Jaký je princip fungování AVR?

Kontinuita v provozu energetické soustavy není vždy trvalá. Přírodní nebo člověkem způsobené vnější faktory mohou provést vlastní úpravy jeho funkčnosti. S ohledem na to jsou pantografy (první a druhé kategorie spolehlivosti) připojeny k více než dvěma zdrojům energie. Zátěž při přepínání na hlavní a záložní zdroje se zvyšuje, proto je pro spolehlivost použit systém ATS (automatický přenos rezervy).

Obsah:

Účel a co je AVR

Systém ATS – vstup elektrického rozvaděče a spínací rozváděč – rychle přepne zátěž na záložní zdroj, pokud nastanou problémy s energetickým plánem na hlavním vedení. Před automatickým přepnutím do nouzového provozu systém detekuje problémy s napětím ve vstupním obvodu a problémy se zátěží.

Co se skrývá pod zkratkou

Existuje mnoho způsobů, jak zlepšit provoz systému zásobování energií budov a obytných budov. Mezi nimi má zvláštní význam AVR. Název ATS – automatické zadávání rezervy – vysvětluje účel systému. Někdy je „vstup“ nahrazen „zapnuto“, což není zcela správné. Zapnutí pohotovostního režimu znamená v určitých případech spuštění záložního generátoru.

Typický štít ATS

Klasifikace ATS

Princip klasifikace provozu pracovního systému umožňuje identifikovat nejobtížnější úseky napájecího obvodu. Bloky nebo skříně ATS jsou obvykle klasifikovány podle určitých parametrů:

podle počtu rezervních sekcí (například ATS pro dva zdroje pro zajištění větší spolehlivosti napájení);

Použití ATS v soukromém domě

Klasifikace slouží jako názorná ukázka provozu napájecího systému s řízením přepínání z hlavního zdroje na záložní. ATS zrychluje a chrání automatické přepínání.

Jaké jsou požadavky na AVR

Pro obnovení napájení v případě nouze se používá systém ATS, který splňuje určité požadavky.

1. Zajištění nepřetržitého napájení ze záložního vstupu v případě problémů na hlavním vedení.
2. Schopnost co nejdříve obnovit provoz napájecího systému.
3. Jednorázové připojení a odpojení zátěže (z jakéhokoli důvodu).
4. Proces přechodu z hlavního zdroje energie na záložní jednotku je řízen systémem ATS před připojením k zálohě.
5. Systém ATS hlídá správný chod záložního zařízení.

Jak AVR funguje?

Existují dva typy systémů, které se liší typem vstupu:

1. ATS jednostranného typu, kde je jeden pracovní vstup, používaný, dokud nezmizí problémy s hlavní linkou. Systém má druhý – rezervní – vstup, který se připojuje v případě nouze.
2. ATS bilaterálního typu nemá oddělení podle pracovního a rezervního principu, protože oba vstupy jsou prioritní.

První typ se vyznačuje přítomností funkce, která umožňuje přejít do provozního režimu, jakmile je obnoven hlavní režim. Obousměrný typ ATS má své výhody, proto zde tato funkce není poskytována. A v druhém případě není zásadní rozdíl, z jakého zdroje zátěž pochází.

Můžete vidět příklady jednosměrného i obousměrného provozu systému ATS.

Jaký je princip automatického zadávání rezervy

Bez ohledu na typ připojení na jednosměrné nebo obousměrné bázi má systém funkci sledování parametrů sítě. Pro tyto účely se používá napěťové řídicí relé, stejně jako mikroprocesorové řídicí jednotky, které neovlivňují chod systému jako celku. Můžete například zvážit princip fungování ATS pro zajištění nepřerušovaného napájení jednofázového spotřebiče.

Jednoduchý obvod jednofázového ATS

Označení:

V normálním režimu je na kontrolku s cívkou relé K1 přivedeno napětí. Tím se změní poloha normálně sepnutého (a normálně otevřeného) kontaktu. Zátěž pochází z hlavního zdrojového vedení A. Na vstupu A zmizí napětí B, lampa zhasne, saturace cívky relé se zastaví, což v důsledku toho vede k návratu kontaktů do jejich výchozí polohy. Na vstupu B se tedy zapne zátěž.

Po obnovení napětí na hlavním vstupu se relé přepne na zdroj A, což odpovídá principu činnosti jednostranného zdroje.

Toto je zjednodušené schéma znázorňující probíhající procesy v systému ATS, které je obvykle bráno jako příklad pro vysvětlení.

Jaká schémata práce ATS existují

Pracovní příklady ukazují úspěšnost použití autorun shield pro nepřerušované napájení v domácnosti.

Jednoduché obvody

Jedna z variant schématu ATS ukazuje přepínání elektřiny do generátoru z hlavního vedení. Zde je princip ochrany proti zkratu. Tento ATS je vybaven elektrickým a mechanickým blokováním, které zabraňuje spuštění dvou vstupů současně.

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.

Při automatickém přepínání AB1 a AB2 funguje systém ATS následovně:

1. Napájení z hlavní linky v normálním režimu. Když je cívka K3 nasycená, aktivuje se napěťové relé, což vede k uzavření K2.2 a K2.3 a otevření K1.
2. Napájení v nouzovém režimu. V případě problémů s napětím na hlavním vedení se K3 nesytí, napětí klesne pod přípustnou hodnotu, kontakty se vrátí do původní polohy. Do cívky K1 je tedy přiváděno napětí, díky čemuž se mění poloha kontaktů K1.1 (stávající role elektrické ochrany) a K1.2 (která odstraňuje blokování napájení zátěže).
3. Spuštěno mechanické blokování. V tomto případě se používá reverzní startér (pokud je k dispozici na konstrukci elektromechanického zařízení).

Příklad provozu dvou jednoduchých ATS pro třífázové napětí, kde se v jednom případě napájení provádí podle jednosměrného schématu a ve druhém podle dvoucestného principu.

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.

Schéma A má dva stejné vstupy, takže nedochází k současnému přepínání linek. Zde je použit princip blokování jako u stykačů MP1 a MP2. Vzhledem k posloupnosti automatického zapínání AB1 a AB2 bude záležet na tom, po které lince zátěž pojede. Pokud AB1 funguje jako první, aktivuje se startér MP1 a kontakt MP1.2 je přerušen, což vede k zablokování napětí na cívce MP2. Pokud je zdroj 1 vypnutý, přepne se startér MP1 do výchozí polohy. A do akce přichází PM2, který zablokuje první startér a přenese zátěž ze zdroje 2. Zdroje můžete přepínat i v manuálním režimu pomocí AB1 a AB2.

Pro jednosměrný princip činnosti je použito schéma B. Jeho hlavní rozdíl je v tom, že do propojovacího obvodu je přidáno napěťové relé (RN) a po obnovení provozu vrací spojení ke zdroji 1. Ale zároveň času se otevře PH2, čímž se vypne startér MP2 a sepne PH1, což vám umožní připojit MP1.

Princip činnosti průmyslových systémů

Základní principy zde zůstávají stejné. Jako příklad si můžeme vzít schéma ATS v podobě typické skříně. Využívá relé s monitorováním stavu každé fáze. V případě problémů na jednom z nich s nesymetrií napětí můžete vždy přepnout zátěž na zbývající vedení. Tím se obnoví původní napájení, když problémy s hlavním zdrojem zmizí.

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.

Vysokonapěťové obvody s ATS

Provoz automatických přepojovačů ve vysokonapěťových sítích třídy 1 kV má složitější schéma, i když s podobným principem činnosti, jak je uvedeno výše. Všechny spouštěcí mechanismy se zde nemění. Ale v tomto schématu nejsou žádné záložní transformátory a každá sběrnice (Sh1 a Sh2) je připojena ke svému hlavnímu napájecímu transformátoru (T1 a T2). Ty se mohou za určitých okolností stát záložními zdroji s dodatečnou zátěží. V normálním režimu je spínač CB10 otevřený a ATS ovládá TP přes TN1 Ř a TN2 Ř.

Když je napájení zablokováno na Sh1, V10T1 se vypne a CB10 se zapne. Obě sekce nebo bloky začínají pracovat ze stejného transformátoru. Jakmile zdroj obnoví svou práci, ATS přepne systém do původní polohy.

Zjednodušené schéma TS 110/10 kV

Jak fungují bezkontaktní systémy založené na mikroprocesorech

ATS tohoto typu mají mikroprocesorové řídicí jednotky. Při provozu zařízení je spojení provedeno prostřednictvím polovodičových spínačů, které jsou spolehlivější.

Elektronická jednotka ATS

Bezkontaktní ATS má mnoho výhod:

1. Není nutný mechanický kontakt a nevznikají s ním žádné problémy (popálení nebo přilepení atd.).
2. Není potřeba mechanické blokování.
3. K dispozici je rozšířený regulační rozsah pro všechny spínací parametry.

Mezi nevýhody patří obtížná oprava elektronického typu ATS. Implementace takového schématu zařízení vlastními silami bude problematická. Bez speciálních znalostí elektroniky a znalostí z oblasti programování se neobejdete.

S vodou ATS se výrazně snižuje zatížení provozu celého systému, méně pravděpodobné jsou blokády, ale snáze se řídí procesy přepínání elektřiny z hlavního zdroje na záložní a naopak. Schémata zapojení lze vždy najít na internetu nebo v návodu.

AVR je automatické zapínání záložního napájení určené k obnovení napájení spotřebitelů. To se děje připojením záložního zdroje energie při vypnutém hlavním elektrickém zařízení. Pokud tedy dojde k přerušení tohoto procesu, ATS poskytne obvodu napájení. Pro okamžitý vstup je k dispozici nepřerušitelné napájení.

Jmenování zařízení

Dekódování systému ATS – automatické zadávání rezervy — nejlépe vysvětluje účel zařízení. Někdy se mu říká automatický převodový spínač. Tato definice se týká spínání hlavního elektrického zařízení na záložní generátor, ke kterému dochází při nouzovém odstavení hlavní sítě.

Zavedení rezervy je svým účelem podobné jako zajištění nepřetržitého napájení. Veškerá obsluha systému probíhá plně automaticky bez zásahu člověka. Ve velkých rozvodnách jsou vždy dva vstupy pro dvě autonomní sekce rozváděče.

Podle požadavků pravidel elektroinstalace je v tomto případě vyžadována přítomnost ATS pro napájení záložního napájení 2 vstupů. Pokud je například přerušeno hlavní napájení, automaticky se zapne další zařízení. Vizuálně je takový okamžik velmi obtížné zaznamenat, protože rychlost spínání je vysoká.

Zařízení a princip činnosti

Bez ohledu na zařízení pro automatické zapínání rezervy je jeho zásadním úkolem hlídání parametrů elektrické sítě. K tomuto účelu lze použít napěťová monitorovací relé nebo jednotky vybavené mikroprocesory. Existují dva hlavní typy zařízení:

1. Jednosměrný (OAVR) – jeden vstup funguje jako hlavní a používá se, dokud nevzniknou problémy v elektrické síti. Druhý funguje jako záloha a zapíná se v nouzových situacích.
2. Oboustranný (DAVR) – oba vstupy vykonávají hlavní práci a slouží jako rezerva.

Samotné provedení je skříň nebo panel ATS se stykači nebo automaty. V praxi se často používají návrhy s obnovou, to znamená, že jakmile se hlavní síť vrátí k napájení, záložní napájení se vypne.

V případě poklesu napětí v řízené části obvodu vyšle relé signál do obvodu ATS. Samotná absence napětí v síti k provozu spínacího zařízení nestačí. K tomu musí být splněna řada dalších podmínek:

1. V testované oblasti by nemělo dojít ke zkratu, protože zapnutí záložního napájení bude nemožné a nepřijatelné.
2. Vstupní spínač musí být zapnutý, aby při nepřítomnosti napětí nedošlo k náhodnému spuštění ATS.
3. Oblast, ze které bude rezerva napájena, musí mít napětí.

Když jsou splněny všechny podmínky, přepínač přenosu vyšle signál k vypnutí vstupního přepínače sítě bez napětí a zapnutí ATS. Algoritmus akcí probíhá přesně v tomto pořadí, to znamená, že bez odpojení vstupu se záložní napájení nikdy nezapne.

Kompletní sada skříně a štítu

Kompletní sestava a pravidla provozu skříní pro vstup záložního zdroje typu АВР-РН, АВРРА, АВРР se od sebe prakticky neliší. Zařízení je obdélníkový svařovaný výrobek se dvěma dveřmi.

Uvnitř jsou namontovány dva panely, na kterých jsou instalována napájecí a ovládací zařízení. Při provozu v sítích s proudy do 100 A se používají skříně vyrobené na bázi startérů PM 12 se stříbrnými kontakty.

S proudovou silou větší než 100 A jsou namontovány vakuové stykače. Všechna připojení vstupních a výstupních obvodů jsou provedena nástrojem, který zajišťuje stabilní kontakt. Ve skříni jsou instalovány svorky, určené pro připojení lankových měděných a pancéřových drátů s oky.

Instalované spouštěče by měly být navrženy pro 300 tisíc operací a doba vypnutí strojů v případě zkratu nepřesáhne 0,05 sekundy. Všechna zařízení musí mít příslušná označení a navíc jsou pod nimi instalovány štítky s vysvětlivkami.

Rozvaděče mají obvykle dva kabelové vstupy: pro napájecí a rezervní vodiče, které jsou spojeny s kolíkovými bloky. Silová část obsahuje:

• napájecí blok;
• výstupní bloky připojené k odpovídajícím strojům;
• dva vstupní stykače;
• dva napěťové transformátory.

Světelné indikátory jsou napájeny napětím 36 V. Instalovaná časová relé AVR zajišťují transformátorům nepřetržitou dodávku elektrické energie. Řídicí systém zařízení zahrnuje jističe, výstražné kontrolky a fázová ovládací relé. Sestavenou skříň lze používat v podmínkách vylučujících srážky a při teplotách od – 45 °C do + 45 °C.

Aplikace záložního napájení

Dlouhodobý nedostatek elektřiny způsobuje lidem mnoho nepříjemností a může vést i k ohrožení života a bezpečnosti lidí. Nepřerušované napájení lze zajistit ze dvou nezávislých zdrojů energie, což se používá pro spotřebiče první kategorie. Speciální skupina první kategorie je zásobována elektřinou ze tří vzájemně redundantních zdrojů energie. Taková schémata mají řadu nevýhod:

1. Hodnota zkratových proudů je mnohem vyšší než při samostatném napájení spotřebitelů.
2. V napájecích transformátorech dochází k velkým ztrátám elektřiny.
3. Složitý ochranný obvod.
4. Je velmi obtížné sledovat toky energie.
5. Někdy je obtížné provádět paralelní provoz napájecích zdrojů kvůli přítomnosti dříve nainstalované ochrany relé.

Proto je potřeba samostatných napájecích zdrojů s rychlou obnovou napájení. Právě tuto úlohu plní automatický přepínač přenosu, který připojuje samostatnou síť nebo jiný zdroj energie (generátor, baterie). Záložní rozvaděče nacházejí široké uplatnění v dopravních a spojových podnicích, při výstavbě bytových komplexů a v dalších oblastech průmyslu.

Typicky je u vchodu do budovy instalována skříň ASU s ATS, to znamená, že elektrikáři doplňují vstupní distribuční zařízení o záložní napájecí jednotku. Taková zařízení mohou být také instalována v samostatných jednotkách, které jsou sestaveny ve výrobě.

Organizace ATS ve venkovském domě

Chcete-li zorganizovat automatický přenosový systém pro venkovský dům nebo nepřetržitě provozovat čerpadla, můžete jako záložní zdroj energie použít generátor. Bude poskytovat elektřinu spotřebitelům po dlouhou dobu, dokud nebude obnoveno hlavní napájení.

V závislosti na typu generátoru se takové zařízení používá v jednofázových i třífázových sítích. Aby ATS fungoval automaticky, musí být generátor vybaven startérem.

Při instalaci systému je nutné připojit speciální automatizační jednotku, která při výpadku proudu generátor spustí a při obnovení dodávky proudu jej zastaví. Blok je kompatibilní s jakýmkoli typem motoru a má tři polohy: „Start“, „On“, „Stop“.

Zařízení je opatřeno podrobným popisem, který vám umožní sestavit ATS kompletně vlastníma rukama. Pravda, v zimě se musí spalovací motor nejprve zahřát. Automatizační jednotka ve svém programu také takovou funkci obsahuje.

Chcete-li vybavit AVR ve venkovském domě, můžete použít autobaterii. Kromě toho byste si měli pořídit měnič pro přeměnu 12 V DC napětí na 220 V AC.

Je třeba mít na paměti, že výkon takového zařízení stačí pouze pro osvětlení. Pro zvýšení kapacity můžete paralelně zapojit několik baterií. Systém se spouští pomocí speciálního přepínače, který je instalován v hlavní síti.