Používání benzinových elektráren a dieselových generátorů jako záložního zdroje energie se dnes stalo normou. Spuštění konvenčního dieselového nebo benzínového generátoru vyžaduje účast obsluhy. V některých případech, zejména v přítomnosti trvale pracujících spotřebičů, je automatické přepínání nezbytné. Generátory s automatickým startem samostatně přepínají dodávku elektřiny do obsluhované elektrické sítě a startují bez zásahu třetí strany.

Přítomnost jednotky automatického spouštění poskytuje záložní napájení pro připojená zařízení, když jste v práci nebo nepřítomní z jiného důvodu. Elektrárny vybavené vestavěným automatickým startem jsou nejlepším řešením pro zajištění autonomního napájení v případě častých výpadků proudu.

Zařízení a princip činnosti

Úkolem záložních zdrojů energie je zajistit elektřinu připojeným zátěžím v době, kdy je externí síť bez napětí. K tomu je potřeba vypnout úvodní stroj, spustit záložní elektrárnu, počkat, až motor dosáhne optimálního provozního režimu, a připojit přívod elektrického proudu z autonomního generátoru.

Po obnovení dodávky energie budete muset provést všechny kroky v opačném pořadí: odpojit zátěže od stanice, přepnout na externí elektrickou síť a zastavit motor.

Algoritmus není složitý, ale jeho ruční implementace vyžaduje čas. Mnohem rychleji, a hlavně bez lidského zásahu, je tento úkol prováděn automaticky generátory, které mají funkci autorun.

Systémy automatického startu mohou být vybaveny konstrukcemi dieselových elektráren, benzínových a plynových generátorů. Automatizační jednotka je vybavena těmi jednotkami, včetně modelů invertorových generátorů, které mají elektrický startér používaný při startování motoru.

Srdcem zařízení s automatickým startem jsou programovatelné mikroprocesory, které řídí veškerou automatizaci. Vestavěná jednotka automatického startu také plní funkce zavádění rezervy, to znamená, že se ve skutečnosti jedná o zařízení ATS. Jeho konstrukce má relé pro přepínání vstupu z komerčního zdroje na napájení ze záložní stanice a naopak. Signály používané pro řízení pocházejí z regulátoru, který monitoruje přítomnost napětí v hlavní síti.

Elektronické prvky, relé (nebo stykače u pokročilejších zařízení), spolu s řídicí jednotkou, jsou uzavřeny v kompaktním plastovém pouzdře a namontovány do konstrukce jednotky. U některých modelů dieselových generátorů a jiných typů stanic může být jednotka ATS umístěna jako samostatná jednotka na rámu jednotky nebo ve speciálním štítu v určité vzdálenosti od ní. Obrázky 1 – 3 ukazují fotografie generátorů s automatickým startem v různých provedeních.

Dieselový generátor s automatickým startem uzavřeného typu

Obrázek 1. Dieselový generátor uzavřeného typu s automatickým startem

Ovládací panel je skrytý za dvířky. Přes okno můžete vidět displej jednotky ATS.

Průmyslový generátor otevřeného typu se štítem ATS

Rýže. 2. Průmyslový generátor otevřeného typu se štítem ATS

Obrázek ukazuje průmyslový generátor otevřeného typu pro třífázové spotřebiče. Startovací automatika je umístěna ve štítu AVR, který je umístěn na rámu elektrárny.

Autogenerátor. Venkovní instalace

Rýže. 3. Generátor s automatickým startem. Venkovní instalace

V tomto příkladu je štít ATS umístěn uvnitř a stanice je umístěna ve speciálním kontejneru a instalována mimo budovu.

Princip činnosti.

Bez ohledu na verzi je princip fungování automatizace stejný pro všechny generátory. Pro benzinové elektrárny je typický nepatrný rozdíl: ke spuštění motoru s karburátorem je zapotřebí mechanismus ovládání škrticí klapky, který jej otevře při startu. Po sadě otáček je poloha klapky řízena výkonem spotřebičů.

READ
Co potřebujete vědět při nákupu multicookeru?

Algoritmus automatického spuštění:

  1. Když ovladač po 5-10 sekundách detekuje nedostatek síťového napětí, je dán příkaz k přepnutí vstupu. Aktivuje se relé, které odpojí zátěže od hlavního napájení.
  2. Je zde signál ke spuštění startéru. U benzinových generátorů se nejprve zapne zapalování a otevře se škrticí klapka.
  3. Poté, co se motor zahřeje a vstoupí do svého jmenovitého provozního režimu, je odeslán příkaz k připojení servisované sítě ke generátoru.

Výše popsaný algoritmus vysvětluje fungování vylepšeného automatického spouštění s přídavnou jednotkou ATS, ve které je časové relé a stykače. Ve skutečnosti vestavěné automatické vstupní jednotky fungují jednodušeji: při absenci proudu v hlavní síti přepínací relé téměř okamžitě odpojí kontakty od vstupu a připojí zátěž ke generátoru. Současně se spustí motor. Proud z redundantní instalace je dodáván bez zpoždění, v důsledku čehož výstupní napětí nedosahuje okamžitě jmenovitých hodnot. Do jednofázových zátěží je přiváděno 160 – 180 V. Napětí dosáhne po nějaké době předepsaných 220 V, které je nutné pro zahřátí motoru.

U necitlivých elektrických spotřebičů nejsou takové poklesy napětí kritické. Pokud však používáte citlivé zařízení, může dojít k selhání. Pro takové případy je lepší vybavit vaši síť další ATS jednotkou nebo připojit citlivá zařízení přes UPS.

Nastavení automatizace umožňuje opakované nastartování motoru, pokud motor nenastartuje na první pokus. Mezi starty jsou udržovány intervaly 15 sekund pro dobití baterie. Těchto pokusů může být až 5. Pokud se po pátém pokusu stanice nespustí, pak nemá smysl pokračovat v otáčení startéru, protože při každém startu se baterie vybije a důvodem selhání může být nejbanálnější – v benzínovém motoru se spotřebuje palivo nebo se naplní svíčka.

Vypnutí stanice:

  1. Když je detekován proud v hlavní síti, aktivuje se relé, které vypne generátor. Kontakty jsou přemostěny pro napájení napětí z napájecího vedení.
  2. Je dán příkaz k vypnutí motoru.
  3. Napájení probíhá v normálním režimu.

Všimněte si, že zastavení spalovacího motoru pod zatížením nemá nejlepší vliv na stav motoru. Proto použití přídavných AVR bloků s časovým zpožděním prodlužuje životnost pístové skupiny. Několik sekund volnoběhu ochlazuje motor pro bezpečné vypnutí.

Obvod automatického spouštění generátoru

Elektrárny s vestavěnou jednotkou automatického spouštění mají konektor pro připojení k jednotce ATS. Jejich instalace proto není náročná. Generátory, pro které je použita externí jednotka automatického spouštění, například BAZG-1, by měly být zapojeny podle schématu na obrázku 4.

Schéma zapojení

Rýže. 4. Schéma zapojení

Toto schéma se používá pro karburátorové motory. Dieselové generátory nepoužívají zapalovací relé a ovládání ovladače škrticí klapky. Zbývající prvky jsou zapojeny podle schématu.

Pořadí přepínání dobře ilustruje schéma na Obr. 5.

Rýže. 5. Přepínání pořadí

Výhody a nevýhody

Generátory s automatickým spouštěním poskytují záložní napájení při výpadcích síťového napájení. Hlavní výhodou těchto zařízení je, že spouštění a zastavování elektráren probíhá bez zásahu člověka. Mezi další výhody patří:

  • vysoká spolehlivost automatizace;
  • ochrana proti zkratu při provozu stanice;
  • minimální údržba.
READ
Jak zabránit korozi?

Spolehlivost systému nouzového napájení je zajištěna kontrolou ze strany jednotky ATS podmínek, jejichž dodržení umožňuje spuštění generátoru. Tyto zahrnují:

  • nedostatek zkratu v obsluhované lince;
  • skutečnost fungování úvodního spínače;
  • přítomnost nebo nepřítomnost napětí v chráněném prostoru.

Pokud není splněna jedna z výše uvedených podmínek, příkaz ke spuštění motoru nebude přijat.

Pokud jde o nedostatky, lze poznamenat, že generátory se systémy automatického spouštění vyžadují zvýšenou kontrolu nad stavem baterie a včasné doplňování paliva. Pokud je generátor delší dobu v nečinnosti, je nutné vyzkoušet jeho start.

Co potřebujete vědět při výběru?

Při nákupu generátoru věnujte pozornost tomu, jakou zátěž připojíte. Vždy počítejte s tím, že elektromotory spotřebují při rozběhu o 40 až 60 % více energie než při běžném provozu. Vyberte kapacitu záložních instalací s rezervou.

Vezměte prosím na vědomí, že letní motorová nafta se v chladu mění v gelovitou látku. Pokud tedy plánujete provozovat stanici na volném prostranství, dejte přednost benzínovému generátoru. Pokud zvolíte dieselovou elektrárnu, vyměňte včas letní palivo za zimní.

Pozor na kapacitu baterie. Pokud ve vaší oblasti dochází často na krátkou dobu k výpadkům proudu, baterie nemusí mít čas se nabít. Může být vyžadována volitelná samostatná nabíječka.

V otevřeném prostoru používejte pouze stanice uzavřeného typu. Při umístění uvnitř dejte přednost modelům s otevřenými uzly. To zajistí lepší ventilaci a chlazení generátoru.

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 jmenuje kanalizační čerpadlo?

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.

READ
Jak umýt natřené stěny, aby nebyly žádné šmouhy?

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.

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 položit laminátovou podlahu v chodbě - podélně nebo příčně?

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.