Автоматическое переключение на резервный источник питания

Схема переключателя питания

Устройство собрана на герконовых реле К1 и К2. Когда сетевое напряжение в норме, оба реле срабатывают и нагрузка получает напряжение от штатного сетевого БП. Если же сетевое напряжение исчезнет, через тыловые контакты напряжение от батареи поступит на нагрузку.

Сопротивление R1 ограничивает ток, следующий через обмотки реле. Его сопротивление и мощность рассчитывают исходя из входного напряжения U_пит, напряжения срабатывания реле U_сраб и от номинала сопротивления обмотки реле R_o, а также тока срабатывания реле I_сраб. В нашем примере применены герконовые реле типа РЭС55А с напряжением срабатывания 3,75 В. Для более мощной нагрузки необходимо взять герконовые или электромагнитные реле помощнее, контакты которых выдержат необходимый ток, подобрав при этом сопротивление R1.

Мощность этой конструкции ограничена только транзистором Т3, в случае необходимости его можно заменить на более мощный.

При наличии основного напряжения, на базу биполярного транзистора Т1 через диод VD3 идет напряжение равное величине напряжения источника и транзистор открыт. Через открытый Т1 на базу Т2 идет положительное напряжение от которого он запирается, что в свою очередь приводит к тому, что через него напряжение не идет на Т3, который запирается и напряжение на его эммитере снижается до нуля. Когда же напряжение основного источника исчезает Т1 запирается, отпирается Т2 и через него идет напряжение на базу Т3, который открывшись посылает его через диод в нагрузку. Диоды требуются для того, чтобы исключить взаимодействие основного и резервного ИП между собой.

Эта конструкция может быть применена для автоматического переключения нагрузки между аккумулятором и сетевым адаптером. Микросхема управляет внешним P-канальным MOSFET транзистором, для создания подобия диода Шоттки, работающего как выключатель питания для распределения нагрузки.

Кроме того LT4412 также имеет кучу положительных фишек, таких как защита батареи от переплюсовки, ручное управление, защита затвора в полевом транзисторе и многие другие. Ток потребления схемы около 11 мкA. Диод D1 исключает обратное прохождение тока к сетевому БП, когда нет основного напряжения. Конденсатор С1 — емкость выходного фильтра. Четвертый пин интегральной микросхемы называется выводом состояния.

)Входное напряжение адаптера лежит в интервале от 3 до 28В; Напряжение аккумулятора от 2.5V к 28V; Не подключайте к этой конструкции нагрузку, с током потребления более 2А; D1 (1N5819) -диод Шоттки на 1А; Q1 (FDN306P) — P-канальный MOSFET транзистор.

Автоматическое переключение на резервный источник питания

Иногда для дома требуются весьма не стандартные решения. Например когда требуется переключаться на другой источник запитки потребителя. Здесь обычно прибегают к разным способам решения.

Один из способов как правило самый дешевый — это установка двух автоматических выключателей. Но в этом способе кроются и подводные камни, так как есть большая вероятность включения обоих автоматических выключателей сразу. Это приведет скорее всего к очень неприятным последствиям. Таким как выход из строя бытовой техники и может обернуться выходом из строя резервного источника. Как правило резервным источником является бензо-газо генератор. В таких устройствах встречное напряжение может наделать не мало бед.

Вторым способом является использование так называемых перекидных рубильников с нейтральным положением. Способ хорош тем что исключает включение двух источников сразу. Это диктуется самой конструкцией рубильника. Из минусов данного способа является необходимость ручного переключения. По стоимости этот способ переключения резерва будет немного подороже но надежней.

Третим способом стоит воспользоваться, когда необходимо переключение источников без участия человека. Способ весьма интересен тем что в случае подачи напряжения на основной линии, происходит автоматическое переключение, так сказать возврат на исходный источник питания. В случае применения в качестве дополнительного источника бензо-газо генератора, можно будет попытаться глушить генератор автоматически после переключения на основной источник питания.

Для организации третьего способа переключения, нам потребуется: два магнитных пускателя или один реверсивный пускатель, одно промежуточное реле с необходимыми контактами.

автоматическое переключения на резерв схема

Далее производим сборку прибора согласно прилагаемой схемы.

Принцип действия схемы следующий. При пропадании основного питающего напряжения происходит отключение Питания промежуточного реле и пускателя на основной линии. Когда же будет заведен и подключен резервный источник питания, в приборе включится второй пускатель. В случае подачи напряжения (появление напряжения) на основной линии сработает промежуточное реле которое в свою очередь отключит второй пускатель и включит первый, тем самым осуществив переключение на основную линию. Дополнительная группа контактов на втором пускателе может подключаться в цепь управления двигателем генератора, и при отключении пускателя отключать и генератор. Иногда требуется провернуть нечто подобное но с низковольтной линией постоянного тока тогда следует воспользоватся статьей Источник резервирования

Устройства автоматического переключения питания на резерв АВР

Устройства автоматического переключения питания на резерв типа АВР используют для восстановления питания с помощью автоматического включения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящего к обесточиванию электроустановок потребителя, напряжением до 660 В переменного тока частотой 50 или 60 Гц, а также предназначен для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства автоматического переключения питания на резерв АВР производятся с односторонним обслуживанием и устанавливаются на объектах 1 категории энергоснабжения.

Устройства автоматического переключения питания на резерв АВР обеспечиваются электроэнергией от двух независимых, взаимно резервируемых источников питания. Перерыв в электропитании потребителя, при нарушении электроснабжения от одного из источников тока, допускается только на время автоматического переключения на резервное питание, с дальнейшим полным автоматическим восстановлением схемы режима электропитания.

Устройства автоматического переключения питания на резерв АВР — 300 устанавливаются на объектах особой группы электроприёмников 1 категории, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного энергоснабжения производственных, банковских и других объектов. АВР — 300 комплектуются дополнительным энергопитанием от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания током. В качестве третьего независимого источника тока, для особой группы 1 категории электроприёмников, могут быть использованы специальные агрегаты бесперебойного питания (дизельные электростанции, аккумуляторные батареи и т. п.).

Устройства автоматического переключения питания на резерв АВР устанавливаются на промышленных, жилых, бытовых и общественных объектах с обслуживанием через дверь (одностороннее).

Номинальный режим работы устройства автоматического переключения питания на резерв АВР — продолжительный.

Технические характеристики устройств автоматического переключения питания на резерв АВР:

• номинальное напряжение 380/220 Вольт, частотой 50 Гц;
• номинальный ток работы устройства автоматического переключения питания на резерв АВР до 630 Ампер;
• климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543.1-89 — УЗ, У3.1, УХЛ4;
• степень защиты при закрытой двери по ГОСТ 14254-96 — IP21 и IP54;
• номинальный ток устройств снижается на 15% при степени защиты оболочки устройств IP54;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.
• группа условий эксплуатации в части воздействий механических факторов внешней среды М1 по ГОСТ 17516.1 — 90;
• высота работы устройств автоматического переключения питания на резерв АВР над уровнем моря до 2000 м;
• рабочее положение — вертикальное. Допустимо отклонение от рабочего положения на угол не более 5°;
• требования безопасности соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 22789-94, а также требованиям «ПУЭ», «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителя», утверждённых Минэнерго;
• требования пожарной безопасности соответствуют ГОСТ 12.1.004-91; Особые условия эксплуатации — по согласованию с заказчиком.

Структура условного обозначения устройств автоматического переключения питания на резерв АВР.

Маркировку читать сверзу вниз.

АВР устройство автоматического переключения питания на резерв

Х Тип устройства коммутации и блока автоматики:

1 — Два 3-х фазных входа, переключение при пропадании одной из фаз;

2 — Два 3-х фазных входа, переключение при пропадании одной из фаз, снижении напряжения одной из фаз, неверном чередовании фаз;

3 — Три 3-х фазных входа, переключение при пропадании одной из фаз, снижении напряжения одной из фаз, неверном чередовании фаз;

4 — Два 3-х фазных входа, переключение при пропадании одной из фаз, снижении напряжения одной из фаз, неверном чередовании фаз на токи от 250 до 400А;

5 — Два 3-х фазных входа с секционированием, переключение при пропадании одной из фаз, снижении напряжения одной из фаз, неверном чередовании фаз;

6 — Два 3-х фазных входа с «восьмёркой», переключение при пропадании одной из фаз, снижении напряжения одной из фаз, неверном чередовании фаз.

Х Количество отходящих 3-х фазных автоматических выключателей (0 . 6).

Х Количество отходящих 1-х фазных автоматических выключателей (0 . 18).

ХХХ Номинальный ток устройства в Амперах.

Х Тип контактора:

L — Lovato (Италия).

ХХ Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-96:

Х Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89 — УЗ, У3.1, УХЛ4.

Автоматическое переключение питания на резервный источник. Схема

Многие электрические и электронные приборы для своей работы требуют постоянного или переменного напряжения. В основном переменное напряжение поступает от электросети, а постоянное напряжение от блоков питания, батарей и аккумуляторов.

Однако бывают ситуации с перебоями в электропитании устройств по причине сбоя электроснабжении либо разрядке батареии или аккумулятора. Чтобы преодолеть эту проблему есть несколько альтернатив.

Например, в экстренных случаях для получения переменного напряжения, при отключении питания от сети, мы можем использовать генераторы или инверторы. Аналогичным образом, в случае питания постоянным напряжением, мы можем использовать в качестве альтернативы либо новую батарею, либо конвертер AC/DC.

Данная статья представляет принцип работы и конструкцию схемы автоматического переключения питания на резервный источник, в которой нагрузка (серия светодиодов) запитывается от батареи, либо от AC/DC преобразователя.

Принцип автоматического переключения питания на резервный источник

Эта схема основана на работе таймера NE555 в бистабильном режиме. В этом режиме выходной сигнал таймера бывает либо высоким, либо низким в зависимости от состояния выводов триггера и сброса.

Выход таймера подключен к транзистору, который работает в ключевом режиме в зависимости от выходного сигнала таймера.

Два светодиода, соединенных последовательно, используются в качестве нагрузки. При закрытом транзисторе светодиоды приводятся в действие от источника питания AC/DC, а при открытом транзисторе светодиоды приводятся в действие от аккумулятора. В качестве переключателя можно использовать реле, катушка которого запитана от стабилизатора U1.

Проектирование схемы включает в себя две основные части:

1. Конструкция стабилизатора:

Стабилизатор построен с использованием трансформатора, мостового выпрямителя и стабилизатора напряжения.

Выбор стабилизатора напряжения. Поскольку нам необходимо запитать два последовательно соединенных светодиода вместе с диодом Шоттки, то мы выбираем регулятор напряжения LM7809, стабилизирующий напряжение на уровне 9 В. Так как напряжение на входе стабилизатора должно быть не менее 12 В, то мы выберем входное напряжение около 20 В. Соответственно сетевой трансформатор должен иметь напряжение вторичной обмотки около 20В.

Далее подбираем диоды для мостового выпрямителя. Так как пиковое напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет около 28В, то общее пиковое обратное напряжение (PIV) моста будет около 112В. Следовательно, нам нужны диоды с номинальным PIV более 112В. Хорошим вариантом здесь будет использовать диоды 1n4007, имеющие PIV около 1000В.

Заключительный этап — выбор конденсатора фильтра. Для конденсатора — пикового напряжения 26В и минимальное входное напряжение регулятора 12В, допустимая пульсация составляет около 14В. Значение емкости рассчитывается по формуле C = I (Δt / ΔV), где I сумма тока покоя регулятора напряжения и фактического тока нагрузки. Подставляя данные значения, мы получаем емкость порядка 17 мкФ. Установим электролитический конденсатор емкостью 20 мкФ.

2. Мультивибратор c использованием таймера NE555:

Когда таймер NE555 работает в бистабильном состоянии, то на его выходе может быть либо высокий либо низкий сигнал. Здесь мы используем простую логику: когда вывод TRI заземлен, то на выходе высокий логический уровень, а когда вывод RST заземлен, то на выходе будет низкий логический уровень.

Вход таймера NE555 соединен с базой транзистора BC547.

Автоматическое переключение на резервный источник питания

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Автоматическое переключение питания

Некоторые электронные устройства, например, электронные часы, таймеры и т. д., требуют непрерывного питания. Если они работают от сетевых блоков, необходимо предусмотреть резервное питание (гальванические элементы или аккумуляторы), которое задействуют при пропадании напряжения в сети. Предлагаю вариант подобного узла (см. схему), позволяющего переключать нагрузку со штатного на резервное питание в случае возникновения перебоев в электроснабжении.

Переключатель собран на герконовых реле К1 и К2. Когда напряжение в сети присутствует, реле срабатывают и нагрузка будет питаться от штатного сетевого блока питания. Если же сетевое напряжение пропадет, реле переключают свои контакты и напряжение на нагрузку поступит от резервного источника питания.

Резистор R1 ограничивает ток, протекающий через обмотки реле. Его сопротивление и мощность рассчитывают исходя из напряжения питания Uпит, напряжения срабатывания реле Uсраб и сопротивления обмотки реле Ro (или тока срабатывания реле Iсраб):

PR1>(Uпит-Uсраб)2R1. В нашем случае применены герконовые реле РЭС55А исполнения РС4.569.600-02 с напряжением срабатывания 3,75 В и сопротивлением обмотки 95±14,2 Ом. Для более мощной нагрузки можно использовать другие герконовые или электромагнитные реле, контакты которых рассчитаны на необходимый ток, подобрав при этом сопротивление токоограничивающего резистора R1. Соответственно, сетевой блок питания должен обеспечивать необходимый ток нагрузки и срабатывания реле.

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Комментарии к статье:

Алексей
По данной схеме при отключении электричества будет кратковременное падение напряжения на время срабатывания реле. Для электроники этого будет достаточно чтоб слетели настройки. Возможно ли сюда добавить конденсатор или что то еще чтобы компенсировать падение напряжения?

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

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА

В общем понимании смысл выражения заключается в автоматическом вводе в действие резервного оборудования, блоков, участков электрической цепи при отказе основных частей.

Наиболее же часто имеется ввиду обеспечение бесперебойного питания потребителей. Ряд устройств по тем или иным причинам не допускает перебоев электропитания.

В зависимости от параметров потребителей или питающей сети могут использоваться разные решения по обеспечению бесперебойного питания.

Категории потребителей, требующие автоматического резервирования питания.

По требованиям надежности электрического питания все потребители подразделяются на три категории.

К первой относятся такие, перерыв в работе которых может угрожать жизни и здоровью людей, безопасности государства, привести к большому материальному ущербу, нарушению работы коммунального хозяйства, перерывам в связи и коммуникации.

Потребители первой категории требуют обязательного резервирования электроснабжения от двух независимых друг от друга источников питания.

Также в состав первой группы потребителей входит особая группа, с более жесткими требованиями по надежности и которая требует наличия трех взаимно резервируемых источников питающего напряжения.

Третьим источником обычно служит резервная электростанция, поэтому автоматика резервирования должна обеспечивать надежный запуск электрогенератора при критической ситуации на питающих линиях.

ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТАМ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

Одно из основных требований, которые предъявляются к АВР, это скорость переключения на резерв. Задержка включения, в течении которой отсутствует напряжение, может вызвать сбои в работе потребителей, поэтому, чем меньше время переключения, тем более высокую надежность обеспечивает система резервирования.

Учитываются такие параметры:

• напряжение основной и резервной линии;
• количество коммутируемых фаз;
• мощность нагрузки;
• возможность автоматического восстановления питания от основного источника после устранения перебоя подачи электроэнергии;
• задержка на восстановление;
• переключение только при условии наличия напряжения резервного источника;
• блокировка переключения при коротком замыкании в нагрузке.

ТИПЫ АВР – АВТОМАТОВ ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА

Автоматы резервирования подразделяют на несколько типов:

• одностороннего действия;
• двухстороннего действия;
• с автоматическим восстановлением.

Автоматы одностороннего действия обеспечивают работу нагрузки от основного источника, подключая резервный только в аварийных ситуациях.

Двусторонние автоматы резервирования могут обеспечивать работу нагрузки от любой линии, считая ее основной, а не подключенную в настоящее время резервной.

По вариантам исполнения АВР разделяют на:

• релейные;
• релейные с цифровым управлением;
• электронные.

Большинство используемых систем используют механическую переключающую часть, в которой линии питания коммутируются при помощи мощных реле или контакторов. Развитие полупроводниковой техники дало возможность использовать, так называемые, твердотельные реле, которые не содержат механических частей.

Твердотельные реле при условии соблюдения ограничений по коммутируемому току отличаются высокой надежностью, поскольку отсутствует такое явление, как искрообразование при переключении. Автоматика резервирования на микропроцессорном блоке управления имеет возможность оперативного изменения алгоритма работы.

Такие устройства снабжаются многофункциональным индикатором, на который могут выводиться ряд контролируемых параметров:

• состояние ввода основной и резервной линий;
• ток нагрузки;
• время задержки восстановления.

ПРОСТЕЙШАЯ СХЕМА РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

В однофазной сети часто используется релейная схема автоматического резервирования. В виду простоты данная схема отличается высокой надежностью, легкостью реализации и простотой настройки и ремонта.

Схема построена на одном реле с группой переключающих контактов. По требованиям к потребляемому нагрузкой току, вместо реле могут устанавливаться контакторы (магнитные пускатели).

Контактная группа реле подключается следующим образом:

• общая часть – нагрузка;
• нормально разомкнутые контакты – основной ввод;
• нормально замкнутые контакты – резервный ввод.

Обмотка реле постоянно подключена к основной линии. Таким образом, при нормальном состоянии питания, обмотка реле находится под током, вызывая срабатывание контактной группы. Напряжение в нагрузку поступает с основного источника.

При отсутствии основного напряжения, питание нагрузки осуществляется через нормально замкнутые контакты от резервного источника. При восстановлении основного источника, питание от него восстанавливается автоматически, поскольку произойдет срабатывание реле.

Наряду с простотой конструкции данная схема обладает рядом недостатков:

• нет контроля наличия резервного напряжения;
• нет контроля короткого замыкания нагрузки;
• отсутствует временная задержка на восстановление;
• при коммутации больших токов возможно пригорание контактов с одновременным подключением нагрузки к основной и резервной линиям.

Контроль напряжения питания.

Напряжение питания основной и резервных линий контролируется при помощи реле минимального напряжения или реле контроля фаз. Реле срабатывает в случае снижения напряжения в любой из фаз ниже определенного минимального значения.

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИКИ

Для повышения надежности работы автоматики в ней должно быть предусмотрено:

• контроль короткого замыкания в нагрузке;
• наличие напряжения на резервном источнике;
• состояние вводного выключателя.

Контроль короткого замыкания необходим для того, чтобы подключение резерва не вызвало ухудшения ситуации, поскольку велика вероятность повреждения основного источника в результате аварийной ситуации в нагрузке.

При отсутствии напряжения на резерве, переключение не имеет смысла.

Контроль состояния вводного выключателя необходим для исключения срабатывания устройства при принудительном отключении основного питания.

Основная опасность использования автоматов ввода резерва (АВР) состоит в том, что возможна ситуация, когда на нагрузку будет подано одновременно напряжение с основного и резервного источников. В случае использования многофазных сетей с несогласованными фазами это может привести к междуфазным замыканиям и отключению подачи напряжения с обоих источников.

Таким образом, в многофазных системах должен предусматриваться контроль чередования фаз основного источника и резерва.

ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

Часть потребителей может нормально функционировать при перерывах в подаче питания не более 0.2 – 0.3 с. Релейные системы автоматического резервирования не могут обеспечивать переключения за такое или меньшее время. В то же время нет отсутствует гарантированное срабатывание автоматики при кратковременных пропаданиях электроэнергии.

ИБП двойного преобразования (инвертор) преобразует входное напряжение переменного тока в постоянное, которое, в свою очередь, через коммутационные полупроводниковые ключи, вновь преобразуется в переменное. Одновременно производится буферная подзарядка аккумуляторной батареи.

При пропадании переменного напряжения к выходным ключам автоматически подключается аккумулятор. Поскольку после выпрямительного моста в цепи входного питания установлена батарея конденсаторов большой емкости, то переключение на работу от батареи не вызывает перерывов в подаче выходного напряжения.

Еще одно преимущество ИБП – стабилизация выходного напряжения и защита от просадок входного.

Фактором, сдерживающим широкое распространение ИБП, является их высокая стоимость, ограниченная мощность нагрузки и малое время работы.

Максимальный ток нагрузки ограничивается используемыми полупроводниковыми ключевыми элементами, а время работы – используемой аккумуляторной батареей. С ростом мощности, стоимость аккумулятора становится определяющим фактором.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

схемопедия

Каталог электронных схем

• Добавить статью
• Обратная связь

Автоматическое переключение на резервный источник питания

Автоматическое переключение на резервный источник питания

Довольно часто встречаются ситуации, когда необходимо, чтобы устройство продолжало работать даже при отключении электроэнергии. Например, часы.

Ниже приведена схема устройства, которое автоматически подключит оборудование к резервному источнику питания в случае отключения основного. Мощность устройства ограничена только транзистором Т3, его в принципе можно заменить на более мощный.

Принцип работы

При наличии напряжения на основном источнике, на базу транзистора Т1 через диод VD3 поступает напряжение равное величине напряжения источника и транзистор открыт. Через открытый транзистор Т1 на базу транзистора Т2 поступает положительное напряжение от которого он закрывается, что в свою очередь приводит к тому, что через него напряжение не поступает на базу транзистора Т3, который закрывается и напряжение на его эммитере падает до нуля. Когда же напряжение основного источника пропадает транзистор Т1 закрывается, открывается Т2 и через него начинает поступать напряжение на базу Т3, который открывшись подаёт его через диод в нагрузку. Диоды необходимы для того, чтобы исключить взаимодействие основного и дополнительного источников питания между собой.

Плата устройства

Внешний вид устройства

Детали и возможная замена

Т3 – КТ815, 817 а – в.

D1, D2 – 1N4001 – 4007

Видео работы:

Скачать печатную плату в формате Sprint-Layout