Алгоритм работы авр с секционным выключателем

Назначение данной системы в электрике схоже с организацией бесперебойного питания. Главная задача автоматического ввода резервного питания — это быстрое восстановление электроснабжения без участия в этом процессе человека. На больших подстанциях всегда имеется два ввода на две, разделённые секционным выключателем, секции распределительного устройства, работающие автономно друг от друга. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) автоматическое подключение резервного питания и снабжение на 2 ввода является обязательной мерой обеспечения электричеством потребителей первой категории.

Простой пример необходимости данной системы можно привести относительно освещения какого-то важного охраняемого участка. То есть при отключении основного ввода система сама включит питание от резервного источника, при этом данный важный участок останется осветлен. Максимум что может возникнуть — это непродолжительное прекращение питания, которое визуально даже отследить тяжело. Это зависит от скорости срабатывания АВР, время включения резерва должно составлять порядка 0,3–0,8 секунд.

Назначение оборудования

Расшифровка системы АВР — автоматический ввод резерв — наилучшим образом объясняет назначение оборудования. Иногда его называют устройством автоматического включения резерва. Это определение относится к переключению основного электрооборудования на запасной генератор, что происходит при аварийном отключении главной сети.

По своему назначению ввод резерва схож с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Вся работа системы осуществляется полностью в автоматическом режиме без участия человека. В крупных подстанциях всегда существует два ввода на две автономные секции распределительного устройства.

Согласно требованию правил устройства электроустановок, в этом случае обязательно присутствие АВР для снабжения резервным питанием на 2 ввода. Например, при нарушении работы основного электроснабжения дополнительное оборудование включится автоматически. Визуально такой момент очень трудно заметить, так как высока скорость переключения.

Что такое АВР и его назначение.

Помимо этого, контроллер АВР проверяет отсутствие короткого замыкания, в противном случае подача энергии на эту секцию недопустима. БУАВР имеет повышенную устойчивость к перенапряжению.

Как видите, создать своими руками схему автозапуска генератора не так уж и сложно. Каким образом это делается на автоматах — смотрите на рисунке справа.

Подключение реле серии ЕЛ очень простое и не представляет особых затруднений: к клеммам L1, L2, L3 подключаются фазы А, В, С соответственно, а через контакты и напряжение подается в цепь управления катушек контакторов, где в зависимости от состояния электрической сети реле управляет работой контакторов замыканием или размыканием этих контактов.

В квартиры устанавливают бесперебойники на аккумуляторах, которые преимущественно применяются для электронной техники. Автоматический ввод резервного питания, это полноценный механизм со своей логикой и своими органами чувств и управления.

Если у реле есть несколько контактных групп, то можно их запараллелить, но такое редко делается, обычно для больших токов берется схема с реверсивным пускателем либо на симисторах. АВР на реверсивном рубильнике с электроприводом Такая конструкция интересна прежде всего тем, что потребляет электроэнергию только в момент переключения, в отличие от контакторов, реле и т. Данные устройства предназначены для работы на стороне 0.

С технической точки зрения реле контроля трехфазного напряжения состоит из измерительной и силовой части. При исчезновении напряжения на первом вводе, отпадает контактор-1 и включается контактор В этой части мы разберем схему для трехфазной электрической сети, выполненную на двух контакторах, где в качестве управляющего элемента применено реле контроля фаз реле контроля трехфазного напряжения.

Но ведь источников питания может быть и больше. Потребитель остается со светом.

Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя. В таком случае включить или отключить автомат можно с помощью специальных кнопок. Так, при отсутствии напряжения система переключит потребителя с основного на резервный ввод, однако при появлении напряжения на линии обратное переключение возможно только вручную — отключением питания автоматическим выключателем АВ2 или остановкой генератора.
Схема подключения АВР (380 Вольт)

АВР в стойке

Итак, к стойке подведены два ввода электропитания. Если у вашего оборудования два блока питания, вы спокойно подключаете его к разным PDU, и пропадание одного ввода вам не страшно. А если у вашего сервера один блок питания?
В стойке АВР используют, чтобы профит от двух вводов не пропал даром. При проблемах с одним из вводов АВР переключает нагрузку на другой ввод.

Дисклеймер: Если можете, избегайте оборудования с одним блоком питания, чтобы не создавать точку отказа в системе. Дальше мы покажем, в чем недостатки такой схемы подключения.

Задача АВР в стойке — переключить оборудование на рабочий ввод так быстро, чтобы в его работе не было перерыва. Нужную для этого скорость нашли опытным путем: не больше 20 мс. Посмотрим, как это обнаружили.

Сбои в работе серверного оборудования происходят из-за провалов напряжения (из-за работ на подстанциях, подключения мощных нагрузок или аварий). Чтобы проиллюстрировать, как оборудование выдерживает разную амплитуду и длительность перепадов напряжения, разработали кривые безопасной работы электрооборудования CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Сейчас они известны как кривые ITIC (Information Technology Industry Council), их варианты включены в стандарты IEEE 446 ANSI (это аналог наших ГОСТов).

Сверимся с графиком. Наша задача, чтобы устройства работали в «зеленой зоне». На кривой ITIC мы видим, что оборудование готово «терпеть» провал максимум 20 мс. Поэтому мы ориентируемся, чтобы АВР в стойке отрабатывал за 20 мс, а лучше — еще быстрее.

Источник: meandr.ru.

Устройство АВР. Типовой АВР (ATS) в стойке нашего ЦОДа занимает 1 юнит и выдерживает нагрузку 16 А.

На дисплее видим, от какого ввода питается АВР, сколько подключенные устройства потребляют в амперах. Отдельной кнопкой выбираем, отдать приоритет первому или второму вводу. Справа — порты для подключения к АВР:

• Ethernet port — подключить мониторинг;
• Serial port — зайти через ноутбук и посмотреть в логах, что происходит;
• USB — вставить флешку и обновить прошивку.

Порты взаимозаменяемые: можно выполнить все эти операции, если есть доступ хотя бы к одному из них.

На тыльной стороне — вилки для подключения основного и резервного вводов и розеточная группа для подключения ИТ-оборудования.

Подробные характеристики АВР мы смотрим через веб-интерфейс. Там настраивается чувствительность переключения и видны логи.

Веб-интерфейс АВР.

Установка и подключение АВР. Устанавливать АВР по высоте лучше в середину стойки. Если мы заранее не знаем комплектацию стойки, то так оборудование с одним блоком питания сможет дотянуться проводами и с нижней, и с верхней части.

А вот дальше есть нюансы: глубина стандартной стойки гораздо больше, чем глубина АВР. Мы рекомендуем установить его как можно ближе к холодному коридору по двум причинам:

Доступ к передней панели. Если установить АВР ближе к горячему коридору, мы увидим индикацию, но не сможем подключиться к нему через порты. А значит, не сможем посмотреть логи или перезагрузить устройство.

Где-то там, в глубине, мигает АВР — до порта уже не дотянуться.

• потоками воздуха, которые дуют на него извне;
• крепежами, которые уводят лишнее тепло.

Если установить АВР со стороны горячего коридора и вдобавок зажать его пирогом из серверов, то мы получим печку. В лучшем случае у АВР сгорят мозги и он потеряет связь с внешним миром, в худшем — начнет хаотично переключать нагрузку или бросит ее.

АВР парится лицом к горячему коридору.

Был случай. Инженер на обходе услышал нехарактерные щелчки.
В недрах горячего коридора под грудой серверов обнаружился АВР, который постоянно переключался с основного ввода на резервный.

АВР заменили. Логи показали, что целую неделю он переключался каждую секунду — итого более полумиллиона коммутаций. Вот как это было

Какие еще АВР бывают в стойке

Вводный ATS для стойки. В нашем ЦОДе такой АВР выступает единственным источником распределения питания в стойке: работает как АВР+PDU. Занимает несколько юнитов, выдерживает нагрузку 32 А, подключается промышленными разъемами и может питать до 6 КВт оборудования. Использовать его можно, когда нет возможности смонтировать стандартные PDU, а одноблочное оборудование в стойке не обслуживает критичные нагрузки.

Cтоечный STS. STS в стойке используется для оборудования, чувствительного к перепадам напряжения. Этот АВР переключается быстрее, чем ATS.

Этот конкретный STS занимает 6 юнитов и у него немного «винтажный» интерфейс.

Мини-АВР. Бывают и такие малышки, но у нас в ЦОДе такого не водится. Это мини-АВР для одного сервера.

Этот АВР подключается прямо в блок питания сервера.

Как мы ищем идеальный АВР

Мы тестируем много разных АВР и проверяем, как они ведут себя в условиях высоких температур.

Вот как издеваемся над АВР, чтобы это проверить:

• подключаем к нему регистратор качества сети, сервер и еще несколько устройств для нагрузки;
• изолируем стойку заглушками или пленкой, чтобы достичь высокой температуры;
• нагреваем до 50°С;
• поочередно отключаем вводы по 20 раз;
• смотрим, не было ли провалов питания, как себя чувствует сервер;
• если АВР проходит тест — нагреваем до 70°С.

Фото тепловизором с одного из испытаний.

Анализатор сети фиксирует напряжение с течением времени. На записи видим, сколько длилось переключение: на этот момент синусоида прервалась

Кстати, берем АВР на тест: проверим ваше устройство на прочность и расскажем, что получилось 😉

АВР в стойке: скрытая угроза

Главная проблема с АВР в стойке в том, что он умеет только переключать нагрузку с основного на резервный ввод, но не защищает от короткого замыкания или перегрузки. Если на блоке питания происходит короткое замыкание, то по защите сработает автоматический выключатель уровнем выше: на PDU или в распределительном щите. В результате один ввод отключается, АВР это понимает и переключается на второй ввод. Если короткое замыкание еще остается, сработает автоматический выключатель второго ввода. В итоге из-за проблемы на одном оборудовании может обесточиться вся стойка.

Так что еще раз повторю: тысячу раз подумайте, прежде чем устанавливать АВР в стойку и использовать оборудование с одним блоком питания.

Требования к системе

Функциональность представленной схемы органичена. Если неполадки в основной линии сопровождаются коротким замыканием, повторное включение провоцирует повреждение нагрузки. Определенное влияние оказывают реактивные характеристики электродвигателей. При подключении станка или мощного вентилятора падение напряжения способно вызвать ложное срабатывание системы защиты.

Отдельно следует рассмотреть скорость подключения запасного источника. При значительных временных интервалах в некоторых подключенных устройствах срабатывают локальные схемы защиты. Подобные ситуации сопровождаются сбоями в работе. Они провоцируют поломки, ускоренный износ приводов.

Чтобы устранить недостатки применяют логические схемы управления, созданные на основе электронных блоков со специализированным программным обеспечением. Некоторые компоненты оснащают механическими узлами блокировки. Такие элементы сохраняют работоспособность при полном отключении основного и аварийного питания.

Основные требования к АВР современного уровня:

• надежность подключения запасного источника питания (ИП) при пиковых нагрузках и значительных изменениях рабочих параметров сети;
• достаточное быстродействие для исключения повреждения потребителей электроэнергии;
• регулируемая настройка пороговых уровней включения системы защиты;
• блокировка подсоединения к цепи с КЗ и параллельного подключения двух вводов;
• однократное срабатывание;
• автоматизированная проверка функционального состояния резервного ИП.

Плавное переключение обеспечивают с помощью добавления в схему трансформаторов.

Схема АВР

Как видно, предложенная схема АВР отличается простотой: для ее сборки потребуется всего два магнитных пускателя, значение номинального тока (величина ) которых должна превышать токи нагрузки.

Питающее напряжение основного и резервного вводов на этой схеме 380 В, однако рабочее напряжение катушек обоих пускателей 220 В, поэтому, она подойдет и для организации АВР при однофазном питании потребителей.

Как работает схема? В штатном режиме, когда на основном питающем вводе присутствует питающее напряжение линии, катушка магнитного пускателя КМ1 оказывается включенной на рабочее напряжение 220 В (L3 — N), силовые контакты этого пускателя замыкаются и нагрузка, таким образом подключается от основного ввода.

Теперь представим ситуацию когда на основном вводе напряжение пропало. Возврат в исходное (выключенное) состояние обесточенного пускателя КМ1 вызовет замыкание его нормально разомкнутого контакта, находящегося в цепи питания катушки контактора КМ2 и его сработки.

Таким образом, питание потребителя будет включено от резервного ввода через замкнувшиеся силовые контакты магнитного пускателя КМ2. Отключение резервного источника питания (напр. генератора) по аналогии обесточит катушку пускателя КМ2, отброс его силовых контактов и (при появлении напряжения на основном вводе) автоматическое включение КМ1 с переходом питания от линии.

Схема электрическая АВР 3 ввода 2 выхода

3 ввода 2 выхода

Наиболее сложная схема автоматического ввода резерва. Позволяет разделить электроприемники по категориям, и подключить особую группу потребителей по надежности электроснабжения на секцию шин с третьим источником. Встречаются на промышленных предприятиях, важных объектах здравоохранения, объектах государственного значения и других.

К достоинствам относятся гибкость системы, расширенный функционал, к недостаткам – цена.

По режимам работы автоматический ввод резерва разделяется на:

• АВР с приоритетом основного ввода. В нормальном режиме работы питание осуществляется от основного ввода. В аварийном режиме происходит переключение на резервный ввод. При восстановлении параметров сети в норму происходит переключение питания на основной ввод.
• АВР без приоритета, т.е. имеется два равнозначных ввода. В нормальном режиме работы питание осуществляется от любого ввода. В аварийном режиме происходит переключение на тот источник питания, где есть напряжение. При восстановлении параметров сети на аварийном вводе переключения на другой источник не происходит.
• АВР с возможностью запуска генератором. В аварийном режиме работы подается сигнал на включение генератора и переключение питания от него. В нормальном режиме работы питание осуществляется от основного ввода.

По классификации по элементной базе ящики и шкафы АВР разделяются на схемы контакторах и схемы на автоматических выключателях с мотор-приводами.

Наиболее распространенными схемами являются АВР на контакторах. Это объясняется тем, что данные схемы более просты в изготовлении и эксплуатации, при небольших токах значительно дешевле.

Примерно при токах от 250А до 400А в зависимости от производителя оборудования стоимость АВР на контакторах сравнивается с АВР на автоматических выключателях с мотор-приводами, а при токах свыше 630А становится дороже.

Схемы на мотор-приводах в настоящее время получают широкое применение и на токах меньше 250А. В этих схемах для управления используются промежуточные реле, интеллектуальные программируемые реле или контроллеры, блоки автоматического ввода резерва.

В вопросах схемных решений автоматического ввода резерва, передовые европейские производители, такие как Schneider Electric, Siemens, ABB предлагают на рынке электротехники интеллектуальные программируемые реле (ИПР) – Zelio Logic, LOGO!, CL. Для ИПР разработаны специальные программные комплексы, часть из которых является бесплатными, а часть платными. Для Zelio Logic – бесплатная программа Zelio Soft2, для LOGO! – бесплатная программа LOGO Soft Comfort, для CL – платная программа CL-SOFT.

Программисты нашей компании имеют опыт работы со всеми программными комплексами и типами реле. Мы можем предложить для Вас АВР на любом из представленных реле или заменить на другой тип и производителя, учитывая Ваши требования и пожелания.

Помимо программируемых реле широкое применение нашли блоки автоматического ввода резерва. Эти устройства предназначены для управления силовой частью АВР и запрограммированы заводом-изготовителем с возможностью настройки параметров сети и временных задержек на переключение, имеют широкий функционал, наглядный интерфейс и светосигнальную индикацию работы. Основные схемы их применения 2 ввода 1 выход и 2 ввода 2 выхода.

В шкафах АВР мы применяем корпуса известных производителей Rittal, DKC, ABB, IEK. От потребностей и пожеланий заказчика сделаем наиболее выгодное предложение по цене и срокам изготовления АВР.

Цена ШАВР зависит от количества вводов и выходов, номинального тока, схемных решений, производителя комплектующих. Расчет стоимости шкафов автоматического ввода резерва сотрудники нашей компании сделают для Вас бесплатно. Для этого потребуется прислать на электронную почту проект, электрическую схему и спецификацию оборудования или назвать типовое буквенно-цифровое обозначение АВР.

Для того чтобы купить ШАВР позвоните нам или пришлите заявку на электронную почту, наши специалисты сделают для Вас выгодное предложение.