Как я делал себе АВР для генератора / Хабр

Несколько лет назад делал себе АВР (автоматический ввод резерва) для работы на даче от генератора. Сейчас многие ИТ-шники переходят на удалёнку, работают с дач, где качество электропитания может…

О заземлении

Прежде чем что-либо делать с электричеством, нужно позаботиться о наличии хорошего заземления в вашем доме. Просто так взять и подключить обычный бытовой бензиновый/дизельный/газовый генератор к электросети дома не получится. Нужно соблюдать меры предосторожности. Первая из них – ваш генератор должен быть хорошо заземлен. Тогда у вас есть хорошие шансы не получить удар током, когда статика от вашего любимого свитера пробъёт изоляцию обмотки генератора. Вообще, к работающему генератору не стоит без нужды прикасаться.

Стоит помнить, что в сети не всегда 220В. Коммутация на линиях, грозовые разряды вдалеке, статические разряды дают такие наводки, что в сети нередки короткие импульсы в несколько киловольт. С этим борются установкой разрядников и УЗИП на вводе в дом, но это очень редкая практика в РФ. Так что пусть искра в землю уходит, и не через вас – сделайте по всему дому хорошее заземление. Без этого делать что-либо дальше просто нельзя!

Как сделать автоматический запуск генератора?

Сделать автоматический запуск генератора самостоятельно можно с помощью системы ATS. В последнее время многие производители продают устройства с наличием этой функции. Но вы можете столкнуться и с простыми моделями, которые не имеют эту функцию. При желании вы легко можете усовершенствовать свое устройство, сделав его универсальным. Установка блока управления не занимает много времени.

ATS на генератор

Главным условием для подключения блока к генератору является наличие в устройстве электростартера. Этот электрический элемент является базой для организации автоматического включения. Прежде чем пойти на рынок и приобрести себе блок управления необходимо проверить наличие электростартера на генераторе. Установить автоматический ввод резерва вы сможете на следующие виды генераторов:

  • бензиновый;
  • газовый;
  • с наличием двухтопливной системы.

Виды генераторов

Мощность устройства и другие его технические характеристики не будут иметь никакого значения. Установку этого устройства лучше всего доверить профессионалу. Если вы не являетесь специалистом, тогда вам следует проводить подключение по инструкции. Эта техническая система состоит из двух элементов:

  1. Контролера. Это устройство защищено изоляцией и подключается к генератору с помощью защищенных проводов.
  2. Силовой части. Она включает в себя магнитные пускатели. Это исполнительная часть системы. Именно она в дальнейшем будет управлять вашей системой автоматического запуска.

Как работает система автозапуска генератора

Эту систему генератор+АВР можно по праву назвать Умной, так как она работает вообще без участия человека, полностью автоматически.

В отличие, например от генератора без автозапуска, подключаемого к дому через сделанный мной АВР. Вот пример такого подключения, инверторный генератор Elitech Big 2000.

Система работает так.

В случае, когда электроэнергия поступает с улицы, она проходит через АВР, и далее – на дом.

Если вдруг питание с улицы пропадает, АВР это сразу распознаёт, и запускает бензиновый двигатель генератора. Поскольку генератор с автозапуском, он сам запускает себя посредством стартера, который питается от встроенного аккумулятора. Далее, через несколько секунд, когда генератор прогреется и выйдет на рабочий режим, АВР переключает дом на питание от генератора. Обитателям дома придётся несколько секунд посидеть без света. Но важные вещи, такие, как котёл отопления, компьютерная и охранная техника, должны питаться через источники бесперебойного питания (ИБП), поэтому особых проблем быть не должно, если всё продумано.

Когда питание с улицы появляется, АВР автоматически подключает дом к улице, и глушит генератор.

Аккумулятор, встроенный в генератор с автозапуском, при первом пуске разряжен, и генератор приходится заряжать посредством ручного стартера, как в генераторе без системы автозапуска. После первого, ручного, запуска аккумулятор автоматически заряжается, и служит в дальнейшем для автоматического запуска. Аккумулятор каждый раз подзаряжается во время работы двигателя генератора, как это происходит в автомобиле.

О генераторах

К слову, у многих бытовых бензиновых генераторов обмотки никак не соединены с землёй. И это вполне нормально, когда вы питаете от генератора один электроинструмент. Но когда вам надо подключить генератор к дому, нужно сделать нулевой провод (N) и провод фазы (L). Для этого один из выводов генератора заземляется и из этой точки заземления уже независимо нужно вести в дом два провода – один будет нейтралью N, а второй – защитным заземлением (PE). При выборе генератора нужно обратить внимание, можно ли заземлять его выход, порой это запрещено в инструкции к генератору, тогда такой генератор вам не подойдёт.

Часто в Сети можно увидеть схемы подключения генератора без заземления и разделения линий N и PE. Не делайте так, дольше проживёте. Такие схемы хорошо работают до первого неудачного стечения обстоятельств. В типичных блоках питания современных электронных приборов стоят конденсаторы с линий L, N на землю. Если N не заземлить у генератора, то за счёт этих конденсаторов на линии N будет, если повезёт, 110 вольт относительно земли. Кстати, многие газовые котлы в таком режиме вообще перестают работать. Про влияние статики без присутствия заземления я уже писал выше.

Генератор Fubag BS 6600 AES

Начнем с установки генератора. Более подробно про генератор Fubag можно будет почитать в инструкции (в конце статьи), а я лишь приведу некоторые замечания и фото.

Для начала заливаем масло, затем бензин:

Заливаем бензин в генератор

Заливаем бензин в генератор

Затем, поскольку это в первый раз, дёргаем за ручку ручного стартера и заводим двигатель генератора. Ему надо дать поработать хотя бы час без нагрузки (подробнее – в инструкции), а я пока займусь описанием установки вводного электрощита со счетчиком и блока автоматики.

Блок для автозапуска генератора

В качестве автоматического ввода резерва расмотрим более подробно устройство БАЗГ-1, представляющее собой блок автозапуска генератора. С его помощью обеспечивается дистанционное управление, не требующее присутствия людей. Основной функцией блока является запуск и остановка двигателя электростанции. Для запуска предусмотрено пять попыток, в том числе на сам запуск отводится 5 секунд, и на перерыв между запусками – 15 секунд с автоматическим управлением воздушной заслонкой.

s42595402.jpg

Блок БАЗГ-1 входит в состав системы резервного автоматического электроснабжения. Внешний источник отдает команду, по которой выполняется запуск и последующий контроль над работой двигателя. Для того чтобы система работала полноценно, понадобится щит, переключающий на резерв.

Устройство БАЗГ-1 может работать совместно с инвертором, обеспечивающим запуск генератора и дальнейшую подзарядку аккумуляторной батареи. Пуск и отключение генератора происходит при замыкании и размыкании двух контактов. При неудачной попытке запуска блок переходит в состояние аварийного режима. Для выхода из него нужно снять питание с блока или отменить команду запуска. Перед полным отключением двигателя генератор охлаждается в течение 30 секунд.

О схемах АВР

Есть несколько разных схем реализации АВР. Дальше я буду писать о наиболее безопасной с моей точки зрения схеме однофазного АВР. Я не советую экономно делать АВР на одном контакторе или же с коммутацией только одного фазного провода. Только вместе с нейтралью.

vhv-rllrb28jayf15egb9xgltua.jpeg

На приведенной схеме питание от сети и от генератора подаётся через вводы 1 и 2. Они защищены спаренными автоматами. Через дополнительные автоматы питаются схемы коммутации и индикации. Видно, что катушки реле взаимно блокируются электрически. За включение того или иного ввода отвечает для упрощения не показанный на схеме микроконтроллер, который замыкает цепи в точке коммутации ТК1 или ТК2.

Принципиальным моментом является наличие в АВР 2х схем блокировок – взаимной механической блокировки коммутирующих вводы контакторов и взаимной электрической блокировки контакторов. Самодельщики ради экономии, бывает, в своих конструкциях пренебрегают этими блокировками, а зря. Схема без блокировок может проработать некоторое время, но в какой-то момент контакты пригорят, возвратные пружины ослабнут и случится КЗ между вводами. Во-первых, это грозит большим бабахом, если обе линии окажутся под напряжением, но это не самая большая проблема. Гораздо важнее, что ваш генератор неожиданно для ремонтирующих проводку электриков может выдать в общую сеть напряжение – при неблагоприятном стечении обстоятельств ремонтирующие линию электрики могут погибнуть. Для вас это уже уголовная статья.

Преимущества и недостатки

Генераторы с автозапуском обеспечивают подачу резервного питания во время отключений основной энергосети. Главное преимущество этих устройств состоит в том, что запуск и остановка электростанций происходит без участия человека. К прочим преимуществам можно отнести:

  • высокую надёжность автоматики;
  • защиту от КЗ во время работы станции;
  • минимальное обслуживание.

Надёжность системы аварийного питания обеспечивается проверкой блоком АВР условий, соблюдение которых разрешает запуск генератора. К ним относятся:

  • отсутствие короткого замыкания в обслуживаемой линии;
  • факт срабатывание вводного выключателя;
  • наличие или отсутствие напряжения в защищаемой зоне.

При несоблюдении одного из перечисленных условий, команда на запуск двигателя не поступит.

Говоря о недостатках, можно отметить, что генераторы с системами автозапуска требуют к себе повышенного контроля над состоянием аккумуляторной батареи и своевременной дозаправкой топлива. Если генератор долго бездействует, необходимо тестировать его запуск.

Ввод с улицы

Основной источник питания – это напряжение, подаваемое с улицы.

Генератор является аварийным резервом, когда например очередные террористы взорвут электрические опоры. Смайл не ставлю, мне обидно как электрику за крымчан. И не только как электрику.

Вот несколько фото с комментариями.

Ввод с улицы

Ввод с улицы через вводной рубильник и счетчик

Тут всё понятно. По подключению счетчика у меня много статей, вот например. Автомат в данном случае можно было бы поставить и поменьше – например, 50 Ампер.

Кстати, про выбор автоматических выключателей – рекомендую статью. И ещё эту, на конкретном примере электрощита в квартире.

Вот как выглядит весь вводной электрощиток:

Электрощиток с вводом из города, счетчиком, и выводом на дом

Электрощиток с вводом из города, счетчиком, и выводом на дом

Щиток этот не только вводной. В нём также установлен автомат, через который идёт питание с АВР к сети дома (слева внизу, к нему на фото провода пока не подключены).

Кстати, схема была бы проще, если бы генератор и АВР мы подключили ДО счетчика. Но тогда бы счетчик считал и электроэнегию, вырабатываемую генератором. И весь генератор пришлось бы пломбировать)

О контакторах

Таким образом, использование обычных реле для нас отпадает, подойдут только специализированные контакторы. Для больших мощностей есть ещё вариант с моторизованными приводами, но это дорого и для типичного домашнего применения избыточно.

Чтобы сделать механическую блокировку, нужно выбрать контакторы, которые могут работать в паре. Обычно взаимная блокировка достигается установкой одинаковых контакторов рядом друг с другом и установкой дополнительной опции – механического блокиратора. Он продаётся отдельно от контакторов и стоит копейки.

Взаимная электрическая блокировка возможна, если на контакторе есть дополнительные сигнальные контакты, работающие на размыкание. Иногда они сразу встроены в контактор, иногда их можно докупить и установить как опцию.

Ведущие производители контакторов имеют в своих линейках такое оборудование. Так что найти и купить комплект не представляет особого труда. Правда цены на брендовые контакторы на порядок выше наших/китайских. Поскольку количество циклов коммутации не ожидается большим, то выбор китайских контакторов вполне оправдан. К недостаткам можно отнести только то, что катушки контактора во время работы довольно сильно гудят.

Еще по поводу коммутируемой мощности. Контакты контактора должны выдерживать максимальную мощность, которую вам разрешено потреблять в доме. У меня это 10 кВт, поэтому контакторы я выбирал на допустимый ток через один контакт примерно в 50 ампер. Стоит отметить, что по какой-то причине коммутируемая мощность для типичного трехфазного контактора указывается в паспорте суммарная для всех трёх фаз, поэтому надо внимательно смотреть, какой допустимый ток именно через один контакт.

Схема автозапуска генератора

Все электроприборы и оборудование, для которых требуется резервное питание, отдельно выделяются на схеме автозапуска. Остальные потребители остаются подключенными к городской сети по стандартной схеме. Подключение фазы осуществляется через автоматический предохранитель. Сами потребители резервного питания подключаются через розетку на 32 ампера, позволяющую снимать полную мощность генератора.

s28972207.jpg

В схеме в обязательном порядке должен быть предусмотрен заземляющий контур, обеспечивающий защиту и безопасную работу с установкой. Следует учитывать, что розетка и блок автозапуска не рассчитаны на высокие нагрузки. Мощность потребителей, подключенных к резервному питанию, не может быть выше номинальной мощности генератора. В случае перегрузки высока вероятность сжигания обмотки и выхода из строя всей установки.

В некоторых случаях схема автозапуска предусматривает подключение стабилизаторов напряжения. Они используются для тех потребителей, которые чрезвычайно требовательны к качеству электроэнергии в бытовых условиях и на производстве. Подключение стабилизаторов в сеть осуществляется в тестовом режиме. В случае стабильной работы всех потребителей, отсутствии посторонних шумов, прибор устанавливается перед генератором и включается в городскую сеть. Если же ток, выдаваемый генератором, некачественный, то установка стабилизатора производится после него и все потребители будут получать уже стабилизированный ток.

Использованная литература

  • Ройз Ш. С., Игнатович В.М. «Электрические машины и трансформаторы» 2016
  • Кацман М.М. «Электрические машины»  2013
  • Хрущев В. В. «Электрические машины систем автоматики» 1986
  • А.А. Усольцев «Электрические машины» 2013
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...