Když se v domě zhasne světlo, lidé se chovají jinak, protože pro někoho je to prostě nemožnost dívat se na televizi, pro jiného je to blokování činnosti, zvláště pokud má člověk nějakou dílnu vybavenou elektrospotřebiči. Je jasné, že ve druhém případě bude automatické zapnutí generátoru při výpadku proudu naléhavou potřebou. A v tomto článku budeme hovořit konkrétně o automatickém, spíše než manuálním spouštění rezervy.
ABP pro generátor
Zkratka ABP, se kterou se budete muset vypořádat, pokud si budete chtít nastavit automatické spouštění generátoru, znamená automatické sepnutí (zadání) rezervy. Samozřejmě se budete muset rozhodnout, zda je takové zařízení pro váš domov nezbytné, ale pokud má farma dílnu vybavenou elektrickými spotřebiči a generuje příjem, bude s největší pravděpodobností rozhodnutí pozitivní.
Moderní ABP, které zajišťují nepřetržité napájení pomocí dieselového, plynového nebo karburátorového zařízení, absolutně nevyžadují lidský zásah při spouštění a provozu během celého servisního procesu. Při výběru ABP budete muset věnovat pozornost rychlosti jeho odezvy, to znamená, že může být okamžitá nebo s mírným zpožděním. Ale ať je to jak chce, v každém případě dojde k nějaké pauze, protože motor se musí nastartovat, ačkoli automatické spuštění generátoru netrvá déle než sekundu.
O ABP podrobně
Automatický přepínač je zařízení pro automatické spouštění generátorů, které přepíná spotřebu energie z primárního zdroje energie na záložní zdroj energie a naopak. Na elektrickém trhu najdete dieselové, plynové a karburátorové modely dvoufázových a třífázových generátorů, u kterých je integrace ABP zajištěna výrobcem. Od uživatele se vyžaduje pouze instalace speciálního spínače, kde polohu svorek ovládá trafostanice z hlavního zdroje elektrické energie.
Jednotku ABP lze instalovat nejen pro karburátor, dieselový nebo plynový generátor, ale také pro nepřerušitelný zdroj napájení (UPS) napájený bateriemi. K tomu potřebujete speciální skříň pro zadávání rezervy, ale lze ji umístit i na společný panel v elektroskříni. Je pozoruhodné, že pokud je použit generátor plynu, pak může být skříň s externím ABP umístěna v těsné blízkosti takové jednotky.
Pokud mluvíme o hlavním úkolu zavedení rezervy, spočívá v přepnutí svorek z hlavního zdroje energie, když je odpojen od svorek z rezervy, a také v zapnutí svorek pro automatické spuštění generátoru. Když hlavní síť obnoví napájení, motor jednotky se vypne a kontakty se přenesou zpět do centralizovaného rozvodu energie.
Popis videa
Generátor s automatickým startem pro dům a zahradu. Autonomní a praktické řešení.
Typy ABP
Všechny automatické rezervní vstupní bloky lze klasifikovat podle následujících kritérií:
- Napětí;
- rezervní vstupní úseky (množství);
- typ sítě (jedno- a dvoufázové);
- Napájení.
Schéma zapojení pro automatický start generátoru lze nakonfigurovat tak, aby se nespustily všechny kabely napájené hlavním zdrojem, ale pouze ty jednotky, kde může být kritické vypnutí. Například v nemocnici je takto propojena jednotka intenzivní péče a operační sál a v soukromém sektoru dílna a/nebo pila. To není obtížné: při instalaci kabeláže jsou životně důležité nebo technicky kritické bloky na výstupu odděleně od všech ostatních, takže ABP je vložen přímo do tohoto obvodu.
Zařízení ABP
Všechny systémy automatického spouštění generátoru se skládají ze tří hlavních bloků.
- Stykače nebo svorky pro spínání vstupních a zátěžových obvodů;
- Logická a indikační zařízení.
- Reléové bloky odpovědné za řízení (start/stop) generátoru.
ABP se může stát záchranou nejen při odpojení hlavního elektrického vedení, ale také při poklesech napětí, ke kterým někdy může dojít v předměstských oblastech kvůli slabým trafostanicím. Tedy zahrnutí spouštěcí funkce do obvodu při poklesu napětí na 90 % (místo 220 V – 200 V) poptávky. To umožní elektromotorům pracovat bez přerušení a zbytečné zátěže. Díky této možnosti vám systémy automatického spouštění generátoru umožňují ušetřit na opravách a nákupu nového vybavení. Kontaktní skupina je zodpovědná za spuštění rezervního obvodu a vstupní napětí je monitorováno RKF nebo fázovým řídicím relé.
Nyní se pomocí výše uvedeného diagramu blíže podíváme na to, jak vám dieselový nebo plynový generátor s automatickým startem umožňuje eliminovat poklesy (úplné vypnutí nebo pokles) napětí z hlavního zdroje energie. I zde je vše velmi jednoduché: při stabilním napájení ≈220 V udržuje relé fázového řízení svorky v normálním sepnutém stavu. Pokud dojde k nějaké poruše na straně elektrického vedení, saturace solenoidu RKF zeslábne a tyto svorky neudrží, a proto se otevřou. V situacích, kdy je přítomen střídač, jak je uvedeno ve výše uvedeném diagramu, začne generovat ≈220 V, což je pro spotřebitele nezbytné. Pokud nelze obnovit hlavní napájení během doby nastavené v závislosti na výkonu baterií, vyšle regulátor do generátoru příkaz autostart.
Jakmile stykačový blok přijme napětí z hlavní trafostanice, systém automatického spouštění generátoru pracuje v opačném pořadí – přepojí se svorky a celý obvod je napájen podle zamýšleného provedení. Zjednodušeně řečeno, signál při obnově transformátoru z elektrického vedení dává příkaz k uzavření palivové hadice, ať už jde o benzín, naftu nebo plyn. Ventil zablokuje přívod paliva a motor se zastaví.
Důležité! V případech, kdy je pro kritická zařízení, která budou spouštěna z automatického přepínače, potřeba čistá sinusovka, je potřeba invertor, který převede aproximaci na čistou čáru. O tom se můžete dozvědět z jiného článku.
Když je schéma naprogramováno tak, aby plně automaticky spustilo generátor, nebude v procesu vyžadována přítomnost operátora, s výjimkou běžné údržby zařízení. Celý přenosový systém je plně chráněn před protiproudy a zkraty. Ale schéma, které jsme použili, abychom se podívali na provoz ABP, nezobrazují pomocná relé a blokovací zařízení zodpovědná za bezpečnost. Právě jste se seznámili s principem fungování obecně.
Vše výše uvedené neznamená, že automatické řízení spouštění generátorů bez účasti obsluhy neumožňuje cizí lidský zásah. Pokud dojde k neplánované situaci, je takový zásah nejen možný, ale i nezbytný. To naznačuje, že ovládací panel ABP má speciální tlačítka, která lze použít ke změně nastavení, to znamená k nezávislému přepínání zařízení z jednoho provozního režimu do druhého a zpět.
V ABP lze implementovat alespoň tři provozní režimy:
- Manuální start.
- Automatický start.
- Poloautomatický start.
Popis videa
Přestavba generátoru pro autostart.
Popis možných způsobů připojení ABP
Při připojování generátoru s automatickým startem je nejdůležitější v tomto procesu dbát na to, aby byla vyloučena sebemenší možnost vstupu protiproudů do obvodu. To se může stát, pokud stykače nefungují správně, to znamená, že napájení bude pocházet ze dvou zdrojů. Nahoře je jednoduché schéma se svorkami K1 a K2, které by měly být vždy v různých polohách. Když se jeden zapne, druhý se nutně otevře a naopak. V tuto chvíli můžete na internetu najít více než jeden diagram, který ukazuje, jak probíhá autostart u generátoru plynu, ale obecný princip, s přihlédnutím k poloze K1 a K2, se nikdy nezmění.
Také umístění ABP na schématu se nikdy nemění, i když fyzicky může být zavěšeno kdekoli – dokonce i na stropě. Smyslem navázání je nepřipojit se k elektroměru a začít platit za elektřinu, kterou si sami vyrobíte.
Pokud jde o soukromý dům, lze autostart pro generátor sestavit podle výše uvedeného schématu. Ano, vidíte přesně základní záruku instalace ABP, ale pro sestavení konkrétního schématu instalace potřebujete přesně znát umístění, typ a výkon zařízení, které by mělo být spuštěno ze zálohy. Pokud tedy projevíte trochu vynalézavosti, můžete toto schéma přizpůsobit potřebám vaší budovy a elektrospotřebičů v ní umístěných.
Než si systém sami sestavíte podle schematického schématu, prostudujte si tuto možnost podrobně, jak je znázorněno na obrázku výše. Zde K1 a K2 jsou stykače, o kterých jsme hovořili výše, a čísla v kroužku ukazují čísla svorek. To znamená, že pokud rozumíte třem schématům uvedeným v této části (Popis možných způsobů připojení ABP), budete si sami moci nainstalovat automatický start generátoru pro váš domov.
Je možné připojit svařování, když ABP běží?
Pravděpodobně chápete, že automatické spuštění generátoru plynu je dobré, ale karburátorová jednotka nezvládne všechna výkonná zařízení. Jako příklad uvážíme výběr zařízení, které bude postačovat pro elektrické svařování jako jeden z nejvýkonnějších spotřebičů energie v domácích podmínkách. Zároveň zvážíme kompromisní řešení, kdy hlavním zařízením není pouze svářečka, ale také generátor s naftou, plynem nebo karburátorem. Mimochodem, pro truhlářskou dílnu nebude potřeba méně energie, pokud bude vybavena profesionálním vybavením.
Pokud je tedy váš autostartovací systém pro benzinový generátor vybaven invertorem a výstupní výkon jednotky uvedený v dokumentech nebo na pouzdru se shoduje se spotřebou svařovacího proudu, není to vše. Existují nejen základní, ale také další veličiny, které ovlivňují napětí:
- příkon svářečky;
- rozsah napětí;
- maximální invertor pro svařovací proud;
- parametry napětí oblouku;
- předpokládaná doba trvání pracovního procesu;
- Účinnost.
Poznámka: Je také důležité vzít v úvahu stav elektrického vedení v budově a režimy svařování poskytované po dobu, kdy se generátor automaticky spustí v případě výpadku proudu.
Je velmi důležité vzít v úvahu faktor nepravdivých informací, to znamená, že nepříliš výkonné měniče připojené k okruhu ABP nejsou vždy schopny dodat 220 V. Ale v takových případech se obracíme na technické parametry svářečky a pokud je jednotka schopna provozu při napětí 150-200 V, znamená to, že je vše v pořádku a nebudete mít žádné problémy.
Pokud je předem známo, že při vypnutí hlavního zdroje energie bude automaticky zavedena rezerva a budou prováděny svařovací práce, nebude od věci prostudovat si výše uvedenou tabulku. Můžete tak zvolit optimální poměr pro generátor s ABP a elektrickou svářečku.
Rada: při volbě poměru výkonu elektrocentrály a svářečky je nejlepší, když je na výstupu rezerva, to znamená, že při zadání rezervy dostanete více, než je potřeba pro provoz vybavení.
Závěr
V důsledku toho nepředstavuje automatické spouštění generátoru žádné zvláštní potíže, zejména pokud výrobce poskytuje na jednotce integrovanou jednotku ABP. Pokud se vám nákup takového modelu zdá drahý, můžete vždy nainstalovat externí rezervní vstup pomocí schémat navržených v tomto článku.
Před pár lety jsem si udělal ATS (automatický převod rezervy) pro práci v zemi z generátoru. Nyní mnoho IT specialistů přechází na vzdálenou práci a pracuje z letních chat, kde může kvalita napájení zanechat nejlepší. Proto jsem se rozhodl napsat o své zkušenosti s podomácku vyrobeným ATS na mikrokontroléru ATmega8A. Pokud je téma zajímavé, vítejte u kočky, bude tam spousta písmen a kódů.
O uzemnění
Než začnete s elektřinou něco dělat, musíte se ujistit, že máte doma dobrou půdu. Prostě není možné doma vzít a připojit běžný domácí benzínový / naftový / plynový generátor k síti. Musíte přijmout opatření. První z nich je, že váš generátor musí být dobře uzemněn. Pak máte velkou šanci, že vás nezabije elektrický proud, když statická elektřina z vašeho oblíbeného svetru prorazí izolaci vinutí generátoru. Obecně platí, že na běžící generátor by se nemělo zbytečně sahat.
Je třeba si uvědomit, že síť není vždy 220V. Zapnutí vedení, výboje blesku v dálce, statické výboje dávají takové snímače, že krátké pulzy několika kilovoltů nejsou v síti neobvyklé. Bojují s tím instalací svodičů a SPD na vstupu do domu, ale to je v Ruské federaci velmi vzácná praxe. Nechte jiskru jít k zemi, a ne skrze vás – udělejte dobré uzemnění v celém domě. Bez toho se prostě nedá nic dělat!
O generátorech
Mimochodem, u mnoha domácích benzínových generátorů nejsou vinutí žádným způsobem spojena se zemí. A to je zcela normální, když napájíte jedno elektrické nářadí z generátoru. Ale když potřebujete připojit generátor k domu, musíte vytvořit neutrální vodič (N) a fázový vodič (L). K tomu je jedna ze svorek generátoru uzemněna a z tohoto uzemňovacího bodu je již nutné nezávisle vést dva vodiče do domu – jeden bude neutrální N a druhý bude ochranná zem (PE). Při výběru generátoru je třeba věnovat pozornost tomu, zda je možné uzemnit jeho výstup, někdy je to v návodu ke generátoru zakázáno, pak vám takový generátor nebude vyhovovat.
Často na webu můžete vidět schémata zapojení generátoru bez uzemnění a oddělení vedení N a PE. Nedělejte to, budete žít déle. Taková schémata fungují dobře až do prvních nešťastných okolností. V typických napájecích zdrojích moderních elektronických zařízení jsou kondenzátory z vedení L, N k zemi. Pokud N není uzemněn na generátoru, pak kvůli těmto kondenzátorům na lince N bude, pokud budete mít štěstí, 110 voltů vzhledem k zemi. Mimochodem, mnoho plynových kotlů v tomto režimu obecně přestává fungovat. O vlivu statiky bez přítomnosti uzemnění jsem již psal výše.
O schématech ATS
Existuje několik různých schémat pro implementaci ATS. Dále budu psát o nejbezpečnějším, z mého pohledu, jednofázovém obvodu ATS. Nedoporučuji ekonomicky dělat ATS na jednom stykači nebo se spínáním pouze jednoho fázového vodiče. Pouze s neutrálem.
Ve výše uvedeném schématu je napájení ze sítě az generátoru přiváděno přes vstupy 1 a 2. Jsou chráněny dvěma jističi. Prostřednictvím přídavných strojů jsou napájeny spínací a indikační obvody. Je vidět, že cívky relé jsou elektricky blokovány. Za zahrnutí jednoho nebo druhého vstupu je pro jednoduchost zodpovědný mikrokontrolér neznázorněný ve schématu, který uzavírá obvody ve spínacím bodě TK1 nebo TK2.
Základním bodem je přítomnost 2 blokovacích schémat v ATS – vzájemné mechanické blokování spínacích vstupů stykačů a vzájemné elektrické blokování stykačů. Z důvodu hospodárnosti kutilové někdy tyto zámky ve svých návrzích zanedbávají, ale marně. Obvod bez blokování může nějakou dobu fungovat, ale v určitém okamžiku se spálí kontakty, vratné pružiny zeslábnou a dojde ke zkratu mezi vstupy. Jednak hrozí velkým třeskem, pokud jsou obě linky pod napětím, ale to není ten největší problém. Mnohem důležitější je, aby váš generátor, nečekaně pro elektrikáře opravující elektroinstalaci, mohl vydávat napětí do obecné sítě – za nepříznivých okolností mohou elektrikáři opravující vedení zemřít. Pro vás je to již kriminální článek.
O stykačích
Tím pádem už pro nás není použití klasických relé, vhodné jsou pouze specializované stykače. Pro vyšší kapacity existuje také možnost s motorizovanými pohony, ale to je drahé a pro běžné domácí použití nadbytečné.
Chcete-li provést mechanické blokování, musíte vybrat stykače, které mohou pracovat ve dvojicích. Blokování je obvykle dosaženo instalací stejných stykačů vedle sebe a instalací další možnosti – mechanického blokování. Prodává se samostatně od stykačů a stojí cent.
Vzájemné elektrické blokování je možné, pokud má stykač další signální kontakty, které se otevírají. Někdy jsou okamžitě zabudovány do stykače, někdy je lze zakoupit a nainstalovat jako volitelnou možnost.
Přední výrobci stykačů mají taková zařízení ve svých produktových řadách. Najít a koupit stavebnici tedy není těžké. Pravda, ceny za značkové stykače jsou řádově vyšší než naše / čínské. Vzhledem k tomu, že se nepředpokládá velký počet spínacích cyklů, je volba čínských stykačů oprávněná. Nevýhody lze přičíst pouze skutečnosti, že cívky stykače během provozu docela bzučí.
Více o přepínání napájení. Kontakty stykače musí vydržet maximální výkon, který smíte v domě spotřebovat. Mám těchto 10 kW, tak jsem zvolil stykače na dovolený proud přes jeden kontakt cca 50 ampér. Stojí za zmínku, že z nějakého důvodu je spínaný výkon pro typický třífázový stykač uveden v pasu jako součet pro všechny tři fáze, takže se musíte pečlivě podívat na to, jaký je přípustný proud přes jeden kontakt.
O schématu ovládání
Když jsem vytvářel ATS, měl jsem na jeho práci několik speciálních požadavků:
- Nemám tak často výpadky proudu, takže jsem se rozhodl, že nepotřebuji spouštět generátor automaticky, ale rozhodl jsem se neodmítnout automatické zastavení generátoru: když je síť obnovena, generátor se sám uklidní a je okamžitě jasné, že nyní je vše s napájením v pořádku a benzín je ušetřen
- Po spuštění generátoru je třeba dát čas na zahřátí a teprve po zahřátí jej zatížit. Tito. Potřeboval jsem časovač pro zapnutí ATS po přivedení napětí z generátoru
- Po obnovení síťového napětí docházelo často k opakovaným odstávkám po krátké době, takže jsem potřeboval časovač, který by chvíli počkal s přepnutím z generátoru do sítě a nevypínal hned generátor
- Generátor, říkají, je užitečné pracovat trochu bez zátěže, než se vypne. A k tomu jsem potřeboval i časovač
Bylo by fajn, kdyby ovladač fungoval dlouho a spolehlivě. Navíc jsem nepřišel na nic jiného udělat kompletní galvanické oddělení a opatřit ovladač hlídacím časovačem. Dobře, udělejte schéma a program co nejjednodušší. Protože jsem vše udělal pro sebe, rozhodl jsem se nechat všechna nastavení a kalibrace v kódu – celé uživatelské rozhraní bylo zredukováno na jednu LED)
Hlavním úkolem regulátoru je hlídat napětí na vstupech a v případě potřeby vstupy přepínat. V tomto případě je prioritou vstup z vesnické sítě.
Zde stojí za zmínku, že kvalita sítě je taková, že kolísání od 150 V do 250 V je zcela běžné. Proto je představa, že ze sítě existuje dobrá energie, velmi rozmazaná. Po nějaké době jsem tento problém vyřešil, když jsem nainstaloval jeden výkonný 11 kW tyristorový regulátor napětí pro celý dům. Ale co je důležité, stabilizátor lze instalovat pouze před ATS a ne po něm! Důrazně se nedoporučuje zapínat stabilizátor pro generátor. Existuje nebezpečí, že při určité kombinaci zatížení, zejména jakýchkoli výkonných čerpadel, se systém generátoru a stabilizátoru stane nestabilním a vstoupí do samokmitání.
Po chvíli přemýšlení jsem nakreslil takové schéma v Eagle.
V obvodu jsou dva stejné transformátorové zdroje, pokud je na některém ze vstupů napětí, je obvod napájen. Mezi vstupy je možné napětí 600V, takže izolace transformátorů musí být dobrá. Napájení je odebíráno po sáčcích QF3 a QF4.
Každý zdroj má odporový dělič napětí, chráněný před přepětím zenerovou diodou – z něj se jednoduchými výpočty měří síťové napětí pomocí ADC mikrokontroléru.
Pro spínání cívek stykačů se pro ovládání sedmistorů používá standardní obvod z datasheetu. 2 kusy ). Cívky jsou indukční zátěží, takže jsou vyžadovány odlehčovací obvody na výstupu rezistoru a kondenzátoru.
Měl jsem reléový modul s ali, který se používá k zastavení generátoru. Ve schématu je to jen obdélník se třemi kolíky.
Z funkcí se TL431 používá také jako generátor referenčního napětí. Jinak je vše standardně součástí Atmega 8. Jsou zde LED pro indikaci přítomnosti napájecího napětí na vstupech a jedna LED stavová zařízení. Obvod je taktován pomocí externího quartz na 16 MHz.
Eagle mi dal takový plošný spoj. Žádné SMD, triaky a stabilizátor s lehkými chladiči.
Přímo na desce jsou namontovány dva toroidní transformátory. Deska byla vyrobena tradičním radioamatérským způsobem pomocí fotorezistu. Po instalaci pokryto třemi vrstvami akrylového laku. Doufám, že neprorazí vysoké napětí.
O programu řízení
Kód programu je poměrně dlouhý, omlouvám se.
Program byl vyvinut pomocí bezplatného AVR Studia a využívá standardní knihovny AVR.
V hlavní smyčce program zkontroluje napětí na vstupních vstupech, vyhodnotí stav zapnutých stykačů, zohlední činnost softwarových časovačů, provede potřebné úpravy zapnutím nebo vypnutím relé a stykačů, poté přejde do hibernace. Pro ladění byl proveden tiskový výstup ladění na sériový port mikrokontroléru.
K ovládání zamrznutí slouží hlídací časovač.
Všechny cykly měření jsou prováděny s přerušeními a pomocí hardwarových časovačů. Počítadlo sekund se provádí na časovači 1. Přerušením časovače 1 se aktualizují softwarové časovače, které jsou zodpovědné za zpoždění při zapínání a vypínání stykačů a relé generátoru.
Druhý časovač se používá k vytvoření efektu blikání stavové LED. K dispozici jsou tři vzory blikání. Hodnoty z blikajícího vzoru se odebírají v přerušení časovače 2. Blikáním můžete posoudit stav ovladače.
Dva ADC také pracují na časovačích a průměrují přes 2500 vzorků měření napětí. Kalibrační konstanty slouží k převodu měření na skutečné volty. Jejich hodnoty musí být opraveny během nastavení ATS.
Kromě toho existuje řada dalších konstant, které je třeba určit při uvádění do provozu.
Zastavovací relé generátoru zůstává během provozu generátoru pod napětím a blokuje přívod napětí do obvodu zastavení generátoru. Po uplynutí časovače nečinnosti generátoru je relé deaktivováno a obvod zastavení generátoru je napájen přes relé. Na samotném generátoru je speciální jednotka, která po výskytu napětí s určitým zpožděním uzavře zapalovací obvod k zemi, což vede k vypnutí generátoru. Stejná jednotka obsahuje obvod pro dobíjení baterie generátoru. Pokud by někoho zajímaly podrobnosti, napište do komentářů, o tomto bloku udělám samostatný příspěvek. Není v něm žádný kód, vše je hardwarové.
Pokud se někdo rozhodne opakovat ABP, pak se vyplatí nastavení opravit. Hotový firmware nezveřejňuji, protože program je stále potřeba upravit během nastavení ABP.
Musím říct, že moje AVR funguje 4 roky bez problémů, takže obvod lze považovat za osvědčený jako kód.
