Řízení záložního zdroje pomocí ručního spouštění má v mnoha případech své opodstatnění. Pro zajištění nepřetržitého provozu elektrických zařízení je však potřeba nepřerušovaného napájení. Do popředí se poměrně často dostává relevance problematiky automatizace zprovoznění rezervy. K tomuto účelu se používají automatické přepojovače (ATS). Moderní zařízení AVR pro generátor jsou spolehlivá zařízení, která vylučují lidskou účast na řízení záložního napájení.

Automatické řízení startu generátorů v případě výpadku proudu umožňuje obnovit dodávku elektřiny téměř okamžitě nebo s mírným zpožděním. Je tak zajištěn nepřetržitý provoz elektrického zařízení, jehož zastavení může vést k nežádoucím následkům nebo vyvolat nouzový režim v provozu řízeného systému. Vybavení dieselových a benzínových generátorů elektronickou spouštěcí jednotkou je objektivně nezbytným opatřením pro zvýšení bezpečnosti provozu jednotlivých elektrospotřebičů.

Co je AVR

Jedná se o blok složený z několika uzlů, který automaticky přepíná zátěž mezi hlavním a záložním zdrojem proudu. Některé jednofázové a třífázové modely benzinových a naftových generátorů jsou vybaveny ATS již od začátku. Chcete-li přepnout zátěž, stačí nainstalovat speciální spínač za elektroměr. Poloha silových kontaktů je řízena hlavním napájecím zdrojem.

Téměř všechny modely s bateriovou startovací elektrárnou mohou být vybaveny autonomními systémy ATS. Zároveň jsou skříně ATS využívány pro instalaci záložních vstupních jednotek. Současně mohou být štíty ATS (obrázek 1) umístěny přímo v blízkosti generátorů plynu nebo mohou být jednotky instalovány do společného elektrického panelu.

Příklad elektrického panelu ATS

Obrázek 1. Příklad elektrického panelu ATS

Hlavní funkcí jednotky ATS je automatické spuštění elektrárny po zániku elektrického proudu v obecné síti a následné připojení zátěže k záložnímu zdroji. Po obnovení napájení automatizační jednotkou se zátěž přepne do hlavní elektrické sítě a vypne se záložní zdroj.

Klasifikace zařízení ATS:

  • počtem záložních úseků;
  • třída napětí;
  • typ záložní sítě (aplikace v jednofázových sítích nebo pro třífázové spotřebitele);
  • výkon obsluhované zátěže;
  • doba zpoždění sepnutí.

Elektrický obvod ATS může být konfigurován tak, aby nedodával energii celé místní síti, ale pouze těm linkám, které jsou kritické. Některá schémata umožňují zohlednit prioritu řádků. Za prvé, napájení je poskytováno těm obvodům, které poskytují elektřinu důležitým systémům podpory života. Tento přístup umožňuje racionálně rozložit zatížení.

Zařízení a princip činnosti

AVR pro generátor se skládá ze tří propojených hlavních bloků:

  • rodiny stykačů, které spínají vstupní a zatěžovací obvody;
  • logická a indikační zařízení;
  • blok reléových spínačů určených k ovládání generátoru.

Pro zvýšení spolehlivosti záložního napájecího systému mohou být zařízení AVR vybavena dalšími bloky. Například zahrnutí invertorů do obvodu umožňuje vyrovnat poklesy napětí, eliminovat časová zpoždění a zlepšit výstupní proud.

Aktivaci záložní linky zajišťuje kontaktní skupina. Fázové řídicí relé monitoruje přítomnost vstupního napětí.

Uvažujme jako příklad princip činnosti záložního napájecího systému pomocí zjednodušeného schématu (obr. 2). V normálním režimu, když je napájení dodáváno z hlavní sítě, stykačová jednotka směřuje elektřinu do spotřebitelských vedení. Schéma ukazuje přídavný blok – invertor, který převádí stejnosměrný proud z baterie na střídavý proud o napětí 220 V.

READ
Co znamená kruh na štítku?

Zjednodušené schéma záložního napájení

Rýže. 2. Zjednodušené schéma záložního napájení

Signál o přítomnosti vstupního napětí je přiveden do bloku logických a indikačních zařízení. V nominálním režimu je celý systém ve stabilním stavu. V případě havárie v hlavní síti (pokles napětí pod nastavenou úroveň) se stane saturace elektromagnetu relé fázového řízení nedostatečná k udržení kontaktů v pracovním (normálně sepnutém) stavu. Kontakty jsou rozpojeny a zátěž je odpojena od elektrického vedení.

Pokud je systém vybaven střídačem, jak je znázorněno na obrázku, přejde do režimu generování střídavého napětí 220 V. Spotřebitelé tak dostávají stabilní napětí, i když v obchodní síti není žádný proud.

Pokud se parametry elektrického vedení neobnoví do stanovené doby, regulátor vydá signál ke spuštění generátoru. Po přivedení stabilního napětí z alternátoru se stykače přepnou na záložní vedení.

Automatické zapnutí spotřebitelské sítě probíhá následovně: napětí je přivedeno do relé fázového řízení, spínání stykačů na hlavní vedení. Záložní napájecí obvod je odpojen. Signál z regulátoru jde do mechanismu regulace přívodu paliva, který uzavře klapku v benzínovém motoru nebo vypne naftu v naftovém palivovém systému. Elektrárna je vypnutá.

Při plně automatickém přepínání není nutný zásah obsluhy. Systém je spolehlivě chráněn před vzájemným působením protiproudů a zkratů. K tomu se používají přídavná relé a blokovací mechanismy, které nejsou na schématu znázorněny.

V případě potřeby může operátor přepínat linky ručně z ovládacího panelu. Může také měnit nastavení řídicí jednotky, povolit ruční nebo automatický provoz. Fotografie panelu je uvedena na obr. 3.

Záložní panel ovladače napájení

Rýže. 3. Záložní panel řadiče napájení

V ATS lze implementovat několik režimů provozu:

  • manuál;
  • auto;
  • poloautomatické.

Manuální režim nejčastěji používají instalátoři při nastavování ATS.

Schémata zapojení ATS a jejich popis

Hlavní funkcí ATS je automatické přepínání vstupů a to tak, aby byly vyloučeny protiproudy.

Jednoduchý obvod na Obr. 4 vysvětluje princip spínání.

schéma ATS

Obrázek 4. Schéma ATS

Kontakty KM1 a KM2 jsou propojeny. Když se jeden kontakt otevře, druhý sepne. Nelze je aktivovat současně.

Existuje mnoho různých schémat pro připojení automatického převodu rezervy, ale princip jejich konstrukce je vždy stejný: ATS je instalován mezi vstupem a spotřebiteli. Obvykle po elektroměru. Samotný štít s automatikou může být umístěn kdekoli, ale princip jeho připojení je naprosto stejný. Tento princip je názorně znázorněn na schématu na obr. 5.

Vizuální schéma připojení ATS

Rýže. 5. Vizuální schéma připojení ATS

Podrobné schéma zapojení jednotky automatického spouštění generátoru je znázorněno na obrázku 6. Ve schématu jsou K1 a K2 stykače. Čísla v kruzích označují koncová čísla. Pomocí tohoto schématu není obtížné připojit takovou jednotku sami.

READ
Jak vybrat dětský bazén pro vaši letní chatu?

Podrobné schéma zapojení jednotky automatického spouštění generátoru (BAG)

Rýže. 6. Podrobné schéma zapojení jednotky automatického spouštění generátoru (BAG)

Schematické schéma zapojení AVR pro soukromý dům je na obr. 7.

Obvodový diagram

Rýže. 7. Schematické schéma

V tomto schématu je použit AZU, který poskytuje stabilní napětí a nepřetržitý výkon v místní síti.

Jako příklad uvádíme dva obvody pro třífázový proud (obr. 8). Obrázek B ukazuje jednostranné provedení (přídavné napěťové relé PH). Při tomto zapojení se generátor po výpadku proudu automaticky spustí. Jinými slovy, vstup z generátoru je nadbytečný.

Na obrázku A – oboustranné provedení. Obě sekce mají stejnou prioritu. Toto zapojení umožňuje přepínat vedení bez ohledu na přítomnost napětí v každé z nich.

Připojení ATS pro třífázový proud

Rýže. 8. Zapojení ATS pro třífázový proud

Výběr schématu závisí na úkolu, který hodláte vyřešit.

Nezávislá výroba ATS

Pokud jste si zakoupili generátor s elektrickým startérem, můžete si proces přidávání rezervy zautomatizovat sami. Chcete-li to provést, musíte zvolit schéma, které odpovídá vlastnostem vaší domácí sítě. Poté si kupte všechny potřebné díly s ohledem na kapacity spotřebitelů.

Není možné zaručit nepřetržitý provoz energetického systému, protože vždy existuje možnost ovlivnění ho umělými nebo přirozenými vnějšími faktory. Proto by pantografy patřící do první a druhé kategorie spolehlivosti měly být připojeny ke dvěma nebo více nezávislým napájecím zdrojům. Systémy ATS se používají k přepínání zátěží mezi hlavním a záložním napájením. Podrobné informace o nich jsou uvedeny níže.

Co je AVR a jaký je jeho účel?

V naprosté většině případů se takové systémy týkají vstupu do elektrického rozvaděče a spínacích rozvaděčů. Jejich hlavním cílem je v případě problémů s napájením spotřebiče z hlavního zdroje energie rychle připojit zátěž na záložní vstup. Aby bylo zajištěno automatické přepnutí do nouzového provozu, musí systém sledovat napětí napájecích vstupů a proud zátěže.

Typický štít ATS

Typický štít ATS

Rozluštění zkratky ABP

Tato zkratka jsou prvními písmeny celého názvu systému – Automatic Reserve Entry, což nejlépe vysvětluje jeho účel. Občas můžete zaslechnout výklad “Automatické zapnutí rezervy”, taková definice není zcela správná, protože znamená spuštění generátoru jako záložního zdroje, což je speciální případ.

Klasifikace

Bez ohledu na verzi jsou bloky, skříně nebo ATS obvykle klasifikovány podle následujících charakteristik:

  • Počet náhradních dílů. V praxi jsou nejčastěji ATS pro dva napájecí vstupy, ale pro zajištění vysoké spolehlivosti napájení lze zapojit více nezávislých linek. AVR skříň pro tři vstupy
  • Typ sítě. Většina zařízení je určena pro spínání třífázového napájení, existují však i jednofázové jednotky ATS. Používají se v domácích napájecích sítích ke spouštění motoru generátoru. Použití ATS v soukromém domě
  • Třída napětí. Zařízení lze navrhnout pro provoz v obvodech do 1000 nebo použít při spínání vedení vysokého napětí.
  • Spínaný výkon zátěže.
  • Doba odezvy.
READ
Jak se říká pověšení televize na zeď?

Požadavky na ATS

Mezi hlavní požadavky na nouzové systémy obnovy energie patří:

  • Zajištění napájení odběratele elektřiny ze záložního vstupu, pokud by došlo k nepředvídanému přerušení hlavního vedení.
  • Nejrychlejší obnova energie.
  • Povinná jednorázová akce. To znamená, že vícenásobné zapnutí/vypnutí zátěže v důsledku zkratu nebo z jiných důvodů je nepřijatelné.
  • Zapnutí hlavního vypínače musí být provedeno automatickým ATS před připojením záložního napájení.
  • Systém ATS musí monitorovat provozuschopnost řídicího obvodu záložního zařízení.

ATS zařízení

Existují dva hlavní typy provádění, které se liší prioritou vstupu:

  1. Jednostranný. V takovém ATS hraje jeden vstup roli pracovníka, to znamená, že se používá, dokud nevzniknou problémy v lince. Druhá je záloha a je připojena, když nastane potřeba.
  2. Dva způsoby. V tomto případě nedochází k žádnému oddělení pracovní a rezervní sekce, protože oba vstupy mají stejnou prioritu.

V prvním případě má většina systémů funkci, která umožňuje přepnout do provozního režimu napájení, jakmile se obnoví napětí na hlavním vstupu. Oboustranné ATS takovou funkci nepotřebují, protože nezáleží na tom, ze kterého vedení je zátěž napájena.

Příklady obousměrných a jednosměrných implementačních schémat budou uvedeny níže v samostatné části.

Princip činnosti automatického vstupu rezervy

Bez ohledu na verzi ATS je provoz systému založen na monitorování parametrů sítě. K tomuto účelu lze použít jak napěťová monitorovací relé, tak mikroprocesorové řídicí jednotky, ale princip činnosti zůstává nezměněn. Zvažme to na příkladu nejjednoduššího schématu ATS pro nepřerušované napájení jednofázového spotřebitele.

Jednoduchý obvod jednofázového ATS

Rýže. 4. Jednoduchý obvod jednofázového ATS

Označení:

  • N – nula.
  • A – Pracovní linka.
  • B – Záložní napájení.
  • L – Lampa, která hraje roli indikátoru napětí.
  • K1 – Cívka relé.
  • K1.1 – Skupina kontaktů.

V normálním provozu je napětí přiváděno do kontrolky a cívky relé K1. V důsledku toho spínací a rozpínací kontakty mění svou polohu a napájení je přiváděno do zátěže z vedení A (hlavní). Jakmile napětí na vstupu A zmizí, kontrolka zhasne, cívka relé se přestane nasytit a poloha kontaktů se vrátí do původní polohy (jak je znázorněno na obrázku). Tyto akce vedou k zařazení nákladu do linie B.

Jakmile je napětí na hlavním vstupu obnoveno, přepne se relé K1 na zdroj A. Na základě principu činnosti lze tomuto obvodu připsat jednostranné provedení s funkcí návratu.

Obvod znázorněný na obrázku 4 je značně zjednodušený, pro lepší pochopení procesů v něm probíhajících jej nedoporučujeme brát jako základ pro regulátor ATS.

Varianty schémat pro implementaci ATS s popisem

Zde je několik pracovních příkladů, které lze úspěšně použít při vytváření štítu automatického spouštění. Začněme jednoduchými schématy pro nepřerušovaný napájecí systém pro obytnou budovu.

READ
Jak se čistí vzduchové kanály?

Jednoduchý

Níže je varianta obvodu ATS, která přepíná dodávku elektřiny do domu z hlavního vedení na generátor. Na rozdíl od výše uvedeného příkladu je zde zajištěna ochrana proti zkratu a také elektrické a mechanické blokování, které vylučuje současný provoz ze dvou vstupů.

Schéma ATS pro domácnost

Schéma ATS pro domácnost

Označení:

  • AB1 a AB2 jsou dvoupólové jističe na hlavním a záložním vstupu.
  • K1 a K2 jsou cívky stykače.
  • K3 – stykač jako napěťové relé.
  • K1.1, K2.1 a K3.1 jsou normálně uzavřené kontakty stykačů.
  • K1.2, K2.2, K3.2 a K2.3 jsou normálně otevřené kontakty.

Po převodu automatů AB1 a AB2 bude algoritmus provozu bloku ATS následující:

  1. Běžný režim (napájeno z hlavního vedení). Cívka K3 je nasycená a napěťové relé je aktivováno, sepne kontakt K3.2 a rozepne K3.1. V důsledku toho je do startovací cívky K2 přivedeno napětí, což vede k uzavření K2.2 a K2.3 a otevření K2.1. Ten hraje roli elektrického blokování, které neumožňuje přivedení napětí na cívku K1.
  2. Nouzový režim. Jakmile napětí v hlavním vedení zmizí nebo “klesne” pod přípustnou mez, cívka K3 se přestane saturovat a kontakty relé se vrátí do původní polohy (jak je znázorněno na schématu). V důsledku toho začne do cívky K1 proudit napětí, což vede ke změně polohy kontaktů K1.1 a K1.2. První plní roli elektrické ochrany, brání přívodu napětí do cívky K2, druhá odstraňuje blokování napájení zátěže.
  3. Aby fungovalo mechanické blokování (na schématu znázorněn jako obrácený trojúhelník) je nutné použít reverzní startér, kde jeho přítomnost předpokládá konstrukce elektromechanického zařízení.

Nyní zvažte dvě možnosti pro jednoduché ATS pro třífázové napětí. V jednom z nich bude napájení organizováno podle jednostranného schématu, ve druhém bude použito oboustranné provedení.

Příklad jednosměrné (B) a obousměrné (A) implementace jednoduchého třífázového ATS

Obrázek 6. Příklad jednosměrné (B) a obousměrné (A) implementace jednoduchého třífázového ATS

Označení:

  • AB1 a AB2 – třípólové jističe;
  • MP1 a MP2 – magnetické startéry;
  • RN – napěťové relé;
  • mp1.1 a mp2.1 – skupina normálně otevřené kontakty;
  • mp1.2 a mp2.2 – normálně uzavřené kontakty;
  • rn1 a rn2 jsou kontakty PH.

Uvažujme obvod “A”, který má dva stejné vstupy. Pro zamezení současného spojování vedení je uplatněn princip vzájemného blokování, implementovaný na stykačích MP1 a MP2. Z jaké linky bude zátěž napájena, je určeno pořadím zapnutí automatů AB1 a AB2. Pokud se nejprve zapne AB1, aktivuje se spouštěč MP1, přičemž se přeruší kontakt MP1.2, čímž se zablokuje přívod napětí do cívky MP2, a skupina kontaktů MP1.1 se sepne, čímž se zajistí připojení zdroje 1 k zátěži. .

Při odpojení zdroje 1 se kontakty spouštěče PM1 vrátí do původní polohy, čímž se aktivuje stykač PM2, který zablokuje cívku prvního spouštěče a zapne napájení ze zdroje 2. V tomto případě zůstane zátěž připojen k tomuto vstupu, i když se provozuschopnost zdroje 1 vrátila do normálu. Spínání zdrojů lze provádět ručně manipulací s přepínači AB1 a AB2.

READ
Jak funguje truhlářský pracovní stůl?

V případech, kdy je vyžadována jednosměrná implementace, se používá schéma “B”. Jeho rozdíl spočívá v tom, že do řídicího obvodu bylo přidáno napěťové relé (RN), které po obnovení jeho činnosti vrací spojení s hlavním zdrojem 1. V tomto případě se otevře kontakt rn2, který vypne startér MP2 a sepne rn1, čímž umožní zapnutí MP1.

Průmyslové systémy

Princip fungování průmyslových napájecích systémů zůstává nezměněn. Uveďme jako příklad schéma typické skříně ATS.

Schéma typické průmyslové skříně ATS

Schéma typické průmyslové skříně ATS

Označení:

  • AB1, AB2 – třípólová ochranná zařízení;
  • S1, S2 – přepínače pro manuální režim;
  • KM1, KM2 – stykače;
  • RKF – relé pro řízení fáze;
  • L1, L2 – signálky pro indikaci režimu;
  • km1.1, km2.1 km1.2, km2.2 a rkf1 jsou normálně otevřené kontakty.
  • km1.3, km2.3 a rkf2 jsou normálně uzavřené kontakty.

Dané schéma ATS je téměř totožné se schématem uvedeným na obrázku 6 (A). Jediný rozdíl je v tom, že ve druhém případě se k ovládání stavu každé fáze používá speciální relé. Pokud jeden z nich „zmizí“ nebo dojde k napěťové nerovnováze, relé přepne zátěž na jinou linku a po stabilizaci hlavního zdroje obnoví původní režim.

AVR ve vysokonapěťových obvodech

V elektrických sítích s napěťovou třídou nad 1 kV je implementace AVR složitější, ale princip fungování systému zůstává prakticky nezměněn. Níže je jako příklad uvedena zjednodušená verze 110,0 / 10,0 kilovoltového snižovacího obvodu TP.

Zjednodušené schéma TS 110/10 kV

Zjednodušené schéma TS 110/10 kV

Z výše uvedeného schématu je vidět, že v něm nejsou žádné záložní transformátory. To naznačuje, že každá ze sběrnic (Sh1 a S2) je připojena ke svému vlastnímu napájecímu transformátoru (T1, T2), z nichž každý se může po určitou dobu stát nadbytečným a přebírat další zátěž. V normálním režimu je sekční spínač CB10 rozpojený. ATS řídí provoz TP prostřednictvím TN1 Sh a TN2 Sh.

Když se napájení Ш1 zastaví, ATS vypne spínač V10T1 a zapne sekční spínač CB10. Výsledkem této akce je, že obě sekce pracují z jednoho transformátoru. Když je zdroj obnoven, záložní systém přepne systém do původního stavu.

Mikroprocesorové bezkontaktní systémy

Závěrem tématu nelze nezmínit ATS s mikroprocesorovými řídicími jednotkami. Taková zařízení obvykle používají polovodičové spínače, které jsou spolehlivější než zařízení, která spínají pomocí stykačů.

Elektronická jednotka ATS

Elektronická jednotka ATS

Hlavní výhody bezstykačových ATS lze snadno vyjmenovat:

  • Absence mechanických kontaktů a všechny související problémy (přilepení, pálení atd.).
  • Bez nutnosti mechanického blokování.
  • Širší rozsah ovládání ovládacích parametrů.

Mezi nevýhody patří složitá oprava elektronických ATS. Není také snadné samostatně implementovat obvod zařízení, což bude vyžadovat znalosti elektrotechniky, elektroniky a programování.