Устройство автоматического включения резерва

Автоматическое включение резервного питания (АВР) в распределительных сетях

Автоматическое включение резерва (АВР) предназначено для переключения потребителей с поврежденного источника питания на исправный, резервный. В системах сельского электроснабжения устройства АВР применяют на двухтрансформаторных подстанциях 35 — 110/10 кВ (местные АВР) и на линиях 10 кВ с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом режиме (сетевые АВР).

В связи с появлением потребителей первой категории по надежности электроснабжения (животноводческие комплексы) начинают внедрять устройства АВР на ТП-10/0,38 кВ, на линиях 0,38 кВ и на резервных дизельных электростанциях.

К схемам АВР предъявляются следующие основные требования:

• АВР должно обеспечиваться при непредусмотренном прекращении электроснабжения но любой причине и при наличии напряжения на резервном источнике питания;

• АВР должно осуществляться с минимально возможным временем действия;

• АВР должно быть однократным;

• АВР должно обеспечивать быстрое отключение резервного источника при включении на устойчивое к.з., для этого рекомендуется выполнять ускорение защиты после АВР (аналогично тому, как это делается после АПВ);

• в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности цепи включения резервного оборудования.

Для пуска АВР при исчезновении напряжения основного источника используется реле минимального напряжения . В некоторых случаях роль пускового органа выполняет реле времени с возвращающимся якорем (в нормальном режиме реле времени находится постоянно под напряжением и якорь притянут).

Уставка срабатывания этих реле обычно, если не имеется конкретных данных, выбирается из условия

Время срабатывания пускового органа устройства АВР (tср.АВР) выбирается по следующим условиям: • по отстройке от времени срабатывания тех защит, в зоне действия которых повреждения могут вызвать уменьшение напряжения ниже принятого по условию

где tс.з — наибольшее время срабатывания указанных защит;

Δt — ступень селективности, принимаемая равной 0,6 с при использовании реле времени со шкалой до 9 с и равной 1,5…2 с со шкалой до 20 с;

• по согласованию действия АВР с другими устройствами автоматики (например, АПВ линии, по которой осуществляется подача энергии от основного источника питания)

где tс.з.л — наибольшее время действия защиты линии (элемента системы электроснабжения), передающей энергию потребителям, для которых осуществляется АВР;

t1АПВ — время цикла неуспешного АПВ этой линии;

tзап — запас по времени, принимаемый равным 2 — 3,5 с.

В сельских электрических сетях применяются сетевые АВР , которые обеспечивают резервирование потребителей, подключенных к линиям с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом (условно-замкнутом) режиме (рис. 1, а).

Сетевые АВР представляют собой комплекс аппаратов, в который входят:

• само устройство АВР, переключающее питание сети на резервный источник путем включения выключателя пункта АВР (3В, рис. 1), который отключен в нормальном режиме работы схемы;

• устройства, обеспечивающие при необходимости автоматическую перестройку релейной защиты перед изменением режима работы сети при АВР;

• устройство делительной автоматики минимального напряжения (действует па отключение 1В и 5В, рис. 1,а), которое предотвращает подачу напряжения от резервного источника на поврежденный рабочий источник питания (на рабочую линию, трансформатор и т. п.), а также на некоторые другие устройства.

Рис. 1 Схема сетевого АВР для сельских сетей 10 кВ (на выключателе с пружинным приводом): a — поясняющая первичная схема сети 10 кВ; б — схема цепи напряжения пускового органа АВР; в — схема АВР и управления аыключателя 3 (пункта АВР).

На рисунке 1, в показана схема сетевого АВР для выключателей с пружинным приводом, наиболее распространенным в сельских сетях 10 кВ. На пункте АВР (рис. 1,а) установлена ячейка (шкаф) КРУН с выключателем 3В, оборудованным сетевым АВР и релейной защитой.

Действие пускового органа АВР обеспечивается от трансформаторов напряжения ТН1 и ТН2 (по два или по одному ТН с каждой стороны), которые являются источниками оперативного тока для всех устройств пункта АВР. При этом питание шинок управления 1ШУ и 2ШУ (рис. 1,в) осуществляется либо от ТН1, либо от ТН2 с автоматическим переключением на ТН неповрежденной линии.

При исчезновении питания, например со стороны подстанции А, срабатывают реле напряжения 1РН, 2РН. При наличии напряжения со стороны подстанции Б запускается реле времени 1РВ и через заданное время замыкает контакт 1РВ в цепи электромагнита включения ЭВ выключателя 3В.

Если пружины привода заведены (контакт КГП1 замкнут), выключатель включается. При успешном АВР через замкнувшийся вспомогательный контакт 3ВЗ включается двигатель и заводит пружины привода. При неуспешном АВР (включение на к.з. с последующим отключением от защиты) контакт ЗВЗ остается разомкнутым и пружины не заведены (продолжительность полного завода пружин 6. 20 с). Этим обеспечивается однократность АВР.

В данном случае для подготовки привода к включению необходимо вручную перевести устройство 2ОУ в положение 2—3. При неисправностях в цепях TН1 или ТН2 отключается соответствующий автомат АВ н своим вспомогательным контактом АВ1 или АВ2 выводит из действия устройство АВР для работы в сторону поврежденного ТН.

Если уставки tср.АВР при исчезновении напряжения со стороны источников А и Б существенно отличаются, то устанавливают второе реле 2РВ (на схеме не показано), так что реле 1РВ запускается по цепи 1PH, 2РН, АВ1, а реле 2РВ — по цепи 3РН, 4РН, АВ2.

Работу схемы АВР трансформаторов проверяют на стенде (рис.2).

Рис. 2. Схема устройства АВР (включение секционного выключателя) на двухтрансформаторной подстанции.

Принципиальная схема АВР, показанная на рисунке 2, позволяет при помощи секционного выключателя СВ автоматически подавать питание на шины секции I или II при аварийном отключении трансформаторов Т1 или Т2.

Рассмотрим работу схемы при включении резервного питания на шины секции I.

Потребители секции I нормально питаются от трансформатора T1, а автоматическое резервирование их питания осуществляется включением СВ.

Автоматическое резервное питание подается при исчезновении напряжения на шинах секции I вследствие:

• отключения источника питания или линии электропередачи со стороны T1;

• короткого замыкания внутри трансформатора и на шинах секции I;

• непреднамеренного отключения трансформатора T1.

Схема АВР работает только при замкнутых контактах переключателя П. Обмотка реле однократного включения устройства АВР (РОВ) находится под напряжением и его контакт замкнут до тех пор, пока включен выключатель 1В1.

При исчезновении напряжения на шинах секции I реле минимального напряжения замыкает свои размыкающие контакты. Через его замкнутые контакты реле времени 1РВ получает питание и через определенную выдержку времени подает импульс на отключение трансформатора T1 (выключателей 1В и 1В1).

Обычно реле времени действует на промежуточное реле, которое своими контактами включает оперативные цепи выключателя. После отключения выключателей обмотка РОВ обесточивается, но возврат его контактов в исходное положение происходит с некоторой выдержкой времени. Время возврата немного больше времени включения выключателя СВ. Поэтому импульс на включение СВ успевает пройти через контакт РОВ и включить его, благодаря чему шины секции I получают питание от трансформатора Т2. После размыкания контакта РОВ цепь импульса на включение выключателя разрывается, чем обеспечивается однократность действия устройства АВР.

Для исключения ложных действий устройств АВР при сгорании предохранителей в цепи трансформатора напряжения ТН ставят два реле минимального напряжения РН с последовательным соединением их контактов. Кроме того, можно включить последовательно еще одно реле напряжения, которое питается от резервного источника и разрешает действовать устройству АВР при исчезновении напряжения на основной секции для данных потребителей только при наличии напряжения на шипах резервного питания.

Устройство тиристорного автоматического ввода резерва

Назначение

Устройство обеспечивает переключение секции шин с одного ввода на другой при следующих нарушениях электроснабжения РУ:

• отключение одной из линий ввода РУ;
• короткое замыкание в одной из линий ввода до вводных выключателей РУ.

Переключение аварийной секции шин на резервный ввод осуществляется путем отключения вводного выключателя аварийной секции, включения силового тиристорного блока Устройства и его последующего шунтирования штатным электромеханическим секционным выключателем. Длительность работы силового блока определяется собственным временем включения секционного выключателя. Для планового обслуживания УТВР или для принудительного обесточивания силового блока при его неисправности последовательно с ним устанавливается высоковольтный защитный выключатель (ЗВ). Команды управления выключателями и силовым блоком выдаются терминалом (цифровым контроллером) Устройства. Через порт связи терминал ТОР 200-АВР (см. рисунок 1) обеспечивает обмен информацией с АСУ ТП.

При восстановлении напряжения на отключенном вводе осуществляется включение его вводного выключателя, затем – отключение секционного выключателя. Восстановление штатной схемы работы РУ осуществляется Устройством в автоматическом режиме, или штатным АВР, или дежурным персоналом в ручном режиме.

Преимущества УТВР относительно штатной системы АВР следующие:

• сокращается время цикла АВР с 0,5-3,0 сек. при обычном АВР до 0,02 — 0,25 сек. при быстром АВР;
• при обычном штатном АВР можно пускать двигатели суммарной мощностью не более 30% от мощности питающего трансформатора, а при быстром АВР ток двигателей аварийной секции не превышает 2-2,5 кратных значений номинального тока и все двигатели остаются в работе;
• переходные процессы в двигателях после срабатывания УТВР заканчиваются за десятые доли секунды;;
• при быстром АВР, синхронные двигатели не теряют синхронизма, следовательно, не требуется гашения поля и ресинхронизации.

УТВР обеспечивает:

• совместную работу Устройства с блоками релейной защиты РИТМ, SPAC, Sepam, БМРЗ, ТОР, ЭМ РЗА и другими;
• совместную работу Устройства с блоками релейной защиты РИТМ, SPAC, Sepam, БМРЗ, ТОР, ЭМ РЗА и другими;
• выявление аварийных режимов в РУ, требующих автоматического ввода резерва;
• запрет работы Устройства при следующих событиях:
  — короткое замыкание после вводного выключателя (секция шин, отходящий фидер);
  — по внешней команде (однофазное замыкание в сети 6 (10) кВ и другие);
• выдачу команд в виде сухих контактов на включение и отключение вводных выключателей, секционного выключателя и на отключение защитного выключателя РУ;
• контроль состояния (включено или отключено) указанных выше выключателей РУ;
• аварийные защиты Устройства:
  — отказ включения БС;
  — неготовность внешней схемы РУ к работе Устройства;
  — несоответствие контролируемых напряжений и токов заданным параметрам;
  — отказ включения одного из вводных выключателей в РУ;
  — отказ включения секционного выключателя в РУ;
  — пробой тиристоров БС в режиме ожидания;
  — перегрев тиристоров БС;
  — максимально-токовая защита тиристоров БС.
• автоматическое восстановление штатной схемы РУ при исчезновении аварийной ситуации на отключенном вводе;
• визуальное отображение на жидкокристаллическом дисплее терминала информации о командах и параметрах работы Устройства;
• цифровую регистрацию следующих параметров и исполнительных команд при работе Устройства:
  -токи вводных выключателей РУ (в фазах А и С);
  -линейные напряжения АВ, ВС секционных трансформаторов напряжения;
  -команды на отключение и включение вводных выключателей РУ;
  -команды на включение и отключение СВ;
  -команда на включение и отключение БС;
  -команда на отключение ЗВ.

УТВР имеет следующие органы управления:

• переключатель режимов «Разрешение работы / Запрет УТВР»;
• переключатель режимов восстановления «Автоматический / Ручной»;
• переключатель выходов ТОР «Разрешение выходов / Запрет выходов».

Каталог «Преобразовательная техника» 2.9 Mb

Аппаратура АВР для защиты электросетей от перебоев в электроснабжении

Компания «ПКО Электрощит» предоставляет возможность купить современное оборудование — АВР. К услугам клиентов — быстрое исполнение заказа и обратная связь с покупателем.

Устройства АВР (автоматического ввода резерва) предназначены для защиты потребителя от возможных перебоев в подаче электроэнергии. Процесс осуществляется путем переключения потребителей на резервный источник питания при изменении заданных (нормальных) параметров (исчезновении напряжения, обрыве фазы, недопустимом снижении напряжения, перекосе фаз, нарушении порядка чередования) на рабочем вводе. Обратное переключение происходит автоматически при их восстановлении либо система начинает работать на втором вводе вне зависимости от восстановления напряжения на первом вводе, при равнозначных вводах, что задаётся алгоритмом работы.

Основным вводом, как правило, считается внешняя сеть промышленного напряжения 380 В, 50 Гц. В качестве резервного источника устройство АВР может подключить как отдельный источник электроэнергии (генератор / аккумуляторную батарею), так и осуществить переключение на второй ввод внешней сети.

Устройства АВР могут использоваться как самостоятельные или работать в составе более сложного оборудования. Они применяются:

• В виде комплектного устройства, когда оборудование АВР устанавливается в отдельном шкафу.
• В составе других комплектных устройств (вводно-распределительных устройств ВРУ , УВР , панелей ЩО-70 , пунктов распределительных, камер КСО , КТПн ), при этом АВР монтируется в корпусе комплектного устройства.

В целях бесперебойного электроснабжения устройства АВР осуществляют следующие функции:

• контроль напряжения в цепях;
• сравнение значений напряжения с заранее заданными;
• соблюдение правильности чередования фаз обоих источников питания;
• переключение на резервный источник питания;
• восстановление доаварийной схемы работы при возвращении заданных параметров напряжения;
• управление основным или резервным питанием оператором вручную;
• визуальный контроль работы вводов.

Начальный этап в производстве АВР предусматривает выбор алгоритма, по которому планируется его работа. Схемы различаются в зависимости от типа устройства. Существует три вида схем — АВР с приоритетом первого ввода, с равноценными вводами и без возврата.

Покупая современное устройство АВР, следует учитывать, что окончательная его цена уточняется у менеджера перед заказом. Обращайтесь в компанию «ПКО Электрощит», где предоставляют только качественную продукцию с гарантией.

Автоматическое включение резерва

Устройства автоматического включения резерва (АВР) применяются для восстановления питания потребителей при аварийном отключении рабочего источника питания путём автоматического включения резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети [1] .

Устройства АВР широко распространены в системах электроснабжения, прежде всего на секционных выключателях двухтрансформаторных ПС (АВР трансформаторов) [2] .

Обязательной является установка АВР на выключателях резервных трансформаторов собственных нужд электростанций, а также резервных маслонасосах и питающих водой парогенераторы насосах, вентиляторов топок парогенераторов и на другом ответственном оборудовании, обеспечивающих нормальное функционирование электростанций [2] .

В сетях АВР (сетевое АВР) [1] может применятся, когда деление выполнено по условиям режима перетоков мощности или для снижения токов КЗ. В данном случае время работы АВР должно быть отстроено от суммарного времени отключения КЗ питающей линии, последуюшего действия АПВ и повторного отключения линии. Напряжение срабатывания реле напряжения АВР задаётся на уровне 0,3-0,4 Uном.

Требования, предъявляемые к АВР [ править ]

Требования к устройствам АВР изложены в п.3.3.30-3.3.42 ПУЭ [3] . Основные из них:

• Устройство АВР, как правило, должно обеспечивать возможность его действия при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента, вызванном любой причиной (в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых существляется питание рабочего источника);

• Включение резервного источника питания должно происходить сразу же после отключения рабочего источника (для снижения длительность перерыва питания потребителей);

• Действие АВР должно быть однократным(чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ);

• Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике;

• Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остался включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения;

• Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустранившееся КЗ, должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР.

1. ↑ 1,01,1 Автоматика энергосистем: Учеб. для техникумов/М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А.Семёнов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1991. -240 с.: ил.
2. ↑ 2,02,1 Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем: Учебник для вузов/ Под ред. А.Ф. Дьякова.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 200.- 504 с.: ил.
3. ↑ Правила устройства электроустановок, 7-е издание

Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР

• Назначение АВР
• Как работает автоматический ввод резервного питания
• Требования к системе
• Классификация АВР и варианты реализации
• Особенности работы с бытовыми генераторами
• АВР на аккумуляторах
• Применение логического контроллера
• Организация АВР в высоковольтных цепях

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 действия АВР основан на контроле напряжения в цепи. Это может осуществляться с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты. Однако принцип работы всё рано остаётся неизменным. Рассмотрим его на самом простом 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.

На видео ниже наглядно рассмотрен принцип работы АВР в сетях 6 кВ:

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.

Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.

Классификация АВР и варианты реализации

Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.

В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:

1. Односторонние. Одна секция или же ввод является рабочим (основным), а второй резервный. В случае исчезновения рабочего напряжения включается резерв.
2. Двухсторонние. Когда существуют две раздельно питающиеся секции и соответственно две линии являются рабочими, и при отключении одной любой из них, другая является резервной.

Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:

Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.

На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.

Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.

Применение логического контроллера

Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.

Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Для того чтобы выполнить организацию автоматического резервирования в цепях с напряжением больше 1000 Вольт, в качестве элемента, измеряющего и контролирующего сетевую энергию, служит специальный трансформатор напряжения, на вторичной обмотке которого в нормальном режиме работы 100 Вольт. Для связи его с системой АВР используется реле минимального напряжения или же реле контроля фаз. Оно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но и на исчезновение хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии ВЛ. Здесь уже обязательно выполнение всех требований, касающихся правильному вводу АВР, а иногда даже при системе с восстановлением устанавливается выдержка времени на возврат в исходную первоначальную конфигурацию.

Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализуется на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, которые выполняют несколько функций, в том числе и АВР.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое автоматический ввод резерва, какие бывают схемы АВР и какой принцип работы у данной системы электроснабжения. Надеемся, предоставленная информация и видео уроки были для вас полезными!

Наверняка вы не знаете:

АВР — устройство автоматического ввода резерва

АВР — устройство автоматического ввода резерва.

Предназначено для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания и автоматического восстановления основного питания при восстановлении рабочего источника питания.

Три категории электроснабжения потребителей по ПУЭ:

• Наиболее важные потребители, для которых отсутствие электричества оборачивается угрозой жизни людей, крупными финансовыми потерями. К ним относятся: промышленные компании, опасные производства, объекты здравоохранения, тяговые подстанции городского электрического транспорта и т.д.
• Ко второй категории относятся потребители, при отключении питания которых останавливается работа важных городских систем, такие как: муниципальные городские учреждения, торговые центры, вторичные системы водоподачи.
• К третьей категории относятся все оставшиеся потребители, которые не влекут за собой серьезных последствий. Например: многоквартирные жилые дома, частный сектор, дачные и гаражные кооперативы.

Потребителей для первой и второй категории надёжности в обязательном порядке необходимо подключать к двум (или более) источникам электроснабжения, чтобы обеспечить бесперебойную работу энергосистемы, а это значит, что в данной системе обязательно будет применён АВР.

Существует два основных типа исполнения, различающиеся приоритетом ввода:

В таком типе АВР первый ввод играет роль рабочего, то есть используется, пока в линии не возникнут проблемы. Второй является резервным и подключается, когда в этом возникает необходимость.

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. Но допустим, как только в главном вводе произойдет восстановление напряжения, двухсторонние АВР в подобной функции не будут нуждаться, поскольку не имеет значения, от какой линии питается нагрузка.

Одно из направлений НПК Катарсис — это разработка, изготовление и поставка энергокоплексов на основе ДГУ. Рассмотрим алгоритм работы АВР с применением дизель-генераторной установки по схеме 2-1G.

Схемы 2-1 и 2-1 G являются наиболее распространёнными, хотя существуют и иные варианты (3-1, 2-2, 3-1 G и т.д.)

Система (или блок) АВР может идти как в составе щитов (ГРЩ, ВРУ), так и быть самостоятельным устройством, рассчитанным под конкретный объект.

Условно в АВР можно выделить три составляющие:

• Релейный блок управления.
• Силовой блок.
• Блокировка (механическая и электрическая) одновременной подачи электроэнергии от двух вводов.

Принцип действия АВР основан на контроле тока в цепи — это может быть реализовано с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты, но принцип работы всё равно остаётся таким же.

Варианты исполнения могут быть как на отдельных компонентах в шкафном исполнении, так и на моноблочных решениях:

• АВР на контакторах или магнитных пускателях.
• АВР на реверсивном рубильнике с электроприводом.
• АВР на моноблочных системах Compact ATS (АВВ), N27 (CHINT), АВР-300 (DEKraft).
• Также существует решение АВР TruONE® от АВВ.

НПК «Катарсис» специализируется на системах распределения электрической энергии.

Мы можем, как разработать, изготовить и поставить АВР по ТЗ заказчика, так и предложить наши типовые решения АВР.

Являясь дистрибьютором электрооборудования ведущих мировых производителей: Schneider Electric, Legrand, Rittal, CHINT, DKC, ABB и имея собственные производственные мощности для сборки НКУ различных типов, мы всегда решаем задачи Заказчика в рамках заявленного для реализации бюджета. Каждое изделие проходит ОТК. На время сборки изделия Заказчика мы готовы предоставить доступ к Веб камере на сборочном участке, приветствуется и присутствие Заказчика и при выходе готового изделия с производства.

Шкафы автоматического ввода резерва (АВР) на базе микропроцессорного контроллера

Шкаф автоматического ввода резерва (АВР) предназначен для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, и автоматического восстановления основного питания при восстановлении рабочего источника питания.

АВР широко используются в системах электроснабжения на промышленных предприятиях, объектах связи и транспорта для обеспечения надежности электроснабжения потребителей 1-й и 2-й категории.

Подробная информация

Базовый комплект шкафа АВР

• шкаф;
• приборы контроля параметров электрической энергии основного и резервного вводов;
• многофункциональный контроллер сбора и обработки информации с модулями ввода аналоговых и дискретных сигналов;
• вводные автоматические выключатели;
• индикаторы включения контакторов основного и резервного вводов;
• индикаторы нарушения порядка чередования фаз основного и резервного вводов;
• текстовый дисплей с клавиатурой, встроенной на дверь шкафа;
• стрелочные приборы контроля тока и напряжения.

Шкаф АВР способен работать в ряде режимов. Выбор функциональных возможностей определяется программой, определяемой при заполнении опросного листа. Помимо этого в серийном варианте контроллер поставляется запрограммированным под конкретное приложение (тип двигателя, напряжение питания и число фаз) и не требует каких-либо дополнительных затрат.

В обычной конфигурации реализуется АВР объектов с электроснабжением от двух фидеров. В качестве второго фидера может использоваться ДГА. Для этого контроллер имеет необходимые программы обработки старт-стоповых и аварийных ситуаций для различных модификаций двигателей как российского, так и зарубежного производства.

Шкаф АВР позволяет производить дистанционный мониторинг или управление объектами АВР и ДГА. Кроме режима АВР поддерживается режим ручного управления контакторами фидеров, а при наличии ДГА — стартом/остановом.

Возможна организация связи с верхним уровнем по интерфейсам RS-232 или RS-485 (на основе протокола Modbus).

Конструкция и состав щита АВР

Конструктивно щит АВР может изготавливаться в двух вариантах: в навесном или напольном исполнении в зависимости от номинального тока коммутации и требований Заказчика.

Конструктивное исполнение щита АВР обеспечивает свободный доступ к элементам управления и обслуживания, а также обеспечивает удобство монтажа и демонтажа.

Автоматический ввод резерва АВР

В качестве примеров типового оборудования рассматривается система автоматического ввода резерва производства ООО «НПП «Вектор» для питания нагрузки от двух и более источников напряжения с автоматической и ручной перекоммутацией на резервные линии.

ООО «НПП «Вектор», г. Чебоксары

Даже при высоком уровне современного развития систем электроснабжения ни одна из них не может похвастаться абсолютной надежностью. Возможность автоматического ввода резерва (АВР) крайне важна как для стационарных объектов с централизованным подводом электричества, так и для установок мобильного оборудования с возможностью автономной работы. Особенно актуально наличие АВР при возникновении непредвиденных ситуаций, аварий и сбоев подачи электроэнергии. При длительном отсутствии электричества повышается угроза здоровью и жизни людей, а при аварийных ситуациях на производстве возникает еще и значительный риск финансовых потерь. Поэтому своевременное устройство автоматического ввода резерва является основополагающей мерой безопасности для современных систем электроснабжения.

Шкаф АВР предназначен для переключения электрических цепей с основного на резервный источник питания и максимально быстрого автоматического восстановления электроснабжения на стороне потребителя. В соответствии с правилами устройства электроустановок АВР должны использоваться для автоматического подключения резервного питания электричеством потребителей I и II категории. К ним относятся объекты, перебои в электроснабжении которых приведет к несчастным случаям, авариям, выходу из строя производства и причинению материального ущерба:
охраняемые территории, на которых от бесперебойной подачи электроэнергии зависит освещение, видеонаблюдение, контрольно-пропускные устройства и прочие системы обеспечения безопасности;
объекты с холодильным оборудованием;
склады и производства с высокой опасностью возгорания и установленными средствами автоматического пожаротушения;
здания медицинского назначения: больницы, родильные дома и корпуса постоянного ухода за тяжелобольными;
предприятия химической промышленности и прочие производственные объекты повышенной опасности, где отсутствие автоматического ввода резерва может привести к сбоям в работе оборудования и катастрофическим последствиям для жизни и здоровья людей.

Практически все сферы деятельности современного общества изначально рассчитаны на бесперебойное электроснабжение, поэтому обеспечивающие его устройства крайне необходимы большинству объектов. При правильно настроенной системе АВР возможно лишь кратковременное отсутствие электроснабжения, в среднем не более 0,3–0,8 с. А на объектах особого назначения время полного обесточивания оборудования должно соответствовать разработанному регламенту предприятия и установленным мерам безопасности потребителя электроэнергии.

Работа АВР основана на контроле напряжения в цепи с помощью реле напряжения или цифровых логических блоков. При снижении напряжения до критического значения происходит автоматическое размыкание/смыкание контакта и переход с основного ввода подачи электроэнергии на резервный ввод. После восстановления снабжения по основному вводу и появления на нем достаточного уровня напряжения срабатывает повторное автоматическое размыкание/смыкание контакта и подача возобновляется по основному вводу. Таким образом, при простой схеме реализации бесперебойного питания система функционирует по первоначальному алгоритму, не задействуя резервный источник в штатном режиме работы. Всего выделяют три режима работы: штатный, когда система получает питание от основной линии подачи электроэнергии; аварийный, когда напряжение на основной линии падает ниже допустимого значения и питание подается с резервного источника; блокировку, или ручное управление автоматическим вводом резерва при возникновении внештатной ситуации.

Существует два распространенных варианта реализации автоматического ввода резерва: односторонний и двухсторонний. При первом варианте в системе два ввода: основной, по которому происходит постоянная подача электроэнергии, и резервный, который используется только в случае аварийных ситуаций. При втором варианте оба ввода рабочие, а резервным становится тот, в котором уровень напряжения снижается до нормативного показателя. При подобной реализации питания предусматривается возобновление подачи электроэнергии по обоим вводам или прекращение работы аварийного ввода до проверки его работоспособности и последующего ручного запуска.

Независимо от реализации АВР любой вариант системы должен соответствовать основным требованиям:
— срабатывание при исчезновении напряжения вне зависимости от причины, в том числе при коротком замыкании на стороне потребителя;
— минимальное время подключения резервного питания при исчезновении напряжения;
— однократное включение устройства, отсутствие возможности повторного автоматического включения резервного питания при повторяющемся коротком замыкании;
— преждевременное включение резервного питания до отключения основного питания;
— настройка минимального и максимального порога напряжения в сети.

Для специфических условий применения список обязательных требований может расширяться дополнительными пунктами.

Соблюдение перечисленных условий позволяет применять АВР на объектах различного назначения, при самых разнообразных схемах использования. Имеется и вариант бесперебойной подачи электроэнергии без применения шкафа АВР, когда происходит питание одновременно от двух источников, но у такого способа есть ряд существенных недостатков. При совместном использовании токи короткого замыкания существенно выше, чем при раздельном, как и потери электроэнергии в трансформаторах. Также при такой схеме усложняется обеспечение релейной защиты и системы учета перетоков. А внедрение одновременного питания в уже работающую систему чаще всего приводит к полной замене электротехнического оборудования. Таким образом, раздельное электропитание с применением автоматического ввода резерва более оправданно и чаще всего требует меньших финансовых затрат, особенно при модернизации уже существующей системы электроснабжения.

На объектах с возможностью автономной работы автоматический ввод резерва, как правило, применяется совместно для основной сети подачи электроэнергии и устройств резервного питания: генераторов и аккумуляторных батарей.

При использовании генератора щит АВР должен быть доукомплектован блоком коммутации, обеспечивающим автоматический запуск стартера и предварительный прогрев оборудования в холодное время. Прогрев позволяет быстрее привести генератор в рабочий режим и обеспечить поступление резервного питания в более короткий срок. А при применении аккумуляторов используются преобразователи постоянного напряжения в переменное.

Длительность работы резервного питания объекта зависит от мощности генератора и количества необходимого топлива для его работы или емкости аккумуляторов. При необходимости увеличения длительности работы аккумуляторы могут подключаться параллельно как комплекс батарей.

Варианты системы АВР рассчитываются, исходя из условий функционирования объекта электроснабжения. В зависимости от специфики климатических условий и возможностей для размещения крупногабаритных шкафов используются устройства с различными характеристиками и габаритными размерами. В большинстве случаев подходят стандартные модели оборудования, которые чаще всего можно доукомплектовать всей необходимой дополнительной аппаратурой. Приведем технические характеристики автоматического ввода резерва на примере «АВР‑0,4 кВ», который выпускает научно-производственное предприятие «Вектор»:
— номинальное напряжение сборных шин: 220–380 В;
— номинальный ток: 50–1000 В;
— номинальная отключающая способность предохранителей, защитно-отключающих аппаратов: 30–50 кА;
— климатическое исполнение и категория размещения: УХЛ4, УХЛ4.2;
— тип обслуживания: односторонний или двухсторонний;
— габаритные размеры:
— ширина: 600–1000 мм;
— глубина: 300–1000 мм;
— высота: 600–2200 мм;
— степень защиты по ГОСТ 14254-96: до IP54;
— вид системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C‑S;
— исполнение щита: навесное или напольное;
— по способу установки автоматических выключателей: стационарные или выдвижные.

Рис. 1. Различные модификации шкафов на сборке в НПП «Вектор»

Все сертифицированные устройства комплектуются паспортом, руководством по эксплуатации, электросхемой щита АВР и ключами от замков шкафа. Гарантия на оборудование – 60 месяцев с момента ввода в эксплуатацию.

Стандартные шкафы АВР состоят из двух основных частей: силовой и блока логики и индикации. В силовой блок входят контакты, через которые подается напряжение, и автоматы для подключения к сети, нагрузке и резервным устройствам питания. А блок логики и индикации осуществляет контроль напряжения, переключает реле и контакты. Здесь монтируются внешние датчики, устройства удаленного управления и средства индикации. Ко многим современным системам контроля и измерения потребления электроэнергии применяются требования по дистанционному управлению с помощью телефонной, выделенной или GSM-связи. Такие устройства позволяют упростить обслуживание системы, снизить расходы на выезд специалистов, уменьшить вероятность долговременных сбоев и других ошибок в работе автоматики. Удаленный оператор всегда может вмешаться в автоматический процесс: перезагрузить систему, переназначить основной и резервный вводы, изменить минимальный и максимальный уровень напряжения для срабатывания АВР. Удаленное управление дает возможность значительно увеличить надежность системы электроснабжения.

Подобные устройства позволяют построить рабочую систему для объектов различного назначения с учетом использования всех современных возможностей контроля и управления системами электроснабжения. АВР обязательно устанавливаются в системах питания электростанций и подстанций, на силовых трансформаторах, транзитных линиях и в распределительных сетях низкого напряжения.

Но применение устройств автоматического ввода резерва часто обусловлено не только мерами обеспечения безопасности и созданием бесперебойной подачи электроэнергии, но и удешевлением системы на стадии проектирования. При использовании АВР возможно применение упрощенной релейной защиты, а за счет снижения токов короткого замыкания – и менее требовательной, а соответственно и менее дорогостоящей, аппаратуры. При разработке проектов также должны учитываться ложные срабатывания при скачках напряжения в сети и прочие специфические условия применения АВР на объектах различного назначения. Проектирование подобных систем лучше доверить профессионалам, таким как специалисты ООО «НПП «Вектор».

Эффективность создания системы автоматического ввода резерва зависит от множества упомянутых факторов, в том числе от проведения предварительных измерений и испытаний, а также в значительной степени – от профессионального проведения пусконаладочных работ. Самым же важным фактором в работе оборудования АВР остается минимальное время при переключении питания с основного на резервный ввод. Максимально быстрое включение резервного питания обеспечивается только посредством оптимально настроенной автоматики.

Опубликовано_в журнале «ИСУП» № 2(80)_2019