Автоматический ввод резерва (АВР): назначение и классификация

Что такое устройство АВР

АВР автоматически включает резервный источник питания в аварийной ситуации
Сохранение рабочего состояния источника питания обеспечивается с применением особых инженерных решений. При возникновении аварийной ситуации автоматика подключает генератор. Необходимые действия выполняются без тщательного контроля и вмешательства со стороны пользователя.

Основные функциональные компоненты типовой системы АВР:

• контрольные приборы фиксируют изменения электрических параметров сети питания;
• при регистрации разрыва цепи (КЗ) или отклонения от установленного порогового уровня автоматика отключает поврежденный участок;
• устройство сигнализации сообщает о нарушении рабочего режима;
• контактная группа подключает дежурный источник питания.

Далее проводят необходимые мероприятия для восстановления штатной системы. Аббревиатура (АВР) расшифровывается как «Автоматический Ввод Резерва». Кроме дежурного генератора используют переключение на работоспособную сеть или блок аккумуляторных батарей.

Описание прибора

Автоматическим вводом резерва является система, которая нужна, чтобы обеспечить нагрузки электроснабжения резервным зарядом. Выполняется в двух вариантах. Бывает односторонней и двухсторонней. В первой есть разделение на рабочую с резервной секцией, а во второй такого нет. В первом случае можно переключиться на обычный режим или аварийный, во втором случае в этих режимах нет необходимости.

Советуем изучить Правила и способы освещения спальни

Безопасная работа электрооборудования как одно из предназначений устройства

Основная цель модуля направлена на то, чтобы система электроснабжения была более надежной. Это устройство оперативно подключает нагрузки на резервный вид ввода, когда возникают перебои электричества. Для обеспечения автоматического переключения система все время отслеживает напряжение с током. В этом заключается ее предназначение.

Расшифровка аббревиатуры АВР

Расшифровывается аббревиатура очень просто. АВР является автоматическим вводом резерва. Иногда вместо слова ввод используется включение, но это некорректно, потому что под вводом понимается генераторный запуск как резервный источник.

Как расшифровывается аббревиатура

Классификация

В зависимости от того, какое имеет блок авр исполнение, классифицируется оборудование по количеству секций, типу сети, классу напряжения, мощности и времени срабатывания.

Обратите внимание! АВР часто представлена с одним, двумя и тремя выводами для обеспечения высокой надежности сети. Также бывает однофазной, двухфазной и трехфазной

По классу напряжения обрабатывает до 1000 вольт.

Шкаф АВР на три ввода

Основные требования

При покупке и установке в сеть пользователям требуется, чтобы АВР:

• обеспечивала подачу питания энергии при непредвиденном случае приостановления работы линии;
• максимально быстро восстанавливала электрическое питание;
• обязательно действовала однократно, то есть несколько режимов работы сразу не должно быть;
• включала основное питание до того, как будет подано резервное электрическое питание.

Кроме того, она должна осуществлять контроль за исправностью цепи управления оборудованием.

Быстрое восстановление электрического питания — основное требование к системе

Назначение АВР

Функциональность системы основана на принципах обеспечения бесперебойной работы источника питания. Автоматизация основных процессов подразумевает исключение действий обслуживающего и эксплуатационного персонала. Профессиональные требования к оборудованию изложены в правилах ПУЭ. В частности, для подключения потребителей 1-й категории применяется схема АВР на 2 ввода с секционником на автоматах.

Дублирование распределительных устройств и других важнейших элементов обеспечивают высокий уровень надежности. Такие блоки рассчитаны на автономную работу. В ходе создания конструкторской документации исключают взаимное влияние для предотвращения ошибочных действий автомата АВР.

Необходимость применения таких систем поясняет пример хорошего оснащения частного загородного дома. Как правило, в таких объектах устанавливают локальную систему отопления. Управление современного газового котла обеспечивает электроника. Для принудительной циркуляции теплоносителя по контурам применяют насосы. Отключение этих компонентов при сильном морозе провоцирует разрушение труб и радиаторов.

Ремонтно-восстановительные работы намного дороже по сравнению с автозапуском специального генератора. Наличие дежурного источника питания пригодится при авариях в сетях электроснабжения. Если подключение напряжения выполняется достаточно быстро, пользователи не будут испытывать дискомфорт.

АВР с выбором приоритета ввода: как это работает?

Аббревиатура АВР расшифровывается довольно просто – автоматический ввод резерва. Зачем это нужно? Как минимум в ситуациях, когда основной источник питания не справляется со своей задачей. Произойти это может по многим причинам, но остаться без электричества на долгое время (а иногда и на короткий срок) неприятно и чревато последствиями. Особенно если речь идет о предприятиях, где необходимо постоянно поддерживать определенную температуру. Отключение электроэнергии приведет к немалым финансовым потерям. Да и в бытовых условиях АВР хорошо послужит.

Моноблочный АВР 25-800А 79 товаров от 21 276 ₽

Шкафы АВР на 2 ввода 25-3200А 18 товаров от 29 900 ₽

Шкафы АВР на 3 ввода 63-630А 7 товаров от 79 900 ₽

АВР для генератора (ДГУ) с автозапуском 6 товаров от 39 900 ₽

Режимы работы.

Автоматический переключатель – это щит, который нуждается в монтаже и подключении. И как у любого другого устройства, он имеет две системы управления:

— Ручная; — Автоматическая.

Рассмотрим подробнее каждую из них и сразу отметим, что в автоматах всегда есть возможность выбора системы. Осуществляется переключение с помощью рычага, расположенного на лицевой стороне щитка.

Ручной режим.

Для легкой и самостоятельной работы АВР существуют схемы подключения, которые позволяют дистанционно управлять устройством. Схемы не понадобятся в ручном режиме. Управление осуществляется с помощью специальных кнопок (регулируют вводы и секции):

1. Ввод-1 (SB1 и SB2) 2. Ввод-2 (SB3-SB4) 3. Автомат межсекционный (SB5-SB6).

Принцип действия автоматического резерва в таком режиме легче рассмотреть на примере первого ввода. Чтобы запустить его работу, на корпусе необходимо нажать кнопку с соответствующей маркировкой (SB1). Далее механизм начинает действовать: с автомата цепи управления включается фаза L1, которая активирует нормально-открытый провод контактора К1.1. Затем вступает нормально-замкнутый провод SP1 (переключателя). Его заранее установили в ручной режим. Далее в действие включается разъем автомата (катушка электромагнитного привода), который получает импульсы от двух групп контактов (н.о и н.з). Работает фаза ноль N и прибор запускается.

Для отключения нажимаем SB2. Принцип действия цепи похож: фаза L1 – нормально-открытый провод контактора — нормально-закрытый контакт переключателя — включаются провода кнопки отключения — действует разъем автомата и катушка привода — затем разъем автомата 4 — нейтрал и АВР отключается.

Вторым и межсекционным вводом управляем по аналогичному принципу. Ручной режим удобен при чрезвычайных ситуациях, если по каким-то причинам автоматика не справилась с задачей. Постоянно действовать по такой схеме затруднительно и нецелесообразно.

Автоматический режим.

В данном случае кнопки управления полностью заблокированы. Автомат МС включается, если:

1. Основной источник питания отключился, и электричество полностью пропало; 2. Сбой в работе фаз (напряжение подается несимметрично); 3. Подаваемое напряжение меньше уставки реле; 4. Подаваемое напряжение значительно больше уставки реле; 5. Фазы чередуются в неправильном порядке (контролировать правильность можно с помощью специальных приборов); 6. Фаза оборвалась.

Контролируем с помощью реле и последовательности фаз. У первого на лицевой стороне лампочки, которые в рабочем состоянии горят зеленым светом. Выходной провод при этом замкнут. Именно через него «питается» катушка и вводы. Если на одном из вводов напряжение исчезает, лампочки загораются красным и прибор разрывает контакт. После включается межсекционный аппарат. Как только на отключенном вводе восстанавливается подача напряжения, выходной контакт опять замыкается. Катушка реле получает напряжение и включается в работу, а лампочки снова горят зеленым.

Если совсем просто: когда на одном из вводов пропадает питание, включается межсекционный автомат, который позволяет подключенным к сети приборам работать в обычном режиме.

Схемы АВР.

С приоритетом ввода.

Мы уже выяснили, что вводов может быть два. Один из них можно сделать основным и обычно это первый ввод. При возникновении аварийной ситуации, скачках напряжения, обрыве фаз и так далее, напряжение на нем может исчезнуть. В этом случае автомат переключает электрические импульсы на второй ввод и делает его основным. При восстановлении подачи энергии на ввод-1, АВР возвращается к исходным настройкам. В качестве приоритетного можно сделать и второй ввод (для некоторых типов сети это актуально), схема работы будет такая же.

Ручной выбор приоритета.

Предыдущий принцип работы основан на автоматике, а вот ручной выбор – это более сложная схема. В этом случае приоритет устанавливается пользователем самостоятельно, с помощью переключателя.

Секционный приоритет.

Когда на обоих вводах напряжение подается без перебоев, питание они получают через автоматы резерва QF1 и QF2. Допустим, на первом вводе произошел сбой в работе, тогда QF1 отключается и включается QF3 (секционный выключатель). Он подает нагрузку на первый ввод от второго ввода. Таким образом, подача электрической энергии восстанавливается в считанные секунды. Как только проблема устранена, секционный QF3 отключается, и работа автомата идет в привычном режиме.

Без приоритета.

Также очень простая схема. Основных источников питания не предусмотрено. Например, напряжение постоянно на вводе-1. В случае прекращения его работы, нагрузка переключается на ввод-2. А при восстановлении, она остается на том же вводе.

Принцип работы каждой из схем очень похож, а выбор зависит от особенностей помещения, самого автомата АВР и особенностей подключенного к розеткам оборудования.

Системы АВР 25-3200А 126 товаров от 19 200 ₽

АВР 25-630А на контакторах 5 товаров от 24 100 ₽

АВР 63-630А с секционным выключателем 8 товаров от 79 900 ₽

Однофазные АВР 20-63А на контакторах 3 товаров от 19 200 ₽

Принцип работы

Для изучения рабочих алгоритмов можно использовать пример сборки на простой элементной базе.

• Постоянный контроль электрических параметров основной линии обеспечивает контактор.
• Переменный ток через выключатель по замкнутой цепи поступает в локальную сеть к потребителям.
• Если напряжение пропадет, индукционная катушка не сможет удерживать шток.
• Пружина переместит через привод для замыкания контактную группу резервного ввода.
• Одновременно отключается основной автомат.
• При появлении напряжения в рабочей линии действия выполняются в обратном порядке.

Лампочки в соответствующих цепях сигнализируют о запуске определенных режимов.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Вне зависимости от варианта исполнения АВР в основу работы системы заложено отслеживание параметров сети. Для этой цели могут использоваться как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные блоки управления, но принцип работы при этом остается неизменным. Рассмотрим его на примере самой простой схеме АВР для бесперебойного электроснабжения однофазного потребителя.

Рис. 4. Простая схема однофазной АВР

Обозначения:

• N – Ноль.
• A – Рабочая линия.
• B – Резервное питание.
• L – Лампа, играющая роль индикатора напряжения.
• К1 – Катушка реле.
• К1.1 – Контактная группа.

В штатном режиме работы напряжение подается на индикаторную лампу и катушку реле К1. В результате нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты меняют свое положение и на нагрузку подается питание с линии А (основной). Как только напряжение в на входе А пропадает, лампочка гаснет, катушка реле перестает насыщаться, и положение контактов возвращается в исходное (так, как показано на рисунке). Эти действия приводят к включению нагрузки в линию В.

Как только на основном вводе восстанавливается напряжение, реле К1 производит перекоммутацию на источник А. Исходя из принципа работы, данную схему можно отнести к одностороннему исполнению с наличием возвратной функции.

Представленная на рисунке 4 схема сильно упрощена, для лучшего понимания происходящих в ней процессов, не рекомендуем брать ее за основу для контроллера АВР.

Требования к системе

Функциональность представленной схемы органичена. Если неполадки в основной линии сопровождаются коротким замыканием, повторное включение провоцирует повреждение нагрузки. Определенное влияние оказывают реактивные характеристики электродвигателей. При подключении станка или мощного вентилятора падение напряжения способно вызвать ложное срабатывание системы защиты.

Отдельно следует рассмотреть скорость подключения запасного источника. При значительных временных интервалах в некоторых подключенных устройствах срабатывают локальные схемы защиты. Подобные ситуации сопровождаются сбоями в работе. Они провоцируют поломки, ускоренный износ приводов.

Чтобы устранить недостатки применяют логические схемы управления, созданные на основе электронных блоков со специализированным программным обеспечением. Некоторые компоненты оснащают механическими узлами блокировки. Такие элементы сохраняют работоспособность при полном отключении основного и аварийного питания.

Основные требования к АВР современного уровня:

• надежность подключения запасного источника питания (ИП) при пиковых нагрузках и значительных изменениях рабочих параметров сети;
• достаточное быстродействие для исключения повреждения потребителей электроэнергии;
• регулируемая настройка пороговых уровней включения системы защиты;
• блокировка подсоединения к цепи с КЗ и параллельного подключения двух вводов;
• однократное срабатывание;
• автоматизированная проверка функционального состояния резервного ИП.

Плавное переключение обеспечивают с помощью добавления в схему трансформаторов.

Требования к АВР и их типы

К системам АВР предъявляется ряд технических требований, касающихся эффективности производимых ими переключений. Они состоят в том, что резервная схема должна:

• Мгновенно переключать обслуживаемый объект на вспомогательный источник питания ИП (задержка коммутации не должна превышать 1-2-х секунд);
• Гарантировать однократность срабатывания системы АВР и высокое качество энергоснабжения на время отключения основной питающей линии;
• Иметь большой временной ресурс работы, достаточный для того, чтобы успеть ввести в строй аварийно-отключенную основную сеть;
• Не реагировать на КЗ и случайные «проседания» питающего напряжения в обслуживаемой нагрузке;
• Обеспечивать возможность совместной работы обоих источников питания (схема такого включения приводится ниже).

Совместная работа от 2-х вводов
На указанном рисунке представлены следующие графические обозначения:

• Ввод 1 – основное питание, подаваемое через трансформатор T1;
• ЭА – резервный энергетический агрегат, представленный генератором под обозначением G;
• Q1, Q2 – исполнительные узлы (контакторы) АВР.

При недостаточной мощности системы к ней подключаются только самые важные потребители (операционная больничного заведения, например, или холодильный склад лекарственных препаратов).

Рабочее подключение резервного ввода осуществляется в установленном порядке, определяемом конкретными условиями эксплуатации всей системы в целом (они обычно задаются в ТЗ на типовой проект АВР). К числу проблемных мест в работе этих систем следует отнести значительный уровень импульсных помех, возникающих в момент, когда при коммутациях срабатывает релейный переключатель.

Образование резких всплесков напряжения и тока объясняется переходными процессами, которых невозможно избежать при наличии нелинейных элементов в коммутируемых цепях (индуктивности катушек реле, в частности).

Также обратим внимание на то, что автоматический ввод резерва может иметь несколько исполнений, отличающихся принципом своего действия. В соответствии с этим делением, он может быть:

• Односторонним, то есть состоящим из штатного и дополнительного ИП; в этом случае резервная схема подключается лишь при пропадании основного питания;
• Двухсторонним. Это означает, что любая из питающих систем может выполнять функцию и рабочего, и резервного источника одновременно;
• Так называемая «восстанавливаемая» АВР (когда с момента появления основного питания прежняя схема вновь включается в работу, а резервное энергоснабжение снимается).

И, наконец, возможен режим функционирования, при котором возвращение системы в штатное состояние осуществляется не автоматически, а за счет ручного переключения.

Выбор автоматики

Блок АВР ПромЭнерго
Промышленное оборудование и технику профессиональной категории оснащают автоматикой в стандартной комплектации. Как минимум, предлагают в составе ящик с набором контакторов для воспроизведения защитного алгоритма. В зоне доступности размещают аварийную кнопку. При необходимости рукой установку отключают одним быстрым движением.

Специализированный щит АВР можно приобрести в собранном состоянии либо создать функциональный аналог самостоятельно. При выборе готового изделия следует обратить внимание на репутацию производителя. Пригодится предварительное изучение отзывов покупателей и мнения опытных экспертов.

В нижнем ценовом диапазоне представлены изделия сомнительного происхождения. Если АВР однофазный стоит до 1500-2000 р., вряд ли можно рассчитывать на длительный срок службы и высокую надежность. Подделки отличаются плохой сборкой, низким качеством контактных групп. Достаточно часто в подобных моделях используют маломощные электронные ключи, которые не приспособлены к броскам напряжения и нагрузкам с выраженными индуктивными характеристиками.

От 4 000 до 8 000 р. можно найти качественные АВР малоизвестных торговых марок. В надежных комплектах оборудования применяют электромеханические функциональные компоненты.

В диапазоне от 20 000 р. и выше представлена продукция ответственных производителей. На эти изделия предоставляют официальные гарантийные обязательства. Быстродействие и другие важные параметры контролируют в каждой отдельной товарной партии.

Автоматика без контроллера

Расшифровка обозначения подчеркивает главную особенность оборудования данной категории. «Автоматический» способ подключения резерва современного уровня подразумевает не только отсутствие вмешательства со стороны пользователей. Электронный контроллер обеспечивает оперативную проверку состояния питающей и резервной сети. Он блокирует выполнение ошибочных операций, препятствует возникновению потенциально опасных ситуаций. При выборе АВР следует проверить наличие в комплекте этого полезного компонента.

АВР в сетях 0,4 кВ

Для коммутации цепей питания в сетях со сравнительно небольшим напряжением (0,4 кВ) применяют серийные контакторы с магнитным приводом. Также используют пускатели в комплекте с АВ. Компоненты схемы подбирают с учетом токовых нагрузок (потребляемой мощности).

В типовые щиты АВР на 2 ввода устанавливают приборы учета электроэнергии, устройства защиты от импульсных бросков напряжения, реле с функцией задержки для создания дополнительного временного интервала перед подключением нагрузки.

Автоматика без контроллера

есть серьезный недостаток

Автоматика в подобном варианте исполнения не может отключать сеть при низком и высоком напряжении, а также контролировать параметры электростанции, фиксировать важные события и ошибки, на основании которых в дальнейшем будет выполняться диагностика.

Советуем изучить Проводники и диэлектрики

На практике работа блока АВР будет сводиться к следующему: в качестве информирующих элементов здесь будет выступать один или два светодиода, а в соответствии с инструкцией одно мигание будет соответствовать одной ситуации, двойное мигание — другой ситуации, а если между миганием возникает пауза — третьей ситуации. Если вы поручите установку этого устройства мастеру, то не удивляйтесь, если он откажется работать с этой пародией или потребует от вас увеличить плату за работу.

Классификация АВР и варианты реализации

Применяют следующие схемы организации рабочих алгоритмов:

• Односторонняя подразумевает подключение резервного ввода при необходимости. Например, для временного питания от АКБ.
• В двустороннем исполнении обе секции равнозначны. Такое решение применяют, если возможно переключение на резервную сеть с аналогичными параметрами.

Отдельно определяют логику восстановительного процесса. Используют:

• последующее автоматизированное подключение к основной линии;
• переход на резервное питание с изменением режима в ручном управлении.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Популярность такого решения обусловлена простотой выбора техники необходимой мощности. В соответствующем сегменте рынка предлагают генераторы с приводом от бензиновых (дизельных, газовых) моторов для подключения к одно- и трехфазным сетям. Они рассчитаны на длительную непрерывную эксплуатацию без тщательного контроля. Автономность фактически зависит лишь от запаса топлива.

Для запуска силового агрегата секционный шкаф автоматики комплектуют специализированным блоком управления. Он подает питание на стартер по установленному алгоритму. В частности, можно настроить программу на предварительный прогрев дизельного двигателя в зимних условиях.

АВР на аккумуляторах

Такие источники резервного питания подают в линию постоянный ток. Для преобразования в синусоиду определенной амплитуды (220 или 380 V) применяют инвертор. Следует понимать ограниченную автономность такого варианта. Однако параллельным подключением нескольких АКБ можно обеспечить необходимый временной интервал. Перспективное направление – литий-ионные накопители энергии. Они превосходят свинцово-кислотные аналоги по главным техническим характеристикам. Высокая цена ограничивает широкое применение. Однако по мере увеличения спроса и расширения производства производители начинают предлагать качественные изделия по приемлемой стоимости.

Подключение АКБ проще по сравнению с генератором. В этом варианте АВР можно собрать по стандартной схеме без специального блока управления запуском двигателя.

Применение логического контроллера

Такие блоки применяют для точной настройки алгоритма рабочих операций. Специальными регуляторами устанавливают допустимый процент отклонения напряжения от номинала, временные интервалы, другие параметры. Цепи управляющих сигналов подсоединяют к устройствам коммутации.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Чтобы упростить контроль рабочих параметров сети применяют понижающий трансформатор. Определенным количеством витков уменьшают напряжение с 1000 до 100 V. Если в цепь управления добавить реле контроля фаз, подключение резерва выполняется при обрыве хотя бы одной линии.

Схемы подключения

Оптимальный вариант выбирают с учетом:

• рабочих параметров сети питания;
• типа нагрузок;
• особых требований по скорости ввода резерва и другим параметрам.

Для однофазных сетей при подключении частного дома или небольшого коммерческого объекта можно применить простейший вариант на модульных контакторах с двухполюсным АВ. Схему АВР с реле контроля фаз на два ввода используют при подключении мощных нагрузок. В соответствующем исполнении кроме уровня напряжения контролируют искажения синусоиды, корректность фазировки. Если предполагается работа с несколькими источниками (больше двух), создают систему с необходимым количеством вводов.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

Приведем несколько рабочих примеров, которые можно успешно применить при создании щита автоматического запуска. Начнем с простых схем для бесперебойной системы электроснабжения жилого дома.

Простые

Ниже представлен вариант схемы АВР, переключающей подачу электричества в дом с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь предусмотрена защита от короткого замыкания, а также электрическая и механическая блокировка, исключающая одновременную работу от двух вводов.

Схема АВР для дома

Обозначения:

• AB1 и AB2 – двухполюсные автоматические выключатели на основном и резервном вводе.
• К1 и К2 – катушки контакторов.
• К3 – контактор в роли реле напряжения.
• K1.1, K2.1 и K3.1 – нормально-замкнутые контакты контакторов.
• К1.2, К2.2, К3.2 и К2.3 – нормально-разомкнутые контакты.