Оптимальный и единственный путь перехода от традиционной энергосистемы к энергобалансу с высокой долей возобновляемых источников энергии – промышленные гибридные системы генерации, объединяющие преимущества традиционных и альтернативных источников энергии.

Автоматический Ввод Резерва (АВР) — устройство предназначенное для автоматического переключения питания электрических нагрузок от основного источника энергии к резервному источнику.

Одним из основных требований, предъявляемых к современным системам электроснабжения, можно назвать обеспечение бесперебойного электропитания потребителей, критичных к перерывам питания. Количество таких потребителей сейчас неуклонно возрастает. Сюда можно отнести различные системы безопасности, оборудование медицинских учреждений, системы связи и обработки данных, многочисленные непрерывные технологические процессы, объекты оборонного значения и пр. В подавляющем большинстве случаев перерыв в электропитании этих систем может повлечь экономические потери, связанные с простоем и выходом из строя технологического оборудования, потерей информации, перерывами в работе систем связи и пр. Особенного внимания требуют случаи, когда перерыв электроснабжения может угрожать безопасности жизни людей, например, когда речь идет о медицинском оборудовании жизнеобеспечения, системах дымоудаления и пожаротушения, аварийном освещении и других критических системах.

Внедрение высококачественного электрооборудования ведущих производителей, минимизация числа ошибок при проектировании электроустановок и правильная их эксплуатация, конечно, значительно повышают показатели надежности электроснабжения. Тем не менее, в большинстве случаев необходимо резервирование линий передачи электроэнергии, чтобы можно было гарантировать бесперебойность питания критичных потребителей. Шкафы автоматического ввода резерва АВР предназначены для обеспечения автоматического переключения электроснабжения с основного источника на резервный при полном отключении напряжения основного ввода, или если параметры электропитания основного источника отличаются от нормально допустимых.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения, потребители разделяются на следующие три категории

Потребители первой категории — потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Из состава электропотребителей первой категории выделяется особая группа электропотребителей, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Потребители второй категории — потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому отказу выпуска продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Потребители третьей категории — все остальные потребители, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Из этих определений Правил устройства электроустановок ПУЭ очевидно, что для нагрузок первой категорий должно быть предусмотрено автоматическое управление системой резервирования электроснабжения — шкаф АВР. В качестве третьего независимого источника электроснабжения для особой группы потребителей и в качестве второго независимого источника электроснабжения для остальных потребителей первой категории могут быть использованы местные электростанции, локальные электростанции энергосистем, в частности, шины генераторного напряжения, предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания ДЭС, ДГУ, аккумуляторные батареи источников бесперебойного питания ИБП.

Области применения систем автоматического ввода резерва

Области применения шкафов автоматического ввода резерва АВР достаточно широки. Решения с применением АВР можно разделить на промышленные, гражданские и специализированные.

Промышленные решения связаны с технологическими и производственными процессами, прерывание которых приводит к значительным экономическим потерям или создает опасность для оперативного персонала. К таким производствам относятся большинство нефтеперерабатывающих, химических и пищевых производственных предприятий. Например, прерывание процессов переработки нефти или производства пластмасс влечет необходимость замены дорогостоящего оборудования.

В гражданских применениях чаще всего требуется надежное электроснабжение инженерных систем, например, систем пожарной безопасности, охранных систем, аварийного освещения,
дымоудаления, отопления. Наиболее высокие требования предъявляются к таким системам в местах массового скопления людей и в медицинских учреждениях.

К специализированным объектам можно отнести объекты военно-промышленного комплекса, в частности центры обработки данных (ЦОД). Потери от простоя серверных систем или потери данных в процессе их обработки существенно выше затрат на обеспечение бесперебойного электроснабжения. Тоже самое можно сказать о системах мобильной и спутниковой связи и других телекоммуникационных сетях.

Таким образом, области применения систем автоматического ввода резерва АВР охватывают все виды государственных, промышленных и гражданских объектов. Безусловно, при выборе решения АВР, необходимо учитывать категорию и характер объекта, экономические аспекты, функциональные и технические возможности различных решений.

Основной ввод — ввод электроснабжения, от которого осуществляется питание всех потребителей в течении длительного времени.

Резервный ввод — ввод электроснабжения, от которого осуществляется питание всех (или части) потребителей во время отсутствия питания на основном вводе либо, если качество электропитания основного ввода неудовлетворительно.

Приоритетная работа АВР (режим работы с возвратом) — алгоритм работы схемы АВР, при котором питание потребителей осуществляется от резервных вводов только при невозможности их питания от основного. В таких схемах при возобновлении электропитания на основном вводе схема переключается на приоритетный ввод.

Бесприоритетная работа АВР (режим работы без возврата) — алгоритм работы схемы АВР, при котором ни один из вводов не считается приоритетным. В этом случае система автоматического ввода резерва может работать с возвратом или без него.

Дизельная Электрическая Станция (ДЭС) — источник резервного электроснабжения на базе дизельного двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора. Могут применяться и другие типы первичных двигателей.

Источник бесперебойного питания (ИБП) — резервный источник электрической энергии на базе силовых полупроводниковых преобразователей с питанием от аккумуляторной батареи.

Неприоритетная нагрузка — потребители отключение которых в случае ограниченной мощности резервного источника не приводит к сбою технологических процессов и не создает опасности для
персонала.

Система гарантированного электроснабжения (СГЭ) — система электропитания, обеспечивающая электроснабжение электрических нагрузок при неисправности основного источника энергии. Допускаются перерывы питания на время срабатывания АВР.

Система бесперебойного электроснабжения (СБЭ) — система электропитания, обеспечивающая электроснабжения электрических нагрузок от нескольких резервных источников без каких-либо перерывов питания.

Резервные источники электрической энергии

В качестве резервного источника электроэнергии обычно используется вторая питающая линия или трансформатор. Это значительно повышает показатели надежности электроснабжения, но может быть недостаточным для обеспечения электроснабжения потребителей первой категории особой группы надежности. Для этой категории необходимо наличие в системе дополнительного независимого источника электропитания, в качестве которого чаще всего применяются генераторные установки (ДГУ).

Переключение электроснабжения с общей сети на резервный электрогенератор также осуществляется с помощью шкафов АВР. В этом случае на систему автоматического ввода резерва возлагается задача формирования сигналов управления запуском и остановом генератора.

С учетом времени, необходимого для запуска электростанции и выхода на номинальную скорость вращения, шкаф АВР должен дождаться выхода ДГУ на рабочий режим перед подключением к нему нагрузки.

При возобновлении достаточного уровня напряжения на основном вводе система АВР должна осуществить обратный переход с генератора на сеть. При этом, как правило, дается выдержка по времени для того, чтобы после переключения убедиться, что питание от основного ввода осуществляется устойчиво, и после этого дается команда на останов генератора.

Шкаф АВР совместно с ДГУ сам по себе не обеспечивает непрерывности электроснабжения. Если приемники электроэнергии не допускают перерыва в подаче напряжения, то на время переключения схемы АВР и запуска ДГУ необходимо применять источники бесперебойного питания ИБП. Запаса энергии в ИБП должно быть достаточно для электроснабжения потребителей до выхода генератора на рабочий режим, что может занимать до нескольких минут.

В большинстве случаев емкость аккумуляторов ИБП выбирают на более длительное время питания нагрузки. Система электроснабжения, содержащая резервный генератор и ИБП является бесперебойной.

Шкаф АВР является базовым звеном как гарантированных, так и бесперебойных систем электроснабжения. Мы производим шкафы АВР в любых схемах и вариантах исполнения для любых задач подключения оборудования и проектирования систем электроснабжения с АВР.

Варианты схем исполнения АВР

Выбор той или иной схемы сборки шкафа АВР зависит в первую очередь от применения и категории потребителя, а также возможностью разделения нагрузок потребителя на секции с разным приоритетом. Всегда следует учитывать возможность разделения нагрузки на приоритетную и неприоритетную. Чаще всего нагрузки разделяются на две секции, каждая из которых нормально питается от своего источника. В аварийном режиме секции объединяются при помощи секционного выключателя и питаются от резервного ввода.

Схема 2-1

Два взаимно резервированных ввода от сети электроснабжения работают на одну секцию потребителей. Вводы могут быть равнозначными либо один из них может быть приоритетным. Приоритетность вводов может настраиваться. Для коммутации применяются контакторы, выключатели нагрузки, автоматические выключатели. Для всех типов коммутационных аппаратов возможна установка механической блокировки.

Схема 2-1G

Два взаимно резервированных ввода от сети электроснабжения работают на одну секцию потребителей. Первый ввод от сети, второй — от резервного источника. Ввод от сети всегда приоритетный по отношению к вводу от резервного источника электропитания. Для коммутации применяются контакторы, выключатели нагрузки, автоматические выключатели. Для всех типов коммутационных аппаратов возможна установка механической блокировки.

Схема 3-1

Три взаимно резервированных ввода от сети электроснабжения, работающие на одну общую секцию потребителей. Приоритет вводов может настраиваться на любой ввод. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки возможна только для некоторых типов воздушных выключателей.

Схема 3-1G

Три взаимно резервированных ввода, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети электроснабжения, третий — от резервного источника питания. Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника, причем взаимный приоритет вводов от сети может настраиваться. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки возможна только для некоторых типов воздушных выключателей.

Схема 2-2

Два независимых ввода от сети электроснабжения, работающие на две секции потребителей. Резервирование осуществляется за счет секционного выключателя. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки возможна только для некоторых типов воздушных выключателей.

Схема 2-2G

Два независимых ввода от сети электроснабжения, работающие на две секции потребителей. Первый ввод от сети, второй — от резервного источника питания. Резервирование осуществляется за счет переключения потребителей на резервный ввод. Первая секция потребителей обычно назначена неприоритетной и отключается при работе от резервного источника. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки возможна только для некоторых типов воздушных выключателей.

Схема 3-2G1

Два независимых ввода от сети электроснабжения, работают на две секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на первую секцию потребителя. Резервирование осуществляется с помощью секционного выключателя. Вторая секция потребителей может быть назначена неприоритетной при работе от резервного источника питания. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки невозможна.

Схема 3-2G2

Два независимых ввода от сети электроснабжения, работают на две секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на вторую секцию потребителя. Резервирование осуществляется с помощью секционного выключателя. Первая секция потребителей может быть назначена неприоритетной при работе от резервного источника питания. Для коммутации применяются автоматические выключатели. Установка механической блокировки невозможна.

Схема 2-2С

Два независимых ввода от сети энергоснабжения, работающие на две секции потребителей крест-накрест. Резервирование осуществляется переключением секции потребителей на другой ввод. Для коммутации применяются выключатели нагрузки, автоматические выключатели. Для всех типов коммутационных аппаратов возможна установка механической блокировки.

Схема 3-1CG

Три взаимно резервированных ввода электроснабжения, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети, третий — от резервного источника — генератора. Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника, причем приоритет вводов от сети может настраиваться. Для коммутации применяются выключатели нагрузки, автоматические выключатели. Для всех типов коммутационных аппаратов возможна установка механической блокировки.

Функциональность шкафов автоматического ввода резерва АВР

Шкафы АВР значительно различаются по функциональному наполнению и быстродействию. Для выбора оптимального варианта решения можно воспользоваться рядом критериев.

Блокировки

В большинстве случаев, одновременное параллельное соединение вводов электроснабжения нежелательно либо недопустимо. Для исключения одновременного параллельного соединения вводов применяются блокировки.

Механическая блокировка

достигается путем применения механических приспособлений для контакторов, которые исключают возможность одновременного включения двух устройств. Возможность установки механической блокировки определяется как конструкцией контакторов, так и схемой их соединения. Так реверсивные выключатели нагрузки имеют механическую блокировку как неотъемлемую часть. Для всех типов автоматических выключателей и контакторов возможна взаимная механическая блокировка двух устройств. Для ряда воздушных выключателей возможна также механическая блокировка трех устройств.

Электрическая блокировка

применяется, когда обеспечить механическую не представляется возможным. Электрическая блокировка исключает возможность одновременной подачи управляющего напряжения на обмотки контакторов или моторные приводы взаимоисключающих выключателей. Это достигается схемой коммутации промежуточных реле. В ряде случаев, электрическая блокировка реализуется программно.

Питание цепей управления

Важное значение имеет система электропитания цепей управления АВР, так как от надежного питания цепей управления зависит работа АВР в целом. Фактически в составе автоматики может быть встроена схема АВР для цепей оперативного тока. Для этого используется система сблокированных контакторов. Желательно, чтобы питание автоматики АВР было бесперебойным, поэтому для питания этих цепей управления используются локальные ИБП.

Человеко-машинный интерфейс

Для обеспечения взаимодействия персонала, обслуживающего электроустановку предусматривается набор элементов индикации и управления – человеко-машинный интерфейс. Это позволяет контролировать состояние коммутационного оборудования, состояние напряжения на вводах и, при необходимости, управлять АВР в ручном режиме.

Простейшим вариантом исполнения интерфейса оператора являются сигнальные лампы, кнопки и переключатели. Более гибким решением является построение человеко-машинного интерфейса на основе сенсорных экранов. Помимо базовых возможностей сигнализации и управления, экраны позволяют фиксировать предупредительные и аварийные события и настраивать многочисленные параметры АВР.

В дополнение к элементам интерфейса, установленным непосредственно на электрических шкафах, АВР с электронной системой управления может оснащаться также удаленным интерфейсом системы диспетчеризации.

Самодиагностика

Для шкафов АВР с электронными системами управления на базе промышленных контроллеров характерно наличие встроенных средств диагностики. Это позволяет вовремя обнаруживать неисправности системы управления и коммутационного оборудования и, таким образом, минимизируют число внезапных отказов АВР.

Электронные системы управления АВР осуществляют постоянный процесс самодиагностики и, в случае выявления проблем, немедленно о них сообщают. В электронных контроллерах управления АВР реализованы процедуры тестирования работы коммутационного оборудования.

Управление неприоритетными нагрузками

Мощность резервного источника обычно меньше, чем мощность основного. В такой ситуации необходимо выделить группу нагрузок, отключение которых на время работы от резервного источника не повлечет за собой негативных последствий. Такие нагрузки являются неприоритетными и для управления ими применяются специальные алгоритмы и схематические и программные решения.

Сертификат на шкафы управления и автоматики

Сертификат серии ШУВ
Сертификат серии ШУВ

Связаться с нами по вопросам поставки систем автоматического ввода резерва можно несколькими способами:

— оформить заявку или отправить вопрос на сайте, через Форму обратной связи;
— позвонить по телефону (812) 493-20-71;
— выбрать удобный для вас вариант связи на странице Контакты