Схема компоновки запуска генератора с блоком АВР-1/1

Схема компоновки запуска генератора с блоком АВР-1/1

Схемы подключения блока АВР-1/1 с автоматическим управлением запуском и контролем работы мобильной генераторной установки и ввода городской сети.

На Рис.2 представлена одна из рабочих схем подключения блока управления АВР-1/1М . Проводники, подключенные к блоку, отображены схематично, без привязки к конкретным клеммам. Компоновка достаточно проста в реализации и под силу пользователям даже с начальным уровнем электротехники.
На Рис.3 изображена производная схема от схемы на Рис.2, с дополнительными элементами защиты, автоматическим зарядным устройством и с полной прорисовкой подключения проводников к клеммам контроллера АВР-1/1.

У нас Вы можете заказать готовый к установке щит АВР с резервным вводом генератора собранный по схеме Рис.3 любой мощности или заказать монтаж и подключение под ключ.

Нет, не существует. Давайте представим ситуацию. Вы хотите подключить электростанцию к домашней сети со стабилизатором, электрогенератор трехфазный, а Ваш частный дом полностью с однофазной сетью. Конечно Вы бы такой не выбрали, зная простые правила но всё же. Так вот, чтобы подключить необходимые потребители (свет, холодильник, ТВ) нужно учесть целую тонну нюансов, которые в инструкции не пропишешь.

Чтобы понять, что можно сделать самому при подключении электрогенератора на Вашей даче, а что стоит оставить профессионалам, разделим это понятие на составляющие.

1. Подготовительная часть( прокладка кабелей, проведение монтажных работ и т.д.)
2. Пуско-наладка (непосредственное подключение в щиток, тестирование и запуск агрегата, имитация пропадания сети).

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трёх взаимосвязанных основных блоков:

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

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

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

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

Рис. 2. Упрощённая схема резервного питания

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

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

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

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

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

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

Рис. 3. Панель контролёра резервного питания

В АВР могут реализовываться несколько режимов функционирования:

• ручной;
• автоматический;
• полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используют наладчики при настройке АВР.

Для того чтобы подключить генератор к сети, необходимо рассчитать допустимую нагрузку.

При этом важно учитывать не только номинальную мощность, но и пусковой бросок тока, а также возможное повышение потребляемой энергии во время работы устройства.

Поэтому реальная нагрузка может быть больше указанной на электроприборе номинальной мощности.

Упрощенно необходимую мощность можно рассчитать, умножив номинальную мощность электроприбора на приведенный ниже коэффициент:

1. Для ламп накаливания и обогревателей можно принять коэффициент, равный единице;
2. Для бытовой техники (телевизор, холодильник, люминесцентные лампы) коэффициент будет лежать в пределах от 1,2 до 1,5;
3. Ручной электроинструмент (дрель, УШМ, электролобзик, фреза) — коэффициент будет лежать в пределах от 1,5 до 2;
4. Мощное оборудование (насосы, сварочные трансформаторы, станки, мощные электромоторы без системы плавного пуска) — 3.

Подключение к электросети

Важно помнить главное правило: «К электросети нельзя одновременно подключать более одного источника электроэнергии». Несоблюдение данного правила гарантирует поломку.

Подключение генератора в качестве единственного источника электроэнергии

На природе или даче, где нет других источников электроэнергии, кроме генератора, подключение выполняется через встроенные в корпус розетки. Максимальный ток однофазных розеток лежит в пределах 16–20 А, трехфазных — 40–50 А. Необходимо использовать как специальные, так и обычные удлинители, в зависимости от типа выходной розетки.

Как подключить самостоятельно

Необходимо использовать электрический кабель (удлинитель), способный выдержать нагрузку, создаваемую потребителями.

Поскольку аппарат может переноситься с места на место, для монтажа лучше использовать медный гибкий кабель с двойной изоляцией.

Важно! Практически все устройства нуждаются в дополнительной защите от попадания воды или снега, поэтому их нужно устанавливать под навесом или в помещении.

Расчет сечения соединительного кабеля:

Необходимое сечение кабеля можно рассчитать, исходя из максимальной мощности. В предыдущем примере мы брали максимальную мощность, равную 3,45 кВт. Определим необходимое сечение медного кабеля:

• без учета особенности нагрузки, по закону Ома рассчитываем максимальный выходной ток: I = P/U = 3450/220 = 15,7 А;
• для открытой медной электрической проводки оптимальная плотность тока составляет 5–10 А на сечение в 1 мм2 медного проводника;
• оптимальное сечение провода получаем, поделив максимальный протекающий ток на допустимую плотность тока: S = 15,7/5 = 3,14 мм2 и S = 15,7/10 = 1,57 мм2;
• выбираем стандартный электрический кабель, сечение жил в котором должно быть больше 1,57 мм2, но при этом не сильно превышать 3,14 мм2;
• для подключения идеально подходит медный кабель с сечением жил 3 мм2.

Сечение жил в 4 мм2 будет иметь повышенный запас и оправдано только при необходимости передачи эклектической энергии, выработанной аппаратом, на расстояние свыше 25 м (повышение сечения проводов используется для минимизации потерь в линии связи).

Сечение жил в 2,5 мм2 можно использовать при незначительном удалении от места подключения (не более 10–15 м). Во время продолжительной работы, осуществляемой на максимальной мощности, желательно контролировать температуру кабеля.

Важно! Нужно использовать вилки, розетки, переключатели, рассчитанные на работу как минимум с максимальным выходным током (в нашем примере — 16 А).

Используемая «вилка» удлинителя может отличаться по форме контактов от стандартно используемых в вашем регионе. Для подключения нагрузки к данной розетке необходимо использовать переходник или специализированную вилку.

В однофазной сети с генератора выводится три провода — L (фаза), N (нулевой) и Ре (заземляющий), который может также обозначаться значком заземления. Важно правильно подключить заземляющий провод. Если вы не уверены, какой провод заземляющий, проверьте генератор специальным прибором — мультиметром.

Для этого необходимо:

• выключить аппарат;
• включить мультиметр в режиме омметра;
• прижать один щуп к металлической части корпуса (выбрать не покрытый краской участок);
• вторым щупом последовательно прикоснуться к каждой отдельной клемме розетки;
• клемма, в которой мультиметр покажет сопротивление цепи, близкое к нолю Ом, и будет являться заземляющей, оставшиеся две — L и N.

Выполняя монтажные работы, необходимо помнить, что электрогенераторы, снабжённые синхронным двигателем, чувствительны к возникновению короткого замыкания в нагрузке.

Помните! Касаться оголенных проводов под напряжением опасно для здоровья и жизни.

Подключение генератора в качестве резервного источника электроэнергии

В том случае, если он используется как резервный источник электроэнергии, и он подключается к уже имеющейся электросети, многие используют переходник «вилка-вилка»: одну вилку включают в домашнюю розетку, вторую — в розетку, что категорически запрещено делать. Чем это чревато? При появлении электричества в основной сети есть большая вероятность выхода из строя электроники или самого прибора.

Часто в спешке допускаются ошибки, ведущие за собой необратимую поломку, например: подключение внешнего электропитания напрямую к работающему источнику энергии или через переходник к отключенному генератору.

Для того чтобы избежать данных проблем, подключение к домашней электросети должно производиться через специальный перекидной рубильник или пакетный переключатель с нулевым состоянием.

Для домашней электропроводки подойдут пакетные переключатели с подходящей диаграммой работы.

Подключение к ним производится посредством винтового или прижимного клеммного соединения. Мощность пакетного переключателя должна соответствовать максимальному току нагрузки с запасом в 50%.

Внимание! Производителями не рекомендуется выполнять переключения под нагрузкой.

Особое внимание необходимо уделить заземлению (если оно используется во внутренней электропроводке, так как старый стандарт его использование не предусматривал).

Примечание: если внутренняя разводка двухпроводная и не предусматривает наличие заземления, это не значит, что сам аппарат не нужно заземлять!

Во время работы без заземления на корпусе может «наводиться» довольно высокий потенциал, опасный для жизни человека и электроники.

Последовательность включения с использованием пакетного переключателя будет следующей:

1. Отключить вводной автоматический выключатель;
2. Переключить пакетный переключатель с общей сети на сеть оборудования;
3. Отключить автоматические выключатели нагрузки;
4. Подключить к розетке кабель от переключателя;
5. Запустить агрегат;
6. Дать ему прогреться;
7. Подать питание на переключатель;
8. Включить автоматические выключатели нагрузки.

При появлении сетевого электропитания отключение от электросети выполнить в обратной последовательности.

Автоматические системы ввода в работу (АВР)

Приобретение готовых систем АВР, выполняющих подключение электрогенератора к электрической сети, или их самостоятельное изготовление для большинства бытовых моделей является нецелесообразной тратой денег, поскольку включение даже со встроенным электрическим стартером производится под контролем человека.

Это связано с необходимостью ручного управления дроссельной заслонкой (подачей воздуха на ДВС) при запуске холодного двигателя и его последующим нагревом. Полностью автоматические системы резервирования электроснабжения могут получиться только при работе с мощными устройствами, снабженными микропроцессорными системами управления.

Возможные способы подключения генератора

Если на момент отключения электричества самым важным критерием является время, то бензогенератор можно аварийно подключить к домашней сети двумя достаточно быстрыми способами:

1. подключение генератора через розетку, предварительно отключив вводный автомат на щитке;
2. подключить на ввод щитка электрогенератор вместо выводов от электросчетчика.

Для первого способа потребуется кабель с двумя подключенными штепсельными вилками на обоих концах. Линия розетки должна выдерживать максимальную мощность (ток) генератора. Как правило, электрогенераторы имеют автоматический выключатель для защиты от перегрузки, но наличие автомата с соответствующим номиналом на линии розетки не повредит. Схема подключения резервного электрогенератора к домашней сети показана на рисунке ниже:

Схема подключения автономного электрогенератора через розетку

При возобновлении подачи электроэнергии необходимо сначала заглушить генератор, вынуть вилки из розеток на генераторе и от домашней сети, затем включить вводный автомат на щитке.

Включение сетевого напряжения при включенном в домашнюю сеть электрогенераторе приведет к его выходу из строя

Кабель с двумя вилками также не является безопасным, так как при оставлении одного из концов включенным, возможно поражение при прикосновении к оголенным штырькам в момент возобновления электроснабжения или тестового запуска электрогенератора. Частое применение такой схемы может усыпить бдительность, поэтому возникает риск аварийной ситуации при одновременном включении генератора и вводного автомата.

Небезопасный кабель с двумя вилками, используемый исключительно для экстренного подключения генератора

Перекидной рубильник

Второй способ, с отключением одного источника питания (выводы от счетчика) и подключением резерва (бензогенератор) является более безопасным в плане исключения одновременного их включения, но требует частой манипуляции с проводами и клеммами при повторяющейся ситуации с исчезновением электричества. К тому же, выводы от счетчика при возобновлении внешнего энергоснабжения могут оказаться под напряжением, если ввод электричества в дом осуществлен напрямую, без вводного автомата.

Чтобы исключить манипуляции с проводами и клеммами и сделать все правильно, подобную схему подключения можно воссоздать при помощи перекидного рубильника, который переключает домашнюю сеть с основного на резервный источник питания. Для исключения всех возможных аварийных ситуаций, перекидной рубильник должен быть двухполюсным для однофазной сети, или четырехполюсным для включения в трехфазную систему.

Применение перекидного рубильника для подключения электрогенератора к сети

В данном случае рабочий ноль домашней электросети также отсоединяется от линии электроснабжения, получается система с изолированной нейтралью (IT). При существующем в домашней сети защитном проводнике заземления провод PE нужно подключить к корпусу генератора. Если домашняя сеть двухпроводная, то бензогенератор нужно заземлить при помощи заземлителей.

Алгоритм включения и выключения резервного электропитания будет следующим:

• запуск и прогрев генератора при отключении света;
• переключение перекидного рубильника на резерв;
• перевод рубильника на основное питание при возобновлении энергоснабжения;
• остановка электрогенератора.

На видео ниже показаны технические нюансы запуска и обслуживания генератора:

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА)

Применение микропроцессоров позволяет генератору обрабатывать несколько десятков признаков неполадок, регистрировать дату и время признаков отклонений параметров работы узлов в режиме реального времени, программировать режимы работы, осуществлять запуск, синхронизацию, включение и выключение в автоматическом режиме. Для дистанционного управления энергосистемой используются телекоммуникационные модули, осуществляющие по интерфейсам RS232 и RS485 удаленный контроль и регулирование различных параметров генератора и его управление.

ИБП не работает от генератора? Есть решение!

Публикуем еще одну статью о практическом применении наших инверторных стабилизаторов. В этот раз речь пойдет о модели IS1106RT.

Покупатель и пользователь Александр Пырсов рассказал нам о том, как данное устройство работает в серверном помещении и помогает стабилизировать процесс перехода электропитания на бензиновый генератор.

Александр, для чего вы приобрели стабилизатор напряжения IS1106RT, какие задачи требовалось решить?

Наша организация находится в районе со старым жилым фондом, и, видимо, из-за несовременного оборудования на подстанциях, довольно часто попадает под отключение электроэнергии.

Мы являемся головным подразделением для 7 филиалов, поэтому большинство сетевых сервисов располагается на оборудовании, размещённом в нашем серверном помещении. Его общее энергопотребление составляет 1,5 кВт. Обеспечение бесперебойного функционирования этого оборудования является обязательным условием, так как простои и внезапные отключения очень негативно сказываются на рабочем процессе всей организации.

Почему не удавалось организовать качественное электропитание вашей серверной?

При отключении электроэнергии питание серверной у нас осуществляется от резервного источника – бензинового генератора на 5 кВт, который автоматически включается при пропадании напряжения в основной сети. В промежуток времени, необходимый для запуска генератора, поддержка работоспособности серверного оборудования осуществляется за счет подключенного после генератора источника бесперебойного питания линейно-интерактивно типа.

Но, как выяснилось на практике, функционирует такая схема крайне нестабильно. Дело в том, что линейно-интерактивные ИБП и генератор не любят работать в одной связке. Я испробовал несколько моделей и везде картина одинакова: после запуска генератор, сопряженный с ИБП, начинает прыгать, как сумасшедший, то повышая, то понижая обороты и выдавая, соответственно, то 180, то 300 В. ИБП, в свою очередь, признает такое напряжение нерабочим и переключается на батареи. После этого генератор успокаивается и выдает ровное напряжение. ИБП видит допустимое входное напряжение и переключается с батарей обратно на генератор, что снова приводит к скачкам напряжения. В итоге ситуация повторяется и зацикливается.

Комментарий инженера ГК «Штиль»

Действительно, проблема совместной работы ИБП и генератора с двигателем внутреннего сгорания довольно распространена. Всё дело в том, что классический корректор входного коэффициента мощности (ККМ), применяемый в большинстве современных источников бесперебойного питания, может входить в резонанс с генератором, что приводит к описываемой Александром ситуации.

На практике влияние ККМ ИБП на генератор снижают либо путём подбора генератора с мощностью, значительно превышающей мощность ИБП, что достаточно затратно с экономической точки зрения, либо путём подключения дополнительной нагрузки к выходу генератора, что увеличивает расход топлива и не всегда удобно.

В оборудовании, выпускаемом компанией «Штиль», эта проблема решена за счет инновационного алгоритма работы ККМ, позволяющего нашим инверторным стабилизаторам и ИБП работать в единой связке практически с любым современным генератором.

Как вы пытались исправить ситуацию?

Несколько раз я попадал на моменты, когда ИБП и генератор синхронизировались и работали нормально, но это скорее исключение – где-то 1 раз из 10. Количество синхронизаций удалось немного увеличить, установив между генератором и ИБП релейный стабилизатор на 5 кВт, но периодически он отключался даже раньше, чем ИБП переходил в автономный режим.

Пока мы не поставили инверторный стабилизатор «Штиль», проблема решалась подключением к генератору дополнительной статической нагрузки на 0,7 кВт – старой электрической плитки. Эта нагрузка, как бы смешно она не выглядела со стороны, способствовала синхронизации генератора и ИБП.

Почему решили выбрать именно инверторный стабилизатор напряжения от ГК «Штиль»?

Во-первых, мне понравились хорошие отзывы об оборудовании. Во-вторых, я уже столько насмотрелся на продукцию Китая, что решил попробовать наше – российское. У нас никогда не экономили на толщине проводов и качестве пайки. Да и цена у модели была выгоднее зарубежных аналогов. Кроме того, имелась плата для удаленного администрирования с поддержкой протокола SNMP. Все это и склонило чашу весов при выборе стабилизатора напряжения в пользу продукции «Штиль».

Были ли какие-нибудь трудности при подключении стабилизатора?

Сложностей никаких не было. В нашей серверной простая схема подключения. Электропитание из города приходит в распределительный электрощит. Затем кабель уходит к генератору с блоком автоматического пуска. При пропадании напряжения в сети он автоматически включается и подает электричество на стабилизатор напряжения, затем питание поступает на ИБП и возвращается в щиток, с которого уже разводится по нагрузке – в стойки с оборудованием серверной.

К сети и нагрузке стабилизатор подключается через клеммную колодку. Самое главное тут завести провод в соответствующую ему клемму, и тогда проблем не будет.

Прибор мы приобрели вместе с платой для мониторинга работы по веб-интерфейсу. Плата легко вставляется в слот на задней панели стабилизатора. Затем установил программу «Shtyl device manager», чтобы отслеживать работу устройства на ПК.

Система удаленного мониторинга отображает на ПК каждый параметр сети. От генератора на нагрузку идет стабильное напряжение без всяких скачков. Теперь связка приборов, обеспечивающих бесперебойное электропитания работает просто отлично.

Хочется отметить поворотную панель управления. При установке стабилизатора в стойку, она оказалась очень полезным решением.

Новый стабилизатор выравнивает выходное напряжение генератора, что благоприятно влияет и на ИБП, и на сам генератор, который теперь работает без скачков, чего раньше никогда не было. А в серверной – спокойствие, ничего не щелкает и не пищит. Это можно посмотреть в моих видеороликах: