Автоматика ввода-вывода (АВР): назначение, виды, схема

Автоматика ввода-вывода (АВР): назначение, виды, схема

Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР

    Назначение АТС Как работает автоматический аварийный переключатель питания Системные Требования Варианты классификации и внедрения АТС Специфика работы с электрогенераторами АВР с батарейным питанием Использование логического контроллера Организация АТС в цепях высокого напряжения

Назначение АВР

Назначение этой системы в электротехнике аналогично организации источника бесперебойного питания. Основная задача автоматического аварийного электроснабжения – быстрое восстановление питания без вмешательства человека в этот процесс. На больших подстанциях всегда есть две рельсы для двух секций КРУ, разделенных секционным переключателем, работающих автономно друг относительно друга. Согласно ПУЭ автоматическое подключение резервного источника питания и питание 2 вводов является обязательным действием при электроснабжении потребителей первой категории.

Простой пример необходимости использования этой системы может быть приведен в отношении освещения какой-либо важной охраняемой территории. Таким образом, в случае выхода из строя главного входа система включится от резервного источника, и территория будет освещена. Кратковременное отключение электроэнергии, которое даже трудно обнаружить визуально, может быть максимальным. Это зависит от скорости работы АВР, резервное время переключения должно быть порядка 0,3-0,8 секунды.

Как работает автоматический ввод резервного питания

Принцип работы АВР основан на регулировании напряжения в цепи. Это может быть реализовано с любыми реле напряжения или цифровой логической защитой. Однако принцип действия остался прежним. Давайте посмотрим на простейший пример.

Это однопроводная схема, которая показывает, что наличие напряжения контролируется контактором KM. И QS1, и QS2 должны быть запитаны так, чтобы катушка KM была запитана и намотана, чтобы замыкающий контакт на основном входе замыкался, а размыкающий контакт на резервном входе размыкался. Таким образом, приемник запитан от сети и загорятся соответствующие лампы. В случае потери мощности на линии L12, когда напряжение упадет до точки отключения контактора КМ, размыкающий контакт на основной линии размыкается, и одновременно размыкающий контакт на резервной линии L22 сработает. перейти в закрытое положение, запитав нагрузку от резервного источника. Противоположная ситуация будет при восстановлении питания на линии L12.

В следующем видео демонстрируются принципы работы АВР в сетях 6 кВ:

Требования к системе

Основные требования к системам АВР:

    Высокоскоростной. Надежность переключения. Подавайте напряжение только тогда, когда на секции нет короткого замыкания, т. е. должна присутствовать блокировка короткого замыкания. Разовая операция. Возможность установить порог для резервного источника питания, чтобы он не вызывал срабатывания, например, в случае спада напряжения при запуске больших двигателей. Срабатывает только при подаче питания на резервный вход.

Конечно, базовая система на основе контакторов не в состоянии удовлетворить все требования системы АВР. Для этого в современной электронике используются логические схемы, сигнализирующие о включении резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Для дополнительной безопасности также использовался механический замок.

Классификация АВР и варианты реализации

Резервное питание и его автоматический ввод могут быть обеспечены от отдельного генератора, аккумуляторной батареи или отдельной линии.

В свою очередь, все системы АВР различаются по принципу действия:

Односторонний. Один раздел или вход является рабочим (основным) входом, а другой – резервным входом. В случае пропадания рабочего напряжения активируется резервная секция. Двусторонний. Когда есть две секции с отдельным питанием и две линии работают исправно, а в случае выхода из строя одной из них, другая является резервной.

Кроме того, АВР может быть с восстановлением питания или без него через нормальную цепь. Во втором случае неработающая сеть полностью гаснет, и даже если питание будет восстановлено, схема не будет работать на двух линиях, как раньше.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для организации автоматического аварийного электроснабжения дома в качестве резервного источника энергии можно использовать автономный генератор. Это дает возможность на длительное время обеспечивать электричеством весь дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Внедрение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазных и трехфазных сетях с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован, необходимо оборудовать генератор стартером, а также потребуется специальный агрегат, состоящий из набора коммутационных аппаратов, которые только при пуске включают стартер и выключают его. при восстановлении сетевого напряжения. Это выглядит как:

Такой агрегат для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Вкл», «Пуск». Однако зимой необходимо прогреть двигатель внутреннего сгорания, но устройство можно запрограммировать с учетом этой функции. Он устанавливается на DIN-рейку в распределительном щите.

На видео наглядно поясняется схема, по которой можно своими руками сделать автоматический резервный ввод для генератора:

АВР на аккумуляторах

Благодаря развитию преобразователей, преобразующих постоянный ток в переменный, можно использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве резервного источника питания. Помимо аккумулятора необходимо приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 В постоянного тока в 220 В.

Однако этот источник вряд ли будет использоваться для нагрузки, но схема освещения может легко обеспечить стабильное напряжение при кратковременном сбое в линии. В этом случае время работы будет зависеть от мощности приемников и емкости аккумуляторов.

Для увеличения емкости можно подключить несколько батарей параллельно. Сама схема подключения системы АВР может быть реализована с помощью оснастки.

Стартер включается в главную цепь, и при возникновении проблем в сети его подвижная часть отрывается, так что его размыкающий блокирующий контакт, введенный в цепь аккумуляторной батареи, активирует систему автоматического питания. Этот метод менее затратный, чем генераторный, но долгое время не может обеспечить электричеством мощную бытовую технику.

Читайте также:  Как вынуть сим-карту из iPhone и iPad: разбираемся в простых и сложных случаях

Применение логического контроллера

Для двух трехфазных сетей питания используются готовые системы АВР с использованием логико-цифрового контроллера, который может учитывать многие параметры, необходимые для создания идеальной системы. Имеет всю необходимую маркировку и инструкции по настройке и подключению.

Однако перед подключением модуля и его покупкой следует подумать, есть ли более надежный резервный источник питания. Потому что нет смысла подключать его к одной и той же трехфазной системе, т. е. питаться от одного трансформатора 6 / 0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Для реализации организации автоматической поддержки напряжения в цепях с напряжением выше 1000В в качестве элемента измерения и контроля энергии сети используется специальный трансформатор напряжения, вторичная обмотка которого при нормальной работе составляет 100В. Для подключения к системе АВР используется реле минимального напряжения или реле контроля фаз. Он реагирует не только на падение напряжения в сети, но и на отказ хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии. Все требования для правильного запуска системы ATS должны быть выполнены, а иногда даже в системе восстановления устанавливается временная задержка для возврата к исходной конфигурации.

Также следует отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализована на электромеханических реле старого типа или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, выполняющих несколько функций, в том числе АВР.

В заключение предлагаем вам посмотреть несколько полезных видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое АВР, каковы схемы АВР и каков принцип работы этой энергосистемы. Надеемся, информация и видеоуроки были вам полезны!

Вы точно не знаете:

Принцип работы авр

Что такое автоматический ввод резерва и как работает АВР?

Невозможно гарантировать бесперебойную работу энергосистемы, так как всегда возможно влияние внешних, техногенных или природных факторов. Следовательно, токоприемники, относящиеся к первой и второй категориям надежности, должны быть подключены к двум или более независимым источникам питания. Системы АВР используются для переключения нагрузок между основным и резервным питанием.

Что такое АВР и его назначение?

В подавляющем большинстве случаев к таким системам относятся распределительные щиты. Их основная задача – оперативно подключить приемник к резервному входу в случае проблем с подачей питания на приемник от основного источника. Чтобы обеспечить автоматическое переключение при отказе, система должна контролировать входное напряжение и ток нагрузки.

Типовое распределительное устройство АВР

Расшифровка аббревиатуры АВР

Эта аббревиатура представляет собой первые буквы полного названия системы: Automatic Transfer Reserve, что прекрасно объясняет ее назначение. Иногда можно услышать аббревиатуру «Automatic Standby Power On», это определение не совсем правильное, поскольку предполагает запуск генератора в качестве резервного источника, что является особым случаем.

Классификация

Вне зависимости от конструкции устройства, шкафы или АТС обычно классифицируют по следующим характеристикам:

    Количество резервных секций. На практике чаще всего используется АВР с двумя вводами питания, но для обеспечения высокой надежности электроснабжения можно использовать и более независимые линии. Тип сети. Большинство устройств предназначены для переключения трехфазного источника питания, но существуют и однофазные устройства АВР. Они используются в домашних электросетях для запуска двигателя электрогенератора. Класс напряжения. Эти устройства могут быть предназначены для работы в цепях до 1000 или использоваться для коммутации высоковольтных линий. Коммутируемая мощность нагрузки. Время отклика.

Требования к АВР

    Обеспечение питания потребителя энергии от резервной линии в случае непредвиденного нарушения работы основной линии. Максимальное восстановление мощности. Обязательное однократное действие. Это означает, что недопустимо многократное включение и выключение нагрузки из-за короткого замыкания или других причин. Главный выключатель питания должен быть включен автоматикой AS перед резервным питанием. Система ATS должна контролировать резервную схему управления на предмет эффективности.

Устройство АВР

Выделяют два основных типа построения, различающиеся приоритетностью ввода:

Односторонний. В таких АВР один вход служит рабочим входом, то есть используется до тех пор, пока на линии не возникнет проблема. Второй находится в режиме ожидания и подключается при необходимости. Двусторонний. В этом случае нет разделения на рабочий раздел и активированный раздел, так как оба входа имеют одинаковый приоритет.

В первом случае большинство систем имеют функцию, которая позволяет им переключаться в рабочий режим мощности, как только напряжение на главном входе восстанавливается. Двунаправленным АВР такая функция не требуется, поскольку не имеет значения, по какой линии подается нагрузка.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Независимо от версии системы АВР, мониторинг параметров сети является основой работы системы. Для этого можно использовать как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные контроллеры, но принцип действия остается прежним. Рассмотрим это на примере простейшей схемы АВР для бесперебойного питания однофазной нагрузки.

Рис. 4. Простая схема однофазной системы АВР.

Приметы:

    N – ноль. A – Сервисная линия. Б – резервный источник питания. L – лампа, которая работает как индикатор напряжения. К1 – Катушка реле. К1.1 – Контактная группа.

В нормальном режиме работы напряжение подается на контрольную лампу и обмотку реле К1. Это приводит к изменению положения нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов, и нагрузка питается от линии А (основной). Как только напряжение на входе A отключается, лампа гаснет, обмотка реле перестает насыщаться и контакты возвращаются в исходное положение (как показано на рисунке). Это действие передает нагрузку на линию B.

Как только напряжение на основном входе восстановится, реле К1 переключится на источник А. В принципе эту схему можно рассматривать как односторонний вариант с функцией возврата.

Читайте также:  Виды освещения в ландшафтном дизайне

Схема, представленная на рис. 4, значительно упрощена; для лучшего понимания происходящих в нем процессов мы не рекомендуем брать его за основу при построении контроллера АВР.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

Простые

Ниже представлен вариант схемы АВР для переключения домашнего питания с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь используется защита от короткого замыкания и электрическая и механическая блокировка, чтобы исключить одновременную работу с двух входов.

Схема АТС для дома

Приметы:

    АВ1 и АВ2 – двухполюсные переключатели на основной и резервный ввод. К1 и К2 – катушки контактора. К3 – контактор как реле напряжения К1.1, К2.1 и К3.1 – нормально замкнутые контакты контакторов. К1.2, К2.2, К3.2 и К2.3 – нормально открытые контакты.

После перевода АВ1 и АВ2 алгоритм работы АВР будет следующим:

Нормальный режим (питание от основной сети). Катушка K3 насыщается, и срабатывает реле напряжения, которое замыкает контакт K3.2 и размыкает K3.1. В результате на катушку стартера K2 подается напряжение, что приводит к замыканию K2.2 и K2.3 и размыканию K2.1. Последний действует как электрический замок, предотвращая подачу напряжения на катушку K1. Безопасный режим. Как только напряжение в сети упадет или «упадет» ниже допустимого предела, катушка К3 перестанет насыщаться, а контакты реле займут свое положение инициализации (как показано на схеме). В результате на катушку K1 начинает поступать напряжение, что приводит к изменению положения контактов K1.1 и K1.2. Первый действует как электрическая защита, предотвращая подачу напряжения питания от катушки К2, второй снимает блокировку питания нагрузки. Для срабатывания механического замка (изображенного на схеме в виде перевернутого треугольника) необходимо использовать реверсивный пускатель, наличие которого предполагается конструкцией электромеханического устройства.

Теперь рассмотрим два варианта линий АВР на трехфазное напряжение. В одном из них будет организовано питание по односторонней схеме, в другом – двухсторонняя реализация.

Рис. 6. Пример односторонней (B) и двусторонней (A) реализации простой трехфазной системы АВР.

Приметы:

    AB1 и AB2 – трехполюсные выключатели; МП1 и МП2 – магнитные пускатели; ВФ – реле напряжения; МП1.1 и МП2.1 – НО групповые контакты; Мп1.2 и Мп2.2 – контакты нормально замкнутые; rn1 и rn2 – контакты рН.

Рассмотрим схему «А» с двумя равными входами. Для предотвращения одновременного включения линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. Последовательность включения AB1 и AB2 определяет, какая линия будет питать нагрузку. Если сначала включить AB1, то сработает контактор MP1 и контакт M1.2 размыкается, блокируя подачу напряжения на катушку MP2, и группа контактов M1 замыкается. 1 для подключения источника 1 к нагрузке.

Когда источник 1 обесточивается, контакты пускателя PM1 возвращаются в исходное положение, что вызывает срабатывание контактора PM2, блокировку первой катушки пускателя и включение питания от источника 2. В этом случае нагрузка останется подключенной к этому входу. даже если функция источника 1 вернется в нормальное состояние. Изменить источник можно вручную, манипулируя переключателями AB1 и AB2.

В случаях, когда требуется одностороннее развертывание, используется схема «Б». Разница в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (RN), которое повторно подключается к основному источнику 1 при его восстановлении. В этом случае контакт rn2 размыкается, отключая стартер MP2, а контакт rn1 замыкается, чтобы включить MP1.

Промышленные системы

Принцип работы промышленных энергосистем остается неизменным. Например, давайте покажем схему типичного ящика АВР.

Схема типового промышленного шкафа АВР

Отметка:

    АВ1, АВ2 – трехполюсные устройства защиты; S1, S2 – переключатели для ручного управления; КМ1, КМ2 – контакторы; PFC – реле контроля фазы; L1, L2 – сигнальные лампы для индикации рабочего режима; km1.1, km2.1 km1.2, km2.2 и rcf1 – нормально разомкнутые контакты. км1.3, км2.3 и пкф2 – контакты нормально замкнутые.

Представленная диаграмма АВР практически идентична той, что представлена ​​на рис. 6 (А). Единственное отличие состоит в том, что в последнем случае используется специальное реле, контролирующее состояние каждой фазы. Если один из них «пропадает» или возникает искажение напряжения, реле переводит нагрузку на другую линию и восстанавливает исходный режим работы со стабилизацией основного источника.

АВР в высоковольтных цепях

В электрических сетях с классом напряжения выше 1 кВ реализация АВР более сложна, но принцип работы системы практически не меняется. Ниже в качестве примера приведен упрощенный вариант схемы подключения ТП-110,0 / 10,0 кВ.

Упрощенная схема ТП 110/10 кВ

На схеме видно, что резервных трансформаторов нет. Это говорит о том, что каждая из шин (Sh1 и Sh2) подключена к своему собственному трансформатору питания (T1, T2), каждая из которых может стать резервной на определенный период времени, принимая на себя дополнительную нагрузку. В нормальном режиме работы переключатель секции CB10 разомкнут. ATS управляет работой TP через TN1 SH и TN2 SH.

В случае сбоя питания SH1 AS отключает автоматический выключатель B10T1 и включает секционный выключатель CB10. В результате такого действия обе секции питаются от одного трансформатора. Когда источник восстанавливается, резервная система возвращает систему в исходное состояние.

Микропроцессорные бесконтакторные системы

Завершая эту тему, нельзя не упомянуть АВР с микропроцессорными блоками управления. В таких устройствах, как правило, используются полупроводниковые переключатели, которые надежнее контакторных.

Электронный блок АТС

Основные преимущества бесконтактной АТС можно легко заменить:

    Никаких механических контактов и всех сопутствующих проблем (заклинивание, подгорание и т. Д.). Устраняет необходимость в механических блокировках. Более широкий диапазон управления параметрами триггера.
Читайте также:  Кровельный гриб: Как выбрать, установка со своим капотом

К недостаткам можно отнести сложный ремонт электроники АВР. Самостоятельно изготовить схему устройства тоже непросто, нужны знания в области электротехники, электроники и программирования.

Принцип работы АВР основан на контроле тока в цепи.

Это может быть реализовано с помощью любых реле напряжения или цифровых защитных блоков.

Но принцип работы все тот же.

Это однопроводная схема, которая показывает, что наличие напряжения контролируется контактором KM. Оба QS1 и QS2 должны быть включены, катушка KM должна быть под напряжением и намотана, ее замыкающий контакт на главной входной цепи также замкнут, а размыкающий контакт на резервной входной цепи разомкнут.

Как работает АВР на подстанциях

Схема работы:

Виды АВР

Большинство устройств необходимо подключить к электросети. Это открывает больше возможностей для подрядчиков по электротехнике. Блоки обычно состоят из одно – или трехфазной системы электропитания, и все они требуют определенного типа жесткой проводки от системы к электрической инфраструктуре здания. Это будет хороший рынок для улучшения работы электрических подрядчиков. Дизель-генераторы можно хранить в помещении более безопасно и в течение более длительных периодов времени без ухудшения характеристик. Если генератор работает на 50% или более своей мощности, эффективность увеличивается. Генераторы без батарей работают непрерывно, что приводит к более высоким эксплуатационным расходам на киловатт-час электроэнергии. Генератор должен иметь от 120 до 200 процентов максимальной скорости зарядки аккумулятора от зарядного устройства до аккумулятора.

АВР однофазный с двумя контактами

Светодиодные АВР

Схема АВР на 3 ввода

АВР одностороннего или двухстороннего действия

Тиристорный АВР

Статический АВР

АВР с моторным приводом

Стоечный авр

Вакуумный АВР

Принципиальная электрическая схема АВР

Если машина оборудована верхними клапанами и масляным фильтром, она может удвоить свою производительность и проработать 1500 часов (примерно шесть месяцев по восемь часов в день). Некоторые системы превышают проектную мощность большинства офисных зданий, а полная поддержка создает проблемы с хранением, поэтому установка дизельного генератора в коммерческом офисном здании может быть затруднена. Если ваш бизнес ожидает значительного роста в ближайшие несколько лет, изучите структуру здания, чтобы приспособиться к этому росту и определить потребности.

Трехфазные дизельные двигатели со скоростью 600 об / мин, которые потребляют меньше топлива, чем модели с более низкой скоростью (1800 об / мин), более долговечны, потребляют меньше топлива и имеют четыре полюса вместо двух. Микропроцессорный центр управления контролирует постоянное напряжение в сети. Как только напряжение падает ниже установленного значения, двигатель генератора запускается автоматически. Когда электричество восстанавливается, генератор преобразует энергию обратно в электричество. Возрастает потребность в более надежных системах. Важно найти централизованную систему, которая будет обеспечивать электроэнергию, когда в противном случае она становится недоступной. Все больше и больше людей находят способы оптимизировать работу своих домов и офисов.

Схемы АВР

Если аварийное резервное копирование необходимо на короткое время или только в выходные дни, можно предпочесть бензиновый или пропановый генератор. Все более популярной системой является тихий промышленный дизельный генератор мощностью 10 кВт, который обеспечивает круглосуточную работу.

При подключении к резервуару емкостью 275 галлонов для обогрева вашего дома он может непрерывно работать в течение полутора недель при полной нагрузке или трех недель при половинной нагрузке. Большинство генераторов настроены на обеспечение бесперебойного резервного питания сразу после сбоя питания.

Наиболее распространенным источником энергии в жилых домах является газовый, пропановый, природный или дизельный генератор. Дизельные агрегаты, которые стоят дороже, обычно наиболее эффективны.

Схема АВР на контакторах

Схема АВР для генератора с автозапуском

Схема АВР на пускателях

Схема ГРЩ с АВР

Схема ВРУ с АВР на 2 ввода

Схема АВР с реле контроля фаз

Однолинейная схема АВР

Схема АВР на автоматах с электроприводом

Особенности работы АВР частного дома

Самый распространенный метод – это метод с двумя входами с приоритетом. При подключении к сети бытовые нагрузки в основном работают в одной фазе. В случае его потери не всегда возможно подключить генератор. Вам просто нужно подключить еще одну линию в качестве резервной. В случае трехфазного входа мощность контролируется реле на каждой фазе. Если напряжение вне допустимого диапазона, фазный контактор отключается, и дом получает питание от двух других фаз. Если выходит из строя другая линия, вся нагрузка перераспределяется на одну фазу.

Для небольшого дачного участка применяется блок ДГУ мощностью не более 10 кВт для панели, работающей с мощностью 25 кВт. Такого генератора достаточно, чтобы на короткое время обеспечить дом необходимым минимумом электроэнергии. В случае аварии реле контроля напряжения переключает шину нагрузки на резервное питание и подает сигнал на запуск ДГУ. После возобновления основного источника питания реле переключается на них, после чего генератор останавливается.

Расширение функций АВР

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) используются для управления выключателями в соответствии с выбранными алгоритмами. Они уже содержат ASS-программу, которая должна быть адаптирована только к реализации одного или другого режима работы. Использование контроллера ПЛК, например, контроллер AC500, дает вам возможность упростить электрические цепи, хотя на первый взгляд устройство, кажется, сложно. SZR Control может быть помещен на дверь распределительного устройства в виде набора разъемов, кнопок и сигналов.

Это программное обеспечение уже предусмотрено в типичном решении. Он устанавливается в контроллере ПЛК.

Оцените статью
Добавить комментарий