d) Органи керування запуском. Органи управління установкою двигунагенератора, як правило, забезпечують автоматичний запуск з датчиком відмови основного живлення як частину пристрою перемикання. У деяких випадках для засобів та обладнання зі зниженими критичними вимогами використовуються ручні або дистанційні органи управління. Після запуску двигуна-генератора, оберти та потужність автоматично регулюються двигуном і електричне навантаження підключається пристроєм перемикання. Двигун-генератор повинен працювати автоматично без регулювання чи необхідності контролю над ним. Перемикання на основне джерело живлення та зупинка двигуна можуть виконуватися автоматично або за допомогою дистанційного керування.

e) Подача палива. Як правило, рідке паливо для резервного живлення зберігається в баках близько до розташування двигуна-генератора. Місткість паливних баків повинна відповідати максимальному робочому часу, передбачуваному для двигуна-генератора. Деякі повноваження вимагають забезпечення харчуванням протягом мінімального періоду часу, що дорівнює 72 годинам. Інші повноваження передбачають менший період часу, але період часу, як правило, повинен принаймні вдвічі перевищувати максимальну тривалість очікуваних умов, які можуть вимагати використання резервного харчування. Паливні баки та з'єднання повинні відповідати всім вимогам безпеки та забезпечувати зручний доступ для заправки. У цих паливних баках також повинні передбачатися пристрої для проведення випробування на забруднення палива, особливо щодо накопичення води в баку.

2.3.3 Перемикання електроживлення

2.3.3.1 Для перемикання живлення з основного на резервне джерело необхідно відповідний пристрій перемикання. Для режиму ручного запуску та управління це може відповідати простому перемикачу або реле, які відключають навантаження від одного джерела живлення та підключають його до іншого джерела живлення. Для автоматичного перемикання потрібні додаткові органи управління. Як правило, вони об'єднуються в один блок керування чи панель. Такий блок повинен сприймати відмову основного живлення, починати запуск первинного двигуна установки резервного генератора, визначаючи, що напруга та частота генератора відповідним чином стабілізовані, та підключати навантаження до генератора. Цей блок може також відключати несуттєві навантаження та обладнання, які не повинні отримувати живлення від резервного джерела та перемикати ці навантаження до основного джерела після відновлення живлення. Перемикачі або реле для відключення та підключення навантаження повинні мати можливість керувати розрахунковим навантаженням генератора. Функціонування цих перемикачів або реле є аналогічним як для 2-хвилинного або 15-секундного, так і для

База нормативної документації: www.complexdoc.ru

1-секундного періоду перемикання, хоча можуть знадобитися швидкодіючі реле для найменшого часу перемикання. Для 2-хвилинного періоду перемикання датчики відмови живлення можуть внести затримку в кілька секунд при визначенні, відмовило основне джерело живлення або є лише наявність флуктуації, а також для визначення, чи стабілізовано резервне харчування. Для 15-секундного періоду перемикання живлення датчики повинні реагувати через 3 секунди, оскільки режим швидкого запуску двигунів передбачає 10 секунд для запуску і стабілізації. Час перемикання, що дорівнює 1 секунді або менше замало для запуску двигуна, але навантаження може бути переключена з одного джерела живлення на інший працюючий джерело протягом цього обмеженого періоду; однак датчик визначення відмови живлення повинен реагувати протягом кількох періодів змінного струму.

2.3.4 Системи безперервного джерела живлення (UPS)

2.3.4.1 Неперервне джерело електроживлення необхідне для електронного або іншого обладнання, яке виконує критичні функції і для правильного функціонування вимагає постійного, вільного від порушень електроживлення.

2.3.4.2 Устаткування UPS. Система безперервного джерела живлення складається з одного або більшої кількості модулів UPS, зарядженої акумуляторної батареї та пристроїв, необхідних для забезпечення надійної та високої якості живлення. Система UPS ізолює навантаження від основного та резервного джерел та у разі переривання живлення забезпечує регульоване живлення для критичного навантаження протягом встановленого періоду часу. (Зазвичай акумулятор має ємність для забезпечення роботи на повне навантаження протягом 15 хвилин). (Див. рис. 2-2).

а) Модуль UPS. Модуль UPS є частиною статичного перетворення живлення системи UPS і складається з випрямляча, перетворювача та відповідних органів управління поряд із пристроями синхронізації, захисту та допоміжними пристроями. Модулі UPS можуть розраховуватися для роботи окремо або паралельно.

b) Резервування. Більшість операцій прийнятна нерезервована система UPS. Однак, якщо витрати виправдовуються, для захисту від відмови модуля або частих відмов основного живлення може використовуватися конфігурація резервованої системи UPS (див. мал. 2-3).

c) Акумулятори UPS.Акумуляторна батарея повинна бути промисловим агрегатом, розрахованим на важкі умови роботи, свинцево-кадмієвого типу, що має ємність в ампер-годинах, достатню для живлення постійним струмом перетворювача, необхідного відповідно до вказівок

База нормативної документації: www.complexdoc.ru

виробника із встановлення системи UPS. Як правило, акумуляторна установка укомплектовується двоярусними стелажами; однак у випадках, коли обсяг обмежений, можуть знадобитися триярусні стелажі.

d) Дистанційна тривожна сигналізація. Устаткування UPS повинне забезпечуватися пультом дистанційної тривожної сигналізації, що встановлюється у робочому просторі, що обслуговується агрегатом UPS, або в іншому приміщенні з постійним перебуванням персоналу, наприклад, у приміщенні, призначеному для охорони. Оскільки зазвичай у приміщеннях для обладнання UPS немає персоналу, для контролю керування зовнішніми умовами та системи пожежної сигналізації приміщень модуля UPS та акумуляторної батареї слід передбачати додаткові пристрої дистанційної сигналізації.

e) Вимоги до приміщень для розміщення обладнання UPS та акумуляторних батарей.Модулі UPS та пов'язана з ними установка акумуляторів повинні розміщуватися в окремих приміщеннях. Конструкція має відповідати конструкції постійного типу. Стіна, що розділяє приміщення для модуля UPS від приміщення з акумуляторними батареями, повинна бути вогнетривкою (що витримує полум'я протягом однієї години). У тих випадках, коли це можливо, в приміщеннях для модуля UPS та акумуляторів слід передбачити простір для встановлення в майбутньому додаткового обладнання UPS.

f) Управління зовнішніми умовами.Як приміщення для модуля UPS, так і приміщення для акумуляторних батарей повинне забезпечуватися системою керування зовнішніми умовами для підтримання умов в приміщенні. Кожна система управління зовнішніми умовами має складатися з основної системи з можливістю використання резервної системи. При відмові основної системи управління зовнішніми умовами має відбуватися автоматичне перемикання на резервну систему і повинна видаватися звукова сигналізація, що вказує на необхідність виконання технічного обслуговування.

2.3.5 Спеціальні пристрої резервного живлення

2.3.5.1 Іншими пристроями резервного живлення, які можуть використовуватися для спеціальних засобів, є резервні системи живлення від акумуляторних батарей з перетворювачами постійного струму на змінний або без них; сонячні або вітрові генератори з акумуляторними системами та з перетворювачами постійного струму в змінний або без них; незалежні пристрої вироблення енергії, наприклад термоелектричні, ядерні або хімічні паливні елементи; та генератори з інерційним маховим колесом. Виробник повинен надавати інформацію, яка пояснює функціонування та характер споруд для використання цих пристроїв.

Збій в електроживленні створює не тільки дискомфорт, але може призвести до значної матеріальної шкоди та загрози безпеці людей. Безперебійне живлення забезпечується двома джерелами електроенергії, одним із яких зазвичай є електромережа, а іншим – акумулятор, дизель-генератор та інші.

Щит підключення резерву з двома незалежними введеннями

Безперебійність живлення може бути створена подачею живлення від двох джерел одночасно. Спосіб має такі недоліки:

• вищий струм КЗ;
• підвищені втрати електроенергії;
• Ускладнення системи захисту.

Автоматичне введення резерву (АВР) дозволяє швидко відновлювати подачу електрики за допомогою включення комутувального пристрою, що розділяє лінії живлення. Реальний час спрацьовування становить десятки секунд, але може сягати 0,3 сек. При цьому необхідно враховувати потужність додаткового джерела живлення, щоб справлятися з підключенням системи споживачів. Якщо цього досягти не вдається, схема захисту організується таким чином, що підключаються лише найважливіші навантаження.

На фото вище зображено щит АВР із двома незалежними введеннями.

Типи та вимоги до АВР

Перемикач АВР буває 2 типів:

• односторонній - одна з ліній живлення є робочою, а інша резервною;
• двосторонній – будь-яке введення може бути робочим або резервним.

Від АВР потрібна висока швидкодія та обов'язкове включення, незалежно від того, з яких причин зникла напруга.

Автоматичне включення резерву відбувається за сигналом від датчика, наприклад реле мінімальної напруги. Контролюється живлення на вводах та чергування фаз.

До АВР пред'являються такі вимоги:

1. Відсутність короткого замикання на контрольованій ділянці.
2. АВР служить для підключення резерву завжди, коли напруга зникає на вході до споживача. Винятком є ​​КЗ, у якому АВР блокується.
3. Одноразовість спрацьовування. Перемикач не може включатися більше одного разу, доки не усунуто КЗ.
4. Можливість налаштування порогу спрацьовування за напругою, щоб зменшити вплив його просідання при пусках двигунів навантажень.
5. Перемикач спрацьовуватиме лише за умови присутності напруги на резервній ділянці.

Якщо ці умови виконуються, логічна система АВР подає команду відключити вступний вимикач і включити секційний. При цьому здійснюється електричне блокування одночасного їх включення. Деякі моделі АВР комплектуються ще механічним блокуванням.

Робота АВР з генератором

Електропостачальні компанії поділяють споживачів втричі категорії за рівнем надійності постачання електроенергією. Приватні будинки та квартири відносяться до третьої – найнижчої категорії. У квартирах зазвичай використовують безперебійні джерела живлення на акумуляторах.

Для приватного будинку резервним джерелом живлення може бути бензиновий або дизель-генератор. Якщо їх вводили в роботу вручну, то тепер можливий автоматичний запуск. Все залежить від того, яку за це платитиме ціна.

Для автоматичного резервування бажано застосовувати пристрій із мікропроцесорним керуванням. У побуті та виробництві широко поширені програмовані реле-контролери Easy. На вхід реле надходять сигнали датчиків напруги. При відключенні живлення контролер запускає двигун генератора. Після досягнення номінальних параметрів, потім витрачається певний час, схема АВР перемикає навантаження на резервне харчування. При цьому мають місце тимчасові затримки із підключенням. Для побутових потреб вони допустимі, а для потужних та відповідальних навантажень завдання стає складнішим.

На малюнку зображено схему безперебійного живлення за допомогою додаткового дизель-генератора.

Схема підключення резервного дизель-генератора до навантаження

До входу АВР підключено мережу та генератор, а вихід – до навантаження. Основним джерелом харчування зазвичай є мережа. При відключенні напруги мережі запускається генератор, після чого АВР підключає навантаження щодо нього. Як тільки робота електромережі відновлюється, відбувається перемикання живлення у колишній режим, а генератор через заданий час вимкнеться. На малюнку нижче зображено електричну схему безперебійного живлення.

Виконання АВР на контакторах

Схема застосовується для однофазної мережі приватного будинку чи невеликої виробничої будівлі.

Схема АВР на одному контакторі для однофазної мережі

Для введення схеми працювати включаються автомати SF1 і SF2. Живлення подається на контактор КМ1 – перемикач основного та резервного введення. При його спрацьовуванні контактом КМ1.1 підключається ланцюг основного джерела живлення, а резервний ланцюг розмикається контактом КМ1.2.

Вмикається двополюсний вимикач QF1, контакти якого замикають ланцюг основного джерела живлення.

У разі аварійної ситуації, коли головне введення знеструмлюється, контактор КМ1 відключається і відбувається відключення головної мережі та підключення резерву нормально замкнутим контактом КМ1.2. Коли живлення основного введення відновлюється, знову перемикається на нього навантаження за допомогою контактора.

При необхідності ручного підключення резерву достатньо вимкнути автоматичний вимикач SF1.

Необхідно враховувати потужність резервного джерела. Зазвичай від нього запитуються найнеобхідніші навантаження, наприклад, освітлення та опалення.

Комутація фази і нейтралі (контакти КМ1.1 та КМ 1.2 на рис. нижче) одночасно дає можливість повністю виключити з роботи непрацюючий введення та використовувати автономний резерв.

Схема АВР на одному контакторі з відключенням фази та нуля

Включення АВР у роботу проводиться як і в попередній схемі, тільки перемикач КМ1 розриває або підключає фазу та нуль. Схема найбільш поширена для підключення автономного джерела напруги, наприклад безперебійника або дизель-генератора. Тут докладно зображено підключення навантажень через двополюсні автомати QF2, QF3, QF4, а також показаний провід заземлення РЕ, який не пов'язаний із живленням навантажень. Він підключається до корпусів електроприладів та виконує функцію захисту від ураження струмом.

На малюнку зображено типову схему підключення модуля АВР-3/3 для трифазних ланцюгів живлення та резерву.

Типова схема підключення модуля АВР-3/3

Фази на модулі мають маркування L1, L2, L3, нейтраль – N. До клем 11, 12, 14 підключені перемикаючі контакти вбудованих реле. Пристрій має керування за допомогою мікропроцесора, що контролює напругу по двох трифазних лініях.

Відео про введення резерву

Як зібрати блок АВР для генератора, можна дізнатися із цього відео.

Перерви у подачі електроенергії можуть бути причиною різних негативних явищ у споживачів. Пристрій АВР дозволяє зберегти працездатність об'єктів, для яких конче необхідна постійна подача напруги живлення.

Могла спрацювати лише тоді, коли зникала напруга основного джерела, від зниження чи підвищення напруги захистити навантаження не могло. У новому варіанті пристрою було виправлено ці недоліки, а саме:

1. Пристрій не перемкне навантаження на резервне джерело живлення за наявності навіть зниженої напруги основного джерела.

Пристрій не здатний працювати при напрузі менше 6 вольт.

Пристрій не захистить навантаження при підвищенні напруги понад допустиму величину.

Новий варіант пристрою має значно покращені характеристики.

Здібно працювати при вхідній напрузі основного джерела від 6 до 15 ст.

Захист навантаження від зниженої чи підвищеної напруги. Для контролю напруги основного джерела використовуються два компаратори. При відключенні основного джерела напруги робота пристрою аналогічна його попередньої версії.

Струм споживаний навантаженням обмежений тільки максимальним струмом, який можуть витримати контакти застосовуваного електромагнітного реле.

Живиться пристрій від резервного джерела живлення на 12 і споживає струм близько 100 ма, у разі якщо напруга основного джерела менше 12 вольт, потрібно застосувати стабілізатор і включити його в розрив показаний на схемі, а також встановити пороги спрацьовування захисту будівельними резисторами.

Робота пристрою

Напруга основного джерела надходить на резистори R6 і R12 з яких напруга надходить на входи компараторів, де порівнюється з напругою, що надходить зі стабілізатора VR1. Окремий стабілізатор VR1 застосований для того, щоб за зміни величини напруги резервного джерела живлення не змінювалися пороги спрацьовування захисту. Коротко опишу навіщо призначені ці підстроювальні резистори. Резистор R12 відповідає за спрацювання захисту при падінні напруги нижче за мінімальний поріг, який цим резистором виставляється. У моєму випадку цей поріг 10.5 вольт і для того, щоб його виставити, потрібно при вхідній напрузі 10.5 вольт за допомогою цього резистора виставити на виведенні 7 компаратора напруга 1.3в, що нижче порога спрацьовування компаратора, так як на 6 нозі мікросхеми напруга 1.65 вольта відразу ж спрацює захист. Резистор R6 відповідає за спрацювання захисту у разі критичного підвищення напруги основного джерела. У моєму випадку величина максимальної напруги встановлена ​​на рівні 13 вольт. При цьому напрузі резистором R6 необхідно виставити на 5-й нозі мікросхеми напруга 4 вольта, що призведе до спрацьовування захисту та перемикання навантаження на резервне джерело. Завдяки цим резисторам захист спрацьовує при зниженні напруги до 10.5 вольт або підвищенні до 13.

Найцікавішою частиною схеми є вузол зібраний на мікросхемах DD1 та DD2. Він, власне, і є схемою захисту. Два входи цього вузла підключені до компараторів, але для того, щоб на виведенні мікросхеми 8 DD1 з'явився рівень логічної 1 і спрацював захист повинні бути створені певні умови. Даний вузол цікавий ще й тим, що логічна одиниця на виході 8 DD1.1 з'явиться за наявності однакових логічних станів на входах або два 0 або дві 1. Якщо на одному вході буде 1, а на іншому 0, то захист не спрацює.

Працює схема захисту в такий спосіб. При нормальній вхідній напрузі основного джерела працює тільки компаратор DA1.2, так як напруга вище мінімального порогу відключення і, отже, вихідний транзистора компаратора DA1.2 замикає висновки 4 і 5 елемента DD2.4 на масу, що аналогічно стану логічного 0, а на входах 1 і 2 елементи DD2.3 діє напруга близько 4.5 - 5 вольт, що аналогічно стану логічної 1, так як напруга не досягає 13 вольт і DA1.1 компаратор не працює. За такої умови захист не спрацює. При підвищенні напруги основного джерела до 13 вольт починає працювати компаратор DA1.1, відкривається вихідний транзистор і замикаючи входи 1 і DD2.2 на масу примусово створює рівень логічного 0, тим самим на обох входах примусово з'являється рівень логічного 0 і спрацьовує захист. Якщо напруга впала нижче мінімального порогу, то напруга, що підводиться до 7-ї ноги компаратора падає до рівня нижче 1.65 вольта, вихідний транзистор закриється і перестане замикати входи 4 і 5 елемента DD2.4 на масу, що призведе до встановлення на входах 4 і 5 напруги 4.5 - 5 вольт (рівень 1). Оскільки DA1.1 вже не працює і DA1.2 перестав, то створюється умова, за якої рівень логічної одиниці з'явиться на обох входах вузла захисту і вона спрацює. Докладніше робота вузла показана в таблиці. У таблиці показані логічні стани усім висновках мікросхем.

Таблиця логічних станів елементів вузла.

Налагодження пристрою

Правильно зібраний пристрій вимагає мінімального налагодження, а саме встановлення порогів спрацьовування захисту. Для цього необхідно замість основного джерела напруги підключити до пристрою регульований блок живлення та за допомогою підстроювальних резисторів виставити пороги спрацьовування захисту.

Зовнішній вигляд пристрою

Розташування деталей на платі пристрою.

Список радіоелементів