Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 1

Схема изготовления блока авр для генератора своими руками

Конструкция автоматики АВР для подключения генератора

5_Собранная и подключенная схема АВР. Не судите строго за монтаж.

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.

Итого, вот такая получилась дачная автоматика для генератора:

6_общий вид схемы питания дома

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

Устройство

Функционально такой генератор состоит из двух частей: непосредственно генератора и устройства автоматического ввода резерва (АВР). Рассмотрим их по отдельности.

  • Генератор, предназначенный для работы с автозапуском, отличается от обычного бензогенератора двумя вещами: наличием электростартера и устройства автоматического прогрева. Для бензинового мотора это автоматически управляемая воздушная заслонка или электрический клапан обогащения топлива, знакомый владельцам скутеров, для дизельного — устройство предпускового подогрева и свеча накаливания. При запуске поворотом ключа зажигания или по сигналу от АВР автоматически включаются пусковое устройство и электростартер, по мере прогрева двигателя пусковое устройство отключается.
  • Устройство автоматического ввода резерва осуществляет постоянный контроль напряжения в электросети и при его пропадании на время больше заданного запускает бензогенератор, после чего перекоммутирует нагрузку на его выход. При восстановлении подачи энергии из внешней электросети происходит обратная коммутация, а генератор глушится. Устройство АВР может быть как неотъемлемой частью агрегата (как правило, в дорогих и мощных установках, рассчитанных на нагрузку 10 и более кВт), так и докупаться при необходимости к более дешевым генераторам, имеющим возможность работы с внешним АВР. Также устройство ввода резерва заряжает аккумулятор бензогенератора.

Включение генератора автозапуском происходит с задержкой, складывающейся из двух частей: во-первых, сигнал на запуск подается устройством АВР только после определенного времени отсутствия питания, чтобы не расходовать ресурс устройства короткими пусками на несколько секунд. Во-вторых, нагрузка подключается к генератору только после его прогрева. Поэтому во всех случаях, когда такие паузы неприемлемы, к установке с автозапуском дополнительно придется купить и источник бесперебойного питания.

Схемы подключения

Теперь попытаемся разобраться в том, как правильно подключить АВР. Обычно встречается схема на 2 ввода.

И лишь потом может выполняться подключение силовых блоков АВР с контроллерами по принципиальной электросхеме. Ее коммутирование с контроллерами делается с использованием контакторов. После этого осуществляется соединение с генератором АВР. Качество всех соединений, их правильность, можно проверить, применяя обыкновенный мультиметр.

Если используется режим получения напряжения от стандартной ЛЭП, то в механизме АВР активируется генераторная автоматика, осуществляется включение первого магнитопускателя, подающего напряжение к щитку.

Если случается ЧП и напряжение пропадает, то с использованием реле магнитопускатель №1 деактивируется и генератор получает команду на осуществление автозапуска. Когда начинает работу генератор, то в АВР-щитке активируется магнитнопускатель №2, через который напряжение идет на распредкоробку домашней сети. Так все будет работать либо до того, как восстановится электропитание по основной линии, либо при окончании топлива в генераторе.

Когда основное напряжение восстановится, генератор и второй магнитопускатель отключаются, подавая сигнал первому на запуск, после чего система переходит к стандартной работе.

То есть получается так, что во время работы генератора учет электрической энергии не производится, что логично, ведь питание не осуществляется от централизованного источника электроснабжения.

Щиток АВР монтируется до главного щита домашней сети. Поэтому получается, что по схеме он должен быть смонтирован между счетчиком электрической энергии и распределительной коробкой.

Если общая мощность потребителей будет больше того, что может дать генератор или само устройство не обладает большой мощностью, на линию следует подключать исключительно те приборы и оборудование, которые точно потребуются для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта.

Из следующего видео вы узнате о простейших схемах построения АВР, а также схемы АВР на два ввода и генератор.

Принцип работы

За несколько лет на рынке появилось множество разнообразных агрегатов для автоматического резервирования, которые оснащаются мощным микропроцессорным контроллером. Несмотря на огромный ассортимент, наибольшим спросом пользуются модели с управляющим реле-контроллером. Устройство непрерывно анализирует сигналы датчиков напряжения, а также своевременно обнаруживает сбой в питании и инициирует процедуру быстрого запуска генератора.

Если начинающий мастер будет рассматривать схему подключения АВР с точки зрения электротехники, то эта задача может показаться слишком сложной. Всё дело в том, что различные технические сложности и неизбежные временные задержки затрудняют мгновенное получение резервной электроэнергии. Чтобы такое оборудование прекрасно справлялось со своими основными задачами и не подводило в самый ответственный момент, нужно заранее ознакомиться с его функциональными возможностями:

  1. Современные модели АВР могут использоваться не только с бензиновыми, электрическими, газовыми, но и с дизельными генераторами.
  2. Пользователь всегда может выбрать наиболее подходящий тип резервной сети — однофазную или трёхфазную.
  3. В системе предусмотрен постоянный контроль температуры двигателя.
  4. Обеспечение полного цикла работы резервного источника: автоматизированный запуск генератора в тот момент, когда исчезло централизованное электроснабжение или уровень напряжения превысил все допустимые показатели. Предусмотрены многочисленные полезные функции, которые непрерывно контролируют работу генератора, защищают его от перегрузки. При появлении основного электричества происходит остановка и последующее охлаждение бесперебойного источника.
  5. Наличие тестового еженедельного запуска генератора (мастер может настроить точную дату и время для проведения этой процедуры).
  6. Удобное управление приводом воздушной заслонки.
  7. Всегда можно активировать экономный режим работы оборудования.
  8. Фиксированный контроль напряжения аккумуляторных батарей. Эта функция позволяет запускать генератор только при полной разрядке АКБ генератора.
  9. Некоторые модели АВР обладают расширенной функциональностью для подключения вспомогательных модулей: GSM-модем, БИП.
  10. Качественный счётчик, который показывает оставшееся время до проведения планового технического обслуживания.

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)

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.

Подключение АВР

Перед тем как выполнять подключение, необходимо правильно разместить все детали в электрическом щите. Они устанавливаются таким образом, чтобы не было пересечений проводников, обеспечивался свободный доступ к контактам и клеммам. После этого выполняется подключение силовой части АВР и контроллеров в соответствии с принципиальной электрической схемой.

Коммутация силовой части и контроллеров осуществляется с помощью контакторов. После всех подключений выполняется непосредственное соединение АВР с генератором. Правильность и качество подключений и соединений проводников и других элементов проверяется с помощью мультиметра.

При использовании обычного режима, когда подача напряжения производится от обычной ЛЭП, в системе АВР срабатывает автоматика для генератора и происходит включение первого магнитного пускателя, подающего напряжение к щиту частного дома. С наступлением аварийного режима, при котором напряжение в сети отсутствует, при помощи реле выполняется отключение магнитного пускателя № 1 и подача сигнала генератору на производство автозапуска. После начала работы генератора в щите АВР наступает срабатывание второго магнитного пускателя, через который напряжение начинает поступать на распределительный щит домашней электрической сети.

Работа в таком режиме будет продолжаться до появления основной подачи электричества или до окончания горючего в самом генераторе. Когда основное напряжение включается в сеть, генератор и магнитный пускатель № 2 выключаются, а магнитный пускатель № 1, наоборот, включается, и вся система переходит на обычный режим работы.

Установка щита автоматического ввода резерва выполняется после электросчетчика. Таким образом, во время работы генератора учет потребленной электроэнергии не производится. Кроме того, щит АВР для генератора устанавливается до основного щита домашней сети. В результате, он оказывается установленным между счетчиком электроэнергии и распределительным щитом.

Если суммарная мощность потребителей, имеющихся в доме, превышает возможности генератора или сам агрегат недостаточно мощный, на его линию подключаются только те приборы и оборудование, которые действительно необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта до того момента, пока не будет включено основное электропитание.

Выбор генератора

В зависимости от конструкции бензогенератора устройство АВР может быть как встроенным, так и покупаемым и подключаемым отдельно. Также нужно учитывать фазность резервируемого напряжения и максимальную мощность питаемой нагрузки.

Для питания дачи с небольшим числом потребителей достаточно однофазного генератора мощностью до 6 кВА. Такие модели генераторов могут не иметь встроенного устройства ввода резерва, и его придется приобретать отдельно. Мощность блока АВР не должна быть ниже, чем мощность генератора. Внешний блок автозапуска для упрощения подключения лучше всего приобретать той же фирмы, что и сам генератор.

Частный дом с достаточно большой суммарной мощностью потребителей потребует и более мощный генератор, зачастую — трехфазный. Модели со встроенным АВР уже согласованы с ним по мощности, при покупке внешнего устройства также нужно учитывать мощность генераторной установки.

Если бензогенератор будет размещен в доме, стоит присмотреться к установкам закрытого исполнения, имеющим шумозащитный кожух

Длительная работа бензинового генератора ощутимо раздражает постоянным шумом мотора, и на эту характеристику нужно обращать внимание при покупке генератора

Приблизительно оценить уровень звука можно по такому сравнению: шум в 70 дБ сравним с громким разговором, 80 дБ — это уже работа мощного пылесоса или двигателя мотоцикла.

Электросеть в доме, где планируется использование генератора с автозапуском, проектируется из двух независимых частей. К одной подключаются потребители, для которых обязательно резервирование питания, и она выводится к выходу устройства АВР. Вторая часть проводки вместе со входом АВР подключаются к выходу электросчетчика. Если ввод питания в здании выполнен трехфазным, то однофазная нагрузка должна распределяться равномерно между фазами.

Расчет требуемой мощности затрудняет использование разных единиц, вызванных сильным влиянием индуктивной и емкостной составляющей нагрузки на сопротивление переменному току. Из-за этого мощность генератора, указываемая в кВА (киловольт-амперах), не равна его мощности в привычных киловаттах. Реактивную составляющую нагрузки описывает так называемый коэффициент мощности, обозначаемый как cos φ. Эта величина обязательно указывается в характеристиках генератора. Например, бензогенератор с мощностью 10 кВА при собственном cos φ=0,8 сможет из-за собственных потерь обеспечивать только 8-киловаттную нагрузку, и именно такой мощности АВР ему будет достаточно. При расчете же требуемой мощности генератора нужно учитывать все потребители, имеющие электромоторы: их cos φ обычно находится между 0,7 (маломощные дрели и прочий электроинструмент) и 0,5 (холодильники, насосы циркуляции). Также в систему закладывается как минимум 25% запаса мощности.

Пример: Для примера возьмем случай, когда нам нужно обеспечить резервирование в доме, где есть 300-ваттный холодильник, 65-ваттный насос системы отопления, 6 ламп освещения по 75 ватт каждая и, скажем, 65-ваттный блок питания ноутбука. Сосчитаем суммарное электропотребление:

300/0,5(учтем коэффициент мощности холодильника)+65/0,5(cos φ насоса)+6*75+65=1245 Вт

С учетом минимального запаса мощности нам потребуется как минимум 1,5 кВт мощности — то есть нам нужно устройство АВР мощностью не менее полутора киловатт и генератор как минимум на 2кВА. Учтите, что указанные цифры находятся на нижнем пределе запаса мощности, и для долговечности оборудования его нужно закладывать как можно большим.

Виды и их устройство

Следует сказать, что типы АВР-устройств могут различаться по следующим критериям:

  • по категории напряжения;
  • по количеству запасных секций;
  • времени задержки переключения;
  • мощности сети;
  • по типу запасной сети, то есть применяться в однофазной либо трехфазной сети.

Но чаще всего данные устройства делят на категории по методу подключения. В данном случае они бывают:

  • с автоматическими рубильниками;
  • тиристорные;
  • с контакторами.

Если говорить о моделях с автоматическими рубильниками, то главным рабочим элементом такой модели будет рубильник, имеющий среднее нулевое положение. Чтобы его переключить применяется электропривод моторного типа под управлением контроллера. Такой щит очень легко разобрать и ремонтировать по частям. Он очень надежен, но у него нет защиты от короткого замыкания и скачков напряжения. Да стоимость его довольно велика.

Тиристорные модели отличаются тем, что здесь элементом коммутации являются тиристоры высокой мощности, способствующие тому, чтобы подключение второго ввода вместо первого, что вышел из строя, осуществлялось почти мгновенно.

Стоимость такого типа АВР велика, но иногда другой вариант просто использовать нельзя.

Еще один тип – с контакторами. Он является наиболее распространенным на сегодняшний день. Это объясняется ценовой доступностью. Его основными частями являются 2 контактора, обладающие взаимной блокировкой, электромеханической или электрической, а также реле, которое предназначается для контроля над фазами.

Самые доступные модели осуществляют контроль лишь над одной фазой, не принимая при этом в расчет качество напряжения. Когда подача напряжения на одну фазу прекращается, нагрузка автоматически идет на другой источник питания.

Модели дороже дают возможность контролировать частоту, напряжение, задержки времени и осуществлять их программирование. Кроме того, можно произвести механическое блокирование всех вводов одномоментно.

Говоря о конструкции АВР, следует сказать, что оно состоит из 3-х узлов, которые взаимосвязаны между собой:

  • контакторов, которые осуществляют коммутирование вводных и цепей нагрузки;
  • логических и индикационных блоков;
  • релейного блока переключения.

Иногда они могут снабжаться дополнительными узлами для исключения просадок напряжения, задержек по времени, повышения качества тока на выходе.

Включение запасной линии позволяет обеспечить группа контактов. За наличием входящего напряжения следит фазное контролирующее реле.

Если говорить о принципе работы, то в стандартном режиме, когда все запитывается от главной сети, блок контакторов направляет электричество на потребительские линии, благодаря наличию инвертора.

Сигнал о наличии напряжения вводного типа подается на устройства логического и индикационного типа. При нормальной работе все будет работать устойчиво. Если произойдет авария в главной сети, то реле фазного контроля перестает удерживать контакты замкнутыми и происходит их размыкание, с последующей деактивацией нагрузки.

Если имеется инвертор, то он включается на генерирование тока переменного типа с напряжением в 220 вольт. То есть пользователи будут иметь стабильное напряжение, если в обычной сети напряжение будет отсутствовать.

Если работа основной сети не восстанавливается когда следует, то контроллер подает сигнал об этом с запуском генератора. Если от альтернатора есть стабильное напряжение, то осуществляется переключение контакторов на запасную линию.

Автовключение сети потребителя начинается с поступлением напряжения на фазно-контрольное реле, переключающего контакторы на главную линию. Цепь запасного питания размыкается. Сигнал от контроллера идет на механизм топливоподачи, закрывающую заслонку бензомотора, либо перекрывает топливо в соответствующем блоке двигателя. После этого электростанция выключается.

Если имеется система с автозапуском, то участие человека вообще не требуется. Весь механизм будет надежно защищен от взаимодействия токов встречного типа и короткого замыкания. Для этого обычно используют механизм блокировок и различные дополнительные реле.

Если требуется, то оператор может использовать ручной механизм переключения линий при помощи контролера. Он также может менять настройки блока управления, активировать автоматический либо ручной рабочий режим.

АВР Fubag Smartmaster BS 6600

Fubag Smartmaster BS 6600

Блок АВР Fubag Smartmaster BS 6600

На передней панели есть 4 индикатора, а кнопка переключения режимов работы – Ручной/Авто.

Откроем крышку:

Устройство АВР для генератора Fubag

Заправляет всем контроллер, он закрыт металлической пластиной. Силовые контакторы подключают нужный источник напряжения (генератор / улица) к дому.

На следующем фото – разъем для подключения кабеля управления генератором, сальники для силовых кабелей, и схема подключения на корпусе, которая только сбивает с толку, как это было со схемой на реле напряжения Барьер.

АВР для генератора Fubag. Вид сбоку

АВР написано по английски – ATS, что означает Automatic transfer switch – автоматический проходной переключатель.

Система автозапуска генератора

Ручное переключение подачи электричества потребует много времени. Вначале рубильником отключается основная сеть, затем нужно подойти к генератору, завести его, дать прогреться и только после этого можно подавать электричество на объект. После того как городское электричество вновь появилось, процедура отключения генератора повторяется в обратном порядке. Для того чтобы избежать подобных движений, был придуман автозапуск генератора, самостоятельно выполняющий все операции. Принцип действия данных устройств один и тот же, они различаются лишь по количеству функций, качеству сборки, комплектности и стоимости.

Автоматический запуск генератора осуществляется в той же последовательности, что и при ручном режиме, только значительно быстрее. Самые простые устройства выполняют обычное включение и выключение домашней электростанции. В современных моделях представлен более широкий набор функций. В основе конструкции таких устройств лежат новейшие программируемые процессоры.

АВР

Одна заправка топливом обеспечивает работу устройства в течение 7-9 часов. Для увеличения этого показателя работа генератора может вестись автоматически в экономичном режиме. Например, при отключении электричества, нецелесообразно включать электростанцию, чтобы обеспечить непрерывную работу только одного холодильника или газового котла. В таких случаях может задаваться режим работы «один час через три», что означает один час работы и три часа отдыха. За это время ни с холодильником, ни с системой отопления ничего не случится. За счет такой экономии увеличивается не только временной период действия станции, но и ее моторесурс.

Качественная автоматика делает эксплуатацию генератора значительно проще и доступнее практически для каждого человека. Выбор системы автозапуска рекомендуется делать в специализированных организациях, которые не только продают, но и устанавливают необходимое оборудование.

Самостоятельное изготовление блока АВР

Качественный автоматический ввод резерва для генератора отличается высокой стоимостью, поэтому многие домашние мастера решают изготовить это устройство своими руками, используя те самые детали, что и в стандартных заводских агрегатах. Основной и самой дорогой частью является многофункциональный контроллер.

Для обеспечения силовой части мастера задействуют контакторы, которые используются для гарантированного переключения с главной линии на локальную сеть. Чтобы компактно разместить все детали, нужно подготовить довольно вместительный шкаф или же щит, который больше всего будет подходить по размеру к изготавливаемому агрегату.

Традиционная схема АВР всегда оснащается автоматизированным контролирующим механизмом, который работает за счёт нормального постоянного напряжения. Качественная реализация этой идеи возложена на блок питания. Чаще всего специалисты применяют стандартный аккумулятор повышенной мощности, так как при повышенных нагрузках маломощный агрегат быстро разряжается.

Именно блок питания контролирует уровень выходящего напряжения. Стоит отметить, что все комплектующие детали нужно покупать исключительно в проверенных торговых магазинах, отдавая своё предпочтение известным производителям. Чтобы во время сборки не допустить самых распространённых ошибок, необходимо использовать профессиональную схему АВР для генератора. Своими руками можно изготовить высококачественную модель, которая будет отвечать всем эксплуатационным требованиям.

Выбирая контроллер, необходимо проверить наличие инверсной воздушной заслонки. Этот узел особенно полезен в тех ситуациях, когда потребитель использует генератор с механической заслонкой.

Когда все элементы есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению АВР. Начинать нужно с монтажа всех элементов и узлов во внутренний отсек электрического щита. Этот процесс должен происходить таким образом, чтобы не образовались пересечения между проводниками, а все контакты и клеммы были легкодоступны. Далее происходит подключение силовой части и контроллеров.

Параллельное включение резервного генератора с централизованной электросетью считается недопустимым. В противном случае бесперебойный источник питания может быть сильно повреждён вплоть до полной поломки всех узлов. Чтобы оградить оборудование от столь негативных последствий, нужно приобрести специальные щиты, которые обеспечивают как ручное, так и автоматическое переключение на ввод резерва. В продаже можно встретить универсальные разновидности сильноточных коммутаторов нагрузки, а также многофункциональные автоматические регуляторы напряжения используемого генератора.

В процессе подключения обязательно учитывается наличие двух мощных кабелей, которые входят в щит автоматического резерва. Один из них должен быть рассчитан на основную сеть, а второй — на резервную линию электросети. Их поочерёдное использование обусловлено различными алгоритмами работы оборудования. Но на выходе к потребителю протягивается только один силовой кабель.

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:

Переключатель для коммутации источника напряжения. Стоит в среднем положении.

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

Переключатель для коммутации источника напряжения. Выходы нуля и фазы

Переключатель для коммутации источника напряжения. Входы нуля и фазы города и генератора

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

Отличительные функции

Современные блоки АВР обеспечивают автоматический запуск генератора в случае пропадания напряжения на основной линии. При этом такой агрегат управляет работой стартера, топливным клапаном, предпусковым подогревом свечи установки и приводом воздушной заслонки. Когда напряжение на основной линии восстанавливается, АВР самостоятельно отключает подачу нагрузки от генератора, за счёт чего происходит постепенное охлаждение всей установки. Помимо этого, автоматический ввод резерва отличается и другими функциями:

  1. В состав блока обязательно входит зарядное устройство аккумуляторной батареи генератора.
  2. Некоторые модели позволяют контролировать температуру картера двигателя бензиновой установки с целью непрерывного управления воздушной заслонкой в зависимости от уровня нагрева двигателя. Благодаря такой функции предотвращается перегрев основного рабочего узла.
  3. Более дорогие модели оснащаются мощными аккумуляторами, которые хорошо справляются с большими нагрузками.
  4. Блок АВР можно подключить к персональному компьютеру (интерфейс RS 485). Пользователь может выполнить точную настройку констант и параметров, которые будут считывать все текущие измерения.
  5. Установка GSM-модема позволит дистанционно запускать и останавливать генератор через SMS-сообщения. Специалист может в удобное для себя время контролировать режим работы блока, а также считывать актуальные телеметрические данные.
  6. Наличие встроенного байпаса. Когда из строя выходит основной управляющий контроллер, генератор можно запустить и самостоятельно.
  7. Наличие кнопки «Аварийный стоп». Генератор может быть остановлен в принудительном порядке, если произошла непредвиденная ситуация.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации