Авр для генератора руководство

АВР для генератора: особенности и подключение

Что это такое?

Как уже было сказано выше, АВР переводится, как автовключение (ввод) резерва. Под последним следует понимать любой генератор, производящий выработку электроэнергии, если энергоснабжение объекта прекратится.

Данное устройство – своеобразный переключатель нагрузки, осуществляющий это в момент необходимости. Ряд моделей АВР требует ручной настройки, но большая часть управляются в авторежиме по сигналу о потере напряжения.

Виды и их устройство

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.

Данный аспект будет много значить при выборе АВР для тех, кому важно, чтобы электричество было всегда, а любой, даже самый маленький сбой, может стать причиной каких-то серьезных проблем.

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.

Но при неисправности устройств его нельзя заблокировать вручную. И если потребуется ремонт одного элемента, придется производить ремонт всего агрегата сразу.

Секреты выбора

Лучше всего покупать модели в исполнении Basic или DeepSea.

Не менее важным аспектом будет и то, что если отслеживающая часть блока АВР будет монтироваться на улице, то ящик обязательно должен иметь степень защиты от влаги и пыли не менее IP44 и IP65.

Кроме того, все клеммы, кабели и зажимы внутри ящика должны быть промаркированы, как указано в схеме. Она вместе с инструкцией по эксплуатации должна быть понятной.

Схемы подключения

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

Предварительно следует произвести правильное размещение элементов в электрощите. Они должны монтироваться так, чтобы никаких пересечений проводов не наблюдалось. У пользователя должен быть полный доступ ко всему.

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.

Следует сказать, что монтаж щита АВР должен выполняться после электросчетчика.

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.

Как я делал себе АВР для генератора

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 оставлять лучшего. Поэтому решил написать о своем опыте самодельного АВР на микроконтроллере ATmega8A. Если тема интересна, добро пожаловать под кат, будет много букв и кода.

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!

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.

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.

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.

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.

О схеме управления

Когда я занимался созданием АВР у меня было несколько особых требований к его работе:

• У меня не так часто отключают электричество, поэтому я решил, что мне не нужен автозапуск генератора, а вот от автоматической остановки генератора я решил не отказываться: когда сеть восстанавливается, генератор сам затихает и сразу понятно, что теперь с питанием всё хорошо, да и бензин экономится
• После старта генератора ему надо дать время прогреться и только после прогрева давать ему нагрузку. Т.е. мне нужен был таймер включения АВР после подачи напряжения от генератора
• После восстановления напряжения в сети часто происходили повторные отключения через короткий промежуток времени, поэтому мне нужен был таймер, который бы выждал перед переходом с генератора на сеть некоторое время и не глушил сразу генератор
• Генератору, говорят, полезно перед выключением немного поработать без нагрузки. И для этого мне тоже нужен был таймер

Таким образом вырисовывалась картина, что мне нужен контроллер с несколькими таймерами. В те времена я увлекался кодингом на AVR, поэтому решил сделать такой контроллер на Atmega 8a.

Хорошо бы, чтоб контроллер работал долго и надёжно. Кроме того, чтобы сделать полную гальваническую развязку и снабдить контроллер сторожевым таймером я ничего более не придумал. Ну и сделать схему и программу максимально простыми. Поскольку делалось всё для себя, то все настройки и калибровки решил оставить в коде — весь UI свелся к одному светодиоду )

Основная задача контроллера – мониторить напряжение на вводах и, при необходимости, переключать вводы. При этом приоритетным является ввод от деревенской сети.

Тут стоит отметить, что качество сети таково, что колебания от 150 в до 250 в вполне обычное явление. Поэтому понятие что есть хорошее питание от сети очень размыто. Через какое-то время я решил эту проблему, когда поставил на весь дом один мощный тиристорный стаблизатор напряжения на 11 кВт. Но, важно, стабилизатор можно ставить только до АВР, а не после! Включать стабилизатор для генератора категорически не рекомендуется. Есть опасность, что при определенной комбинации нагрузок, особенно всяких мощных насосов, система из генератора и стабилизатора станет неустойчивой и войдет в автоколебания.

После некоторых раздумий нарисовал такую схему в Eagle.

В схеме есть два идентичных трансформаторных источника питания, при наличии напряжения на любом из вводов схема обеспечена питанием. Между вводами возможно напряжение в 600в, поэтому изоляция трансформаторов должна быть хорошей. Питание берется после пакетников QF3 и QF4 соответственно.

У каждого источника есть резистивный делитель напряжения, защищенный от перенапряжения стабилитроном – с него производится путём нехитрых расчётов измерение напряжение сети с помощью АЦП микроконтроллера.

Для коммутации катушек контакторов применяется стандартная схема из даташита для управления семисторами. 2 штуки ). Катушки — это индуктивная нагрузка, поэтому цепи снаббера на выходе из резистора и конденсатора обязательны.

У меня был релейный модуль с али, который используется для останова генератора. На схеме он просто прямоугольник с тремя выводами.

Из особенностей еще в качестве генератора опорного напряжения использован TL431. В остальном всё включено стандартно для Atmega 8. Есть светодиоды для индикации наличия напряжения питания на вводах и один светодиод статуса устройства. Тактируется схема с помощью внешнего кварца на 16 МГц.

Eagle мне породил вот такую печатную плату. Никаких SMD, симисторы и стабилизатор с легкими радиаторами.

Два тороидальных трансформатора установлены прямо на плате. Плату изготовил традиционным радиолюбительским способом с помощью фоторезиста. После монтажа покрыл тремя слоями акрилового лака. Надеюсь не пробьет его высокое напряжение.

О программе управления

Код программы довольно длинный, извините.

/*
 * ABP - программа управления блоком "Автоматического ввода резерва"
 * В блоке управления есть два ввода напряжения от сети и генератора и три выхода-
 * один выход для управления контактором включения сети, второй - контактором
 * включения генератора и третий - реле запуска стартера генератора.
 * В блоке управления есть выход RS232 для отладочной информации, порт SPI для 
 * программирования микроконтроллера и 3 светодиода. Два зеленых светодиода 
 * показывают наличие напряжения питания на входах сети и генератора. Красный 
 * светодиод показывает состояние контроллера количеством вспышек.
 *
 * для нормальной печати напряжений нужно линковать большие библиотеки printf
 * дополнительные опции в линкере -Wl,-u,vfprintf -lprintf_flt
 */
 #ifndef F_CPU
 #  define F_CPU 16000000UL
 #endif
#define BAUD 9600

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/wdt.h>
#include <avr/sleep.h>

// переменные для сохранения состояния контроллера после запуска
// используются только для отладки
uint8_t mcusr_mirror __attribute__ ((section (".noinit")));

void get_mcusr(void) \
__attribute__((naked)) \
__attribute__((section(".init3")));
void get_mcusr(void)
{
   mcusr_mirror = MCUSR;
   MCUSR = 0;
   wdt_disable();
}

//настройка UART для отладочной печати в порт RS232
void uart_init( void )
{
/* //настройка скорости обмена
   UBRRH = 0;
   UBRRL = 103; //9600 при кварце 16 МГц */
    #include <util/setbaud.h>
    UBRRH = UBRRH_VALUE;
    UBRRL = UBRRL_VALUE;   
    #if USE_2X
      UCSRA |= (1 << U2X);
    #else
      UCSRA &= ~(1 << U2X);
   #endif
   //8 бит данных, 1 стоп бит, без контроля четности
   UCSRC = ( 1 << URSEL ) | ( 1 << UCSZ1 ) | ( 1 << UCSZ0 );
   //разрешить прием и передачу данных
   UCSRB = ( 1 << TXEN ) | ( 1 <<RXEN );
}

int uart_putc(  char c, FILE *file )
{
   //ждем окончания передачи предыдущего байта
   while( ( UCSRA & ( 1 << UDRE ) ) == 0 );
   UDR = c;
   wdt_reset();
   return 0;
}

FILE uart_stream = FDEV_SETUP_STREAM( uart_putc, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE );

// настройка счетчика 1 для счета секунд - главный таймер в программе
void timer1_init( void )
{
   TCCR1A = 0; // регистр настройки таймера 1 - ничего интересного
   /* 16000000 / 1024 = 15625 Гц, режим СТС со сбросом 15625 должен давать прерывания раз в 1 сек */
   // режим CTC, ICP1 interrupt sense (falling)(not used) + prescale /1024 + без подавления шума (not used) 
   TCCR1B = (0 << WGM13) | (1 << WGM12) | (0 << ICES1) | ((1 << CS12) | (0 << CS11) | (1 << CS10)) | (0 << ICNC1); 
   OCR1A = 15625;  
   
   // прерывание 
   TIMSK |= (1 << OCIE1A);
}

// описание состояния контакторов
typedef enum _ABP_RLY_STATES {
   RLY_OFF = 0, // контактор выключен
   RLY_ON // контактор включен
} ABP_RLY_STATES;

// перечень используемых в блоке реле
typedef enum _ABP_RLY {
   RLY_220N = 0,
   RLY_220G,
   RLY_GEN
} ABP_RLY;

volatile ABP_RLY_STATES contactors[RLY_GEN+1]; // расчетные состояния контакторов

// описание состяния софтовых таймеров
typedef enum _ABP_TMR_STATES {
   TMR_OFF = 0, // таймер выключен
   TMR_ON // таймер включен
} ABP_TMR_STATES;

// структура описывающая софтовый таймер
typedef struct {
   ABP_TMR_STATES state; // состояние включения таймера
   unsigned char passed_secs; // сколько секунд прошло (ограничение до 255!!!)
   unsigned char set_secs; // установка срабатывания таймера в секундах
} TMR_INSTANCE;

// перечень используемых софтовых таймеров
typedef enum _ABP_TMRS {
   TMR_220N_ON = 0,  // задержка включения контактора после появления 220 от сети
   TMR_220G_ON, // задержка включения контактора после появления 220 от генератора
   TMR_220N_OFF, // задержка выключения контактора после пропадания 220 в сети
   TMR_220G_OFF, // задержка выключения контактора после пропадания 220 от генератора 
   TMR_PRINT, // задержка отладочной печати в последовательный порт
   TMR_GEN_OFF // задержка выключения реле стартера генератора после появления 220 от сети
} ABP_TMRS;

volatile TMR_INSTANCE abp_timers[TMR_GEN_OFF+1]; // таймеры по перечню ABP_TMRS

void abp_timers_init( void ) {
   // время срабатывания таймеров в секундах
   abp_timers[TMR_220N_ON].set_secs = 10; // ожидание после включения сетевого напряжения
   abp_timers[TMR_220G_ON].set_secs = 60; // ожидание для переключения на генератор для прогрева генератора
   abp_timers[TMR_220N_OFF].set_secs = 5; // ожидание после пропадания сетевого напряжения
   abp_timers[TMR_220G_OFF].set_secs = 5; // ожидание после пропадания напряжения генератора
   abp_timers[TMR_GEN_OFF].set_secs = 60; // ожидание для охлаждения генератора перед остановом
   abp_timers[TMR_PRINT].set_secs = 2; // задержка печати
   
   unsigned char i;
   for(i=TMR_220N_ON; i<=TMR_GEN_OFF; i++ ) {
      abp_timers[i].state = TMR_OFF;
      abp_timers[i].passed_secs = 0;
   }
   for(i=RLY_220N; i<=RLY_GEN; i++ ) {
      contactors[i] = RLY_OFF;
   }
}

// запуск таймера 
void abp_timer_start( ABP_TMRS tmr ) {
   abp_timers[tmr].passed_secs = 0;
   abp_timers[tmr].state = TMR_ON;    
}

// остановка таймера 
void abp_timer_stop( ABP_TMRS tmr ) {
   abp_timers[tmr].state = TMR_OFF;
   abp_timers[tmr].passed_secs = 0;
}

// проверка срабатывания таймера
unsigned char abp_timer_check( ABP_TMRS tmr ) {
   if (abp_timers[tmr].passed_secs >= abp_timers[tmr].set_secs) {
      return 1; 
   } else {
      return 0;
   }
}

// прерывание для подсчета секунд в таймерах
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
   // сюда надо добавлять переменные счетчиков таймеров включения/выключения
   unsigned char i;
   for(i=TMR_220N_ON; i<=TMR_GEN_OFF; i++ ) {
      if (abp_timers[i].state) {
         abp_timers[i].passed_secs++;   
      }
   }
}


//настройка COUNTER2 для управления светодиодом через переменную led_State
void counter2_init( void )
{
   ASSR = 0;  /* AS0 = 0 */  /* disable asynchronous mode */
   while (ASSR); /*EMPTY*/

   OCR2 = 223;             /* 70 Гц на выходе */

   TCCR2 |= (1 << CS22) | (1 << CS21) | (1 << CS20);  /* prescale /1024 */
   
   TCCR2 |= (1 << WGM21);                /* mode CTC */
   TCCR2 &= ~(1 << WGM20);
   
   TCCR2 &= ~(1 << COM21);              /* не выводить на OC2 */
   TCCR2 &= ~(1 << COM20);
   
   TIMSK |= (1 << OCIE2);          /* enable compare interrupt */
}

typedef enum _ABP_LED_STATES {
   ABP_UNDEF = 0, // режим неопределен
   ABP_1RELAY, // включено 1 реле
   ABP_2RELAY  // включено 2 реле
} ABP_LED_STATES;
ABP_LED_STATES led_State = ABP_UNDEF;

const unsigned char led_pattern[3][10] =
{ { 1,0,1,0,1,0,1,0,1,0 }, // статус не определен
  { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0 }, // включено 1 реле
  { 1,0,1,0,0,0,0,0,0,0 } }; // включено 2 реле

volatile unsigned char timer2_count = 0;         
volatile unsigned char led_cycle = 0; // от 0 до 9

ISR(TIMER2_COMP_vect)  // должно вызываться примерно 70 раз в секунду
{
   if (++timer2_count > 6)       // типа примерно через 0.1 сек. нужно сменить режим светодиода
   {
      timer2_count = 0;           // сбрасываем счетчик
      if (led_pattern[led_State][led_cycle]) {
         PORTB &= ~(1 << PB0); // включаем        
      } else {
         PORTB |=  (1 << PB0); // выключаем
      }
      if (++led_cycle >= 10)
         led_cycle = 0;
   }  
}

// количество семплов для усреднения значения датчиков напряжения
#define SAMPLES 2500
// используемое опорное напряжение TL431
#define REFERENCEV 2.479
// экспериментальные коэффициенты пересчета для делителей напряжения
#define DIVIDER1 (12.3/2.13)
#define DIVIDER2 (12.4/2.03)

double realV1 = 0; // здесь итоговое зхначение измерения V0
double realV2 = 0; // здесь итоговое зхначение измерения V1

volatile int sampleCount = 0;
volatile unsigned long tempVoltage1 = 0; // переменные для накопления суммы
volatile unsigned long tempVoltage2 = 0;
volatile unsigned long sumVoltage1 = 0; // переменные для передачи суммы семплов в основной цикл 
volatile unsigned long sumVoltage2 = 0;

void ADC_init() // ADC1,0
{
   // внешний ИОН 2,5В, 10 bit преобразование
   ADMUX = (0 << REFS0) | (0 << REFS1) | (0 << ADLAR) |
   (0 << MUX3) | (0 << MUX2) | (0 << MUX1) | (0 << MUX0); // ADC0
   // включить, free running, с прерываниями
   ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADFR) | (1 << ADIE) |
   (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0); // делитель 128
   
   ADCSRA |= (1 << ADSC);             // Start ADC Conversion
}

ISR(ADC_vect) // должен накапливать измерения по 2500 семплам по каждому каналу
{
   if ((ADMUX & (1 << MUX0))) { // если работаем с ADC1
      if (sampleCount++) // пропускаем первое измерение
         tempVoltage1 += ADC;
      if (sampleCount >= SAMPLES) {
         sampleCount = 0;
         sumVoltage1 = tempVoltage1;
         tempVoltage2 = 0;
         tempVoltage1 = 0;
         ADMUX &= ~(1 << MUX0); // переключаем на ADC0
      }        
   } else { // если работаем с ADC0
      if (sampleCount++) // пропускаем первое измерение
         tempVoltage2 += ADC;
      if (sampleCount >= SAMPLES) {
         sampleCount = 0;
         sumVoltage2 = tempVoltage2;
         tempVoltage2 = 0;
         tempVoltage1 = 0;
         ADMUX |= (1 << MUX0); // переключаем на ADC1
      }  
   }
   ADCSRA |=(1 << ADIF);              // Acknowledge the ADC Interrupt Flag
}

// валидность напряжения на входах блока АВР
typedef enum _ABP_U_STATES {
   U_INVALID = 0, // напряжение не в норме
   U_VALID // напряжение в норме
} ABP_U_STATES;

ABP_U_STATES u220n, u220g; // расчетная валидность напряжения на входах

// допустимый диапазон напряжений питания в В на выходе выпрямителей
// напряжения меняются не только от изменения сетевого напряжения, но и 
// плавают под нагрузкой (реле стартера), поэтому диапазон широкий
#define MAX_V 14.0
#define MIN_V 7.5

void ports_init() {
   // настройка порта светодиода индикации
   PORTB &= ~(1 << PB0);
   DDRB  |=  (1 << PB0); // output
   PORTB &= ~(1 << PB0); // включаем
   
   // настройка порта Контактора 1
   PORTD |=  (1 << PD4);
   DDRD  |=  (1 << PD4); // output
   PORTD |=  (1 << PD4); // высокий уровень - выключаем
   // настройка порта Контактора 2
   PORTD |=  (1 << PD3);
   DDRD  |=  (1 << PD3); // output
   PORTD |=  (1 << PD3); // высокий уровень - выключаем
   // настройка порта Реле запуска генератора
   PORTD &= ~(1 << PD2);
   DDRD  |=  (1 << PD2); // output
   PORTD &= ~(1 << PD2); // низкий уровень - выключаем
}

void validate220() {
   // логика валидации напряжения питания сети и генератора
   realV1 = DIVIDER1 * ((sumVoltage1 * REFERENCEV) / 1024) / SAMPLES;
   realV2 = DIVIDER2 * ((sumVoltage2 * REFERENCEV) / 1024) / SAMPLES;
   
   if( realV1 > MAX_V || realV1 < MIN_V ) { // проверка напряжения от генератора
      u220g = U_INVALID;
      } else {
      u220g = U_VALID;
   }
   if( realV2 > MAX_V || realV2 < MIN_V ) { // проверка напряжения от сети
      u220n = U_INVALID;
      } else {
      u220n = U_VALID;
   }
}

void validate_contactors() {
      // проверка валидности включения контактора сети 220 в
      // на выходе RLY_220N = RLY_ON или RLY_OFF
      if( u220n == U_VALID && contactors[RLY_220N] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220N_ON].state == TMR_OFF) { // есть напряжение, реле пока выкл, и таймер не вкл
         abp_timer_stop( TMR_220N_OFF ); // остановка таймера выключения 220
         abp_timer_start( TMR_220N_ON ); // запуск таймера включения 220
      }
      if( u220n == U_VALID && contactors[RLY_220N] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220N_ON].state == TMR_ON && abp_timer_check(TMR_220N_ON)) { // есть напряжение, реле пока выкл, таймер сработал
         abp_timer_stop( TMR_220N_OFF ); // остановка таймера выключения 220
         abp_timer_stop( TMR_220N_ON ); // остановка таймера включения 220
         contactors[RLY_220N] = RLY_ON; // ставим флаг включения 220
      }
      if( u220n == U_VALID && contactors[RLY_220N] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220N_OFF].state == TMR_ON) { // есть напряжение, реле вкл, и таймер выкл включен
         abp_timer_stop( TMR_220N_OFF ); // остановка таймера выключения 220
      }
      if( u220n == U_INVALID && contactors[RLY_220N] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220N_OFF].state == TMR_OFF) { // нет напряжение, реле пока выкл, и таймер не вкл
         abp_timer_stop( TMR_220N_ON ); // остановка таймера включения 220
         abp_timer_start( TMR_220N_OFF ); // запуск таймера выключения 220
      }
      if( u220n == U_INVALID && contactors[RLY_220N] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220N_OFF].state == TMR_ON && abp_timer_check(TMR_220N_OFF)) { // нет напряжения, реле пока вкл, таймер сработал
         abp_timer_stop( TMR_220N_OFF ); // остановка таймера выключения 220
         abp_timer_stop( TMR_220N_ON ); // остановка таймера включения 220
         contactors[RLY_220N] = RLY_OFF; // ставим флаг выключения 220
      }
      if( u220n == U_INVALID && contactors[RLY_220N] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220N_ON].state == TMR_ON) { // нет напряжения, реле выкл, и таймер вкл включен
         abp_timer_stop( TMR_220N_ON ); // остановка таймера включения 220
      }
      
      // проверка валидности включения контактора генератора
      // на выходе RLY_220G = RLY_ON или RLY_OFF
      if( u220g == U_VALID && contactors[RLY_220G] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220G_ON].state == TMR_OFF) { // есть напряжение, реле пока выкл, и таймер не вкл
         abp_timer_stop( TMR_220G_OFF ); // остановка таймера выключения ген
         abp_timer_start( TMR_220G_ON ); // запуск таймера включения ген
      }
      if( u220g == U_VALID && contactors[RLY_220G] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220G_ON].state == TMR_ON && abp_timer_check(TMR_220G_ON)) { // есть напряжение, реле пока выкл, таймер сработал
         abp_timer_stop( TMR_220G_OFF ); // остановка таймера выключения ген
         abp_timer_stop( TMR_220G_ON ); // остановка таймера включения ген
         contactors[RLY_220G] = RLY_ON; // ставим флаг включения ген
      }
      if( u220g == U_VALID && contactors[RLY_220G] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220G_OFF].state == TMR_ON) { // есть напряжение, реле вкл, и таймер выкл включен
         abp_timer_stop( TMR_220G_OFF ); // остановка таймера выключения ген
      }
      if( u220g == U_INVALID && contactors[RLY_220G] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220G_OFF].state == TMR_OFF) { // нет напряжение, реле пока выкл, и таймер не вкл
         abp_timer_stop( TMR_220G_ON ); // остановка таймера включения ген
         abp_timer_start( TMR_220G_OFF ); // запуск таймера выключения ген
      }
      if( u220g == U_INVALID && contactors[RLY_220G] == RLY_ON
      && abp_timers[TMR_220G_OFF].state == TMR_ON && abp_timer_check(TMR_220G_OFF)) { // нет напряжения, реле пока вкл, таймер сработал
         abp_timer_stop( TMR_220G_OFF ); // остановка таймера выключения ген
         abp_timer_stop( TMR_220G_ON ); // остановка таймера включения ген
         contactors[RLY_220G] = RLY_OFF; // ставим флаг выключения ген
      }
      if( u220g == U_INVALID && contactors[RLY_220G] == RLY_OFF
      && abp_timers[TMR_220G_ON].state == TMR_ON) { // нет напряжения, реле выкл, и таймер вкл включен
         abp_timer_stop( TMR_220G_ON ); // остановка таймера включения ген
      }
      
      // запуск и останов генератора с таймером
      if( contactors[RLY_220N] == RLY_OFF && contactors[RLY_GEN] == RLY_OFF) { // нет сети, стартуем ген
         abp_timer_stop( TMR_GEN_OFF ); // остановка таймера останова генератора
         contactors[RLY_GEN] = RLY_ON; // ставим флаг запуска генератора
      }
      if( contactors[RLY_220N] == RLY_ON && abp_timers[TMR_GEN_OFF].state == TMR_OFF 
      && u220g == U_VALID) { // есть 220 в сети и есть от генератора
         abp_timer_start( TMR_GEN_OFF ); // запуск таймера останова генератора
      }
      if( contactors[RLY_220N] == RLY_ON && abp_timers[TMR_GEN_OFF].state == TMR_OFF
      && u220g == U_INVALID) { // есть 220 в сети и нет от генератора
         abp_timer_stop( TMR_GEN_OFF ); // остановка таймера останова генератора
         contactors[RLY_GEN] = RLY_OFF; // ставим флаг останова генератора
      }
      if( contactors[RLY_220N] == RLY_ON && abp_timers[TMR_GEN_OFF].state == TMR_ON
      &&  abp_timer_check(TMR_GEN_OFF) ) { // есть 220 в сети и истекло время таймера
         abp_timer_stop( TMR_GEN_OFF ); // остановка таймера останова генератора
         contactors[RLY_GEN] = RLY_OFF; // ставим флаг останова генератора
      }
}

void switch_contactors() {
   // логика переключения контакторов
   if( contactors[RLY_220N] == RLY_ON ) {
      PORTD |=  (1 << PD4); // высокий уровень - выключаем контактор 1 ген
       _delay_ms(50); //даем возможность отключиться контактору генератора  
      PORTD &= ~(1 << PD3); // низкий уровень - включаем контактор 2 220
      led_State = ABP_2RELAY;
   } else {
      if( contactors[RLY_220G] == RLY_ON ) {
         PORTD |=  (1 << PD3); // высокий уровень - выключаем контактор 2 220
         PORTD &= ~(1 << PD4); // низкий уровень - включаем контактор 1 ген
         led_State = ABP_1RELAY;
      } else {
         PORTD |=  (1 << PD3); // высокий уровень - выключаем контактор 2 220
         PORTD |=  (1 << PD4); // высокий уровень - выключаем контактор 1 ген
         led_State = ABP_UNDEF;
      }
   }
   if( contactors[RLY_GEN] != RLY_ON ) { // v2 реле работает на время работы генератора - не дает напряжения на стоппер
      PORTD &= ~(1 << PD2); // низкий уровень - выключаем реле - возврат напряги на стоппер - стоп гены
   } else {
      PORTD |= (1 << PD2); // высокий уровень - включаем реле - держим режим работы гены
   }
}


int main(void)
{
   ports_init(); // настройка портов светодиода, реле и контакторов
   
   uart_init(); //настройка uart
   stdout =  &uart_stream;
   
   counter2_init(); // настройка таймера мигания светодиода
   ADC_init(); // настройка АЦП измерения 220
   abp_timers_init(); // настройка таймеров задержек включения и выключения
   timer1_init(); // настройка секундного таймера на аппаратном счетчике 1

    set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);  // разрешаем сон в режиме IDLE
    sleep_enable();

    wdt_enable(WDTO_2S); // Сторожевой таймер настроен на таймаут в 2 секунды

   sei(); // запускаем работу прерываний
   
   _delay_ms(1000); // ждем первых результатов ЦАП, отличных от 0
   wdt_reset();
   printf( "Start flag after reset = %u\r\n", mcusr_mirror );
   abp_timer_start(TMR_PRINT);
   
    while(1)
    {
      wdt_reset(); // сбрасываем сторожевой таймер
      
      validate220(); // проверка качества 220 от сети и генератора
   
      validate_contactors(); // валидация возможности включения контакторов с таймерами
      
      switch_contactors(); // переключение контакторов по схеме
      
      // отладочная печать раз в 2 секунды
      if (abp_timer_check(TMR_PRINT)) {
         printf( "V220 = %4.2f VG = %4.2f\r\n", realV2, realV1 );
         printf( "valid = %u %u \r\n", u220n, u220g );
         printf( "rly = %u %u %u\r\n", contactors[RLY_220N], contactors[RLY_220G], contactors[RLY_GEN] );
         abp_timer_start(TMR_PRINT);
      }
      
        sleep_cpu(); // заснуть до следующего пррывания по таймерам
    }
}

Программа разработана с помощью бесплатного AVR Studio и использует стандартные библиотеки AVR.

В основном цикле программа проверяет напряжение на входах вводов, оценивает состояние включения контакторов, учитывает работу программных таймеров, производит необходимые корректировки включая или выключая реле и контакторы, затем уходит в спячку. Для отладки сделан вывод отладочной печати в последовательный порт микроконтроллера.

Для контроля зависаний предусмотрен сторожевой таймер.

Все циклы измерений сделаны на прерываниях и с использованием аппаратных таймеров. Счетчик секунд сделан на таймере 1. По прерыванию таймера 1 обновляются программные таймеры, отвечающие за задержки включения и отключения контакторов и реле генератора.
Второй таймер используется для создания эффекта мигания светодиода статуса. Предусмотрено три паттерна мигания. Значения из паттерна мигания берутся в прерывании таймера 2. По миганию можно судить о состоянии контроллера.

Два АЦП также работают по таймерам и усредняют по 2500 сэмплов измерений напряжения. Для перевода измерений в реальные вольты предусмотрены калибровочные константы. Их значения надо исправить в ходе настройки АВР.

Кроме того, есть еще ряд констант, которые нужно определить в ходе наладки.

abp_timers[TMR_220N_ON].set_secs = 10; // ожидание после включения сетевого напряжения
abp_timers[TMR_220G_ON].set_secs = 60; // ожидание для переключения на генератор для прогрева генератора
abp_timers[TMR_220N_OFF].set_secs = 5; // ожидание после пропадания сетевого напряжения
abp_timers[TMR_220G_OFF].set_secs = 5; // ожидание после пропадания напряжения генератора
abp_timers[TMR_GEN_OFF].set_secs = 60; // ожидание для охлаждения генератора перед остановом

Реле останова генератора при работе от генератора держится включенным, блокируя поступление напряжения на цепь останова генератора. После завершения работы таймера работы генератора на холостом ходу, реле выключается и на цепь останова генератора через это реле начинает поступать ток. На самом генераторе стоит специальный блок, который после появления напряжения с некоторой задержкой замыкает цепь зажигания на массу, что приводит к останову генератора. Этот же блок содержит цепь подзаряда аккумулятора генератора. Если кому интересны детали, напишите в комментах, я сделаю отдельный пост об этом блоке. В нём нет кода, всё аппаратно.

Если кто-то надумает повторить АВР, то стоит подкорректировать значения настроек. Готовую прошивку не публикую, так как программу всё равно надо править в ходе настройки АВР.

Надо сказать, что мой АВР работает уже 4 года без проблем, так что схема можно считать проверенная как и код.

новости

 Схемы подключения блока АВР-1/1 с автоматическим управлением запуском  и контролем работы  мобильной генераторной установки и ввода городской сети.

    На Рис.2  представлена одна из рабочих схем подключения блока управления АВР-1/1М. Проводники, подключенные к блоку, отображены схематично, без привязки к конкретным клеммам. Компоновка достаточно проста в реализации и под силу пользователям даже с начальным уровнем электротехники.
  На Рис.3 изображена производная схема от схемы на Рис.2, с дополнительными элементами защиты, автоматическим зарядным устройством  и с полной прорисовкой подключения проводников к клеммам контроллера АВР-1/1.

  У нас Вы можете заказать готовый к установке щит АВР с резервным вводом генератора собранный по схеме  Рис.3  любой мощности или заказать монтаж и подключение под ключ.

Начало пути.

   Как правило, вопрос по автоматизированному управлению вводом генератора и вводом сети возникает, когда пришлось столкнуться с рядом неудобств ручного управления вводами. Первоначально, для ручного управления, собирают, в большинстве случаях,  самую простую схему  на 2-х автоматических выключателях Рис.1. без элементов защиты.

 За основу  будут взяты ввод 220В/50Гц городской однофазной сети 1, однофазный счетчик электроэнергии 2, автоматические выключатели А1 на 25 ампер с характеристикой С и автоматический выключатель А2 на 25 ампер с характеристикой В, подключаемая нагрузка 3(Дом)  и однофазный бензиновый генератор с электростартером на 6,5 кВт позиция 4.
 Работает все очень просто. Когда есть напряжение в сети, оно проходит через счетчик 2, автоматический выключатель А1 к нагрузке 3. Автомат А2 выключен. При пропадании сети отключают автомат А1, запускают генератор 4 и включают автомат А2. Нагрузка подключена к генератору. Появилась сеть — выключают автомат А2, включают автомат А1 и глушат генератор.

 Собираем автоматику АВР.

  Начинаем подключать автоматику  на базе контроллера АВР-1/1М  к уже имеющейся схеме Рис.1.
 Предложенная схема на Рис.2  позволяет это сделать достаточно безопасно и полностью автоматизировать процесс ввода резервного питания, управлять работой генератора, контролировать напряжение в сети и на резервном вводе, а также, при необходимости, отключать всю автоматику АВР  и переключать нагрузку вручную к городской сети или генератору.
  Есть желание собрать более универсальное решение АВР, ориентируйтесь на схему Рис.3.

На Рис.2  изображены следующие элементы:

1 — ввод городской сети 230В/50Гц

2 — бытовой однофазный счетчик электроэнергии

3 — потребитель электроэнергии (нагрузка)

4 — автономная генераторная установка (бензиновый генератор с электростартером на 6,5 кВт)

5 —  модуль управления АВР-1/1 (контроллер)

А1 — автоматический выключатель 2-х полюсный (С25А)

А2 – автоматический выключатель 2-х полюсный (В25А)

В1 — выключатель нагрузки 2-х полюсный (32А)

В2 – выключатель нагрузки 2-х полюсный (32А)

КМ1 — контактор 3-х полюсной с дополнительным нормально-замкнутым контактом (25А 230В/АС3 1НЗ).

КМ2 – контактор 3-х полюсной с дополнительным нормально-замкнутым контактом (25А 230В/АС3 1НЗ).

УГ – жгут проводников управления генератором ( стартер, питание, заслонка, зажигание, топливный клапан)

Что ставим? Для чего?

Позиции 1, 2, 3, 4, А1, А2 – остаются от схемы на Рис.1, поэтому нам потребуется все остальное.

  Выключатель нагрузки В1 (БАЙПАС): Служит для разрыва цепи сеть-дом при работе в автоматическом режиме и подключения сети к дому в ручном режиме. Ставим номиналом не меньше чем  автоматический выключатель А1. Если не получится приобрести выключатель нагрузки – устанавливаем автоматический выключатель с номиналом выше чем у А1. Установлен А1 на 25 ампера с характеристикой С  — ставим на 32 ампера с характеристикой С. Ставим мощнее, чтобы при перегрузках срабатывал автомат А1.

  Выключатели нагрузки В2  (БАЙПАС)(на Рис.3 обозначен Q3): На схеме выделен синим пунктиром. Служит для подключения генератора к дому в ручном режиме, при отключенном блоке АВР-1/1. В автоматическом режиме находится в разомкнутом состоянии. Ставим номиналом не менее автомата А2, если не получится приобрести выключатель – устанавливаем автоматический выключатель с номиналом выше чем у А2. Установлен А2 на 25А с характеристикой С — ставим С32А. Ставим мощнее, чтобы при перегрузках срабатывал автомат А2. Но есть и обратная сторона такого решения. Получается очень слабый узел по безопасности. Контакторы КМ1 и КМ2 будут с блокировкой от «встречного включения напряжения», а выключатель В2 будет обходить эту защиту. Лучшем решением, будет установить кнопки СТАРТ-СТОП на «самоподхвате» от дополнительного NO контакта контактора КМ2. Кнопки стоят дороже выключателя, но сохраняют защиту. Кнопки будут управлять принудительным включением/отключением катушки контактора КМ2 при работающем в ручном режиме генераторе.

  Контактор КМ1 берем малогабаритный промышленного назначения с категорией применения АС-3 и номиналом как и автомат А1 на 25А. Можно применять и модульные контакторы, но они, как правило, выпускаются с категорией применения АС-1, а под АС-3 их номинал нужно уменьшать в 3-4 раза. Промышленные контакторы дешевле модульных и позволяют расширять возможности автоматизации АВР за счет дополнительных приставок.  
  Контактор К1 должен иметь вспомогательный нормально закрытый контакт для осуществления электрической блокировки от встречного напряжения. Установка механической блокировки, дополнительно увеличит степень защиты.

  Контактор КМ2  — выбираем с номиналом автоматического выключателя А2. Ставим на 25А. Используем рекомендации как и при выборе КМ1.

  Жгут управления генератором  <УГ>  — будет состоять из 7-ми одножильных, многопроволочных проводов типа ПУГВ сечением от 1 до 1,5мм2:

•Стартер – 1 провод (на Рис.2/3 зеленый цвет). Управляет автоматическим включение стартера. Подключается к штатному плюсовому выводу реле стартера генератора через клеммный переходник. От контакта реле стартера (на фото указан стрелкой) проводник идет на дополнительно установленное промежуточное 12 вольтовое реле с током нагрузки от 30А на нормально разомкнутый контакт. Промежуточное реле управляется через клеммы контроллера 9-10. Пусковые токи на реле стартера достаточно высокие и промежуточное реле возьмет нагрузку на себя.

•Питание – 2-а провода (на Рис.2 оранжевый цвет)  Подключаются к аккумулятору генератора, т.к. контроллер питается от постоянного напряжения 12В. Один провод подключаем  к плюсовой клемме расположенной на реле стартера (указана на фото стрелкой) а второй к массе (минус) генератора расположенной на картере левее.  Можно подключить к любому 12 вольтовому  источнику резервного питания постоянного тока.

Еще один важный момент при работе в ручном режиме переключения!
 При переходе на ручной режим переключения вводами, необходимо  обесточить клемму 19 питания  блока  АВР-1/1. Это полностью отключит автоматику. На схеме Рис.3 этот выключатель обозначен Q1. Можно отключать путем отсоединения  проводника питание от одной из клемм модуля или клеммной колодки.

•Зажигание —  1 провод (на Рис.2/3 голубой цвет). Служит для автоматического управления разрешением работы/глушения генератора. Подключается к проводу (обычно желтого цвета) датчика реле уровня масла (указан стрелкой на фото). Управляется через контакты  24-25 контроллера АВР-1/1 и промежуточное 12VCD реле на 20-30А с нормально-закрытым контактом, на схеме Рис.3 обозначено К2. Для разрешения работы контакт  размыкается. Глушится генератор замыканием контакта.

•Заслонка— 2 провода (на Рис.2/3 желтый цвет). Управляет положением воздушной заслонки карбюратора при пуске генератора через электропривод. Сам привод приобретается отдельно или заказывается у нас.  Достаточно установить автомобильный 2-х проводной привод. Его усилия и хода штока, в большинстве случаев, достаточно для перемещения заслонки в крайние положения. Устанавливается он на раму генератора или кронштейн карбюратора, зависит от модели генератора, и через тягу управляет перемещением заслонки.  На фото привод установлен на раму генератора через переходник и управляет воздушной заслонкой типа «рычаг». Обычно хватает крепежа из комплекта, идущего к электроприводу.  АВР-1/1  самостоятельно  меняет полярность на проводах управления и тем самым   управляет электромотором механизма привода.

•Топливный клапан – 1 провод (на Рис.2 фиолетовый цвет). Управляет закрытием подачи топлива на ЭМ клапане  при отключенном генераторе. Сам клапан приобретается отдельно или заказывается у нас. Мощность катушки клапана выбираем минимальную 7-10 Вт. Чем мощней — тем будет сильнее греться, и придется решать задачу снижения температуры.  Плюсовой проводник от электромагнитного клапана подключаем к плюсу батареи генератора. Минусовой проводник от клапана идет через нормально открытый контакт промежуточного реле К2 (см. Рис.3) и  далее на минусовую клемму.
 При включении контроллером команды «разрешения работы» сработает промежуточное реле К2, замкнется нормально открытый контакт   и откроет топливный клапан. Топливо начнет поступать в карбюратор, подготавливая генератор к запуску. После «глушения» генератора, реле К2 отключится, контакты разомкнутся и подача топлива будет перекрыта.

 Устанавливать или нет электромагнитный клапан каждый решает самостоятельно. При автоматическом управление, топливный кран на баке будет открыт постоянно и если игла клапана поплавковой камеры карбюратора не перекроет подачу топлива, произойдет утечка топлива.

  Размещаем перечисленные элементы, кроме клапана и привода,  в электрическом щите  подходящего размера, производим подключение проводников.

  Сам алгоритм работы блока АВР-1/1М описан на странице с техническим описанием.

  Подключаем ввод сети, в точке  ( см. Рис.2)  после автоматического выключателя  А1 и перед выключателем В1, подключаем ввод генератора в точке после выключателя В1.    Устанавливаем перемычку на клеммы 11-12 контроллера АВР-1/1 (См. Рис.3), для установки режима NO_IC6000  и возврата воздушной заслонки после запуска генератора.
  Для перехода в автоматический режим управления  выключаем выключатель нагрузки В1, подаем напряжение питание постоянного тока =12В на модуль АВР-1/1. Для отключения автоматики, проделываем все в обратной последовательности.

 Все! Теперь можно наслаждаться   автоматически управляемым вводом резервного питания генератора, не беспокоится за «скачки» и «просадки» напряжения в сети и генераторе, т.к  АВР-1/1  следит за всем.

Сомневаетесь в правильности выбора ?  Сложная задача ?  Нужна техническая консультация ?  Оставьте запрос, нажав на кнопку КОНСУЛЬТАЦИЯ, и наш технический специалист свяжется с Вами и поможет разобраться.

АВР для генератора: устройство, принцип работы, схемы подключения

Управление источником резервного питания ручным запуском во многих случаях оправдано. Однако, для обеспечения непрерывного процесса функционирования электрического оборудования существует необходимость в бесперебойном питании. Актуальность вопроса автоматизации вводу резерва довольно часто выходит на первый план. С этой целью применяются устройства автоматического включения резерва (АВР). Современные устройства АВР для генератора – это надёжные приборы, исключающие участие человека в управлении резервным питанием.

Автоматическое управление запуском генераторов в случае пропадания сети позволяет возобновлять подачу электричества практически мгновенно или с небольшой задержкой. Таким образом, обеспечивается непрерывное функционирование электрооборудования, остановка которого может повлечь нежелательные последствия или спровоцировать аварийный режим в работе контролируемой системы. Оборудование дизельных и бензиновых генераторов электронным блоком автозапуска объективно является необходимой мерой для повышения безопасности эксплуатации отдельных электрических приборов.

Что такое АВР

Это блок, состоящий из нескольких узлов, который в автоматическом режиме переключает нагрузку между основным и резервным источником тока. Некоторые однофазные и трёхфазные модели бензиновых и дизельных генераторов оборудованы АВР изначально. Для переключения нагрузки потребуется только установить специальный переключатель после электросчётчика. Положение силовых контактов управляется основным источником электроэнергии.

Практически все модели с запуском электростанции от аккумулятора можно оборудовать автономными системами АВР. При этом для монтажа блоков резервного ввода применяются шкафы АВР. При этом щиты АВР (рисунок 1) можно размещать непосредственно возле газовых генераторов либо устанавливать блоки в общем электрическом щите.

Рисунок 1. Пример электрического щита АВР

Основная функция блока АВР заключается в том, чтобы осуществить автоматический запуск электростанции после исчезновения электрического тока в общей сети, а затем подключить нагрузку к резервному электроснабжению. При возобновлении подачи электроэнергии блоком автоматики нагрузка переключается на основную электрическую сеть, а резервный источник отключается.

Классификация устройств АВР:

• по количеству резервных секций;
• классу напряжения;
• типу резервной сети (применение в однофазных сетях или для трехфазных потребителей);
• мощности обслуживаемой нагрузки;
• времени задержки переключения.

Электрическую схему АВР можно настроить таким образом, чтобы обеспечить энергией не всей локальной сети, а лишь тех линий, которые являются критическими. Некоторые схемы позволяют учитывать приоритетность линий. В первую очередь питанием обеспечиваются те цепи, которые обеспечивают электричеством важные системы жизнеобеспечения. Такой подход позволяет рационально распределить нагрузки.

Устройство и принцип работы

АВР для генератора состоит из трёх взаимосвязанных основных блоков:

• семейства контакторов, коммутирующих вводные и нагрузочные цепи;
• логических и индикационных устройств;
• блока релейных переключателей, предназначенных для управления генератором.

С целью повышения надёжности резервной энергосистемы устройства АВР могут комплектоваться дополнительными блоками. Например, включение в схему инверторов позволяет выровнять провалы в напряжениях, исключить временные задержки, сделать выходной ток более качественным.

Включение резервной линии обеспечивает контактная группа. За наличием вводного напряжения следит реле контроля фаз.

Рассмотрим принцип работы системы резервного питания на примере упрощённой схемы (рис. 2). В штатном режиме, когда питание осуществляется от основной сети, контакторный блок направляет электроэнергию на линии потребителей. На схеме показан дополнительный блок – инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумулятора в переменный, напряжением 220 В.

Рис. 2. Упрощённая схема резервного питания

Сигнал о наличии вводного напряжения подаётся на блок логических и индикационных устройств. В номинальном режиме вся система находится в устойчивом состоянии. При аварии в основной сети (напряжение падает ниже установленного уровня) насыщение соленоида реле контроля фаз становится недостаточным для удерживания контактов в рабочем (нормально замкнутом) состоянии. Происходит разъединение контактов и отключение нагрузки от линии электропередач.

Если система оборудована инвертором, как показано на схеме, он переходит в режим генерации переменного тока, напряжением 220 В. Таким образом, потребители получают стабильное напряжение даже при полном отсутствии тока в коммерческой сети.

Если параметры линий электропередач не восстанавливаются в заданный промежуток времени, контролёр подаёт сигнал на запуск генератора. При поступлении от альтернатора стабильного напряжения, контакторы переключаются на резервную линию.

Автоматическое включение потребительской сети происходит следующим образом: на реле контроля фаз поступает напряжение, переключающее контакторы на основную линию. Цепь резервного питания разъединяется. Сигнал от контролёра поступает на механизм управления подачей топлива, который закрывает заслонку в бензиновом двигателе или перекрывает дизтопливо в системе питания дизеля. Электростанция отключается.

При полном автоматическом переключении участие оператора не требуется. Система надёжно защищена от взаимодействия встречных токов и КЗ. Для этого применяются дополнительные реле и механизмы блокировок, которые не показаны на схеме.

При необходимости оператор может переключать линии вручную с панели контролёра. Он также может изменять настройки блока управления, включать ручной или автоматический режим работы. Фото панели показано на рис. 3.

Рис. 3. Панель контролёра резервного питания

В АВР могут реализовываться несколько режимов функционирования:

• ручной;
• автоматический;
• полуавтоматический.

Ручной режим чаще всего используют наладчики при настройке АВР.

Схемы подключения АВР и их описание

Основная функция АВР – автоматическое переключение вводов, причём таким способом, чтобы исключить встречные токи.

Простая схема на рис. 4 объясняет принцип переключения.

Контакты КМ1и КМ2 взаимосвязаны. После размыкания одного контакта, замыкается другой. Они не могут быть одновременно включены.

Существует множество различных схем подключения автоматического ввода резерва, но принцип их построения всегда такой: АВР устанавливают между вводом и потребителями. Обычно после электросчётчика. Сам щит с автоматикой может располагаться где угодно, но принцип его подключения именно такой. Этот принцип наглядно иллюстрирует схема на рис. 5.

Рис. 5. Наглядная схема подключения АВР

Детальная схема подключения блока автоматического запуска генератора показана на рисунке 6. На схеме К1 и К2 – это контакторы. Цифрами в кружках обозначены номера клемм. Пользуясь этой схемой не сложно подключить такой блок самостоятельно.

Рис. 6. Детальная схема подключения блока автозапуска генератора (БАГ)

Принципиальная схема подключения АВР для частного дома показана на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема

В данной схеме применено АЗУ, обеспечивающее стабильное напряжение и непрерывное питание в локальной сети.

В качестве примера приводим две схемы для трёхфазного тока (рис. 8). На изображении В показано одностороннее исполнение(дополнительное реле напряжения PH). При таком подключении генератор запускается в автоматическом режиме, после прекращения подачи электроэнергии. Другими словами, ввод от генератора является резервным.

На изображении А – исполнение двухстороннее. Обе секции имеют одинаковый приоритет. Такое подключение позволяет переключать линии, не зависимо от наличия напряжения в каждой из них.

Рис. 8. Подключение АВР для трёхфазного тока

Выбор схемы зависит от поставленной задачи, которую вы намерены решить.

Самостоятельное изготовление АВР

Если вы приобрели генератор с электростартером, то можете самостоятельно автоматизировать процесс ввода резерва. Для этого необходимо подобрать схему, отвечающую особенностям вашей домашней сети. После этого купите все необходимые детали, с учётом мощностей потребителей.

Вам понадобится:

1. Универсальный контроллёр.
2. Контакторы (для самой простой схемы – не менее 2-х).
3. Электрический шкаф.
4. Трёхуровневый переключатель рабочих режимов.
5. Блок питания на 1 – 3 Ампера.
6. Автоматика для пуска/остановки двигателя генератора (если он не оборудован таковой).
7. Соединительные кабели, рабочие инструменты.

Этапы работы:

1. Установка шкафа. Выберите подходящее место для электрощита (желательно ближе к основному вводу).
2. Монтаж деталей. Размещайте все узлы так, чтобы был доступ ко всем контакторам и клеммам.
3. Подключение линий. Строго следуйте схемам и соблюдайте назначение клемм. Пользуйтесь обозначениями на крышках и корпусах приборов. Следите, чтобы провода не пересекались. В последнюю очередь присоединяйте провода ввода, разумеется, при отключённом вводном автомате.
4. После монтажа обязательно протестируйте работоспособность блока АВР.

Выбор АВР

Приведенная ниже таблица поможет вам определиться с выбором типа АВР.

Источник

Запчасти

Внимание: ограниченное количество товара в наличии!

Блок АВР-С 10000/400

ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАПУСКА БЕНЗИНОВых ГЕНЕРАТОРОВ TSS SGG 10000EH3A на 400В (трехфазных) В МОМЕНТ ПРОПАДАНИЯ ОСНОВНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ БЕЗ ВМЕШАТЕЛЬСТВА ЧЕЛОВЕКА

Блок АВР TSS для бензинового генератора 10 кВт/400 включает в себя систему автозапуска (АВР — автоматического ввода резервного электропитания). Предназначен для автоматического запуска бензогенератора в момент пропадания основного источника электроэнергии и переключения нагрузки без вмешательства человека. При появлении основного источника электропитания происходит отключение электростанции. Блок автоматического управления для контроля наличия напряжения в сети. Блок АВР-С 10000/400 совместим со следующим генератором: 190010 Бензогенератор TSS SGG 10000EH3A

• Предназначен для бензогенераторов мощностью 10 кВт, напряжением 400В.
• При возникновении аварийной ситуации производит автоматический запуск электростанции, восстанавливая электроснабжение.
• Рабочий диапазон температур от +5°C до +40°C.
• В режиме ожидания станция осуществляет постоянную подзарядку бортового аккумулятора от сети.
• Комплектуется кабелем для подключения к электростанции.

ГАРАНТИЯ И СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

На Блок АВР TSS 10 кВт/400 предоставляется гарантия 12 месяцев.
Cеть авторизованных сервисных центров ГК ТСС обеспечивает поставку запасных частей, проведение регламентного технического обслуживания, гарантийного и постгарантийного обслуживания во всех регионах России, что выгодно отличает продукцию ТСС от большинства конкурентов.

Источник

Типовые схемы подключения АВР — определение, принцип работы

Когда электричество исчезает даже на несколько минут, предприятия могут понести колоссальные убытки. А для больниц такая ситуация просто опасна. В большинстве объектах необходимо обеспечивать бесперебойное электроснабжение. Для этого его следует подключить к нескольким источникам электроэнергии. Специалисты при таком подходе используют АВР.

Что такое АВР и его назначение

Автоматический ввод резерва или АВР – это система, относящаяся к электрощитовым вводно-коммутационным распределительным устройствам. Основной целью АВР является быстрое подключение нагрузки на резервное оборудование. Такое подключение необходимо, когда появляются проблемы с подачей электричества от главного источника электроэнергии. Система следит за напряжением и током нагрузки и таким образом обеспечивает автоматическое переключение на функционирование в аварийном режиме.

АВР необходимо, если имеется запасной источник питания (дополнительная линия или еще один трансформатор). Если при аварийной ситуации будет отключен первый источник, вся работа перейдет на запасной. Использование АВР позволит избежать неприятностей, вызванных перебоями подачи электроэнергии.

Требования к АВР

Основные требования к системам АВР заключаются в следующем:

• Она должна иметь высокую скорость восстановления подачи электроэнергии.
• В случае, когда основная линия перестает работать, установка должна обеспечить подачу электроэнергии потребителю от запасного источника.
• Действие осуществляется один раз. Нельзя допускать несколько включений и отключений нагрузки, например, из-за короткого замыкания.
• Выключатель основного питания должен включаться с помощью автоматики системы автоматического ввода резерва. До тех пор, пока не будет подано запасное электропитание.
• Система АВР должна производить контроль корректного функционирования цепи управления резервным оборудованием.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Основой работы АВР является контроль напряжения в цепи. Контроль может осуществляться как при помощи любых реле, так и при помощи микропроцессорных блоков управления.

Справка! Реле контроля напряжения (также называют вольт контроллер) отслеживает состояние электрического потенциала. В случае перенапряжения в сети вольт контроллер мгновенно обесточит сеть.

Контактная группа, контролирующая наличие электроэнергии, играет основную роль в системе АВР. В нашем случае это реле. Когда напряжение пропадает, управляющий механизм получает сигнал и переключается на питание генератора. Когда основная сеть начинает работать штатно, этот же механизм переключает питание обратно.

Основные варианты логики функционирования АВР

Система АВР с приоритетом первого ввода

Суть работы системы АВР этого типа заключается в том, что нагрузка изначально подключается к источнику электроэнергии № 1. Когда случается перегрузка, короткое замыкание, обрыв фазы или другая аварийная ситуация, нагрузка переходит на запасной источник. Когда подача электричества на первом восстановлена до нормальных параметров, нагрузка автоматически переключается обратно.

Система АВР с приоритетом второго ввода

Логика работы та же, что и у предыдущего типа системы. Разница в том, что нагрузку подключают к вводу 2. В случае аварии напряжение переходит на ввод 1. После того, как напряжение на втором источнике будет восстановлено, напряжение автоматом переключится на него.

Система АВР с ручным выбором приоритета

Схема системы АВР с ручным выбором приоритета является более сложной, чем рассмотренные выше. В этом случае на системе АВР будет установлен переключатель, с помощью которого можно регулировать выбор приоритета АВР.

Система АВР без приоритета

Эта АВР функционирует от любого источника питания. В случае, когда напряжение идет на ввод 1, а на нём происходит аварийная ситуация, нагрузка переходит на ввод 2. После стабилизации работы первого ввода механизм продолжает работать на вводе 2. Когда произойдет авария на втором, напряжение автоматом переключится на первый.

Основные типы шкафов и щитов АВР

Щит АВР на два ввода на контакторах (пускателях)

Установка шкафа АВР на пускателях – это самый простой способ создать резервное питание. Этот шкаф — наиболее бюджетный вариант установки АВР. Как правило, в шкафах АВР на 2 ввода используют автоматические выключатели. Они нужны для того, чтобы защитить систему от перегрузок и замыканий. Защиту от перекоса фаз и скачков напряжения осуществляет реле напряжения. Кроме этого, реле становятся «мозгом» всей системы автоматического ввода резерва.

Шкаф АВР с двумя контакторами работает по следующему принципу. Два контактора подключены к первому и второму источнику соответственно. Первый контактор замкнут, а у второго цепь разомкнута. Электричество идет через ввод № 1.

Внимание! В случае, когда у АВР логика приоритета второго ввода, ситуация будет обратной: цепь второго контактора замкнута, а первого – разомкнута.

Если подача тока на первом вводе пропадет, а на втором будет нормальной, то контакты второго пускателя замкнутся, и механизм переключится на него. Как только на первом вводе напряжение восстановится – схема перейдет в первоначальное состояние.

При помощи реле здесь можно отрегулировать время задержки, с которой будет осуществляться переключение с одного источника на другой. Оптимальная задержка – от 5 до 10 секунд, она позволит обезопасить систему от ложного срабатывания АВР. Ложное срабатывание может произойти, например, в случае просадки напряжения.

Справка! Для того чтобы оба контактора не могли включиться одновременно, в щитах АВР используют дополнительные механические блокировки.

Щит АВР на 2 ввода на автоматах с моторным приводом

Они лучше всего подходят для использования при номинальных токах 250-6300А. Когда ток на основном вводе пропадает, специальные электромоторы получают сигнал и взводят пружины запасного выключателя, переключая нагрузку на другой ввод.

Основные плюсы шкафов АВР на моторе:

• Ресурс по перезагрузкам намного больше, чем у АВР с пускателями;
• Подключить шины к такому автомату проще;
• Щит АВР на автоматах может работать также и в ручном режиме. В таком случае включить или отключить автомат можно с помощью специальных кнопок.

Суть функционирования этого щита заключается в следующем. Если на основном вводе случилась авария, автоматика проверяет, готов ли ввод 2 для подачи тока. Если все в порядке, то пружина автомата второго ввода взводится, и подается электроэнергия. Когда ввод № 1 снова может работать в штатном режиме, весь процесс идет в обратном порядке, подавая электроэнергию на основной ввод.

На щитах с моторным приводом, как правило, устанавливается лицевая панель, на которой можно отслеживать все изменения в АВР. А для предотвращения одновременного срабатывания двух автоматических выключателей нередко используют электрические блокировки.

Щит АВР на 3 ввода

Эти шкафы являются одними из самых надежных источников питания. Все потому, что в АВР на 3 ввода есть две запасных линии, что обеспечивает максимально низкую возможность отключения питания на объекте. Обычно такие шкафы АВР используют при взаимодействии с потребителями первой категории надежности электроснабжения. К ним относятся такие объекты, обесточивание которых влечет за собой угрозу для жизни людей или безопасности государства, а также может причинить большой материальный ущерб.

Щиты АВР на 3 ввода работают по двум наиболее распространенным схемам.

Первая – это когда одна секция потребителей питается от трех независимых линий. Тогда можно установить приоритет для одного из вводов, а можно работать без приоритета. Нагрузка будет подключена туда, где нормализовано напряжение.

Вторая схема функционирования щита АВР на 3 ввода состоит в том, что две секции потребителей работают от двух линий, которые независимы друг от друга. Третий ввод подключается к запасному источнику питания. В случае аварийной ситуации он подключается к одной из секций.

Справка! Подобные щиты могут быть оснащены и механической блокировкой, и автоматами с электроприводами.

Вводно-распределительное устройство с АВР

Устройство используется для приема и учета электричества, а также для защиты зданий от короткого замыкания или перегрузки. Шкафы ВРУ с АВР используют в сетях переменного тока с напряжением 380/220В с частотой 50Гц.

Шкафы ВРУ с автоматическим вводом резерва представляют собой отдельную панель, где функционирует как автоматическое, так и ручное переключение, а также происходит учет электроэнергии, которая потребляется на каждой линии.

• Блока введения и вывода кабеля.
• Блока автоматического ввода резерва.
• Блока, где происходит учет потребляемого электричества.

Также они могут быть многопанельными. Тогда дополнительно в них будут установлены противопожарные панели, распределительные панели и другие, в зависимости от требований к электроустановке.

Щит АВР для запуска генератора

Дополнительное питание от генератора электроэнергии позволяет почти полностью избежать полного обесточивания. Это один из самых надежных способов создать бесперебойную подачу электричества. Шкаф АВР в этом случае необходим, чтобы обеспечить автоматическое функционирование генератора по заданному алгоритму.

Шкаф АВР для генератора может работать и в автоматическом, и в ручном режиме. Изначально в нём установлен автоматический режим, но вы можете его легко изменить.

Важно! Для корректной работы связки АВР-генератор последний должен иметь возможность запускаться автоматически.

Когда на вводе 1 прекращается подача электричества, система АВР отправит сигнал для запуска генератора. После того, как генератор начнет нормально функционировать, и напряжение на втором вводе достигнет нужного уровня, механизм переключится на резервный источник. Благодаря установленному реле времени второй ввод не будет подключен к генератору, пока он не начнет работать в штатном режиме. Как только на основном (первом) источнике будет восстановлена подача электроэнергии, генератор будет отключен, а питание переключится на ввод 1.

В ручном режиме работы включение и отключение генератора происходит за счет нажатия специальных кнопок.

БУАВР

Блок управления автоматического включения резерва работает в составе устройств АВР и осуществляет переключение с одного источника на другой. Также он контролирует состояние линий, управляет контакторами и магнитными пускателями, моторами и запускает электрогенератор.

БУАВР в течение определенного периода измеряет напряжение в фазах и обрабатывает результаты в реальном времени. Благодаря этому он может определять среднее значение напряжения в каждой фазе. БУАВР имеет повышенную устойчивость к перенапряжению.

АВР Zelio Logic

Система автоматического ввода резерва с релейной логикой переключения между источниками. Используется программируемое реле Zelio Logic. Одним из основных преимуществ выбора такого реле является европейское качество при относительно низкой стоимости. Также реле Zelio Logic отличается довольно простым программированием. Для корректного использования достаточно базовых знаний. Также реле имеет графический интерфейс, что серьезно упрощает взаимодействие.

АВР ATS

АВР ATS — это шкафы АВР с интеллектуальными микропроцессорными блоками. На данный момент такой вариант шкафа АВР является самым дорогостоящим на рынке. Наиболее востребованы они на промышленных предприятиях, где важно обеспечить надежную бесперебойную работу сети и максимально быстрое переключение на альтернативный источник питания. Некоторые АВР ATS переключаются с одного ввода на другой буквально за две секунды. Также таким блокам не нужно дополнительное питание. Они работают при 480В. Можно выбрать наиболее удобный алгоритм, а также автоматический или ручной режим.

УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое выпрямитель напряжения и для чего нужен: типовые схемы выпрямителей

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Источник