Решение АВР на базе контакторов с релейной схемой управления применяется для обеспечения гарантированного питания в системах с несколькими независимыми источниками питания и одной секцией нагрузки. Промышленные контакторы АББ позволяют реализовать АВР в диапазоне токов от 9 до 2650 А.
Системы АВР на контакторах имеют ряд преимуществ:
• Простота конструкции (надежность)
• Высокая скорость переключения (особенно важно при питании отвественных технологических процессов)
• Низкие финансовые затраты на реализацию в определенном диапазоне токов
• Надежность контакторов посравнению моторными приводами коммутационных аппаратов с возможностью удаленного управления
Из недостатков данного решения можно отметить следующее:
• Отсутствие встроенной защиты от сверхтоков
• Энергопотребление во включенном состоянии
Все варианты АВР предусматривают размещение на двери щита панели управления, выполненной в виде набора сигнальных ламп, кнопок и переключателей. Оформленная таким образом панель управления отражает текущее состояние коммутационных аппаратов и наличие напряжения на вводах. Для передачи информации в системы диспетчерского контроля предусмотрены сигнальные контакты (для автоматических выключателей и контакторов). Отсутствие необходимости в дополнительных сложных компонентах (например, программируемых логических контроллерах - ПЛК) позволяет интегрировать АВР в системы дистанционного контроля без дополнительных затрат средств и времени. Элементы схемы могут монтироваться как на стандартную DIN-рейку, так и на монтажную плату (зависит от типоразмера аппаратов). Монтаж должен производится квалифицированными сотрудниками с соблюдениями требований ГОСТ Р, ПУЭ, инструкции производителя по монтажу и настройке. Типовые решения АВР включает в себя принципиальные электрические схемы, подробные перечни комплектующих и инструкции, которые позволяют изготовить низковольтные комплектные устройства (НКУ) с АВР и ввести его в строй.
В настоящее время перечень типовых решений АВР на основе контакторов с релейной схемой управления включает наиболее распространенные схемы:
1. Схема 2-1
a. Схема 2-1 с приоритетом 1-го ввода
b. Схема 2-1 с равным приоритетом вводов
c. Схема 2-1 с выбором приоритетного ввода
2. Схема 2-1G с подключением к ДГУ
3. Схема 3-1G с подключением к ДГУ
4. Схема 2-2
a. Схема 2-2C „Крест“
b. Схема 2-2 с секционным контактором
В зависимости от задачи, используются как схемы автоматического ввода резерва с использованием трехполюсных коммутационных аппаратов, с объединенной нейтралью всех источников, так и схемы с переключением нейтрального проводника с использованием четырехполюсных аппаратов для коммутации и защиты. Данное решение обычно применяется в случае необходимости реализации полной электрической изоляции сетей друг от друга, а также обязательно при установке в сетях с раздельным нейтральным проводником, т.е. при системе заземления TN-S или TT. В некоторых нормативных документах использование четырехполюсных аппаратов защиты на вводе является обязательным требованием для всех схем автоматического ввода резерва. Принцип действия схемы АВР с использованием четырехполюсных аппаратов полностью идентичен принципу работы схемы АВР с использованием трехполюсных аппаратов.
Схема 2-1 с приоритетом 1-го ввода (на примере оборудования АВВ)
Наличие и уровень напряжения на первом вводе контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок. Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM1 и KM2, которые управляются выходными контактами реле контроля
напряжения.
Приоритет по умолчанию имеет первый ввод. При нормальном уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения замыкает цепь питания силового контактора основного ввода и размыкает цепь питания контактора резервного ввода, тем самым силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода.
При пропадании напряжения на основном вводе происходит размыкание цепи питания контактора основного ввода KM1 и замыкание цепи питания силового контактора резервного ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и нагрузка питается от резервного ввода. При восстановлении уровня напряжения на основном вводе произойдёт автоматическое переключение нагрузки на него.
При вводе в эксплуатацию данной схемы, напряжение на основной ввод должно подаваться раньше чем на резервный ввод.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обоих вводах и разомкнутых силовых контакторах.
В качестве реле контроля напряжения KV1 используется реле контроля напряжения CM-PVE, которое контролирует уровень повышенного и пониженного напряжения, а также обрыв фазы. Данная модель реле не требует настройки и срабатывает при отклонениях напряжения от нормального или при полном пропадании напряжения (обрыве фазы). Кроме того, данная модель имеет фиксированное значение выдержки срабатывания при включении и отключении.
Схема 2-1 с равным приоритетом вводов
Наличие и уровень напряжения на обоих вводах контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV2. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок. Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM1 и KM2, которые управляются выходными контактами реле контроля напряжения.
Оба ввода имеют равный приоритет. При вводе в эксплуатацию первым подключится тот ввод, на котором раньше появилось напряжение в допустимом диапазоне. При нормальном уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения замыкает цепь питания силового контактора первого ввода, тем самым силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода, а электромеханическая блокировка размыкает цепь питания контактора второго ввода.
При пропадании напряжения на первом вводе и при наличии напряжения на втором вводе происходит размыкание цепи питания контактора основного ввода KM1 и замыкание цепи питания силового контактора второго ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и нагрузка питается от второго ввода. При восстановлении напряжения на первом вводе переключение на него произойдет только после исчезновения напряжения на втором вводе.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
В качестве реле контроля напряжения KV1 и KV2 используется реле контроля напряжения CM-PVE, которое контролирует уровень повышенного и пониженного напряжения, а также обрыв фазы. Данная модель реле не требует настройки и срабатывает при отклонениях напряжения от нормального или при полном пропадании напряжения (обрыве фазы). Кроме того, данная модель имеет фиксированное значение выдержки срабатывания при включении и отключении.
Схема 2-1 с выбором приоритетного ввода
Наличие и уровень напряжения на обоих вводах контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV2. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок.Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM1 и KM2, которые управляются через промежуточные реле K1 и K2.
Выбор приоритетного ввода осуществляется с помощью переключателя SA1. При наличии напряжения на обоих вводах, первым подключится тот ввод, у которого выбран приоритет (положение I – первый ввод, положение II – второй ввод, положение 0 – отключены оба ввода). При нормальном уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения замыкает цепь питания промежуточного контактора K1 и в случае, если выбран приоритет на первый ввод или отсутствует напряжения на втором вводе, то силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода, а электромеханическая блокировка размыкает цепь питания контактора второго ввода. В случае если выбран приоритет второго ввода, то при наличии напряжения на втором вводе замкнется контактор KM2 и нагрузка будет питаться от второго ввода. В случае отсутствия напряжения на втором даже, несмотря на выбранный приоритет, силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода.
При пропадании напряжения на первом вводе и при наличии напряжения на втором вводе происходит размыкание цепи питания промежуточного контактора K1 и замыкание цепи питания силового контактора второго ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и нагрузка питается от второго ввода. При восстановлении напряжения на первом вводе переключение на него произойдет мгновенно в случае приоритета первого ввода, либо после исчезновения напряжения на втором вводе в случае приоритета второго ввода.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
Схема 2-1G с подключением к ДГУ
Наличие и уровень напряжения на обоих вводах контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV2. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого
замыкания и токов перегрузок. Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM1 и KM2, которые управляются через промежуточные реле K1 и K2.
Приоритет имеет первый ввод. При нормальном уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения замыкает цепь питания промежуточного реле K1, которое в свою очередь, подает питание на силовой контактор первого ввода, силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода, а электромеханическая блокировка размыкает цепь питания контактора второго (генераторного) ввода.
При пропадании напряжения на первом вводе реле контроля напряжения замыкает цепь питания ДГУ. После запуска генератора, реле контроля напряжения KV2 замыкает свой выходной контакт и подает напряжение на реле времени с задержкой на включение KT2. Задержка между запуском генератора и подключения к нему нагрузки необходима для того, что бы генератор вышел на установившийся режим работы. После окончания отсчета времени, реле замыкает свои выходные контакты и подает питание на силовой контактор генераторного ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и нагрузка питается от ДГУ.
При восстановлении напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения KV1 замыкает свои выходные контакты и подает питание на реле времени с задержкой на включение KT1. Данное реле необходимо для задержки обратного переключения на основной источник питания для обеспечения переключения только при наступлении устойчивого режима работы. После окончания отсчета времени, реле времени замыкает промежуточное реле, которое в свою очередь замыкает цепь питания катушки контактора КМ1. Также по окончанию отсчета цепь питания генератора размыкается, и после пропадания напряжения на генераторном выходе контактор КМ2 размыкается, а электрическая блокировка замыкается и питание нагрузки начинает осуществляться от основного ввода.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
В качестве реле контроля напряжения KV1 и KV2 используется реле CM-MPS.21S, которое помимо контроля повышенного, пониженного напряжения и обрыва фазы может контролировать последовательность чередования фаз, асимметрию фаз, обрыв нейтрали, а также имеет возможность настройки пороговых напряжений срабатывания и значений асимметрии фаз.
Перед включение АВР необходимо произвести корректную настройку реле контроля напряжения. Подробное описание реле CM-MPS.21S представлено на странице 3/2.
Схема 3-1G с подключением к ДГУ
Данная схема АВР выполнена в виде каскада из двух схем.
Первый каскад определяет, какой из двух основных вводов подключается к второму каскаду. Наличие и уровень напряжения на основных вводах контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV2. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок. Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM1 и KM2, которые управляются через промежуточные реле K1 и K2.
Выбор приоритетного ввода осуществляется с помощью переключателя SA1. При наличии напряжения на обоих вводах, первым подключится тот ввод, у которого выбран приоритет (положение I – первый ввод, положение II – второй ввод, положение 0 – отключены оба ввода). При нормальном уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения замыкает цепь питания промежуточного контактора K1 и в случае, если выбран приоритет на первый ввод или отсутствует напряжения на втором вводе, то силовые контакты KM1 замыкаются и нагрузка питается от первого ввода.
При пропадании напряжения на первом вводе и при наличии напряжения на втором вводе происходит размыкание цепи питания промежуточного контактора K1 и замыкание цепи питания силового контактора второго ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и нагрузка питается от второго ввода. При восстановлении напряжения на первом вводе переключение на него произойдет мгновенно в случае приоритета первого ввода, либо после исчезновения напряжения на втором вводе в случае приоритета второго ввода.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
Во втором каскаде схемы основным вводом является отходящая линия от первого каскада, резервным вводом – подключение от генератора.
Ввод от генератора контролируются с помощью реле контроля напряжения KV3, кроме того на данном вводе установлен автоматический выключатель QF3 для защиты отходящих линий. Переключение питания осуществляется силовыми контакторами KM3 и KM4, которые управляются выходными контактами реле управления.При нормальном уровне напряжения на данном вводе, дополнительные контакты, установленные на силовых контакторах в первом каскаде KM3 и KM4, замыкают цепь питания силового контактора KM3, а электромеханическая блокировка размыкает цепь питания контактора резервного ввода. При пропадании напряжения на основном вводе второго каскада происходит замыкание цепи управления генератором, размыкание цепи питания силового контактора основного ввода и замыкание цепи питания контактора резервного ввода. После того, как генератор запустится и реле контроля напряжения на резервном вводе KV2 замкнет свой выходной контакт, начинается отсчет времени с помощью реле времени с задержкой на включение KT2, необходимый для стабилизации выходных параметров генератора. По окончании отсчета цепь питания контактора резервного ввода замыкается и подключается питание от генератора.
При восстановлении напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения KV3 замыкает свои выходные контакты и подает питание на реле времени с задержкой на включение KT1. Данное реле необходимо для задержки обратного переключения на основной источник питания для обеспечения переключения только при наступлении устойчивого режима работы. После окончания отсчета времени, реле времени замыкает промежуточное реле, которое в свою очередь замыкает цепь питания катушки контактора КМ1. Также по окончанию отсчета цепь питания генератора размыкается, и после пропадания напряжения на генераторном выходе контактор КМ2 размыкается, а электрическая блокировка замыкается и питание нагрузки начинает осуществляться от основного ввода.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор). Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
В качестве реле контроля напряжения KV1 и KV2 используется реле CM-MPS.21S, которое помимо контроля повышенного, пониженного напряжения и обрыва фазы может контролировать последовательность чередования фаз, асимметрию фаз, обрыв нейтрали, а также имеет возможность настройки пороговых напряжений срабатывания и значений асимметрии фаз.
Схема 2-2C «Крест»
Схема 2-2С представляет собой комбинацию двух схем ”2-1 с приоритетом одного ввода” внутри каждой схемы.
Наличие и уровень напряжения на обоих вводах системы АВР контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV4. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок. При нормальном режиме работы питание нагрузки коммутируется силовыми контакторами KM1 и KM4, которые управляются через промежуточные реле K1 и K2.
При допустимом уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения KV1 замыкает цепь питания обмотки управления промежуточного контактора K1, тем самым силовые контакты KM1 замыкаются и первая линия нагрузки питается от первого ввода. В свою очередь, при допустимом уровне напряжения на втором вводе, реле контроля напряжения KV4 замыкает цепь питания обмотки управления промежуточного контактора K2, тем самым силовые контакты KM4 замыкаются и вторая линия нагрузки питается от
второго ввода.
При пропадании или при отклонении за допустимые значения напряжения на первом вводе и при наличии напряжения на втором вводе происходит размыкание цепи питания обмотки управления промежуточного контактора K1 и замыкание цепи обмотки управления силового контактора второго ввода КМ2, таким образом его силовые контакты замыкаются и первая линия нагрузки питается от второго ввода. При восстановлении уровня напряжения в диапазоне допустимых значений на первом вводе обратное переключение на него произойдет мгновенно.
При пропадании или при отклонении за допустимые значения напряжения на втором вводе и при наличии напряжения напервом вводе происходит размыкание цепи питания обмотки управления промежуточного контактора K2 и замыкание цепи обмотки управления силового контактора первого ввода
КМ3, таким образом его силовые контакты замыкаются и вторая линия нагрузки питается от первого ввода. При восстановлении уровня напряжения в диапазоне допустимых значений на втором вводе переключение на него произойдет мгновенно.
Лампы HL1 и HL4 зеленого цвета служат для индикации нормального режима работы, когда каждая линия нагрузки питается от соответствующего ей основного ввода. Лампы HL2 и HL3 красного цвета служат для индикации аварийного режима и переводе питания одной из линий нагрузки на соответствующий ей резервный ввод, при этом зеленая лампа основного ввода гаснет. Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обоих вводах.
В качестве реле контроля напряжения KV1 -KV4 используются реле контроля напряжения CM-PVE, которые контролируют уровень повышенного и пониженного напряжения, а также обрыв фазы. Данная модель реле не требует настройки и срабатывает при отклонениях напряжения от нормального или при полном пропадании напряжения (обрыве фазы). Кроме того, данная модель имеет фиксированное значение выдержки срабатывания при включении и отключении.
В спецификациях на последующих страницах указан номинальный ток каждого питающего ввода. Таким образом, номинальный ток каждой линии должен быть в два раза меньше данного значения с целью обеспечения возможности питания двух линий нагрузок одновременно от одного ввода.
Схема 2-2 с секционным контактором
Наличие и уровень напряжения на обоих вводах контролируется с помощью реле контроля напряжения KV1 и KV2. На вводах установлены автоматические выключатели QF1 и QF2 для защиты отходящих линий от токов короткого замыкания и токов перегрузок. Переключение питания одной из секций нагрузки при пропадании или отклонении уровня напряжения от допустимых значений осуществляется силовым контактором KM3, который управляется через промежуточный реверсивный контактор K1.
При допустимом уровне напряжения на первом вводе, реле контроля напряжения KV1 замыкает цепь питания обмотки управления контактора KМ1, соответственно его силовые контакты замыкаются и первая линия нагрузки питается от первого ввода. В свою очередь при нормальном уровне напряжения на втором вводе, реле контроля напряжения KV2 замыкает цепь питания обмотки управления контактора KМ2, его силовые контакты замыкаются и вторая линия нагрузки питается от второго ввода.
При или отклонении уровня напряжения от допустимых значений на одном из вводов и при наличии напряжения на другом вводе происходит замыкание цепи питания обмотки управления секционного контактора KM3 и, таким образом, его силовые контакты замыкаются и обесточенная нагрузка питается от противоположного ввода. При восстановлении напряжения на каждом из вводов переключение нагрузок на свои вводы произойдет мгновенно.
Промежуточный реверсивный контактор K1 используется для подачи питания на обмотку управления контактора KM3 в зависимости от того, на каком вводе присутствует напряжение. Контактор основного ввода, на котором произошло пропадание или отклонение уровня напряжения от допустимых значений, при этом размыкается за счет наличия электрической блокировки.
Лампы HL1 и HL2 сигнализируют подключенный ввод (замкнутый контактор) в случае номинальной работы. Лампа HL3 красного цвета сигнализирует о том, что обе линии нагрузок питаются от одного из вводов. Ситуация, при которой ни одна из ламп не светится, сигнализирует об отсутствии напряжения на обеих вводах.
