Схемы АВР для генератора

 

Статья родилась, когда я был приглашён в качестве специалиста, чтобы подключить генератор Huter без автозапуска на даче. Причём, передо мной была поставлена задача, чтобы схема подключения генератора была максимально безопасна и требовала минимального вмешательства потребителя (конечного пользователя). То есть, была собрана схема Автоматического Включения Резервного питания (АВР), варианты которой и будут рассмотрены в статье.

А про то, как устроен этот генератор, можно почитать здесь. Приведена также его электрическая схема.

Как всегда, рассмотрим теоретическую сторону вопроса, проведём анализ, а затем я приведу несколько схем АВР, от простой к сложной.

Все мои статьи по генераторам здесь. Основное внимание уделяю подключению генераторов к дому.

 

Подключение генератора. Варианты схем АВР для генератора

Сразу скажу, что генератор тут ни при чём, это в данном случае всего лишь источник резервного питания. В качестве этого источника может быть не только генератор, но и вторая фаза, и фаза с другой подстанции или другой линии. Схемы Автоматического включения резерва (АВР) универсальны и могут работать в разных ситуациях.

В принципе, что тут подключать? У генератора есть обычная розетка, в комплекте штепсельная вилка, какие проблемы? Но куда идёт провод от вилки? И как сделать так, чтобы схема подключения была удобной, правильной, а главное – безопасной?

Самое опасное в подключении генератора – это когда встретятся напряжения с генератора и из города. Или напряжение с генератора пойдёт в город, где на линии работает бригада в полной уверенности, что сеть обесточена. А ПЗ (переносное заземление) не наложено(

Казалось бы, что проще – поставить переключатель, и нет проблем.

В конце статьи – фото с примером такого переключателя.

Так многие и делают, и я так делаю, в зависимости от финансовых возможностей клиента. Только не надо забывать о двух важных вещах:

1. Не переключать под нагрузкой!
2. Правильно подобрать защиту и ток рубильника (переключателя).

Но мы не ищем лёгких путей, нам подавай автоматику и защиту от аварий и человеческого фактора.

Поэтому предлагаю рассмотреть второй вариант схемы:

Во второй схеме АВР применяется реле контроля напряжения KV. Фактически это обычное реле, которое находится во включенном состоянии, когда напряжение из города в норме. И перекидной контакт будет в левом по схеме положении.

Когда напряжение из города пропадает, реле выключается, и схема приобретает изображенный вид – нагрузка питается от генератора.

Реле контроля напряжения – основа любой схемы АВР. Для однофазных схем это обычное реле, которое питается от основной фазы.

Для трехфазных схем применяется трехфазное реле контроля фаз, которое подробно описано в другой моей статье.

Идём далее, совершенствуем схему АВР для автоматического подключения генератора:

Третья схема отличается от второй тем, что она может пропускать через себя гораздо бОльший ток. Реле напряжения KV используется только по своему назначению – автоматически переключает нагрузку, подавая питание на катушку соответствующего пускателя.

Когда напряжение из города есть, KV включено, оно своим нормально открытым (НО) контактом включает контактор КМ1, и фаза L1 поступает на нагрузку (выход схемы L).

Что такое НО и НЗ (NO и NC) контакты – рекомендую прочитать статьи на Самэлектрике про Датчики и про Пневматические приставки.

Когда напряжение из города поступать перестаёт, KV выключается, и своим НЗ контактом включает контактор КМ2, и фаза L2 поступает на нагрузку.

Схема прекрасная, и даже рабочая. Но использовать её крайне опасно. Из-за отсутствия защит от замыкания “фаза L1 на фазу L2”. Такое замыкание может произойти из-за неисправности (залипания контактов, заклинивания реле или контакторов), или из-за пресловутого человеческого фактора – что если колхозный электрик решит нажать пускатель КМ2, когда включен КМ1?

По статистике, в случае правильного отношения к плановым профилактическим работам, 90% неисправностей и аварий происходит из-за человеческого фактора!

Так вот, чтобы на порядок уменьшить вероятность аварий, на практике применяется такая схема АВР для генератора:

Отличие её от схемы 3 всего лишь в том, что в неё введены защиты от одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2. Защита имеет две ступени – электрическая и механическая.

Электрическая блокировка реализована на НЗ контактах КМ1 и КМ2, которые взаимоисключают одновременное включение пускателей.

А механическая (обозначена на схеме перевернутым треугольником) обеспечивается конструкцией пускателей. Пускатель в данном случае должен быть обязательно реверсивным, подробнее читайте в статье про схему включения реверсивного пускателя.

Ну а практическая схема автоматики, будет выглядеть так:

Добавились двухполюсные защитные автоматы QF1 и QF2, и ещё силовой контакт, рвущий нолевой провод N1 в случае отключения города.

Рвать “городской” ноль нужно для дополнительной безопасности. Дело в том, что на выходе генератора нет понятия “рабочий ноль” и “фаза”, и названы они так могут быть условно. И в случае залипания “фазного” контакта, когда ноль N1 не разорван (как в схеме 4) в городскую линию пойдёт напряжение 220В.

Эту схему я и собрал, сейчас покажу как.

Конструкция автоматики АВР для подключения генератора

Слева – два двухполюсных автомата, далее – реле РЭК77-3 на 3 переключающих контакта. Третий НО контакт, которой на схеме 5 не показан, он подключен параллельно выключателю двигателя SB1. Когда питание из города есть, генератор никак не запустить. А когда генератор работает, и питание из города появляется – генератор останавливается.

Пускатель КМ2+КМ1 – реверсивный, украинский ПМЛ первой величины. У каждого из них три силовые контакта запараллелены. Пускатель KМ1.N рвёт ноль, его катушка подключена параллельно катушке КМ1.L.

Кстати, Александрийские (Украинские) контакторы и теплушки много использовал на практике – у них оптимальное соотношение цена/качество. Но после известных событий 2014 года они пропали из продажи… Переходим на Китай.

Итого, вот такая получилась дачная автоматика для генератора:

Всё, что касается счетчика и так далее – в мои планы не входило, оставил как есть, протянув контакты.

 

Ещё схемы АВР для генераторов

Бонус – то, что нашёл в интернете полезного по теме. Трехфазные АВР. Отличаются только тем, что используется реле контроля фаз, и количеством контактов.

Пример монтажа трехфазного АВР. Этот АВР смонтирован в щите высотой выше человеческого роста и установлен в отделении Сбербанка. Питается от разных городских линий.

Куча защит – на ЕЛ и на питание контакторов стоят свои автоматы. Я тоже у себя хотел поставить на схему управления автомат на пару ампер, но в последний момент передумал.

Механической блокировки нет. Но контакторы модульные, закрытые, да и кто будет в здравом уме в Сбербанке тыкать контакторы. В это помещение ещё попасть надо.

Важно! при запуске некоторых генераторов в первые секунды напряжение нестабильно. Это может отразиться негативно на некоторой нагрузке. Это надо учитывать, в нормальных АВР с контроллерами ставят задержку до минуты! Для разгона и выхода на режим.

 

UPD: Подключение котла к генератору.

Часто генератор покупают, чтобы использовать его в зимнее время для питания котла системы отопления. Тут имеются некоторые особенности.

Для фазозависимых котлов импортного производства важно, чтобы система питания была с глухозаземленной нейтралью, т.е. ноль и земля соединены вместе, и при подключении соблюдалась полярность (фаза-ноль).

Часто бывает, что если котёл воткнуть в розетку наоборот, т.е. поменять ноль и фазу, он перестает работать.

В случае с переносным генератором, который рассматривается в статье, нет ни нуля, ни фазы. Их надо сделать искусственно – один выход генератора будет фазой (L2), а второй (N2) сажаем на землю, т.е. заземляем.

Кроме того, как известно, котлы очень чувствительны к форме напряжения. А на выходе обычного генератора синус “грязный”, при случае сниму осциллограмму. Прежде всего это происходит, т.к. альтернатор, который вырабатывает электричество – щёточный, а из-за щёток происходит искрение, провалы, и подобные неприятные вещи.

Именно из-за этого для котлов не подходят Off-line и Smart UPS. Там на выходе – квазисинус с кучей гармоник, осциллограммы можно посмотреть здесь. А для котлов применяется Online UPS (источники бесперебойного питания с двойным преобразованием). Для такого UPS не особо важна форма, величина и частота напряжения на входе, ибо он из всей этой каши варит постоянное напряжение, из которого затем электронным способом получает чистый синус. И если котёл питается через такой ИБП, то можно использовать для его резервного питания обычный генератор.

Для котлов и другой чувствительной техники рекомендуют использовать инверторные генераторы – это генератор плюс онлайн ИБП. В состав инверторного генератора входит обычный генератор, который управляется контроллером, и инвертор, который выдает чистый синус – то, что надо котлам.

 

Дополнение к статье. Переключатель.

Привожу фото переключателя TDM МП-63, с помощью которого можно вручную производить переключение улица-генератор. Схема – вначале статьи, только там однополюсный переключатель, рвущий фазу.

Переключатель на фото переключает и фазу, и ноль:

Внимание! 63А на корпусе – это не тепловой ток, и переключатель не “выбивает”, как обычный автомат! Это максимальный рабочий ток.

Почему я настоятельно рекомендую использовать именно двухполюсный переключатель и переключать не только фазу, но и ноль – подробнее уже написал в этой статье.

 

Инструкция на генератор Huter

• Huter 2500 3000 manual / Паспорт и инструкция по эксплуатации на электрогенераторы Huter 2500, 3000, L, LX, pdf, 935.27 kB, скачан: 3878 раз./
• Библиотека схем АВР / Схемы однофазных и трехфазных промышленных АВР от фирмы Стандартэнерго, pdf, 465.55 kB, скачан: 5309 раз./

Небольшой pdf файл про АВР от EKF:

• АВР EKF / АВР - что и как, теория и практика, pdf, 2.98 MB, скачан: 2285 раз./