Главная
/
Новости
/
Автоматический ввод резерва: задачи, характер действия, варианты реализации.

Автоматический ввод резерва: задачи, характер действия, варианты реализации.

12/07/2017

                  

               Бесперебойность электропитания можно осуществить путем реализации питания каждого потребителя одновременно от двух независимых источников питания (ИП). Такой способ решения проблемы имеет ряд недостатков: высокие токи короткого замыкания, большие потери электроэнергии на питающих трансформаторах, сложная релейная защита (у раздельного электропитания проще и надежней), невозможность реализации параллельной работы источников питания из-за ранее установленной релейной защиты. Поэтому специалисты рекомендуют применять раздельное электроснабжение при быстром возобновлении электропитания потребителя. Для реализации этой задачи используют АВР – автоматический ввод резерва.

               Бесперебойное электропитание потребителей может иметь разную степень резервирования основного источника питания, которая зависит от того, к какой категории надежности по электроснабжению (согласно ПУЭ) относится потребитель. Всего существует 4 категории: особая, первая, вторая и третья. Резервный источник питания должен быть независимым от основного. В роли резервного источника используют линию электропередачи, подключенную к подстанции не основного источника питания, дизель-генераторная установка, аккумуляторные батареи. За автоматическое подключение к резервному источнику питания отвечает АВР.

               В каких случаях будет срабатывать АВР? В большинстве схем АВР реле контроля фаз (РКФ) определяет ситуации, когда необходимо включить резервный источник питания. Основная функция РКФ – это контролировать наличие напряжения на каждой из фаз (при 3-хфазном питании). Существуют АВР с реле, у которых можно задавать уставки по напряжению, частоте переменного тока, правильному чередованию фаз. Если параметры напряжения выйдут за установленные на реле пределы, то мгновенно подастся сигнал на выключение «аварийного источника питания» и включение резервного (только после проверки наличия напряжения).

               Давайте разберем, из чего состоит АВР. Условно в каждой АВР можно выделить три составляющие: релейный блок управления, силовой блок, блокировка (механическая и электрическая) одновременной подачи электроэнергии от двух вводов. Современные модели в своем составе помимо упомянутых частей имеют в своем составе микроконтроллер, который обрабатывает сигналы с датчиков, реле и по заранее прописанному алгоритму подает управляющие сигналы силовому блоку. Релейный блок включает в себя не только РКФ, но и реле контроля напряжения (РКН), реле времени (РВ). С помощью реле времени можно менять задержку между переключениями между основным и резервным источниками питания. РВ при необходимости помогает предотвратить ложное срабатывание АВР в таких случаях: при пуске нескольких двигателей, вызывающем просадку напряжения, при кратковременном отключении электропитания основного источника. Силовая часть АВР отвечает за подачу электроэнергии по одному из ИП. В качестве силовой части могут использоваться электромагнитный контактор (пускатель), рубильник с электроприводом и статический переключатель (симистор, тиристор). Для питания микроконтроллера схему АВР дополняют источником бесперебойного питания (ИБП), так как в случае питания микроконтроллера от какого-либо ввода существует возможность отключения напряжения, что станет причиной неработоспособного состояния АВР. Специалисты рекомендуют дополнять АВР понятной схемой индикации рабочего состояния и элементами, позволяющими управлять АВР в ручном режиме.

               Разнообразие схем и модификаций АВР позволяет подобрать необходимую модель под Ваш частный случай. Существуют общие требования, предъявляемые к проектируемой АВР. Во-первых, АВР должен обладать быстродействием и безотказностью. Под быстродействием понимается как можно меньшее время между отключением основного источника питания и включением резервного. Безотказность означает, что АВР должен выполнять поставленные перед ним задачи при любых обстоятельствах: исчезновение напряжения на питающей линии (по любой причине) или поломка силового трансформатора. Второе требование – селективность (избирательность) работы АВР. Примером селективности может быть предусмотренное отсутствие реакции АВР на просадку напряжения в результате запуска мощного оборудования потребителем (системы отопления, вентиляции и т. п.). Поэтому особое внимание уделяют регулировкам порогов срабатывания контролируемых величин АВР для каждого ввода. С помощью реле времени устраняют ложные срабатывания АВР, которые возможны при кратковременном отключении питания. Если между АВР и потребителем установить ИБП, то он может подпитывать потребителей (или часть потребителей) электроэнергии в момент принятия системой АВР решения на включение/отключение основного/резервного источника питания. Установка ИБП позволит реализовать следующее требование к АВР – однократность действия, под которым подразумевается предотвращение череды переключений между основным и резервным источником питания из-за неустранённых причин неисправности. При проектировании АВР исключают возможность замыкания между собой 2-х независимых ИП (согласно требованию ПУЭ). Энергонадзор проверяет выполнение данного требования к АВР. В большинстве случаев кроме электрической блокировки коммутирующих элементов силового блока предусматривают еще и механическую блокировку.

               В зависимости от необходимости существуют следующие типовые варианты реализации АВР объекта:

  • Два независимых источника питания и одна нагрузка.
  • Два независимых источника питания и две нагрузки с секционированием.
  • Два независимых источника питания и 3-й источник – дизель-электростанция (ДЭС), с секционированием (или без него), две нагрузки.
  • Два независимых источника питания и 3-й источник – ДЭС с секционированием 1-ого и 2-ого ввода. В случае отсутствия напряжения на обоих вводах происходит питание от ДЭС приоритетной группы потребителей.
  • Один источник питания, а второй – ДЭС.

               Принцип работы АВР носит односторонний характер действия (с приоритетным источником питания) или двухсторонний характер действия (с равноценными источниками питания). При одностороннем действии АВР один ИП является основным, а второй – резервным. При отсутствии напряжения (или при недостаточном уровне напряжения для питания оборудования) АВР переключит питание потребителя с основного на «запасной» ввод. При восстановлении работоспособности основного ввода АВР восстановит электропитание секции потребителей от основного (приоритетного) ИП. Односторонний принцип работы может носить АВР 2, 3 или 4 варианта исполнения. Двухстороннее действие АВР подразумевает наличие двух независимых источников питания, каждый из которой может быть как рабочим (основным), так и резервным. Примером такой АВР может служить первый вариант.

               Одна из главных классификаций АВР, на которую обращают внимание при проектировании системы электроснабжения, – классификация по виду используемого коммутирующего силового устройства. Существует три вида коммутирующего оборудования для АВР – электромагнитный контактор, рубильник с электроприводом, электронный контактор. АВР с применением электромагнитных контакторов – самый распространённый вид, который обязан своей популярностью простоте и относительной дешевизне оборудования. В основе щита АВР используется два силовых контактора с механической или электромеханической блокировкой от одновременного включения и РКФ. К недостаткам такого типа АВР относят отсутствие возможности ручного переключения при неисправности в цепях АВР, вероятность залипания контактов и малое количество циклов срабатывания пускателей.

               АВР с электроприводом рубильника уступает предыдущему типу АВР по быстродействию, но отличается высокой надежностью. Можно также применять механическую или электромеханическую блокировку. К недостаткам данного типа АВР относят дороговизну и сложность конструкции. Теперь о «плюсах» конструкции. В основе АВР лежит рубильник, приводящийся в действие моторным приводом. Привод зачастую управляется микроконтроллером, который может быть частью рубильника или устанавливаться дополнительно. К плюсам можно отнести возможность при необходимости осуществлять переключения в ручном режиме. АВР с электромагнитными контакторами применяют при небольших токах потребителя (до 400 А), а АВР с электроприводом рубильника – свыше 400 А.

               В качестве коммутирующего устройства в схеме электронного АВР используются силовые тиристоры. Основное преимущество данного типа АВР – практически нулевое (меньше, чем частота колебания переменного тока) время переключения между ИП, поэтому переключение между ИП никак не сказывается на работе питаемого оборудования. Эта особенность позволяет не использовать в системе АВР ИБП, применяемые при АВР с электромеханическим коммутирующим устройством.

               От верно подобранного типа АВР, от правильно выполненного подбора комплектующих АВР, от качества монтажа зависит качество и бесперебойность электроснабжения Вашего объекта. Доверять проектирование и установку АВР необходимо только специалистам. Самостоятельные непрофессиональные действия могут привести к непоправимым последствиям. Огромный опыт по реализации проектов, связанных как с разработкой, так и с монтажом шкафа АВР, имеет коллектив компании ЭДС-ИНЖИНИРИНГ.