Moderní život, jak v běžném životě, tak v průmyslu, je zcela závislý na nepřetržitém napájení, kterého lze dosáhnout pomocí záložních zdrojů energie. Právě na nich při výpadku hlavního zdroje elektřiny spadne celá zátěž.

Hlavním úkolem inženýra projektujícího elektrizační soustavu je eliminovat případné poruchy při přechodu na záložní zdroje energie. Jinak se nelze vyhnout nebezpečným následkům, jako tomu bylo například v jaderných elektrárnách v Černobylu a Fukušimě, kdy nebylo možné zavést elektrickou rezervu pro zařízení na chlazení reaktoru.

Nejběžnějším řešením pro udržení nepřerušitelného napájení je dnes automatický přepínač (ATS). Toto zařízení je rozvaděč, ve kterém je instalováno spínací zařízení, které přepíná z hlavního zdroje energie (ze kterého neustále běží zátěž) na „náhradní“.

Při vývoji a instalaci systémů rezervních vstupů často vzniká řada technických problémů. Odborníci vám pomohou s některými z nich:

Gennady Gorbunov, specialista společnosti Elektroshield-EM, práce v oboru energetiky, projektování a instalace;

Alexey Vizer, specialista ve společnosti LAN Install, zabývající se tvorbou energetických zařízení;

Alexey Remizov, specialista ABB, lídr ve výrobě energetických zařízení a technologií pro energetiku a automatizaci.

Co může sloužit jako záložní zdroj elektrické energie?

Gennadij Gorbunov (G.G.): V praxi se jako záložní zdroj zpravidla používají:

  • sousední části přípojnic přijímající energii z jiných transformátorů nebo vedení;
  • autonomní zdroje, jako jsou dieselové generátory nebo nepřerušitelné zdroje napájení (UPS) na baterie.

Výběr toho či onoho typu záložního zdroje závisí na technických požadavcích na systém. Například pro elektrické spotřebiče napájecího zdroje kategorie I, jehož deaktivace může ovlivnit bezpečnost lidí a způsobit značné škody, se nejčastěji používají nezávislé zdroje energie. Mohou to být blízké trafostanice nebo generátorová soustrojí (obvykle s dieselovými motory).

Zdroje nepřerušitelného napájení se používají poměrně zřídka. Dokončili jsme několik projektů pro centra zpracování dat (DPC) na letištích, kde je potřeba instalovat UPS. Taková řešení se však ukazují jako drahá a poměrně těžkopádná, protože pro baterie je přidělena celá místnost.

Alexey Vizer (A.V.): Při používání dieselových generátorů (DGS) existuje jedna nuance – zařízení potřebuje čas, aby dosáhlo svého jmenovitého provozního režimu. Některým strojům trvá spuštění přibližně 1 minutu. Proto je pro zodpovědné spotřebitele nutné používat nepřerušitelné zdroje napájení. Například v nemocnicích (na operačních sálech) musí UPS v případě nouze zajistit napájení, aby lékaři mohli dokončit svou práci.

READ
Kde vyrobit zásuvku pro podsvícené zrcadlo?

Kategorie napájení
Podle pravidel elektrické instalace (PUE):
I kategorie – elektrické přijímače, přerušení dodávky elektrické energie, které může mít za následek: ohrožení lidského života, poškození drahého zařízení, hromadné závady výrobků, narušení technologického procesu, narušení fungování zvláště důležitých prvků veřejné sítě. Tito spotřebitelé musí být zásobováni energií ze dvou nezávislých, vzájemně redundantních zdrojů energie. Přerušení jejich napájení lze povolit pouze po dobu automatického obnovení napájení;
V kategorii I spotřebičů se rozlišuje zvláštní skupina elektrických přijímačů, pro jejichž napájení musí být zajištěno dodatečné napájení z třetího nezávislého, vzájemně redundantního zdroje energie.
kategorie II — elektrické přijímače, jejichž přerušení dodávky energie vede k masivnímu nedostatku výrobků, odstávkám pracovních mechanismů a průmyslové dopravy a narušení běžných činností značného počtu obyvatel měst a venkova. Pro tuto kategorii se doporučuje zajistit elektřinu ze dvou nezávislých, vzájemně redundantních zdrojů energie. Přerušení napájení na dobu nezbytně nutnou k zapnutí záložního napájení je přípustné jednáním obsluhy nebo mobilního operačního týmu.
Pro elektrické přijímače Kategorie III (všechny ostatní elektrické přijímače, které neodpovídají definicím kategorií I a II) napájení může být zajištěno z jednoho zdroje napájení za předpokladu, že přerušení napájení nutné k opravě nebo výměně poškozeného prvku napájecího systému nepřekročí jeden den.

Jaké jsou požadavky na AVR?

Alexey Remizov (A.R.): Rozlišují se následující obecné požadavky:

  • Obvod ATS musí být uveden do činnosti, když z jakéhokoli důvodu zmizí napětí ve spotřebitelském vedení, včetně nouzového, chybného nebo samovolného vypnutí provozních spínačů napájení;
  • Záložní zdroj musí být zapnut s časovou prodlevou, aby se zabránilo falešnému spuštění spínače automatického přenosu. Nebo bez prodlení v případech, kdy není dovolena ani krátkodobá ztráta napájení: například nemocnice, datová centra, letiště;
  • Zařízení ATS by mělo být uvedeno do provozu až po vypnutí vypínače pracovního zdroje, aby se zabránilo současnému připojení dvou zdrojů, které může vést k havárii v systému.

Jaké typy schémat automatických rezervních vstupů existují?

G.G.: Nejjednodušší možnost připojení využívá 2 zdroje energie: záložní a hlavní. Jsou určeny pro nepřetržité napájení jednoho spotřebiče. Taková schémata se obvykle nazývají „2 v 1“.

READ
Co je systém vytápění teplovodním kotlem?

Pro neziskové a průmyslové podniky se používají složitější schémata a jejich kombinace. Například poměrně běžné schéma „2 v 2“ (dva pracovní vstupy pro dvě sekce spotřebitelských autobusů) se používá jako automatický přepínač v transformátorových rozvodnách nízkého napětí na straně 0,4 kV a zajišťuje nepřetržité napájení zařízení městské infrastruktury. . Pro spotřebitele zvláštní skupiny, kde jsou potřeba tři nezávislé zdroje, se používají schémata „3 v 1“ (kaskáda) a „3 v 2“.

Ne vždy je však možné vyřešit otázku 100% rezervace. V takových případech by měla být napájena pouze kritická zařízení: například v nemocnici, ventilátor na jednotce intenzivní péče; osvětlení letišť při vzletu a přistání atd.

A.R.: Každý spotřebič je zpravidla připojen ke sběrnicové části nízkonapěťového rozváděče (LVSD) pomocí jističe. Při přepnutí takového úseku na záložní vstup nemusí výkon zdroje stačit na celkové zatížení sběrnicového úseku. V takových případech lze některé neprioritní zátěže vypnout, aby byla zachována energetická bilance systému.

Pokud mluvíme o technické implementaci schémat, ATS se zpravidla provádí stykače, jističe nebo reverzní zátěžové spínače s motorovým pohonem a řídicími jednotkami. Výběr spínacího zařízení v obvodech ATS závisí především na jmenovitých proudech, typu obvodu („2 v 1“, „2 v 2“, „3 v 2“), úrovni expedice a automatizace spotřebitele energetických zdrojů. .

Rýže. 1. Řešení pro převod rezerv od ABB

Jak jsou obvody ATS implementovány na stykačích?

А.R.: Toto schéma je provedeno pro ATS typu „2 v 1“. K tomu slouží dva stykače, z nichž každý ovládá parametry vlastního – hlavního nebo záložního – vstupu. Jinými slovy, pokud dojde ke ztrátě napájení na hlavní vstupní sběrnici, pak první stykač přeruší síť a druhý stykač připojí záložní napájení přicházející, řekněme, z transformátoru. Navíc není možné zapnout oba stykače, protože mezi nimi jsou mechanické a elektrické blokování. K ochraně zařízení před přetížením a zkratovými proudy (SC) se v takových obvodech používají jističe nebo pojistky.

A.V.: Obvody ATS na stykačích jsou nejrychlejší (doba sepnutí může být 50 ms) ve srovnání se spínači. A pro malé proudy (do 100 A) jsou také ekonomicky nejschůdnější. Má však i nevýhody – je závislý na napájecím napětí. Pokud dojde k poklesu nebo ztrátě napájecího napětí, stykač se vypne a spotřebič bude odpojen od napájení.

READ
Jak by měly závěsy viset z podlahy?

Jak je ATS implementováno na jističích?

G.G.: Automatické přepínače mají skvělé schopnosti a lze je použít k organizaci složitých obvodů ATS. V základním provedení jsou tato zařízení vybavena ochrannými funkcemi proti přetížení a zkratovým proudům. Pro dálkové ovládání musí být každý spínač opatřen motorickým pohonem a aby se zabránilo současné aktivaci dvou zdrojů energie, je nutné elektrické nebo mechanické blokování.

A.V.: Chci souhlasit s kolegou, obvody ATS na jističích jsou poměrně složité a vyžadují vysoké odborné vzdělání od projektantů a montážníků.

A.R.: Kromě funkcí ATS umožňují automatické spínače monitorování a ovládání energetického systému na dálku, tzn. vybudovat dispečerský systém, který je nedílnou součástí moderních napájecích systémů pro odpovědné spotřebitele.

Jak jsou implementována řešení ATS založená na reverzačních spínačích s řídicími jednotkami?

Rýže. 2. Stykač A 750-30-11

A.R.: Taková řešení jsou nejjednodušší a nejspolehlivější Konstrukce reverzačního zátěžového spínače se skládá ze dvou spínačů vzájemně blokovaných a zabraňujících současnému provozu. Pro automatické ovládání jsou spínače vybaveny motorickým pohonem.

Na základě popsaného návrhu zařízení je zřejmé, že pro realizaci schématu automatického přenosu postačuje jedno spínací zařízení a nikoli několik, jako ve výše popsaných případech. Také řešení založená na reverzních spínačích jsou nejkompaktnější. To vše umožňuje výrazně snížit náklady při výběru a montáži skříně.

Motorizované přepínače mohou být ovládány externími signály z relé nebo ovladače a mohou být začleněny do komplexních napájecích systémů. Pro ovládání okruhu „2 v 1“ s dieselagregátem lze reverzační spínače vybavit jednotkami OMD. Všechny ovládací funkce jsou sloučeny v jedné kompaktní jednotce řady OMD (dnes jsou k dispozici tři verze: OMD200, OMD300 a OMD800). Řídí napětí a frekvenci; má nastavení časového zpoždění pro spínání ATS pro spuštění a zastavení generátoru; má schopnost nastavit prioritu linky a může pracovat v jedno- a třífázových sítích.

Nejmultifunkčnější jednotka OMD800 je vybavena LCD displejem. Zařízení má možnost individuálně konfigurovat parametry hlavního a záložního vedení a pokud jim napájecí napětí neodpovídá, dojde k vypnutí spotřebiče, aby se eliminoval nouzový provoz. Kromě řízení napájecích zdrojů může jednotka ovládat spotřebiče a při provozu ze záložního zdroje odpojovat neprioritní linky. Všechny potřebné parametry jsou zobrazeny na obrazovce jednotky a mohou být přenášeny v dispečerském obvodu prostřednictvím univerzálního protokolu Modbus. Zařízení má rozhraní v ruském jazyce.

READ
Co je německé víno Kabinett?

Výhodou tohoto řešení je snadný výběr, instalace a konfigurace. Kompaktnost produktu umožňuje snížit náklady na řešení a tovární montáž zajišťuje vysokou spolehlivost a bezpečnost provozu.

Rýže. 3. Zařízení ATS na bázi reverzních odpínačů
se sériovými řídicími jednotkami
OMD

Jak je patrné z výše uvedeného, ​​každé zařízení má své vlastní výhody a nevýhody a výběr schématu pro implementaci automatického vstupu rezervy zůstává na specialistovi. Zároveň bychom neměli zapomínat, že často čtverec s nápisem „AVR Unit/Shield“ na výkresu ve skutečnosti představuje desítky položek specifikace a několik hodin montáže, instalace a uvedení do provozu. Dnes můžete tyto úkoly snadno „přesunout“ na bedra výrobce a využít již kompletní řešení.

Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki