Устройство для автоматического запуска генераторов

Система резервного энергоснабжения загородного дома. Подключение генератора с автозапуском.

Многие из нас задумывались как обеспечить свой дом электроэнергией при аварийном отключении. О том как это сделать с минимальными затратами читайте дальше.

Если в вашем загородном доме электроэнергия поступает с перебоями то в качестве резервного источника электроэнергии можно использовать бензиновый, дизельный или газовый генератор электроэнергии.

Включать генератор параллельно городской сети напрямую нельзя, это приведет к серьезным повреждениям генератора или другим печальным последствиям. Для этих целей существуют щиты автоматического или ручного переключения на резерв АВР (автоматический ввод резерва), так называемые сильноточные коммутаторы нагрузки или еще как их называют — Automatic Transfer Switch или сокращенно ATS (внимание, не путать с AVR — Automatic Voltage Requlator или автоматический регулятор напряжения генератора).

В щит АВР приходят два силовых кабеля, один от основной сети, другой от резервной сети а отходит к потребителям всего один силовой кабель.

В зависимости от алгоритма щит АВР подключает потребителей либо к основной сети либо к альтернативному резервному источнику напряжения.

Как работает автоматический запуск генератора

Схема работы щита АВР представлена на рисунке 1.

Получается, что при пропадании напряжения на основном вводе и при наличии напряжения на резервном вводе щит АВР переключит потребителей к резервному вводу.
Вроде все хорошо, но есть одна проблема – нужно завести генератор, ведь генератор не умеет заводится самостоятельно .

Обычно генератор стоит на улице или в подвале и до него еще нужно дойти. А если дело происходит поздно вечером — будем заводить его в полной темноте.

Давайте автоматизируем процесс запуска генератора!

Установите на свой генератор Блок Автоматического Запуска Генератора БАЗГ-10 который сам, при необходимости запустит двигатель генератора. Блок автоматического запуска генератора имеет небольшие габаритные размеры и может устанавливаться непосредственно на генератор или в щит АВР (автоматический ввод резерва).

Небольшая доработка Вашего генератора и вуаля! У генератора появляется функция автоматического запуска! Теперь подключение генератора с автозапуском к вашей электросети выглядит простой процедурой.

Для бензиновых генераторов необходимо приобрести электропривод управления дроссельной заслонкой, необходимый для уверенного запуска двигателя. Мы предлагаем два типа электроприводов под разные карбюраторы.

Поскольку без управления дроссельной заслонкой генератора («подсосом») запуск генератора будет затруднен, а в некоторых случаях вообще невозможен, перед запуском блок автозапуска генератора автоматически закроет дроссельную заслонку а по мере прогрева двигателя откроет ее.
Механизм привода дроссельной заслонкой (рис 3 ) можно устанавливать на любой тип карбюраторов.

Примечание: для газовых генераторов REG ( Russian Engineering Group ) и дизельных генераторов привод заслонки не требуется.

Какие комплектующие необходимы для полной автоматизации запуска генератора?

1. Щит автоматического переключения на резерв АВР [ссылка]
2. Блок автоматического запуска генератора БАЗГ [ссылка]
3. Зарядное устройство СОНАР (если не входит в состав АВР) [ссылка]
4. Бытовой генератор напряжения с электростартером.

Расширение системы . Дополнительные опции

1) Дистанционный запуск и мониторинг системы по GSM каналу.
Можно добавить в систему GSM модуль и получить возможность дистанционно, с помощью коротких сообщений SMS контролировать параметры системы а также запускать/останавливать генератор. Это очень важный кирпичик системы. Даже если произойдет авария вы всегда будете в курсе событий и сможете повлиять на ситуацию.

2) Тестовый запуск генератора по расписанию
Можно добавить в систему программируемый таймер и у вас появится возможность запускать генератор в определенное время.

3) Учет времени работы генератора
Можно добавить в систему счетчик моточасов генератора. Таким образом вы всегда будете знать сколько наработал ваш генератор и не пора ли производить плановое техническое обслуживание.

4) Режим работа-отдых
Можно добавить в систему циклическое реле времени для обеспечения экономичного режима работы. Например 1 час генератор работает, 1 час отдыхает.

5) Перекрытие топливной магистрали
Можно добавить в систему электромагнитный клапан для перекрытия подачи топлива в момент простоя генератора.

6) Дистанционный запуск генератора с кнопки, выключатели или тумблера
Можно организовать простой дистанционный запуск генератора с кнопки. Допустим понадобилось включить генератор, нажали кнопку — генератор работает, нажали еще раз — генератор выключился.

7)Дистанционный автоматический запуск генератора с брелка
Можно добавить в систему радиомодуль и вы сможете заводить генератор дистанционно, по радиоканалу.

Термореле, термостатирование.
Добавим в систему термореле и Ваш генератор будет запущен при понижении температуры в доме или повышении температуры в холодильнике. Таким образом можно существенно экономить топливо. Генератор будет обеспечивать электроэнергией котел или холодильник исключительно при необходимости. Пример такой системы представлен на рисунке ниже.

Тут у некоторых владельцев генераторов может появиться вопрос: Мой генератор без электростартера, что делать, как автоматизировать процесс автозапуска для генераторов с ручным пуском?
Решение на данный момент пока только одно: производитель генераторов обычно делает несколько модификаций своих генераторов, подешевле — с ручным стартером и подороже — с электростартером. Если вы приобрели бюджетную модель с ручным стартом то можно попробовать поискать стартер и зубчатый маховик на вашу модель и самостоятельно его установить. Стоимость такой самостоятельной модернизации составит примерно 5000 руб.

Где взять запчасти на генератор?
Число компаний по поставке комплектующих для генераторов достаточно много.
Вот некоторые из них:

Kipor
Zapchasti-generator.ru
Suet-service.ru
Siltehkom.ru
Yugora.ru

Перед приобретением и установкой стартера обязательно убедитесь в возможности установки стартера (наличие посадочного места, зубчатого венца на маховике).

Блок автоматического запуска генератора БАЗГ-10 был успешно установлен на генераторах:

HUTER
PRORAB
ELITECH
Eisemann
ВЕПРЬ
БРИГАДИР
ТЕХЭНЕРГО
HYUNDAI
Hitachi
TIGER
GREEN POWER
GREEN FIELD
GESHT
NILSON
HONDA
ДАЧНИК
BRIGGS & STRATTON
Wolsh
Elemax
Robin-Subaru
Sturm!
Aiken
Fubag

и может легко устанавливаться на аналогичные модели с электростартером.

Установка автоматики на генератор несложная процедура но она должна производится специалистом (электриком). Процедура установки похожа на установку автосигнализации в автомобиль.

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.

Рисунок 4. Схема АВР

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:

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

Этапы работы:

Установка шкафа. Выберите подходящее место для электрощита (желательно ближе к основному вводу).
Монтаж деталей. Размещайте все узлы так, чтобы был доступ ко всем контакторам и клеммам.
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.
После монтажа обязательно протестируйте работоспособность блока АВР.

Выбор АВР

Приведенная ниже таблица поможет вам определиться с выбором типа АВР.

Автоматический запуск генератора при отключении электричества

В процессе эксплуатации резервных источников питания большое значение имеет такая функция, как автоматический запуск генератора при отключении электричества. Необходимость использования данных устройств обусловлена рядом причин. В первую очередь, они связаны с шумной работой генераторов и необходимостью, их размещения на расстоянии от дома или даже в отдельных строениях и подземных бункерах. Однако при таком изолированном состоянии возникает серьезная проблема в подаче электроэнергии на объект, в случаях ее неожиданного отключения.

Система автозапуска генератора
Блок для автозапуска генератора
Схема автозапуска генератора
Домашний генератор на 220в с системой автозапуска

Система автозапуска генератора

Ручное переключение подачи электричества потребует много времени. Вначале рубильником отключается основная сеть, затем нужно подойти к генератору, завести его, дать прогреться и только после этого можно подавать электричество на объект. После того как городское электричество вновь появилось, процедура отключения генератора повторяется в обратном порядке. Для того чтобы избежать подобных движений, был придуман автозапуск генератора, самостоятельно выполняющий все операции. Принцип действия данных устройств один и тот же, они различаются лишь по количеству функций, качеству сборки, комплектности и стоимости.

Автоматический запуск генератора осуществляется в той же последовательности, что и при ручном режиме, только значительно быстрее. Самые простые устройства выполняют обычное включение и выключение домашней электростанции. В современных моделях представлен более широкий набор функций. В основе конструкции таких устройств лежат новейшие программируемые процессоры.

Система позволяет контролировать не только наличие сетевого напряжения, но и его номинальное значение по верхнему и нижнему пределам, а также разница напряжения между фазами. При выходе параметров за допустимые пределы, выполняется автоматическое переключение на генераторную установку. На некоторых моделях автоматического ввода резерва (АВР) возможно самостоятельное программирование всех необходимых параметров, обеспечивающих нормальную и корректную работу электростанции. Дополнительные настройки предусмотрены в бензиновых и дизельных генераторах с учетом их специфики.

Одна заправка топливом обеспечивает работу устройства в течение 7-9 часов. Для увеличения этого показателя работа генератора может вестись автоматически в экономичном режиме. Например, при отключении электричества, нецелесообразно включать электростанцию, чтобы обеспечить непрерывную работу только одного холодильника или газового котла. В таких случаях может задаваться режим работы «один час через три», что означает один час работы и три часа отдыха. За это время ни с холодильником, ни с системой отопления ничего не случится. За счет такой экономии увеличивается не только временной период действия станции, но и ее моторесурс.

Качественная автоматика делает эксплуатацию генератора значительно проще и доступнее практически для каждого человека. Выбор системы автозапуска рекомендуется делать в специализированных организациях, которые не только продают, но и устанавливают необходимое оборудование.

Блок для автозапуска генератора

В качестве автоматического ввода резерва расмотрим более подробно устройство БАЗГ-1, представляющее собой блок автозапуска генератора. С его помощью обеспечивается дистанционное управление, не требующее присутствия людей. Основной функцией блока является запуск и остановка двигателя электростанции. Для запуска предусмотрено пять попыток, в том числе на сам запуск отводится 5 секунд, и на перерыв между запусками – 15 секунд с автоматическим управлением воздушной заслонкой.

Блок БАЗГ-1 входит в состав системы резервного автоматического электроснабжения. Внешний источник отдает команду, по которой выполняется запуск и последующий контроль над работой двигателя. Для того чтобы система работала полноценно, понадобится щит, переключающий на резерв.

Устройство БАЗГ-1 может работать совместно с инвертором, обеспечивающим запуск генератора и дальнейшую подзарядку аккумуляторной батареи. Пуск и отключение генератора происходит при замыкании и размыкании двух контактов. При неудачной попытке запуска блок переходит в состояние аварийного режима. Для выхода из него нужно снять питание с блока или отменить команду запуска. Перед полным отключением двигателя генератор охлаждается в течение 30 секунд.

Схема автозапуска генератора

Все электроприборы и оборудование, для которых требуется резервное питание, отдельно выделяются на схеме автозапуска. Остальные потребители остаются подключенными к городской сети по стандартной схеме. Подключение фазы осуществляется через автоматический предохранитель. Сами потребители резервного питания подключаются через розетку на 32 ампера, позволяющую снимать полную мощность генератора.

В схеме в обязательном порядке должен быть предусмотрен заземляющий контур, обеспечивающий защиту и безопасную работу с установкой. Следует учитывать, что розетка и блок автозапуска не рассчитаны на высокие нагрузки. Мощность потребителей, подключенных к резервному питанию, не может быть выше номинальной мощности генератора. В случае перегрузки высока вероятность сжигания обмотки и выхода из строя всей установки.

В некоторых случаях схема автозапуска предусматривает подключение стабилизаторов напряжения. Они используются для тех потребителей, которые чрезвычайно требовательны к качеству электроэнергии в бытовых условиях и на производстве. Подключение стабилизаторов в сеть осуществляется в тестовом режиме. В случае стабильной работы всех потребителей, отсутствии посторонних шумов, прибор устанавливается перед генератором и включается в городскую сеть. Если же ток, выдаваемый генератором, некачественный, то установка стабилизатора производится после него и все потребители будут получать уже стабилизированный ток.

Домашний генератор на 220в с системой автозапуска

АВР для генератора

Схема подключения генератора

Что такое фаза, как определить фазу и ноль в электричестве

Подключение генератора к дому

Солнечный генератор: устройство и принцип работы

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.

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.

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.

Как обеспечить автоматический запуск генератора при отключении электричества

Отправим материал на почту

ABP для генератора
Про ABP в деталях
Виды ABP
Устройство ABP
Описание возможных методов подключения ABP
Можно ли подключать сварку при работе ABP
Заключение

Когда в доме пропадает свет, люди ведут себя по-разному, так как для кого-то это просто невозможность посмотреть телевизор, а для кого-то блокировка деятельности, особенно, если у человека есть какая-то мастерская, оборудованная электроприборами. Понятно, что во втором случае автоматическое включение генератора при отключении электричества будет насущной потребностью. И в этой статье речь пойдет именно об автоматическом, а не ручном запуске резерва.

ABP для генератора

Аббревиатура ABP, с которой вам придется сталкиваться, если вы хотите наладить автоматический запуск генератора, расшифровывается как автоматическое включение (ввод) резерва. Необходимо ли подобное устройство для дома – решать, конечно, придется вам, но если в хозяйстве имеется мастерская, оборудованная электроприборами, и она приносит доход, то, скорее всего, решение будет положительным.

Современные ABP, обеспечивающие бесперебойную подачу электроэнергии при помощи дизельного, газового или карбюраторного устройства, абсолютно не нуждаются во вмешательстве человека в запуск и работу на протяжении всего процесса обслуживания. При выборе ABP вам придётся обратить внимание на скорость его реагирования, то есть, это может быть мгновенный запуск или с незначительной задержкой. Но, как бы там, ни было, какая-то пауза будет в любом случае, так как двигатель должен запуститься, хотя для автозапуска генератора уйдет не больше секунды.

Про ABP в деталях

Автоматический ввод резерва представляет собой устройство автозапуска для генераторов, которое переключает потребление энергии с основного источника питания на резервный и наоборот. На рынке электротехники можно встретить дизельные, газовые и карбюраторные модели двухфазных и трехфазных генераторов, в которых интеграция ABP предусмотрена заводом-производителем. Все, что потребуется от пользователя, это установка специального переключателя, где положение клемм управляется трансформаторной подстанцией от основного источника электроэнергии.

Установить блок ABP можно не только для карбюраторного, дизельного или газового генератора, но и для источника бесперебойного питания (ИБП), работающего от аккумуляторов. Для этого понадобиться специальный шкаф для ввода резерва, но также его можно разместить на общем щите в электрическом шкафу. Примечательно, если используется газовый генератор, то шкаф с выносным ABP можно размещать в непосредственной близости к такому агрегату.

Если говорить об основной задаче ввода резерва, то она состоит в переключении клемм с основного источника питания при его отключении на клеммы от резерва, а также включение клемм для автозапуска генератора. Когда основная сеть возобновляет подачу электроэнергии, двигатель агрегата отключается, а контакты перебрасываются обратно, на централизованное распределение электроэнергии.

Видео описание

Генератор с автозапуском для дома и дачи. Автономное и практичное решение.

Виды ABP

Все блоки автоматического ввода резерва можно классифицировать по следующим признакам:

напряжение;
секции ввода резерва (количество);
тип сети (одно- и двухфазные);
мощность.

Схему подключения автоматического запуска генератора можно настроить так, чтобы запускалась не вся разводка, питаемая основным источником, а лишь те блоки, где отключение может быть критичным. Например, в больнице так подключают реанимацию и операционную, а в частном секторе – мастерскую и/или пилораму. Сделать это несложно: при монтаже разводки жизненно важные или технически критичные блоки выводятся отдельно от всех остальных, поэтому ABP врезают непосредственно в эту цепь.

Устройство ABP

Все системы автоматического запуска генератора состоят из трех основных блоков.

Контакторы или клеммы, для коммутации входных и нагрузочных цепей;
Логические и индикационные устройства.
Блоки реле, ответственных за управление (пуск/стоп) генератором.

ABP может стать палочкой-выручалочкой не только при отключении основной ЛЭП, но и при провалах напряжения, что иногда может происходить на загородных участках из-за слабых трансформаторных подстанций. То есть, включение в схему функции запуска при падении напряжения до 90% (вместо 220 V — 200 V) от потребности. Это позволит работать электродвигателям без перебоев и лишней нагрузки. При таком варианте системы автозапуска генератора позволяют сэкономить на ремонте и закупке нового оборудования. За пуск схемы резерва отвечает контактная группа, а за входным напряжением наблюдает РКФ или реле контроля фаз.

Теперь при помощи схемы, расположенной выше, немного подробнее рассмотрим, как дизель или бензогенератор с автоматическим запуском позволяет устранять провалы (полное отключение или понижение) в напряжении от основного источника питания. Здесь тоже все очень просто: когда стабильно поступает ≈220 V, реле контроля фаз удерживает клеммы в обычном замкнутом состоянии. При какой-либо поломке со стороны ЛЭП насыщение соленоида РКФ становится слабым и не может удержать эти клеммы, следовательно, они размыкаются. В тех ситуациях, когда присутствует инвертор, как это указано на вышеприведенной схеме, он начитает генерировать ≈220 V, которые необходимы потребителю. Если основное питание не могут восстановить в течение времени, установленного в зависимости от мощности аккумуляторов, то контроллер подает команду для автозапуска к генератору.

Как только на контакторный блок поступает напряжение от основной трансформаторной подстанции, система автоматического запуска генератора срабатывает в обратном порядке – клеммы переключаются и вся схема запитывается по предусмотренному проекту. Если говорить проще, то сигнал при восстановлении трансформатора от ЛЭП дает команду на заслонку топливного шланга, будь то бензин, соляр или газ. Заслонка блокирует подачу топлива и двигатель останавливается.

Важно! В тех случаях, когда для критического оборудования, запуск которого будет осуществляться от автоматического ввода резерва, нужна чистая синусоида, возникает потребность в инверторе, который конвертирует аппроксимацию в чистую линию. Об этом вы сможете узнать из другой статьи.

Когда по схеме запрограммирован полный автоматический запуск генератора, то необходимость присутствия оператора в процессе не потребуется, если не считать планового техобслуживания устройства. Вся система ввода резерва полностью защищена от встречных токов и короткого замыкания. Но на схеме, которую мы использовали для рассмотрения работы ABP, не показаны вспомогательные реле и блокирующие устройства, отвечающие за безопасность. Вы просто ознакомились с принципом работы в общих чертах.

Все перечисленное выше вовсе не означает, что автоматическое управление запуском генераторов без участия оператора не допускает стороннего вмешательства человека. При возникновении внеплановой ситуации такое вмешательство не только возможно, но и необходимо. Это говорит о том, что на пульте управления ABP есть специальные кнопки, которыми можно менять настройки, то есть, самостоятельно переводить устройство из одного режима работы в другой и обратно.

В ABP, как минимум, можно реализовать три режима работы:

Ручной запуск.
Автоматический запуск.
Полуавтоматический запуск.

Видео описание

Переделка генератора под автозапуск.

Описание возможных методов подключения ABP

Когда осуществляется подключение генератора с автозапуском, самое главное в этом процессе позаботиться о том, чтобы исключить малейшую возможность попадания в схему встречных токов. Это может случиться при неправильном срабатывании контакторов, то есть, питание пойдет с двух источников. Вверху есть простенькая схема с клеммами K1 и K2, которые всегда должны находиться в разном положении. Когда включается один, другой обязательно размыкается и наоборот. На данный момент в интернете можно найти не одну схему, указывающую, как происходит автозапуск для бензогенератора, но общий принцип с учетом положения K1 и K2 никогда не изменится.

Также никогда не меняется место расположения ABP на схеме, хотя физически его можно повесить где угодно – даже на потолке. Суть врезки заключается в том, что автомат всегда будет между электросчетчиком и подстанцией и никто не станет ставить его после счетчика, чтобы не пришлось платить за электроэнергию, которую вы сами и производите.

Когда речь идет о частном доме, то автозапуск для генератора можно собрать по схеме, расположенной выше. Да, вы видите именно принципиальный варрант установки ABP, но для того, чтобы составить конкретную схему монтажа, нужно в точности знать расположение, вид и мощность оборудования, которое должно запускаться от резерва. Так что, если проявите немного смекалки, то подтянете эту схему к потребностям вашего здания и электроприборов, расположенных в нем.

Прежде чем самостоятельно собирать систему по принципиальной схеме, изучите этот вариант в деталях, как показано на изображении вверху. Здесь K1 и K2, это контакторы, о которых мы говорили выше, а обведенные окружностями цифры показывают номера клемм. То есть, если вы разберетесь с тремя схемами, приведенными в этом разделе (Описание возможных методов подключения ABP), то сами сможете установить автоматический запуск генератора для своего дома.

Можно ли подключать сварку при работе ABP

Вы, наверное, понимаете, что автозапуск бензогенератора, это хорошо, только вот не все мощное оборудование карбюраторный агрегат сможет вытянуть. Для примера мы рассмотрим выбор такого устройства, которого будет достаточно для работы электрической сварки, как одного из самых мощных потребителей энергии, возможных в бытовых условиях. При этом будем рассматривать компромиссные решения, когда главным прибором будет не только сварочный аппарат, но и генератор с дизелем, газом или карбюратором. Кстати, не меньшая мощность потребуется для столярной мастерской, если она укомплектована профессиональным оборудованием.

Итак, если ваша система автозапуска бензинового генератора оборудована инвертором и при этом выходная мощность агрегата, указанная в документах или на корпусе, совпадает с потребляемой мощностью сварки, это еще не все. Существуют не только основные, но и дополнительные величины, влияющие на напряжение:

потребляемая мощность сварочного аппарата;
диапазон напряжения;
maximum инвертора по сварочному току;
параметры вольтажа дуги;
предполагаемая длительность рабочего процесса;
КПД.

Примечание: также важно учитывать состояние электрической проводки в здании и режимы сварочных работ, предусмотренные на то время, когда осуществится автоматический запуск генератора при отключении электричества.

Очень важно учитывать фактор ложной информации, то есть не особо мощные инверторы, подключенные в схему ABP не всегда способны выдать 220 V. Но в таких случаях обращаемся к техническим параметрам сварочного аппарата и, если агрегат способен работать при напряжении 150-200 V, значит, все в порядке и проблем у вас не возникнет.

Когда заранее известно, что при отключении основного источника питания будет совершен автоматический ввод резерва, и при этом будут производиться сварочные работы, не лишним будет изучить таблицу, приведенную выше. Так вы сможете подобрать оптимальное соотношение для генератора с ABP и аппарата электросварки.

Совет: при выборе соотношения мощности генератора и сварочного аппарата лучше всего, если на выходе будет запас, то есть, при вводе резерва вы получите больше, чем нужно для работы оборудования.

Заключение

Следовательно, автозапуск генератора не представляет какой-то особой сложности, особенно, если заводом-изготовителем на агрегате предусмотрен интегрированный блок ABP. Если приобретение такой модели покажется вам дорогим удовольствием, то всегда можно установить наружный ввод резерва, используя схемы, предложенные в этой статье.

Как оборудовать генератор автозапуском? Какой блок автозапуска для генератора выбрать?Автоматический ввод резерва: применение, функции комплектация.

Для обеспечения бесперебойного питания объекты оснащаются резервными каналами передачи электро-сигнала с системой автоматического ввода. Устройство предназначено для автоматического переключения на альтернативный источник энергии в случае возникновения проблем с напряжением.

В бесперебойном электроснабжении нуждаются многие системы: медицинское и промышленное оборудование, системы жизнеобеспечения и диспетчерские службы аэропортов, системы безопасности и оборонные объекты. Даже кратковременная приостановка работы оборудования на таких объектах может повлечь за собой опасные для жизни ситуации, проблемы с хранением данных и перебои связи, поломке оборудования и многим другим неприятным последствиям.
Для обеспечения бесперебойного питания объекты оснащаются резервными каналами передачи электро-сигнала с системой автоматического ввода. Устройство предназначено для автоматического переключения на альтернативный источник энергии в случае возникновения следующих проблем с напряжением:

Всплески;
Высоковольтные броски;
Провалы;
Высокочастотные помехи;
Подсадка;
Пропадание;
Выбег частоты;
Критическое падение и полное исчезновение электропитания.

Основные области применения АВР:

Все потребители электроэнергии можно разделить на три категории.
К первой категории относится оборудование, в случае отключения которого:

Возникает риск утечки данных;
Возможны серьезные финансовые убытки;
Возникает угроза человеческой жизни;
Прекращается телерадиовещание, пропадает сотовая и спутниковая связь;
Нарушение технологических процессов;

Вторая категория включает системы, обеспечивающие электроэнергией общественный транспорт и промышленную отрасль и сектор жилищно-коммунальных услуг.

К третьей категории относятся все остальные потребители. По регламенту оборудование, относящееся к первой и второй категории, обязательно должно быть оснащено блоками АВР.

По типу исполнения блоки АВР делятся на односторонние и двухсторонние .

В первом случае один источник ввода является основным и используется до тех пор, пока не возникнут неполадки, а второй подключается только в случае необходимости. Двухсторонние АВР не имеют разделения на основной и запасной источник ввода.

Принцип работы устройства АВР:

Блок автоматического ввода резерва переключает нагрузку с общей сети на резервный источник питания в случае возникновения неполадок. Основной функцией устройства является автоматический запуск силовой установки в случае возникновения нештатной ситуации.
Так как генератору необходимо определенное время для обеспечения номинальной частоты, между командами включения резервных источников питания и переключения нагрузок соблюдаются определенные интервалы. Обратное переключение нагрузки с генератора на центральную электросеть происходит автоматически после возобновления работы основной сети. Для проверки устойчивости питания устройство АВР должно соответствовать следующим требованиям:

Возможность управлять устройством вручную с помощью удобной панели управления;
Механическая или автоматическая блокировка, предотвращая одновременное подключение двух аппаратов и параллельного соединения выводов;
Надежное питание управляющих систем;
Удобство панели управления;
Возможностью управлять приоритетностью нагрузки;
Обеспечение максимальной скорости восстановления электропитания;
Наличие средств диагностики.

Виды устройств АВР:

В зависимости от области применения, типа нагрузки и разделения ее по приоритетности определяется вид и комплектация блока АВР. В основном такие блоки используются для коммутации в трехфазном оборудовании, однако можно встретить и однофазные АВР. Как правило, АВР оснащаются двумя вводами источников тока (резервных секции), при этом коммутация обеспечивается автоматически с помощью переключателей нагрузки и контакторов. Комплектующие блока АВР помещают в специальные щитки или шкафы.
Базовые блоки АВР. Такая комплектация обеспечивает простоту управления и надежность. Базовые блоки собираются на основе электромеханического контактора, они обладают высокой скоростью переключения и износостойкостью, обычно дополнительно комплектуется выключателями для обеспечения безопасности. Бесперебойное автоматическое включение обеспечивается за счет использования моторного привода.
Для использования в условиях регулярной коммутации подходят устройства автоматические АВР с контакторами . Шкафы АВР оснащаются устройствами для работы с диапазоном токов от 9 до 5000 ампер.
Для совмещения ручного и автоматического переключения подходят АВР оснащенные выключателями-разъединителями нагрузки . Такие устройства имеют небольшой размер и простую конструкцию, они надежны и имеют невысокую стоимость.
Микроконтроллерный блоки АВР имеют расширенный функционал, который реализует алгоритмы любой сложности. Такие блоки не содержат контакторов, вместо них используются полупроводниковые коммутаторы. Контроль работы устройства может осуществляться удаленно по средствам автоматической панели управления.
Расширенная комплектация АВР позволяет контролировать потребление электроэнергии и ее качество. Устройства легко адаптируются под индивидуальные требования заказчика с помощью модульной автоматики и контроллерного управлению.

Источник: nevinka-info.ru