Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР

Даже современная система электроснабжения не всегда отличается абсолютной надёжностью. В случаях возникновения аварийных ситуаций без энергии могут остаться потребители, у которых длительный перерыв в электроснабжении может привести к большим материальным потерям, и даже к угрозе жизни людей. Поэтому как в быту, так и на производстве имеет смысл организовать питание от двух источников электроэнергии, с переводом питания от одного. Такая система называется автоматический ввод резерва, сокращённо АВР. Её работа заключается в полностью автоматическом подключении цепей электрооборудования потребителей от резервного источника питания в случае отключения основного. В этой статье мы подробно рассмотрим назначение и принцип работы АВР различных видов.

Назначение АВР

Назначение данной системы в электрике схоже с организацией бесперебойного питания. Главная задача автоматического ввода резервного питания — это быстрое восстановление электроснабжения без участия в этом процессе человека. На больших подстанциях всегда имеется два ввода на две, разделённые секционным выключателем, секции распределительного устройства, работающие автономно друг от друга. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) автоматическое подключение резервного питания и снабжение на 2 ввода является обязательной мерой обеспечения электричеством потребителей первой категории.

Простой пример необходимости данной системы можно привести относительно освещения какого-то важного охраняемого участка. То есть при отключении основного ввода система сама включит питание от резервного источника, при этом данный важный участок останется осветлен. Максимум что может возникнуть — это непродолжительное прекращение питания, которое визуально даже отследить тяжело. Это зависит от скорости срабатывания АВР, время включения резерва должно составлять порядка 0,3–0,8 секунд.

Как работает автоматический ввод резервного питания

Принцип работы АВР основан на контроле напряжения в цепи. Это можно сделать с помощью любых реле напряжения или блоков защиты цифровой логики. Однако принцип работы на ранних этапах остается неизменным. Рассмотрим это на простейшем примере.

Это однолинейная схема, на которой видно, что контроль наличия напряжения осуществляется контактором КМ. Оба автомата QS1 и QS2 должны быть включены, при этом катушка КМ получит питание и будет втянута, а соответственно её замыкающий контакт в цепи основного ввода тоже замкнут и размыкающий контакт в цепи резервного ввода разомкнут. Тем самым электроснабжение потребителя осуществляется от основной сети и светятся соответствующие лампы. В случае неисправности питания по линии L12 и снижения напряжения до величины, когда контактор КМ отключится, произойдёт размыкание замыкающего контакта в основной линии и одновременно с этим контакт в цепи резервного питания линии L22 перейдёт в замкнутое состояние, тем самым подав напряжение к потребителю от резервного источника. Обратная ситуация произойдёт при возобновлении основного электроснабжения по линии L12.

Требования к системе

 Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:

• Быстродействие.
• Надёжность включения.
• Подача напряжения только если на участке нет короткого замыкания, то есть обязательно должна быть блокировка при КЗ.
• Однократность срабатывания.
• Возможность настройки порога включения резервного электроснабжения, чтобы она не срабатывала, например, при просадках напряжения во время запуска мощных электродвигателей.
• Срабатывание только при условии, если на резервном вводе есть электроэнергия.

Конечно, простейшая схема контактора не сможет удовлетворить всем требованиям, предъявляемым к системе АВР. Для этого в современной электронике используются логические схемы, которые подают сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Есть даже механическая блокировка для дополнительной надежности.

Классификация АВР и варианты реализации

Есть аварийный источник питания, и автоматический ввод может поступать от отдельного генератора, батареи или отдельной линии.

В свою очередь, все системы АВР делятся на:

1. Односторонний. Один раздел или запись является рабочим (основным), а второй - резервным. При пропадании рабочего напряжения включается резерв.
2. Двухсторонняя. Когда есть две секции с отдельным питанием и, следовательно, две линии работают, и когда одна из них отключена, другая зарезервирована.

Также АВР может быть с восстановлением мощности и без него по нормальной схеме. Во втором случае происходит полное отключение нерабочей сети, и даже при восстановлении напряжения схема не будет работать как раньше на двух линиях.

Особенности работы с бытовыми генераторами

 Чтобы устроить автоматический ввод резерва в дом, в качестве резервного источника питания можно использовать автономный генератор. Это позволит обеспечить электричеством весь дом в течение длительного времени, 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 блок, состоящий из набора коммутационных устройств, которые активируют стартер только на время запуска. и отключающих его при восстановлении сетевого напряжения. Выглядит это так:

Такой блок для генератора совместим со всеми типами двигателей и имеет три положения: «Стоп», «Вкл» и «Пуск». Хотя двигатель внутреннего сгорания зимой должен прогреваться, это устройство можно запрограммировать с учетом этой функции. Он устанавливается на DIN-рейку в шкафу управления.

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, преобразующих постоянный ток в переменный, становится возможным использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве резервного источника энергии. В дополнение к батарее вам нужно будет купить современный автомобильный инвертор, который преобразует 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока.

Правда, этот блок питания вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но он легко может обеспечить схему освещения стабильным напряжением при коротком обрыве в линии. В этом случае продолжительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения емкости можно подключить несколько батарей параллельно. Схема подключения самой системы АВР может быть реализована с помощью стартера.

Пускатель интегрирован в основную цепь, и при возникновении проблем в сети его подвижная часть исчезает, в результате чего вводимый в цепь аккумуляторной батареи замыкающий блокирующий контакт запускает систему автоматического питания. Этот метод более рентабелен, чем генераторный, но не может в течение длительного времени обеспечивать питание высокопроизводительной бытовой техники.

Применение логического контроллера

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

Перед тем, как подключить и купить модуль, нужно подумать, есть ли аварийный источник питания с более надежным блоком питания. Поэтому нет смысла подключать его к той же трехфазной сети, т.е. питаемой от трансформатора 6 / 0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

 Для организации автоматического резервирования в цепях с напряжением более 1000 вольт в качестве элемента измерения и контроля энергии сети служит специальный преобразователь напряжения, вторичная обмотка которого при нормальной работе составляет 100 вольт. Реле минимального напряжения или реле обрыва фазы используются для подключения к системе АВР. Он не только реагирует на падение значения сетевого напряжения, но и на пропадание хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии. Здесь уже необходимо выполнить все требования для правильного ввода автоматического выключателя, а иногда даже в системе с восстановлением выставляют временную задержку для возврата к исходной стартовой конфигурации.

Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматического выключателя реализована на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, выполняющих несколько функций, в том числе автоматический выключатель.