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!
Как же работает система автоматики для генератора?
При потере основной сети, контроллер щита системы автозапуска, выполняет попытку запуска генератора и при удачном исходе, после прогрева генератора, переключает нагрузку с основной сети на резервную. При неудачной попытке запуска, контроллер выполняет повторные попытки запуска. При появлении основной сети, контроллер через фиксированное время ожидания, переключает нагрузку на основную сеть, и после охлаждения генератора, отключает его. Алгоритм работы системы представлен на рис 1.
Рис 1. Как работает система автозапуска генератора
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.
Принцип работы
Качественный автоматический ввод резерва для генератора отличается высокой стоимостью, поэтому многие домашние мастера решают изготовить это устройство своими руками, используя те самые детали, что и в стандартных заводских агрегатах. Основной и самой дорогой частью является многофункциональный контроллер.
Для обеспечения силовой части мастера задействуют контакторы, которые используются для гарантированного переключения с главной линии на локальную сеть. Чтобы компактно разместить все детали, нужно подготовить довольно вместительный шкаф или же щит, который больше всего будет подходить по размеру к изготавливаемому агрегату.
Какое освещение Вы предпочитаете
ВстроенноеЛюстра
Традиционная схема АВР всегда оснащается автоматизированным контролирующим механизмом, который работает за счёт нормального постоянного напряжения. Качественная реализация этой идеи возложена на блок питания. Чаще всего специалисты применяют стандартный аккумулятор повышенной мощности, так как при повышенных нагрузках маломощный агрегат быстро разряжается.
Выбирая контроллер, необходимо проверить наличие инверсной воздушной заслонки. Этот узел особенно полезен в тех ситуациях, когда потребитель использует генератор с механической заслонкой.
Покупая прочные контакторы, нужно ориентироваться на показатели пропускной способности. Когда в оборудовании отсутствует электромеханическая защита, её нужно приобрести отдельно.
Когда все элементы есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению АВР. Начинать нужно с монтажа всех элементов и узлов во внутренний отсек электрического щита. Этот процесс должен происходить таким образом, чтобы не образовались пересечения между проводниками, а все контакты и клеммы были легкодоступны. Далее происходит подключение силовой части и контроллеров.
В процессе подключения обязательно учитывается наличие двух мощных кабелей, которые входят в щит автоматического резерва. Один из них должен быть рассчитан на основную сеть, а второй — на резервную линию электросети. Их поочерёдное использование обусловлено различными алгоритмами работы оборудования. Но на выходе к потребителю протягивается только один силовой кабель.
Аббревиатурой АВР сокращенно именуют автоматический ввод резерва. Иногда ее расшифровывают как «автомат ввода резерва», что, впрочем, не влияет на функции, которые выполняет это устройство. Оно работает по принципу электрического реле: автоматически переключает потребителя с основной сети на резервный источник электроэнергии, если в первой напряжение пропадает.
Установка АВР на генератор
предполагает несколько этапов:
- Определяем какая схема подключения будет использована.
- Подбираем оборудование, на основе которого будет построена схема подключения АВР
, согласно требованиям заказчика. - Устанавливаем автоматический ввод резерва и подключаем к основному источнику питания.
- Устанавливаем генератор и подключаем к нему системы управления.
- Проводим пусконаладочные работы и вводим систему АВР в эксплуатацию.
Перед тем, как подключить АВР к генератору
, следует определиться с местом инсталляции устройства и электрогенератора. Выбор места имеет важное значение, поскольку блок АВР не желательно подвергать резким перепадам температур. Поэтому установка его не желательна в холодных помещениях и на улице.
Сам электрогенератор нужно устанавливать в местах, где можно обеспечить отвод выхлопных газов . В холодное время его лучше устанавливать в теплых помещениях для обеспечения быстрого пуска и выхода двигателя на рабочую температуру. Это особенно важно для дизельных устройств, силовая установка которых больше подвержена влиянию холода. В одной из прошлый статей мы рассказывали о том, как завести дизельный генератор в сильный мороз .
Следует следить, чтобы аккумулятор был заряжен, а в баке было топливо.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Автоматика для генератора своими руками 7 Дистанционный автоматический запуск генератора с брелка Можно добавить в систему радиомодуль и вы сможете заводить генератор дистанционно, по радиоканалу. Спрашивайте, я на связи!
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.
Как собрать АВР своими руками.
Если Вы знакомы с азами электрики, то можете попробовать сделать АВР сами, опираясь на схему. Но лучше, конечно, поручить это специалисту с опытом сборки электрических щитов.
Для сборки блока АВР своими руками нам потребуются:
- Пускатели трехполюсные с блоками дополнительных контактов (1НО и 1НЗ) – 2 шт. Мощность выбирается по вводному автоматическому выключателю, установленному в Вашем щитке.
- Автоматические выключатели: Трехполюсные, по току соответствующие контакторам – 2шт (QF1, QF2) и 1шт. для защиты реле контроля напряжения – 3п С6А (QF3). Однополюсный – В6А – 1шт (QF4).
- Реле контроля напряжения CM-PVE или аналог (KV).
- Модульный контактор с катушкой 220в и тремя контактами (2НО и 1НЗ) (KL1). Как собрать АВР своими руками.
- Сигнальные ламы на 220в по одной красного и зеленого цвета (HL1, HL2).
- Металлический шкаф с монтажной платой и с размерами соответствующими устанавливаемому оборудованию (не должно быть все впритык, а также слишком много свободного места).
- DIN-рейка – примерно 0,5м.
- Клеммы на DIN-рейку – по желанию, можно обойтись и без них, подключая кабели непосредственно на автоматы и контакторы.
Ниже приведено примерное расположения аппаратуры в щите. Далее все просто, сначала производим разводку силовых линий монтажным проводом ПВ3 или ПуГВ, (сечение не ниже приходящего от сети кабеля), а затем, цепей управления таким же проводом только 1мм2. ПуГВ и ПВ3 обязательно прессуются в наконечники НШВИ.
Примерное расположение аппаратуры в щите.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Услуги подключения и наладки АВР Если суммарная мощность потребителей, имеющихся в доме, превышает возможности генератора или сам агрегат недостаточно мощный, на его линию подключаются только те приборы и оборудование, которые действительно необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта до того момента, пока не будет включено основное электропитание. Спрашивайте, я на связи!
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.
Как автоматизировать запуск генератора?
Система автоматизации запуска генератора, работает только с генераторами, укомплектованными электрическим стартером. Если Ваш генератор не имеет электрического стартера, то вы можете уточнить у производителя генератора, имеется ли возможность докупки и установки электростартера.
Рис 2. Электростартер генератора Honda.
При запуске двигатель раскручивается коллекторным электродвигателем, который представлен на рисунке 2. Коллекторный электродвигатель питается постоянным током, от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем). Но у электрического стартера есть существенный недостаток, чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, особенно зимой, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. Иногда, вместе с использованием слишком вязкого масла, это делает запуск на морозе невозможным. Несмотря на наличие указанных недостатков, использование электростартера наиболее удобный способ запуска двигателя как бензинового и дизельного, так и газового генераторов.
Чтобы избежать проблем запуска генератора в зимний период времени, лучше держать генератор в теплом помещении (или в специальном боксе для генератора). Но статистика показывает, что в среднем 40% наших покупателей оставляют генератор на улице. В таких случаях, мы рекомендуем в зимний период времени поменять свечи зажигания и использовать всесезонное полусинтетическое масло.
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.
АВР с автозапуском генератора
А как будет запускаться генератор, если исчезнет питание с обоих вводов? Контакт №12 служит для подключения к АВР внешнего источника питания +12В.
Когда у вас пропало напряжение на двух вводах, все контакты К1,К2,К3 получаются в разомкнутом состоянии. При этом автоматически происходит замыкание внутреннего контакта реле К4. За счет этого, формируется сигнал запуска для генератора.
Большинство генераторов с возможностью АВР, управляют заслонкой своей собственной автоматикой. Для этого им нужен только сигнал на старт. Вы его как раз и подаете.
Если у вас этого нет, то можно смастерить такую систему самостоятельно.
После подачи импульса, происходит запуск ДГУ и его прогрев. Когда он прогрелся, напряжение на реле KV1 достигает нормы. KV1 представляет из себя, что-то вроде реле защиты трехфазных двигателей.
Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети (правильное чередование фаз и их номинальное значение). Подойдет например такое — CKF-317.
После срабатывания, реле KV1 замыкает свой контакт KV1.1 и напряжение достигает разъема №16. Также U поступает на контакт №9 (он управляет внутренними цепями AVR) и №22.
AVR это видит и подает сигнал на замыкание реле К3 и катушки КМ3. После чего включаются силовые контакты пускателя генератора КМ3.1 Вся нагрузка запитывается от генератора.
Технические характеристики щита АВР
| Технические характеристики | Значение |
| Номинальное напряжение, В | 220; 380 |
| Частота, Гц | 50 |
| Номинальный ток, А | 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630 |
| Вид климатического исполнения щита | УХЛ 3.1 по ГОСТ 15150-69 |
| Время переключения, с не более | 0.2 |
| Контролируемые параметры | Пропадание хотя бы одной из фаз; симметричное или асимметричное снижение напряжения одной из фаз; изменение чередования фаз |
