания основного питания только по одной из фаз (в данном случае по фазе A).

Для обеспечения управления переключениями по всем 3-м фазам потребуется существенно усложнить схему, добавив в нее по две коммутирующие цепи в каждую из ветвей контроля.

Рассмотренная выше схема АВР может устанавливаться как в частных домах, так и на производственных и административных объектах, где по условиям эксплуатации энергосетей коммутируемая нагрузка может достигать нескольких десятков киловатт. К числу легко устранимых недостатков данного способа переключения нагрузки следует отнести сложность подбора мощного реле, позволяющего коммутировать большие токи.

Для снятия всех рассмотренных выше проблемных мест было разработано промышленное изделие АВР-3/3, оснащенное встроенным микропроцессором и мощными релейными переключателями (смотрите фото ниже).

Внешний вид трехфазного резервного ввода

В соответствии с принятым в технической документации стандартом (смотрите ПУЭ), фазные линии на лицевой панели прибора обозначаются, как L1, L2, L3, а нейтральный провод – N.

К отдельным клеммам под обозначениями 11, 12, 14 подключаются выносные контакты встроенных в схему мощных переключающих реле. Оснащенное быстродействующим микропроцессором такое устройство способно контролировать напряжение и его рабочие параметры сразу по всем фазным линиям.

В заключительной части обзора действующих систем АВР отметим, что незапланированные прерывания в подаче электроэнергии на тот или иной объект (даже очень кратковременные) могут стать причиной довольно больших неприятностей. Использование в работе наиболее важных структур специальных резервных систем типа АВР позволяет решить все возникшие проблемы и предупредить возможные аварийные ситуации.

Простые схемы

Если владелец частного дома хочет избежать перебоев с электроснабжением, то он может самостоятельно собрать несложную схему АВР. Она содержат минимальное количество элементов и является довольно надежными.

На базе контакторов

Наиболее простой считается схема АВР на контакторах, которая предназначена для однофазных сетей.

На базе контакторов

Принцип ее работы довольно прост: поочередно включаются SA 1, SA 2. Если в основной электросети (ввод 1) есть напряжение, то она будет питать нагрузку. Таким образом, ввод 2 является резервным источником питания. Как только в основной сети пропадает напряжение, производится автоматическое переключение на ввод 2.

В таком режиме система будет работать до того момента, пока не восстановится энергоснабжение на вводе 1. Описанная схема отличается высокой надежностью и может эффективно функционировать даже без механической блокировки пускателей. Более того, подобное усовершенствование является чрезмерным.

Для запуска одного из вводов, достаточно кратковременного отключения напряжения с помощью автоматических выключателей SA 1 либо SA 2. Логика система проста и не требует детального описания. Стоит лишь помнить, что замыкающие клеммы контакторов необходимо подбирать по показателю полного тока нагрузки. Для размыкающих контактов определенных требований нет, так как они используются в роли блок-контактов.

Читайте так же:
Соединение выключателя с кабель каналом

На реверсивном рубильнике

Эта конструкция вызывает интерес тем, что способна потреблять электроэнергию исключительно в момент переключения. Этим она существенно отличается от схемы на контакторах. В ее основе находится автоматический разъединитель, например NH40SZ. Это устройство способно работать в режиме сетевого источника электроэнергии и обеспечить автоматическое переключение между вводами.

Кроме этого, прибор предлагает три режима работы в качестве основного источника питания, выполняя при этом следующие функции:

На реверсивном рубильнике

  • Переключение на основной ввод в автоматическом режиме с тестированием работоспособности потерянной фазы.
  • Самовозврат с одновременным тестированием показателя минимального напряжения и перенапряжения.
  • При возврате к работе от основного источника питания выполняется проверка минимального напряжения, частоты и перенапряжения.

В качестве резервного источника питания в частном доме чаще всего используется генератор. Наиболее простым вариантом переключения с основной электросети на резервную является установка трехпозиционного рубильника. Оснастив генератор автоматическим устройством пуска, можно получить простейшую схему АВР.

Схема АВР с реле контроля напряжения

Схема АВР на 2 пускателя Вторая схема немного посложнее.

В данной схеме катушка реле питается от основного ввода, и в нормальном режиме его сердечник притянут, левый по схеме контакт К1 замкнут, правый разомкнут. В состав устройства ввода резервного напряжения, как правило, входит некоторое количество реле. Так как оба ввода в работе, отпадает необходимость следить за готовностью резервной линии к принятию нагрузки.

Схема работает аналогично. Схема АВР Как видно, предложенная схема АВР отличается простотой: для ее сборки потребуется всего два магнитных пускателя, значение номинального тока величина которых должна превышать токи нагрузки.

Основным источником служит линия подстанции, а резервным — другая линия, получающая питание от другой электростанции, либо от автономного источника питания, например от промышленного генератора на жидком топливе или от батареи аккумуляторов, как это часто бывает в частных домах. Так решается задача определения напряжения в основной линии. Это один из самых надежных способов создать бесперебойную подачу электричества. При пропадании напряжения на главном вводе К1.

Схема АВР с реле контроля фаз.

Комментарии к статье: 2 Простые схемы АВР на контакторах Электроснабжение любого объекта должно быть бесперебойным, но внезапные отключения электроэнергии, к сожалению, не исключены. Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя.

Задачу можно было бы считать решенной, но пуск мотора на углеводородном топливе состоит из нескольких этапов. АВР на одном контакторе Для однофазной домашней сети подойдет схема автоматического ввода резерва, выполненная на одном контакторе. В нашем случае это реле. Причем генератор должен запускаться автоматически.

Таким образом, питание потребителя будет включено от резервного ввода через замкнувшиеся силовые контакты магнитного пускателя КМ2. В случае, когда напряжение идет на ввод 1, а на нём происходит аварийная ситуация, нагрузка переходит на ввод 2. Принципы их построения одинаковы как для потребителей электроэнергии I, так и II категории. Данные аппараты могут устанавливаться в отдельных шкафах. Практически все реле контроля фаз имеют одинаковое устройство: индикация нормального и аварийного состояния сети, измерительная и силовая часть.

В основном, это программируемый контроллер в блоке с выходными реле. Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети правильное чередование фаз и их номинальное значение. АВР, это устройство, являющееся составляющей релейных защит и систем автоматики, и служит для обеспечения бесперебойного питания потребителей электрической энергии.
Схемы управления магнитным пускателем

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector