Что такое автоматический ввод резерва и как работает АВР? Типовые схемы авр на автоматах с электроприводом


что это такое, расшифровка, устройство, варианты схем АВР

Нельзя гарантировать бесперебойную работу энергосистемы, поскольку всегда существует вероятность воздействия на нее техногенных или природных внешних факторов. Именно поэтому токоприемники, относящиеся к первой и второй категории надежности, положено подключать к двум или более независимым источникам энергоснабжения. Для переключения нагрузок между основными и резервными питаниями используются системы АВР. Подробная информация о них приведена ниже.

Что такое АВР и его назначение?

В подавляющем большинстве случаев такие системы относятся к электрощитовым вводно-коммутационным распредустройствам. Их основная цель – оперативное подключение нагрузки на резервный ввод, в случае возникновения проблем с энергоснабжением потребителя от основного источника питания. Чтобы обеспечить автоматическое переключение на работу в аварийном режиме, система должна отслеживать напряжение питающих вводов и ток нагрузки.

Типовой щит АВРТиповой щит АВР

Расшифровка аббревиатуры АВР

Данное сокращение это первые буквы полного названия системы – Автоматический Ввод Резерва, как нельзя лучше объясняющее ее назначение. Иногда можно услышать расшифровку «Автоматическое Включение Резерва», такое определение не совсем корректное, поскольку под ним подразумевается запуск генератора в качестве резервного источника, что является частным случаем.

Классификация

Вне зависимости от исполнения, блоки, шкафы или АВР принято классифицировать по следующим характеристикам:

  • Количество резервных секций. На практике чаще всего встречаются АВР на два питающих ввода, но чтобы обеспечить высокую надежность электроснабжения, может быть задействовано и больше независимых линий. Шкаф АВР на три вводаШкаф АВР на три ввода
  • Тип сети. Большинство устройств предназначено для коммутации трехфазного питания, но встречаются и однофазные блоки АВР. Они применяются в бытовых сетях электроснабжения для запуска двигателя генератора. Применение АВР в частном домеПрименение АВР в частном доме
  • Класс напряжения. Устройства могут быть предназначены для работы в цепях до 1000 или использоваться при коммутации высоковольтных линий.
  • Мощностью коммутируемой нагрузки.
  • Время срабатывания.

Требования к АВР

В число основных требований к системам аварийного восстановления электроснабжения входит:

  • Обеспечение подачи питания потребителю электроэнергии от резервного ввода, если произошло непредвиденное прекращение работы основной линии.
  • Максимально быстрое восстановление электропитания.
  • Обязательная однократность действия. То есть, недопустимо несколько включений-отключений нагрузки из-за КЗ или по иным причинам.
  • Включение выключателя основного питания должно производиться автоматикой АВР до подачи резервного электропитания.
  • Система АВР должна контролировать цепь управления резервным оборудованием на предмет исправности.

Устройство АВР

Существует два основных типа исполнения, различающиеся приоритетом ввода:

  1. Одностороннее. В таких АВР один ввод играет роль рабочего, то есть используется, пока в линии не возникнут проблемы. Второй – является резервным, и подключается, когда в этом возникает необходимость.
  2. Двухстороннее. В этом случае нет разделения на рабочую и резервную секцию, поскольку оба ввода имеют одинаковый приоритет.

В первом случае большинство систем имеют функцию, позволяющую переключиться на рабочий режим питания, как только в главном вводе произойдет восстановление напряжения. Двухсторонние АВР в подобной функции не нуждаются, поскольку не имеет значения от какой линии запитывается нагрузка.

Примеры схем двухсторонней и односторонней реализации будут приведены ниже, в отдельном разделе.

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.

Простая схема однофазной АВРРис. 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.

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 домаСхема 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.

После переводов автоматов АВ1 и АВ2 алгоритм работы блока АВР будет следующим:

  1. Штатный режим (питание от основной линии). Катушка К3 насыщается и реле напряжения срабатывает, замыкая контакт К3.2 и размыкая К3.1. В результате напряжение поступает на катушку пускателя К2, что приводит к замыканию К2.2 и К2.3 и размыканию К2.1. Последний играет роль электрической блокировки, не допускающей подачи напряжения на катушку К1.
  2. Аварийный режим. Как только напряжение в главной линии исчезает или «падает» ниже допустимого предела, катушка К3 перестает насыщаться и контакты реле принимают исходную позицию (так, как показано на схеме). В результате на катушку К1 начинает поступать напряжение, что приводит к изменению положения контактов К1.1 и К1.2. Первый играет роль электрической защиты, не допуская подачи напряжения на катушку К2, второй снимает блокировку подачи питания на нагрузку.
  3. Чтобы работала механическая блокировка (на схеме отображена в виде перевернутого треугольника) необходимо использовать реверсивный пускатель, где ее наличие предполагается конструкцией электромеханического прибора.

Теперь рассмотрим два варианта простых АВР для трехфазного напряжения. В одном из них энергоснабжение будет организовано по односторонней схеме, во втором применено двухстороннее исполнение.

Пример односторонней (В) и двухсторонней (А) реализации простого трехфазного АВРРисунок 6. Пример односторонней (В) и двухсторонней (А) реализации простого трехфазного АВР

Обозначения:

  • AB1 и AB2 – трехполюсные автоматы защиты;
  • МП1 и МП2 – магнитные пускатели;
  • РН – реле напряжения;
  • мп1.1 и мп2.1 – групповые нормально-разомкнутые контакты;
  • мп1.2 и мп2.2 – нормально-замкнутые контакты;
  • рн1 и рн2 – контакты РН.

Рассмотрим схему «А», у которой два равноправных ввода. Чтобы не допустить одновременное подключение линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. От какой линии будет питаться нагрузка, определяется очередностью включения автоматов АВ1 и АВ2. Если первым включается АВ1, то срабатывает пускатель МП1, при этом разрывается контакт мп1.2, блокируя поступление напряжение на катушку МП2, а также замыкается контактная группа мп1.1, обеспечивающая подключение источника 1 к нагрузке.

При отключении источника 1 контакты пускателя ПМ1 возвращаются в исходное положение, что приводит в действие контактор ПМ2, блокирующий катушку первого пускателя и включающий подачу питания от источника 2. При этом нагрузка будет оставаться подключенной к этому вводу, даже если работоспособность источника 1 пришла в норму. Переключение источников можно делать в ручном режиме манипулируя выключателями АВ1 и АВ2.

В тех случаях, когда требуется одностороння реализация, применяется схема «В». Ее отличие заключается в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (РН), возвращающее подключение на основной источник 1, при восстановлении его работы. В этом случае размыкается контакт рн2, отключающий пускатель МП2 и замыкается рн1, позволяя включиться МП1.

Промышленные системы

Принцип работы промышленных систем энергообеспечения остается неизменным. Приведем в качестве примера схему типового шкафа АВР.

Схема типового промышленного шкафа АВРСхема типового промышленного шкафа АВР

Обозначения:

  • AB1, АВ2 – трехполюсные устройства защиты;
  • S1, S2 – выключатели для ручного режима;
  • КМ1, КМ2 – контакторы;
  • РКФ – реле контроля фаз;
  • L1, L2 – сигнальные лампы для индикации режима;
  • км1.1, км2.1 км1.2, км2.2 и ркф1 – нормально-разомкнутые контакты.
  • км1.3, км2.3 и ркф2 – нормально-замкнутые контакты.

Приведенная схема АВР практически идентична, той, что была представлена на рисунке 6 (А). Единственное отличие заключается в том, что в последнем случае используется специальное реле контролирующее состояние каждой фазы. Если «пропадет» одна из них или произойдет перекос напряжений, то реле переключит нагрузку на другую линию, и восстановит исходный режим при стабилизации основного источника.

АВР в высоковольтных цепях

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

Упрощенная схема ТП 110/10 кВУпрощенная схема ТП 110/10 кВ

Из приведенной схемы видно, в ней нет резервных трансформаторов. Это говорит о том, что каждая из шин (Ш1 и Ш2) подключена к своему питающему трансформатору (T1, T2), каждый из которых может на определенное время стать резервным, приняв на себя дополнительную нагрузку. В штатном режиме секционный выключатель СВ10 разомкнут. АВР контролирует работу ТП через ТН1 Ш и ТН2 Ш.

Когда перестает поступать питание на Ш1, АВР выполняет отключение выключателя В10Т1 и производит включение секционного выключателя СВ10. В результате такого действия обе секции работают от одного трансформатора. При восстановлении источника система ввод резерва перекоммутирует систему в исходное состояние.

Микропроцессорные бесконтакторные системы

Завершая тему нельзя не упомянуть о АВР с микропроцессорными блоками управления. В таких устройствах, как правило, используются полупроводниковые коммутаторы, которые более надежны, чем аппараты, выполняющие переключение с помощью контакторов.

Электронный блок АВРЭлектронный блок АВР

Основные преимущества бесконтакторных АВР несложно перечислить:

  • Отсутствие механических контактов и всех связанных с ними проблем (залипание, пригорание и т.д.).
  • Отпадает необходимость в механической блокировке.
  • Более широкий диапазон управления параметрами срабатывания.

К числу недостатков следует отнести сложный ремонт электронных АВР. Самостоятельно реализовать схему устройства также не просто, для этого потребуются знания электротехники, электроники и программирования.

www.asutpp.ru

Проектирование простейшего блока автоматического ввода резерва

Проектирование простейшего блока автоматического ввода резерва

У многих производителей электротехнического оборудования можно встретить готовые блоки АВР (или ЩАП). Для ленивых проектировщиков это идеальное решение: выбрал, заложил в спецификацию и все дела. Но, все проектные решения должны быть экономически обоснованными.

Будем экономить деньги заказчика, соберем схему блока АВР своими руками =)

АВР 2.0

АВР 2.0

Простейший блок АВР имеет два ввода, один из которых рабочий, второй резервный и одну секциею шин. Блок АВР можно выполнить на контакторах либо автоматических выключателях с электроприводами. Чаще применяют контакторы. На маленькие токи нет смысла устанавливать автоматы с электроприводами.

Зачем для такой задачи покупать готовый блок? По надежности, думаю, данный АВР не уступит любому комплектному заводскому изделию, т.к. чем больше элементов в схеме, тем меньше ее надежность, а дополнительные функции в большинстве случаев нам не понадобятся.

Если помните, у меня на блоге имеется статья, где я рассказывал про пройстейший блок АВР и его работу. Там было больше теории, нынешнюю схему можно смело применять в своих объектах.

Схема блока автоматического ввода резерва (щита автоматического переключения) с двумя вводами и одной секцией шин:

Схема блока автоматического ввода резерва 2.0

Схема блока автоматического ввода резерва 2.0

В данной схеме реализована электрическая и механическая блокировки.

Перечень необходимых электротехнических аппаратов для реализации данной схемы представлен в таблице:

Обозначнеие Наименование Количество
QF1, QF2 Автоматический выключатель модульный 3Р, 16А, тип «С» 2
QF3 Автоматический выключатель 3Р, 6А, тип «С» 1
КМ1, КМ2 Контактор КМИ-22510, 25А, 230В/АС3, 1НО 2
Приставка ПКИ-11 доп. контакты 1з+1р 2
Механизм блокировки для КМИ(09А-32А) 1
HL1 Лампа AD22DS (LED) матрица ∅22мм, зеленая, 230В 1
HL2 Лампа AD22DS (LED) матрица ∅22мм, красная, 230В 1
КV Реле контроля фаз ЕЛ-11 1

Как видим, ничего сложного. Нужно лишь соединить между собой автоматы, контакторы, реле напряжения и сигнальные лампы. Габариты щита будет зависеть от того, сколько отходящих групп будет в вашем щите. Например, можно взять щит с монтажной панелью типа ЩМП.

В моем случае нагрузка не превышала 16А. Если у вас потребляемая нагрузка будет больше, то следует выбрать автоматические выключатели QF1, QF2 и контакторы КМ1, КМ2 на нужный ток.

Советую почитать:

220blog.ru

Основные схемы АВР и их особенности.

Энергоснабжение промышленных предприятий, различных учреждений и частных домов должно быть бесперебойным. В противном случае последствия могут оказаться непредсказуемыми и в некоторых ситуациях весьма опасными. Во избежание этого питание потребителей обеспечивают двумя независимыми друг от друга источниками электроэнергии. Один из них служит основным, а второй используется в качестве резервного. Для быстрого переключения между источниками применяют автоматический ввод резерва - АВР. Схемы подключения АВР достаточно разнообразны и зависят от типа напряжения, нагрузки, видов потребителей и множества других факторов. Но базовые схемы АВР остаются неизменными и могут быть взяты за основу при создании более сложных систем автоматического ввода резерва.

Типовая схема подключения АВР на контакторах.

Для большинства частных домов, административных зданий и малых производственных помещений достаточно простейшей схемы АВР. Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя. В нормальном режиме электропитание проходит через однополюсный автомат и поступает на контактор. При этом нормально-разомкнутый контакт замыкается, а нормально-замкнутый, наоборот, размыкается. От контактора фаза приходит на двухполюсный выключатель. В свою очередь ноль никогда не размыкается и сразу приходит на второй контакт двухполюсного выключателя. В случае аварийного режима контактор размыкает фазу с основного ввода и подключает с резервного. Если же понадобится вручную перевести нагрузку с основного источника на резервный, достаточно просто отключить однополюсный автомат основной сети.

Схема АВР с реле контроля фаз.

Рассмотренная выше схема прекрасно работает в однофазной сети. Однако при наличии трехфазного напряжения схема АВР не обходится без реле контроля фаз. Такое реле выполняет функцию постоянного слежения за параметрами напряжения основной сети. В случае превышения показателей или падения напряжения, а также при неисправностях одной из фаз, реле обеспечит переход на резервный ввод. Но этим возможности реле не ограничиваются. Так, в зависимости от выбранной модели оно может следить за фазировкой (порядок чередования фаз) и асимметрией напряжения (перекос фаз).

С технической точки зрения реле контроля трехфазного напряжения состоит из измерительной и силовой части. Первая, как правило, имеет регулируемые параметры. Например, можно установить порог для верхнего и нижнего значения напряжения. Также незаменимой окажется возможность регулировки параметров задержки срабатывания реле. Это позволит избежать ложного срабатывания устройства во время кратковременных колебаний напряжения основной электрической сети.

Схема АВР на два и на три ввода.

Пока что нами были рассмотрены схемы АВР только на два ввода. Логика их работы достаточно проста - с основной сети переключать на резерв, а с резерва на основную сеть. Но ведь источников питания может быть и больше. В этом случае не обойтись без схемы АВР на три ввода. Предположим, в нашем распоряжении имеется основная линия (Ввод 1), резервная линия (Ввод 2) и дизельный генератор (ДГУ). Тогда логика работы будет состоять в следующем. При падении напряжения на первом вводе питание потребителей идет за счет второго ввода. А с возобновлением нормального напряжения снова возвращается на первый ввод. Если же оба ввода обесточены, через заданную выдержку по времени подается команда на запуск ДГУ. Каждый из вводов сопровождается своим автоматическим выключателем и дополнительно устанавливается автомат между ДГУ и двумя другими вводами. Это необходимо во избежание встречного напряжения между ДГУ и основным вводом.

Схема АВР для вводно-распределительного устройства с секционным переключателем.

А теперь настало время перейти к более сложным распределительным системам электроэнергии. Таковыми являются вводно-распределительные устройства с секционным переключателем. Чтобы бесперебойно принимать и распределять электроэнергию, вся система разделена на секции, каждая из которых питается от своего источника. В случае аварийной ситуации на одной из секций потребители будут запитаны от смежной секции через секционный выключатель. Звучит достаточно просто, но на практике схема АВР должна учитывать не только отсутствие напряжения на указанной секции. Учитывается также наличие напряжения на соседнем участке, иначе переход на питание от него не имеет смысла. Помимо этого, контроллер АВР проверяет отсутствие короткого замыкания, в противном случае подача энергии на эту секцию недопустима. Схема АВР обязана учитывать и то, что вводной выключатель должен быть включен. Чтобы не получилось ситуации, когда секцию обесточили намеренно, а в этот момент АВР вступает в работу. Все эти особенности делают создание схемы АВР для вводно-распределительного устройства весьма нетривиальной задачей. Особенно если количество секций ВРУ больше двух.

Основные выводы.

Даже самая простая схема АВР подразумевает наличие сразу нескольких компонентов. Неправильное расположение или подключение хотя бы одного из них может привести к печальным последствиям. И даже если все элементы задействованы правильно, их подключение и настройка занимают массу времени. При этом не стоит забывать и о том, что все контакторы, автоматические выключатели и прочие составляющие должны быть одного производителя! Только в этом случае можно гарантировать отлаженную и бесперебойную работу автоматического ввода резерва. В связи с этим невольно возникает вопрос - не лучше ли воспользоваться готовым модульным решением вместо того, чтобы самостоятельно пытаться собрать АВР из различных компонентов?

Готовое решение от CHINT - модульный АВР серии NZ7 с моторным приводом.

Специалисты CHINT уже все сделали за вас, остается только подключить два ввода и выход питания. Все до безумия просто, не правда ли?! Да, и вы сейчас сами в этом убедитесь. CHINT серии NZ7 представляет собой модульную конструкцию, от начала и до конца собранную на заводе. Это исключает сборку "кривыми руками", все уже протестировано, настроено и полностью готово к работе. АВР от CHINT легко помещается в типовой шкаф.

Неоспоримое преимущество серии NZ7 заключается в двойной блокировке обоих вводов! Контакты прерывателей цепи обеспечивают электрическую блокировку, а моторный привод выполняет механическую блокировку. Таким образом, полностью исключается вероятность подключения к нагрузке сразу обоих источников питания. Более того, электродвигатель используется только один, а переключение вводов осуществляется его вращением вперед и назад. Это дает существенную экономию пространства, делая устройство компактным, практически бесшумным и с пониженным энергопотреблением.

Еще одной отличительной чертой АВР CHINT серии NZ7 можно назвать универсальность в выборе источника ввода. То есть питание можно осуществлять как от централизованной электрической сети, так и от любого генератора. При этом АВР от CHINT сможет самостоятельно управлять не только запуском, но и остановкой генератора. А регулировка задержки при переходе на резерв позволит избежать ложного срабатывания в случае кратковременного падения напряжения.

В общем готовый модульный АВР от CHINT позволит избежать мучительного поиска подходящей схемы АВР и длительного монтажа оборудования. Всего за полчаса автоматический ввод резерва будет смонтирован и станет обеспечивать бесперебойное снабжение электроэнергией заданного объекта. А все что для этого потребуется - просто подключить вводы и вывод!

chint-electric.ru

АВР : функциональные особенности, электрические схемы

В устройстве АВР-100 оперативное автоматическое переключение осуществляется при отсутствии одной, двух или трех фаз, аварийных режимах, короткого замыкания основного либо же резервного ввода питающей сети. Устройство состоит из комплекса вводных, силовых коммутационных, распределительных, контролирующих и сигнализирующих аппаратов, расположенных в корпусе с односторонним обслуживанием.

 

01-100

02-100 p v

 

В устройстве АВР-200 оперативное автоматическое переключение осуществляется с регулируемой выдержкой времени (0,6-30сек.) при изменении чередования фаз, асимметрии фазных напряжений, отсутствии одной и более фаз, симметричном падении напряжения, аварийных режимах короткого замыкания основного и резервного ввода питающей энергосистемы.

04-200

 

Устройства АВР-300 предназначены для установки на объектах особой группы электроприемников 1 категории, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного энергоснабжения производственных, коммунально-бытовых, банковских и других объектов энергопотребления. Устройства обеспечиваются дополнительным питанием от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы 1 категории электроприемников могут быть использованы специальные агрегаты бесперебойного питания, дизельные электростанции, аккумуляторные батареи и т. п. В устройстве АВР-300 оперативное автоматическое переключение осуществляется с регулируемой выдержкой времени (0,6-30сек.) по рабочему и резервному вводу при изменении чередования фаз, асимметрии фазных напряжений, отсутствии одной и более фаз, симметричном падении напряжения, аварийных режимах короткого замыкания.

 

06-300

 

Устройство АВР-400 выполняет те же функции и контролирует те же параметры питающих сетей, что и АВР-200. Отличительной особенностью является более высокий рабочий ток: Iн = 250А, 400А, 630А.

 

08-400

 

В устройстве АВР-500 коммутация нагрузок осуществляется с регулируемой выдержкой времени (0,6-30сек.) при изменении чередования фаз, отсутствии одной и более фаз, симметричном и асимметричном снижении напряжения питающих вводов, а также при аварийных режимах, К.З. Отличительной особенностью АВР-500 является наличие секционного аппарата между равнозначными энергонезависимыми вводами с помощью которого осуществляется коммутация нагрузок в параллельную работу вследствие аварии одного из вводов

 

10-500

 

lekkont.com.ua