17.1. Назначение авр
Высокую степень надежности электроснабжения потребителей обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников питания (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей. Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество п/ст, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции шин собственных нужд (СН). Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения РЗ, создания необходимого режима по напряжению, перетокам мощности и т.п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным решением, так как ранее установленное оборудование и РЗ не позволяют осуществить параллельную работу источников питания. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.
В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй резервным (рис. 6.1, а). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис. 6.1, в).
Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей, т.е. к аварии. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используются специальные автоматические устройства, получившие наименование автоматов включения резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 с.
Рис. 6.1.
Рассмотрим принцип использования АВР на примере схем, приведенных на рис. 6.1.
а) Питание п/ст А осуществляется по рабочей линии w1 от п/ст Б. Вторая линия w2, приходящая от п/ст В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 нормально отключен). При отключении линии w1автоматически от АВР включается выключатель Q3 линии w2, чем вновь подается питание потребителем п/ст А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия w1 всегда должна быть рабочей, а линия w2 – всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.
б) Питание электродвигателей и других потребителей СН каждого агрегата э/ст осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включается выключатель Q5 и один из выключателей Q6 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) – резервного трансформатора Т3.
в) Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин. Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки п/ст. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки п/ст, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.
г) П/ст В и Г нормально питаются радиально от п/ст А и Б соответственно. Линия w3 находится под напряжением со стороны п/ст В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии w2 устройство АВР, установленное на п/ст Г, включает выключатель Q5, чем питание п/ст Г переводится на п/ст В по линии w3. При отключении линии w1 п/ст В и вместе с ней линия w3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на п/ст Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на п/ст В от п/ст Г.
Опыт эксплуатации показывает, что АВР является весьма эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность действия АВР составляет 90–95%. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на э/ст и в электрических сетях.
Автоматический переключатель фаз ФиФ. Устройство и включение
Автоматический переключатель фаз ФиФ PF-431
Друзья, рассмотренный ПФ я могу подарить! Подробности – в группе ВК. Это не шутка!
Сегодняшняя статья – про очень полезное устройство, которое рекомендую устанавливать в домашнем электрощитке в частном доме и на даче.
Речь идет о переключателе фаз, его ещё называют реле выбора фаз, переключателем выбора фаз. Я буду называть в статье и так, и эдак.
Мне в руки попал реальный автоматический трехфазный переключатель фаз PF-431 производства Евроавтоматика F&F (Беларусь), который я буду всесторонне исследовать и препарировать.
Итак,
Назначение переключателя фаз
Если коротко, что такое переключатель фаз? Это устройство, которое анализирует качество напряжения на одном из трех своих входов, и выдает на выход “самую лучшую фазу”. То есть, осуществляется автоматический выбор резерва (АВР). Идеальный вариант – использовать его там, где однофазная нагрузка, но имеется 3 фазы на вводе в здание.
Причем, для реле автоматического выбора фаз всё равно, какие фазы будут на входах, хоть одна и та же (три входа замкнуты, и на них подана 1 фаза 220В). На входе может быть одна или две фаза. Или, например, одна от сети 220В, вторая от генератора, третья – от другого генератора!
По поводу применения с генератором – отличная идея, использовать переключатель фаз в качестве автоматического переключателя (выбора) резерва (АВР). Пропала фаза из города – он ищет хорошую фазу на других входах. Генератор запустился (автоматически или вручную), фаза на втором входе появилась, реле выбрало “генераторную” фазу и переключило её на дом. Как только уличная фаза появилась – автоматически питание перейдёт на неё, поскольку она в приоритете. Осталось только продумать, как выключить генератор, но это не проблема.
Трехфазный переключатель фаз PF-431. Внешний вид
Рассмотрим для начала внешний вид, чтобы читатель представлял, о чем идет речь. Внешний вид со стороны передней панели я показал на фото в начале статьи. Устройство продается в такой коробочке, на которой написаны коротко его основные характеристики:
Упаковка с параметрами реле ФиФ
Основные характеристики – это ток, напряжение, количество фаз. Но подробнее мы это рассмотрим в следующей части статьи.
На боковой стенке напечатана схема включения переключателя фаз:
Схема на корпусе переключателя фаз ФиФ ПФ 431
Рассмотрим схему критически. Как и в случае с реле напряжения ФИФ, эта схема немного сбивает с толку. А именно, мои претензии по пунктам:
- Три фазы и ноль заходят на клеммы 1, 2, 3, 4 переключателя, А куда идут вправо эти провода? Есть ли там что-то? Если есть, нужно это подписывать (например, внешние потребители, нагрузка без выбора фаз). Если далее по схеме ничего нет, то куда идут эти провода?
- Что хотел сказать разработчик, сделав некоторые линии толстыми? Обычно так выделяют силовые линии, по котором течёт большой ток. Почему тогда не выделена линия N от входа к выходу и входные провода? И почему провод на вход контроля 6 выделен, хотя по нему течёт ток в миллиамперы?
Я не зануда, я просто представил, что такую инструкцию (кстати, инструкцию на переключатель фаз ПФ-431 приведу в конце статьи) я принесу на проверку своему шефу. И пунктов для критики будет гораздо больше)
Особенности выбора
В первую очередь следует уяснить функциональные требования на конкретном объекте и место предполагаемой установки. Огромная разница заключается в специфике эксплуатации на производстве, и работе в домашних условиях.
Наличие микропроцессоров в электронном автомате означает отдельное управление с помощью герметичного реле. Выпуск такого переключателя фаз с мощностью от 40 до 80 А производится в диапазоне от недорогих приборов с минимальным набором возможностей ПФ-40А до современных модификаций DigiTOP.
На потребительском рынке одинаково востребованы, как проверенные на практике надежные и простые образцы, так и суперсовременные модели.
Общее устройство и принцип работы
Принцип действия обычного переключателя связан с распределением контактов между имеющимися фазами. Как правило, выбирается один главный контакт, к которому подключается основная фаза, обеспечивающая питание оборудования. Для нее используется мощный медный провод, позволяющий снизить потери электричества.
Для других линий, имеющих второстепенное значение, может использоваться более простой тонкий алюминиевый провод. В этом случае резервная линия все равно не сразу выйдет из строя и сможет проработать 1-2 часа. Такие вторичные фазы подключаются ко второму и третьему контактам переключателя.
Количество контактов определяется числом фаз в промышленной сети. Обычно используется три фазы, с напряжением между ними в 380 вольт. Между фазами и землей напряжение составляет 220 вольт на каждой из них. Именно таким напряжением запитаны все квартиры и дома, а 380 В вообще не используется.
Если на основной фазе пропадает напряжение, то с различными временными интервалами питание перебрасывается на какой-либо вторичный контакт. При отсутствии электроэнергии во всех трех фазах, переключатель выполняет полное отключение сети. Для таких ситуаций рекомендуется формирование специального сигнала, с помощью которого включается резервный генератор. С этой целью к резервному источнику питания подводится отдельная электрическая цепь.
В каждый переключатель встраивается устройство для гашения искр, образующихся при срабатывании контактов. Это позволяет существенно увеличить срок службы прибора.
https://youtube.com/watch?v=zTqzNacmpKM
Схемы подключения проходных выключателей
Способ расключения маршевых выключателей определяется конкретными условиями применения. В нескольких случаях мы рассмотрим 2 варианта изображения подключения. Первый из них более прост для понимания, и его достаточно при установке приборов в случае уже существующей электропроводки. Другой вариант учитывает требование прокладки кабеля с применением распределительных коробок, что реально исполнить в новостройке или при замене проводки.
Стандартный вариант установки в 2-х точках
Вариант управления одним или несколькими параллельно соединенными лампами из двух местоположений наиболее востребован и прост. Существует четыре возможные комбинации положения клавиш двух выключателей: в двух из них светильник включен, в двух других – выключен.
В примере с фото приборов сзади цепь разомкнута, и лампа не горит. На нижней части иллюстрации цепь замкнута, и свет включен. Можно сказать, что в данной схеме подключения один обычный выключатель заменен двумя одноклавишными проходными, соединенными между собой двухжильным кабелем.
Данная иллюстрация демонстрирует подключение с применением распределительной коробки. Как видите, каждый из приборов соединен с коробкой трехжильным кабелем.
Схемы управления одним светильником из нескольких точек
Управление из нескольких точек необходимо при движении по длинному переходу. Например, в трехэтажном доме на каждом этаже можно управлять освещением на лестнице там, где нужно.
Чтобы реализовать схему независимого управления освещением из трех местоположений, необходим перекрестный выключатель. Как и в предыдущем варианте, они могут быть соединены между собой двухжильным кабелем.
Теперь познакомимся со схемой электромонтажа, выполненной по всем правилам, с применением распредкоробки. Как видите, для подсоединения к распределительной коробке двух проходных переключателей необходим трехжильный кабель, а для перекрестного — придется использовать два двухжильных.
По этому же принципу можно построить схему управления освещением из 4-х и более местоположений. Первый и последней прибор в цепи – проходные выключатели. Промежуточные приборы — перекрестного типа.
Управление несколькими светильниками из нескольких мест
Бывают ситуации, когда необходимо управлять несколькими светильниками из нескольких местоположений. Например, в спальне возможна установка одного двухклавишного проходного переключателя у двери, а другого — у кровати. Тогда в обоих местах можно будет включать и выключать как общее освещение в комнате, так и светильники у кровати.
Для реализации такой схемы потребуется два двухклавишных проходных выключателя. Для их соединения в простейшем случае необходимо два двухжильных кабеля.
Монтажная схема правильного подключения двухклавишного проходного выключателя с применением распредкоробки выглядит более внушительно. Коробка потребуется большого размера, так как в ней должно уместиться восемь соединений проводов. Для подключения первого проходного выключателя потребуется двухжильный и трехжильный кабель, а для подсоединения второго – два трехжильных.
Теоретически, увеличивая количество проходных 2-х клавишных выключателей, можно осуществлять независимое управление освещением 2-х светильников из любого количества мест. Возможно, Вы захотите оперировать из двух местоположений тремя группами лампочек в люстре. Схема с применением тройного выключателя демонстрирует реальную возможность такой работы, однако кабеля при этом потребуется немало.
Данная схема подключения проходного выключателя из 3-х мест демонстрирует возможность управления двумя отдельными лампочками. Два двухклавишных проходных выключателя могут стоять у кровати, третий – у двери спальни. Везде можно включить и выключить местное освещение, либо общий светильник.
Как мы уже заметили, схему управления освещением можно наращивать бесконечно. Возможность включать и выключать 2 различных светильника из четырех точек может пригодиться в длинном коридоре дома с большим количеством комнат. Очевидно, после рассмотрения различных примеров не составит труда составить самому любую схему независимого управления освещением с применением одноклавишных и других проходных выключателей.
Для чего нужен перекрестный вык-ль вместе с 2 проходными
Обычные приборы включают светильники только из одного места, а система из двух проходных — из двух, например, в двух концах длинного коридора. Иногда этого недостаточно и необходимо включать свет на каждом этаже лестницы многоэтажного дома или разных концах комнаты.
Для этого устанавливается система, в которой в двух местах устанавливаются проходные аппараты, а в остальных – с двумя перекидными контактами.
При отсутствии такого устройства его можно сделать из двухклавишного проходного прибора.
Переходной выключатель в двух местах
Схема подключения перек-го вык-ля на 1, 2 и 3 клавиши
Схема подключения таких устройств сложнее, чем обычных, поэтому для безошибочной сборки следует нарисовать схему.
Схема управления из двух мест
Схема управления светом из трех мест, где 1 — проходной выключатель; 2 — перекрестный выключатель; 3, 5 — подрозетники для проходных выключателей; 4 — подрозетник для перекрестного выключателя; 6 — ответвительная коробка; 7 — к корпусу светильника
Схема управления из трех мест
Обозначение 6 видов перекр-х вык-лей
На схемах каждый вид электроприборов имеет своё обозначение. Устройства, отключающие свет, не исключение. На следующем рисунке изображены символы, которыми на схемах отмечаются разные виды переключателей.
Условные обозначения однополюсных выключателей
Они отличаются также рисунком на наружной клавише.
Перекрестный переключатель — схема подключения на 2 точки
Для управления освещением из двух точек устанавливать устройство с двумя перекидными контактами нет необходимости. Для этого достаточно использовать два проходных прибора. Схема подключения составляется так, чтобы к подвижному контакту одного из них подключался фазный провод, к другому лампа, а неподвижные контакты соединялись попарно двумя проводами.
Для управления светом из трёх и более мест необходимы промежуточные переключатели. В начале и конце цепи устанавливаются проходные устройства, а в остальных местах — промежуточные. Число их на 2 меньше количества точек включения. Вставляются такие приборы в разрыв двух проводов, соединяющих проходные переключатели.
Перекрестный двухклавишный выключатель
Схема подключения 2-х клавишного перек-го вык-ля
Перекрёстный 2х клавишный прибор отличается тем, что в нём две клавиши и две группы контактов. Фактически, это два переключателя в одном корпусе.
Если в обычных двухклавишных аппаратах подвижные контакты соединены встроенной перемычкой, к которой подключается фазный провод, то в промежуточных и проходных они не связаны между собой. Это отображается на схеме, на которой изображены две независимые параллельные линии. Единственное место, в котором они соединены — это перемычка на подвижных контактах первого аппарата.
Схема 2 контактов перекрёстных вык-лей
При управлении освещением с нескольких мест переключатели соединяются двумя проводами. Свет горит только тогда, когда все переключатели включают в цепь один и тот же провод. Основная задача устройства с двумя перекидными контактами — менять местами подключение проводов. Для этого внутри прибора установлены соответствующие перемычки.
Схема 2 контактов перекрёстных выключателей
Технические характеристики переключателя фаз
Теперь более подробно разберем технические характеристики и параметры реле выбора фаз (переключателя фаз) ПФ-431. Вот они:
Технические характеристики переключателя фаз пф-431
Максимальное допустимое фазное напряжение – 400 В. Это говорит о том, что напряжение на любом входе может повышаться с 230 до 400 В. Иначе говоря, при обрыве нуля и 100% перекосе фаз, когда вместо фазного на входе появится линейное напряжение, реле не выйдет из строя. Также это спасёт устройство при неправильном подключении, когда например на L1 будет одна фаза, а на N – другая фаза.
Напряжение питания – 3х230 В, 50 Гц. То есть, между нейтральным (нулевым) проводом и любым фазным входным для нормальной работы должно быть 230 В.
Максимальный коммутируемый ток – 16 А АС1. Тут имеется ввиду максимальный ток через контакты внутренних реле при чисто активной нагрузке. При реальной нагрузке, которая всегда активно-реактивная, максимальный ток должен быть меньше.
Максимальный ток катушки контактора – 3 А АС15. Этот параметр не совсем понятен (какой контактор?), имеется ввиду тот контактор, который будет подключен для усиления (эту схему рассмотрим ниже). Также это относится к любой реактивной нагрузке (холодильник, кондиционер). При превышении этого тока переключатель фаз будет работать, но его ресурс будет уменьшен.
Порог отключения – нижний 180 В, верхний 253 В. Эти пороги, в отличии от реле напряжения, не регулируются, и установлены на заводе. То есть, загрубить реле и подать пониженное напряжение в дом, если очень нужно, не получится. Но о байпасе ниже)
Время реакции – по нижнему порогу 1-15 с, по верхнему 0,3 с. Нижний порог можно менять регулятором на передней панели, а верхний порог, более критичный установлен минимальным, и определяется инерционностью электрической схемы. Кстати, при использовании контактора реакция по верхнему порогу будет примерно в 2 раза дольше.
Время переключения – 0,3 с. Это время от момента принятия решения на переключение до момента появления на выходе напряжения хорошей фазы. Минимальным это время может быть в случае, когда напряжение рабочей фазы пересекает верхний порог. Тогда придётся подождать 0,3+0,3=0,6 секунд.
Время реакции (ускоренное) при U<100B – <0,3 с, при U>300B – <0,1 с. Это время реакции при существенно быстром и значительном изменении напряжения. Это время на нижнем пороге уже не зависит от положения регулятора, на верхнем тоже уменьшено, видимо за счет программных решений.
Время восстановления – 10 с. Это время после ускоренной реакции либо после включения питания, нужное для загрузки программы.
Гистерезис – 5 В. Полезная штука, позволяет уменьшить количество ненужных срабатываний реле при колебаниях напряжения вблизи порогов.
Ещё скажу про коммутационную износостойкость. Понятно, что больше всего будет переключаться первая фаза, а меньше всего – третья. Поэтому можно предположить, что первое реле первой фазы быстрее износится. Также на износ контактов реле существенно влияет значение и характер коммутируемого тока.
Автоматический переключатель фаз
Предназначен для переключения на другие линии в случае нарушений нормальной работы действующей, если она не может полноценно справиться с возникшей нагрузкой. Таким способом обеспечивается беспрерывная подача напряжения и защита техники от резких колебаний, способных стать причиной поломки оборудования.
Монтаж предусматривает установку непосредственно возле электросчетчика. Подсоединение к линии позволяет производить объективное тестирование состояния проводников. Ведется непрерывное наблюдение за параметрами напряжение, которое должно находиться строго в установленных пределах.
Не только на приоритетной, но и на двух резервных ведется постоянный контроль. Это гарантирует оперативный переход в случае возникшей необходимости.
Несоответствие заданным при установке параметрам на всех проводниках исключает подачу на них питания. Если нужные показатели восстановились на приоритетной линии, она подключается в первую очередь.
Конструкция и особенности использования выключателя электрической сети
Выключатель электрической сети, как понятно из названия, это просто ключ. Устройство предназначено для замыкания и размыкания контура, по котором течёт ток и оказывает полезную работу.
Когда электрическая сеть разомкнута – то есть буквально в ней наблюдается разрыв – ток по ней не течёт. Работа, соответственно, не выполняется. Лампа не горит. Но при переводе выключателя в рабочее положение цепь замыкается, ток начинает течь по проводам и выполнять полезную работу. Лампа зажигается.
Выключатель состоит из двух контактов и подвижной металлической пластины-проводника. К контактам подключаются кабели из цепи. При включении пластина-проводник придвигается к одному из них и замыкает контур, при выключении – отодвигается. Конструкция, как правило, такова, чтобы обеспечивать практически мгновенное соединение и разъединение. Это позволяет избежать появления дугового разряда. Если пластина будет двигаться медленно, то между её концом и контактом сети возникнет разность потенциалов, электричество потечёт по воздуху и загорится дуга.
При проектировании домашней электропроводки следует пользоваться правилом «Один выключатель – один контур». Это поможет избежать различных проблем в будущем. В принципе, размещение одного выключателя в двух или большем количестве линий возможно, но тогда стоит учесть, что все они будут соединяться и разъединяться одновременно, а ещё через пластину-проводник будет течь ток повышенной силы, которая может превосходить номинальную – и это приведёт к термическим повреждениям устройства.
Итак, выключатель включает и выключает электричество в контуре.
Правильный монтаж подразумевает подключение ко входному контакту именно фазы. В этом случае, во-первых, клавиша занимает правильное положение – во включённом состоянии находится наверху; во-вторых, повышается безопасность эксплуатации самого осветительного прибора, патрон для него не ударит током при замене сгоревшей лампы.
Стоит отметить, что на рынке встречаются двухполюсные модели. Они разрывают не только фазный контакт, но и нулевой («нейтральный»). Но применяются такие устройства в специфических случаях, и для домашнего использования будут излишни.
Практически все устройства этого типа ориентированы на бытовое использование, то есть рассчитаны на ток в 220 вольт и 6-10 ампер. Поэтому они не оснащаются дугогасителями. Горящая «искра», вызванная механическими повреждениями пластины-переключателя, вполне способна уничтожить устройство. И если начали наблюдаться «вспышки», стоит немедленно произвести замену ключа. Также они не размыкают цепь в случае короткого замыкания – для этого используются иные приспособления.
Сферы применения
АПФ рассчитан на питание электроприборов на 220 В. Этот прибор имеет одну выходную фазу, поэтому он непригоден для работы с трехфазными потребителями электроэнергии.
Однако это не уменьшает количество сфер, в которых используется АПФ. Среди них выделяются следующие:
- маломощные холодильники медицинских лабораторий и аптек;
- системы видеонаблюдения на охраняемых объектах;
- любая медицинская техника, поддерживающая жизнь человека;
- автоматика бытовых газовых котлов;
- системы вытяжки и вентиляции на опасных производствах.
Дополнительная информация. В момент запуска мощных электрических двигателей и блоков питания в электросети происходит кратковременная просадка напряжения. Производители переключающих устройств оснащают свои приборы фильтрами по времени, позволяющими им быть невосприимчивыми к просадкам и пусковым токам от мощного оборудования.
