Назначение АВР
Для обеспечения бесперебойного электроснабжения на предприятиях различных отраслей, электрооборудование подключают к нескольким источникам питания. В случае отказа одного из них, питание переводится на резервный. Для автоматического перехода между источниками применяются устройства автоматического ввода резерва (АВР). АВР мониторит напряжение в источниках питания и состояние автоматических выключателей, выдавая команды моторным приводам и независимым расцепителям автоматических выключателей на основе этих данных.
Основные преимущества систем АВР на ПЛК
На рынке можно найти множество вариантов АВР, включая готовые и модульные решения. Прямое сравнение таких систем нецелесообразно, поскольку их функциональные возможности значительно различаются. При выборе готовых решений особое внимание следует уделить не только их функционалу, но и надежности этих систем.
Разница в стоимости между АВР, основанными на программируемых реле, и АВР на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК), незначительна в контексте общей стоимости проекта. При этом ПЛК предоставляют возможность реализовать более гибкую функциональность АВР по сравнению с решениями на программируемых реле.
Использование ПЛК требует программирования, однако, это расширяет функциональные возможности: возможность адаптации алгоритма работы под конкретные требования, самодиагностика управляющих цепей, диспетчеризация, а также подключение сенсорных панелей для визуализации процессов и управления параметрами. Схемы АВР могут быть изменены, в то время как ПЛК может оставаться неизменным. Это обеспечивает удобство в проектировании, особенно когда схемы схожи и часто повторяются. Один раз разобравшись в работе системы, можно использовать ее многократно.
ПЛК также могут быть полностью интегрированы в систему диспетчеризации SCADA или автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с поддержкой интерфейсов и протоколов высокого уровня. Таким образом, преимущества использования ПЛК при реализации АВР становятся очевидными.
Алгоритм работы системы
Запуск программы АВР
Для запуска автоматической работы АВР необходим сигнал «Автоматический режим работы АВР». При наличии входных сигналов «Напряжение на вводе №1», «Аппарат ввода №1 – нет аварии», «Аппарат ввода №2 – нет аварии», система перейдет в нормальный режим (QF1 включен, QF2 выключен): контроллер проверит выключенное состояние QF2 и включит QF1.
Пропадание питания на вводе №1
При пропадании сигнала «Напряжение на вводе №1» (основной ввод) и при наличии сигнала «Напряжение на вводе №2» контроллер отсчитает выдержку времени (задаваемый параметр) и выключит QF1. После подтверждения отключения QF1 (отсутствие сигнала «Аппарат ввода №1 – включен») контроллер отсчитает выдержку времени (задаваемый параметр) и включит QF2.
Восстановление питания на вводе №1
При восстановлении питания на вводе 1 (основной ввод) и наличии сигнала «Напряжение на вводе №1» контроллер отсчитает выдержку времени (задаваемый параметр) и выключит QF2. После подтверждения отключения QF2 (отсутствие сигнала «Аппарат ввода №2 – включен») контроллер отсчитает выдержку времени (задаваемый параметр) и включит QF1.
Приоритет ввода
При отсутствии сигнала «Ввод №2 – основной» основным вводом считается ввод 1. При подаче указанного сигнала приоритет отдается вводу 2.
Применение ДГУ
Если в качестве резервного источника питания используется ДГУ, требуется учесть это при монтаже системы (см. схему). В таком случае, при пропадании питания на основном вводе контроллер подаст сигнал «Сигнал на запуск ДГУ» и включит резервный ввод только при одновременном наличии сигналов «ДГУ готов принять нагрузку» и «Напряжение на вводе №2».
Авария автоматического выключателя
Если происходит авария какого-либо автоматического выключателя либо короткое замыкание в системе, на контроллере пропадают соответствующие сигналы «Аппарат ввода №1 – нет аварии», «Аппарат ввода №2 – нет аварии». В этом случае контроллер отключает автоматический режим работы и формирует выходные сигналы для отключения вводов посредством мотора привода.
Ручной режим
При необходимости ручного управления системой распределения электроэнергии необходимо снять сигнал «Автоматический режим работы АВР» и подать сигнал «Ручной режим работы АВР». После этого контроллер не будет следить за состоянием системы и формировать выходные сигналы.
Необходимое оборудование для реализации АВР
Для систем АВР на основе оборудования EKF разработаны типовые решения, рассмотрим одно из них, а именно «АВР 2 в 2 с секционным аппаратом», чтобы определить ключевые устройства, задействованные в работе данной системы.
Реле напряжения играют ключевую роль в контроле наличия напряжения в шинах, обеспечивающих электроэнергией рабочие секции. Они также передают сигналы в ПЛК в случае возникновения различных нарушений в питающей сети, включая отклонения напряжения от нормы, асимметрию фаз и нарушение их последовательности. Для питания однофазной нагрузки от трехфазной сети используется реле выбора фаз RVF-3 EKF PROXIMA. Оно автоматически переключает питание однофазного потребителя на активную фазу в случае проблем с напряжением в одной из фаз.
Автоматический выключатель в литом корпусе AV POWER-1/3 применяется в АВР для быстрого размыкания и замыкания электрических цепей. Это устройство обеспечивает защиту сети от коротких замыканий, перегрузок и других аварийных режимов, автоматически переключая потребителей на резервное питание в случае отказа основного источника электроэнергии. AV POWER-1/3 подойдет для поддержания бесперебойной работы промышленных предприятий и критически важных объектов инфраструктуры.
Многофункциональный измерительный прибор SM-H с жидкокристалическим дисплеем EKF предназначен для точного измерения параметров трехфазных сетей и обеспечения управления энергетическим оборудованием, анализа и оптимизации его работы.
Измерительные трансформаторы тока, такие как ТТЕ-30-250/5А от EKF, применяются для точной передачи тока от электрических сетей к измерительным приборам, а также к устройствам защиты и управления, работающим в сетях с напряжением до 660 В и частотой 50 Гц.
Программируемые контроллеры, такие как F100 10 в/в PRO-Logic EKF, − мозг автоматических систем. Они выполняют алгоритмы управления включения и отключения вводных и секционных автоматических выключателей в соответствии с заданным программным алгоритмом. Т.е., ПЛК по сути выполняют функции АВР и обеспечивают интеграцию различных устройств в единую систему управления.
Панель оператора PRO-Screen используется в системах АВР в качестве интуитивно понятного интерфейса для визуализации и управления работой системы. Она позволяет операторам наблюдать за текущим состоянием оборудования, быстро реагировать на изменения параметров электросети и эффективно управлять процессом автоматического переключения между источниками питания. Эргономичный дизайн и возможности кастомизации экрана делают панель EKF PRO-Screen неотъемлемым инструментом для повышения оперативности и точности в системах АВР.
Блок питания 24В DR-15W-24 EKF PROXIMA предназначен для преобразования и стабилизации напряжения сети для питания ПЛК и других устройств автоматизации, требующих 24В постоянного тока.
Локальные управляющие устройства, такие как переключатели и индикаторы, предназначены для ручного контроля, сигнализации о состоянии системы и индикации аварий в цепях АВР. Кнопки управления имитируют функции механических органов управления автоматических выключателей и позволяют оперировать оборудованием, не открывая дверцы электрического шкафа, что существенно повышает безопасность обслуживающего персонала. Ручное управление должно иметь приоритет перед автоматическим.
Для защиты в электрических цепях питания ПЛК и реле напряжения используются автоматические выключатели или предохранители, так как даже автоматизированные системы требуют надежной защиты.
Заключение
В данной статье рассмотрена система АВР на базе оборудования EKF, включая ПЛК PRO-Logic, панели оператора PRO-Screen, реле контроля фаз, воздушные выключатели и другие сопутствующие устройства. Использование надежных и точных приборов, имеет решающее значение для обеспечения стабильности и безопасности функционирования АВР.
ПЛК от EKF выполняет заложенный в него алгоритм, однако эффективность работы системы зависит от согласованности всех ее элементов. От правильного выбора и качества комплектующих зависит надежность работы АВР, что в свою очередь является ключевым фактором для поддержания бесперебойной работы энергетических систем и промышленных процессов.