АВР для генератора: устройство, принцип работы, схемы подключения

Что такое АВР

Это блок, состоящий из нескольких узлов, которые автоматически переключают нагрузку между основным и резервным источником питания. Некоторые однофазные и трехфазные модели бензиновых и дизельных генераторов изначально оснащены АВР.

Для изменения нагрузки достаточно установить после электросчетчика специальный выключатель. Расположение силовых контактов контролируется основным источником питания.

Практически все модели с аккумуляторными пусковыми силовыми установками могут быть оснащены автономными системами АВР. При этом шкафы АТС используются для установки устройств резервного ввода. При этом щиты АВР (рисунок 1) могут быть размещены непосредственно возле газогенераторов или агрегаты могут быть установлены в общем электрощите.

Рисунок 1. Пример электрического щита АВР

Основной функцией блока АВР является автоматический запуск электростанции после исчезновения электроэнергии в общей сети, а затем подключение нагрузки к резервному источнику питания. При восстановлении электроснабжения блоком автоматики нагрузка переключается на основную электрическую сеть, а резервный источник отключается.

Классификация подразделений ОВД:

• по количеству запасных секций;
• класс напряжения;
• тип резервной сети (применение в однофазной сети или для трехфазных потребителей);
• мощность обслуживаемой нагрузки;
• время задержки переключения.

Электрическую схему АВР можно настроить таким образом, чтобы она снабжала энергией не всю локальную сеть, а только те линии, которые являются критическими. Некоторые схемы позволяют учитывать приоритет линий. В первую очередь питание подается на цепи, питающие жизненно важные системы жизнеобеспечения. Такой подход позволяет рационально распределить нагрузку.

Особенности аварийных систем энергоснабжения

Если генератор используется в качестве аварийного источника питания, при проектировании аварийной сети рассматриваются два варианта подключения в аварийном режиме: ручной или автоматический.
Ручной вариант используется, когда отключения централизованного электроснабжения случаются достаточно редко, а обесточивание потребителей не приведет к негативным последствиям.

При ручном подключении генератора в основном предусматривают отдельную дополнительную аварийную линию для подключения потребителей или проектируют систему подключения вспомогательной станции к основной системе электроснабжения. Самое главное при таком подключении электростанции – это исключение противотоков к основным и аварийным сетям, а также безопасная работа оборудования.

Для поддержания непрерывного режима работы электрооборудования предназначены системы аварийного резервного ввода. Система АВР может представлять собой готовое решение (генератор + встроенный блок управления АВР) или генератор, специально подготовленный для подключения блока и опционального блока из ассортимента блоков управления АВР.

Давайте узнаем, на каком решении остановиться?
Готовое решение — это всегда ограничение выбора по функционалу, этапам подключения, дополнительным режимам работы и управления системой АТС. Из широкого ассортимента производителя всегда можно выбрать оптимальный вариант, как по цене, так и по опциям.

Блок аварийного ввода резерва (АВР)

Система АКПП представляет собой генератор аварийного электроснабжения, блок автоматического управления и сопряжения систем управления и силовой установки.
Блоки автоматического управления и модельный ряд силовых установок FUBAG представлены в таблице 1:

Таблица №1 Совместимость генераторов FUBAG и блоков АВР

Инверторные (цифровые) генераторы	Традиционные бензиновые генераторы	Традиционные дизельные генераторы
Генераторы мощности: ЛТП, кВА / КПД, кВт (с возможностью подключения блока АВР*)
Модель: ТИ 7000 А ЕС	Модели мощностью: 5,5…20 кВА/ 5,0…15 кВт	Модели мощностью: 5,5…688 кВА/ 5,0…500 кВт
Блоки управления АВР
Стартмастер БС 6600/ 6600 Д Стартмастер БС 11500/ 11500 Д	Стартмастер БС 6600/ 6600 Д Стартмастер БС 11500/ 11500 Д Стартмастер БС 25000/ 25000 Д	Стартмастер ДС 25000/ 25000 Д
Сменные узлы для ДГУ ЖО
		ДС 68 Д — до 50 кВт ДС 100 Д — до 75 кВт ДС 200 Д — до 150 кВт ДС 375 Д — до 300 кВт

*Электростанции, подготовленные для подключения блоков управления АВР, в наименовании имеют обозначение в виде буквы «А» (например BS 6600 DA ES или TI 7000 A ES).

Принцип работы

Блок автоматического управления системой аварийной передачи обеспечивает постоянный контроль напряжения во внешней сети. Как только напряжение пропадает, устройство подает сигнал на включение генератора и переключение потребителей на аварийный источник питания.

После восстановления централизованного электроснабжения потребители переключаются с аварийной сети на основную, затем станция отключается.

Классификация

Рассмотрим классификацию блоков управления АВР на примере серии FUBAG (см табл. 1).
Блоки управления делятся по типу двигателя внутреннего сгорания генератора:
• Блок АВР для бензинового генератора
• Блок управления дизельными электростанциями

Устройства для разных типов дисков не взаимозаменяемы, так как имеют разные алгоритмы работы.
На заметку! Все модели дизельных генераторов с жидкостным охлаждением серий DS и DSI FUBAG имеют возможность подключения автоматического переключателя резерва.

Функционал реализован в штатном щите управления электростанцией, дополнительно необходимо приобрести блок коммутации с нужной мощностью (см табл. 1.).

Основной функционал и режимы работы

Основные функциональные возможности и режимы работы (см. Таблицу 2) рассмотрим на примере линейки блоков управления АВР FUBAG.

Таб. 2. Блоки управления ATS FUBAG: основные функции и режимы работы

Функциональный	Серия «Стартмастер БС 6600/ 6600 Д	Серия «Стартмастер БС 11500/ 11500 Д	Серия «Стартмастер БС 25000/ 25000 Д
Однофазное устройство	+	+	+
Трехфазный блок	+	+	+
Мощность нагрузки, кВт	до 11,5	до 11,5	до 22,0
Зимний/летний режим	—	+	+
Ручной запуск системы АВР с устройства	только проверка генератора	+	—
Зарядка аккумулятора	+	+	+
Функции ДВС (1 или 2 цил.)	—	—	+
Индикация режима	+	+	+
Количество повторений запуска ICE	до 5	до 5	до 3

А теперь подробнее об упомянутых функциях и особенностях АТС.
Однофазный или трехфазный блок
В зависимости от входящей централизованной сети и типа электропотребителей выбирают одно- или трехфазный блок управления АВР.
Подключенный ток нагрузки

Особенность работы блока управления заключается в том, что через него проходит потребляемый ток в режиме основного и аварийного питания электропотребителей. Неправильный выбор блока управления током может привести к заклиниванию электрических контакторов и некорректной работе системы АВР.
Зимний/летний режим

Зимний/летний режим обеспечивает выбор между холостым ходом двигателя внутреннего сгорания по времени, для стабильной работы силовой установки под нагрузкой. Например, выбрав «зимний» режим, система дает больше времени для прогрева ДВС перед подключением электропотребителей.

Ручной запуск системы ATS с блока управления
Этот режим дает возможность вручную переключиться на аварийную сеть и запустить АВР непосредственно с блока управления.
Зарядка аккумулятора

Для поддержания системы АВР в рабочем состоянии и возможности запуска генератора при отключении внешнего питания необходимо, чтобы штатная батарея всегда была готова к работе. Для этого блоки управления оснащены автоматической системой зарядки аккумулятора.

Характеристики двигателя внутреннего сгорания (одно- или двухцилиндровый)
Для адаптации и корректной работы блока управления с различной мощностью и конструктивными функциями двигателей внутреннего сгорания силовых установок в блоках серии Startmaster BS 25000/25000 D предусмотрен выбор типа двигателя внутреннего сгорания.

Индикация режимов работы АВР Для наглядности и удобства работы системы АВР режимы работы, неисправности и ошибки в работе системы отображаются на блоке управления в виде цветовой индикации.
Количество перезапусков ДВС

Виды и их устройство

Следует сказать, что типы подразделений ОВД могут различаться по следующим критериям:

• по категории напряжения;
• по количеству запасных частей;
• время задержки переключения;
• пропускная способность сети;
• в зависимости от типа резервной сети, т.е для использования в однофазной или трехфазной сети.

Но чаще всего эти устройства делятся на категории по способу подключения. В данном случае это:

• с автоматическими выключателями;
• тиристор;
• с контакторами.

Если говорить о моделях с автоматическими рубильниками, то основным рабочим элементом такой модели будет рубильник со средним нулевым положением. Для его изменения используется электропривод моторного типа под управлением контроллера.

Такой щит очень легко разобрать и отремонтировать по частям. Он очень надежен, но не имеет защиты от коротких замыканий и скачков напряжения. Да, это довольно дорого.

Тиристорные модели отличаются тем, что коммутирующим элементом здесь являются тиристоры большой мощности, которые позволяют практически сразу подключить второй ввод вместо вышедшего из строя первого.

Этот аспект будет иметь большое значение при выборе АВР для тех, кому важно, чтобы мощность была всегда, а любая, даже самая маленькая ошибка может вызвать серьезные проблемы.

Стоимость данного типа АТС высока, но иногда другой вариант просто не может быть использован.

Другой тип — с контакторами. Сегодня он самый распространенный. Это связано с доступностью. Основными частями являются 2 контактора с блокировкой, электромеханической или электрической, а также реле, которое предназначено для управления фазами.

Самые дешевые модели контролируют только одну фазу, без учета качества напряжения. При прерывании подачи напряжения на одну фазу нагрузка автоматически переключается на другой источник питания.

Более дорогие модели позволяют управлять частотой, напряжением, временными задержками и осуществлять программирование. Кроме того, есть возможность механически заблокировать все входы сразу.

Однако в случае сбоя устройств их нельзя заблокировать вручную. А если нужно отремонтировать одну деталь, то нужно ремонтировать сразу весь агрегат.

Когда мы говорим о конструкции АВР, то следует сказать, что она состоит из 3-х узлов, которые связаны между собой:

• контакторы, переключающие входные и нагрузочные цепи;
• блоки логики и индикации;
• релейный блок.

Иногда они могут быть оснащены дополнительными узлами для устранения перепадов напряжения, временных задержек и улучшения качества выходного тока.

Включение резервной линии позволяет выделить группу контактов. Наличие входящего напряжения контролируется реле контроля фаз.

Если говорить о принципе работы, то в стандартном режиме, когда все питается от основной сети, контакторный блок направляет ток на линии потребителей, благодаря наличию преобразователя.

Сигнал о наличии напряжения входного типа подается на устройства логического и индикационного типа. При нормальной работе все будет работать стабильно. При возникновении аварии в сети реле контроля фаз перестает удерживать контакты замкнутыми и они размыкаются с последующим отключением нагрузки.

При наличии инвертора он включается для выработки переменного тока с напряжением 220 вольт. Это означает, что у пользователей будет стабильное напряжение, если в обычной сети нет напряжения.

Если работа основной сети не восстанавливается в установленный срок, контроллер дает сигнал об этом запуском генератора. При стабильном напряжении от генератора контакторы переключаются на резервную линию.

Автоматическое включение сети потребителя начинается с подачи напряжения на реле контроля фаз, которое подключает контакторы к основной линии. Цепь аварийного питания разомкнута. Сигнал от контроллера поступает на механизм подачи топлива, который закрывает дроссельную заслонку, либо перекрывает подачу топлива в соответствующий блок двигателя. После этого силовая установка отключается.

Если это система автозапуска, участия человека вообще не требуется. Весь механизм будет надежно защищен от взаимодействия токов противоположного рода и короткого замыкания. Для этого обычно используется механизм блокировки и различные дополнительные реле.

При необходимости оператор может использовать механизм ручного переключения линий с помощью контроллера. Также он может изменить настройки блока управления, активировать автоматический или ручной режим работы.

Читайте также: Установка розеток в гипсокартон: особенности монтажа, как установить в гипсокартоне, способы крепления, как правильно поставить

Секреты выбора

Начнем с того, что есть некоторые «фишки», позволяющие выбрать действительно качественную АВР, причем неважно, какой механизм — трехфазный или однофазный. Первый момент заключается в том, что контакторы чрезвычайно важны, их роль в этой системе трудно переоценить. Они должны быть очень чувствительными и отслеживать буквально малейшее изменение параметров стационарной входной сети.

Другим важным моментом, который нельзя игнорировать, является контроллер. По сути, это мозг блока БАД.

Лучше всего покупать модели с производительностью Basic или DeepSea.

Еще одна тонкость – правильно выполненный щит на панели должен иметь определенные обязательные атрибуты. Это может включать:

• ключ аварийной остановки;
• измерительные приборы – вольтметр, позволяющий проверить уровень напряжения и амперметр;
• световая индикация, позволяющая понять, идет питание от сети или от генератора;
• переключатель для ручного управления.

Не менее важным аспектом будет то, что если следящая часть блока АВР будет монтироваться на открытом воздухе, коробка должна иметь степень защиты от влаги и пыли не ниже IP44 и IP65.

Кроме того, все клеммы, кабели и зажимы внутри коробки должны быть промаркированы, как показано на схеме. Это, вместе с руководством пользователя, должно быть понятно.

Устройство и принцип работы

АРН для генератора состоит из трех взаимосвязанных основных блоков:

• семейства контакторов, переключающих входные и нагрузочные цепи;
• логические и индикационные блоки;
• блок релейных выключателей, предназначенный для управления генератором.

Для повышения надежности системы резервного питания блоки АВР могут комплектоваться дополнительными блоками. Например, включение в схему инверторов позволяет сгладить перепады напряжения, устранить временные задержки и улучшить выходной ток.

Активация резервной линии осуществляется контактной группой. Реле контроля фаз контролирует наличие входного напряжения.

Рассмотрим принцип работы системы резервного питания на примере упрощенной схемы (рис. 2). В штатном режиме при питании от сети контакторный узел проводит электроэнергию к линиям потребителей. На схеме показан дополнительный блок — преобразователь, преобразующий постоянный ток от аккумуляторной батареи в переменный с напряжением 220 В.

Рис. 2. Упрощенная схема резервного тока

Сигнал о наличии входного напряжения подается на блок логики и устройств индикации. В номинальном режиме вся система находится в стабильном состоянии.

В случае аварии в электросети (падение напряжения ниже установленного уровня) насыщение соленоида реле контроля фаз становится недостаточным для удержания контактов в рабочем (нормально замкнутом) состоянии. Разомкните контакты и отключите нагрузку от питающей сети.

Если система оснащена инвертором, как показано на схеме, она работает в режиме генерации переменного тока 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при отсутствии питания в коммерческой сети.

Если параметры ЛЭП не восстанавливаются в течение заданного времени, контроллер дает сигнал на запуск генератора. При подаче стабильного напряжения от генератора контакторы переключаются на резервную линию.

Автоматическое включение в сеть потребителя происходит следующим образом: напряжение подается на реле контроля фаз, подключающее контакторы к основной линии. Цепь резервного питания отключена.

Сигнал от контроллера поступает на механизм управления подачей топлива, который закрывает дроссельную заслонку в бензиновом двигателе или отключает дизель в дизельной системе. Электростанция отключена.

При полностью автоматическом переключении вмешательство оператора не требуется. Система надежно защищена от взаимодействия обратного тока и короткого замыкания. Для этого используются дополнительные реле и механизмы блокировки, которые на схеме не показаны.

При необходимости оператор может переключать линии вручную с пульта управления. Он также может изменять настройки блока управления, включать ручную или автоматическую работу. Изображение панели показано на рис. 3.

Рис. 3. Панель управления резервным питанием

В АТС может быть реализовано несколько режимов работы:

• руководство по эксплуатации;
• машина;
• полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используется установщиками при настройке АВР.

Схемы подключения АВР и их описание

Основной функцией АВР является автоматическое переключение вводов, и таким образом исключить встречные токи.

Простая схема на рис. 4 поясняет принцип переключения.

Рисунок 4. Схема АТС

Контакты КМ1 и КМ2 соединены между собой. Когда один контакт размыкается, другой замыкается. Их нельзя активировать одновременно.

Существует множество различных схем подключения АКПП резервки, но принцип их построения всегда одинаков: АВР устанавливается между вводом и потребителями. Обычно после счетчика мощности. Сам щит с автоматикой можно разместить где угодно, но принцип его подключения точно такой же. Этот принцип наглядно иллюстрирует диаграмма на рис. 5.

Рис. 5. Наглядная схема подключения АВР

Подробная схема подключения автоматического пускателя генератора показана на рисунке 6. На схеме К1 и К2 — контакторы. Цифры в кружках обозначают номера клемм. По этой схеме несложно подключить такое устройство самостоятельно.

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

Принципиальная схема подключения АВР для частного дома представлена ​​на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема

В данной схеме используется АЗУ, обеспечивающее стабильное напряжение и постоянную мощность в локальной сети.

В качестве примера приведем две схемы для трехфазного тока (рис. 8). На изображении B показана односторонняя версия (дополнительное реле напряжения PH). При таком подключении генератор автоматически запускается после сбоя питания. Другими словами, вход от генератора является избыточным.

Рисунок А — двухсторонний вариант. Обе части имеют одинаковый приоритет. Такое подключение позволяет коммутировать линии вне зависимости от наличия напряжения в каждой из них.

Рис. 8. Подключение АВР на трехфазный ток

Выбор схемы зависит от задачи, которую вы собираетесь решать.

Расчет допустимой нагрузки

При выборе генератора следует рассчитать нагрузку, которой он будет подвергаться. Необходимо учитывать не только номинальную мощность всех подключенных электроприборов, но и пусковой ток возрастает при возможном увеличении потребления.

Каждая группа имеет свой коэффициент, на который необходимо умножать номинальную мощность агрегата.

• Бытовая техника (холодильник, телевизор и др.) — с 1,2 до 1,5.
• Обогреватели и лампы накаливания — 1.
• Мощное оборудование (машина, трансформатор, насос и др.) — 3.
• Ручной инструмент (электродрель, лобзик, болгарка и др.) — от 1,5 до 2.

Если сумма значений превышает допустимую мощность генератора, от использования устройства необходимо отказаться. Даже кратковременные перегрузки очень вредны. В то же время генератору также противопоказаны постоянные малые нагрузки (менее 30% от номинального значения). Эксплуатация «вполсилы» негативно сказывается на производительности.

Способы подключения

Некоторые любители простых решений подключаются к электросети с помощью переходника plug-to-plug. Один конец подключается к розетке, другой к генератору.

Проблема в том, что при восстановлении питания источник энергии или подключенные к нему устройства могут просто выйти из строя. Если нет желания идти на такой риск, лучше воздержаться от такого «простого» решения.

Существует два основных способа подключения генератора к домашней сети:

• через тумблер;
• с помощью блока автоматического управления.

Применение АВР

Желающие не заморачиваться каждый раз с подключением генератора могут установить блок автоматического управления. Как только происходит сбой питания, система ATS автоматически активирует источник питания. Блок подключается к электрощиту. Он соединен с генератором кабелем.

Самостоятельное изготовление АВР

Если вы купили генератор с электростартером, вы можете автоматизировать процесс добавления запаски самостоятельно. Для этого вам необходимо выбрать схему, соответствующую характеристикам вашей домашней сети. После этого закупите все необходимые запчасти, учитывая возможности потребителей.

Тебе понадобится:

1. Универсальный контроллер.
2. Контакторы (для самой простой схемы – не менее 2-х).
3. Шкаф безопасности.
4. Трехуровневый переключатель режимов работы.
5. Блок питания на 1 — 3 Ампера.
6. Автоматика запуска/остановки двигателя генератора (если таковая не установлена).
7. Соединительные кабели, рабочие инструменты.

Этапы работы:

1. Сборка шкафа. Выберите подходящее место для электрощита (желательно ближе к главному входу).
2. Сборка деталей. Разместите все узлы так, чтобы все контакторы и клеммы были доступны.
3. Соединительные линии. Внимательно следуйте схемам и соблюдайте назначение клемм. Используйте символы на крышках и корпусах устройств. Убедитесь, что провода не пересекаются друг с другом. Наконец, подключите вводные провода, разумеется, при выключенном вводном автомате.
4. После установки обязательно проверьте работоспособность блока АВР.

Выбор АВР

Приведенная ниже таблица поможет вам выбрать тип ATS.

Таблица 1

Тип АТС	Особенности устройства	Действие
Одиночная игра	Две секции. Один рабочий и один в запасе	Подключается к резервной линии на случай отключения электроэнергии
Двойное действие	Разделы соответственно	Вы можете подключиться к любой линии, независимо от наличия напряжения
С восстановлением	Проверяет наличие напряжения на основном вводе после переключения на резервное питание	При появлении напряжения на основной линии переводит схему (с небольшой задержкой) в исходное состояние
Без улучшения	Смена секций после отключения электроэнергии на главном входе	Требуется вмешательство оператора для перехода в основной режим

Алгоритм подбора блока управления АВР

Пошаговый алгоритм подбора оборудования для аварийного перевода резерва изложен ниже.
Шаг 1.
После того, как мы определились с типом и мощностью генератора, подбираем блок управления по мощности нагрузки, подключаемой в аварийном и основном режимах работы.
Шаг 2
Учитываем магистральную сеть: если входящая магистральная сеть однофазная, то требуется и однофазный блок управления, а если сеть трехфазная, выбираем трехфазный блок.
Шаг 3
Генератор для АТС выбираем по типу подключаемых потребителей: если потребители только однофазные, выбираем однофазный генератор, а если потребители подключены к сети 380В, то требуется и трехфазный генератор.

Монтаж блока управления и эксплуатация систем АВР

Для корректной работы системы АВР необходимо соблюдать несколько рекомендаций:

1. Монтаж и эксплуатация блока управления должны соответствовать IP и температурному режиму.
2. Масло, используемое в генераторе, должно соответствовать температурному режиму/сезону.
3. Для постоянной готовности АВР периодически меняйте топливо на «свежее».
4. Кабель управления и шнур питания лучше не собирать вместе или использовать экранирование.
5. При установке генератора в помещении необходима система газоотвода и принудительная вентиляция.
6. Обязательно заземлите генератор.