Каким способом можно осуществлять программируемую задержку переключения энергопитания?

6.8.2

. Сложные переключения, а также все
переключения (кроме одиночных) на электроустановках, не оборудованных
блокировочными устройствами или имеющих неисправные блокировочные
устройства, должны выполняться по программам, бланкам переключений.

К сложным относятся переключения, требующие
строгой последовательности операций с коммутационными аппаратами,
заземляющими разъединителями и устройствами релейной защиты,
противоаварийной и режимной автоматики.

Перечни сложных переключений, утверждаемых
техническими руководителями соответствующих энергообъектов и главными
диспетчерами органов оперативно-диспетчерского управления энергосистем,
объединенных и единой энергосистем, должны храниться на их диспетчерских
пунктах.

Перечни сложных переключений должны пересматриваться при изменении схемы, состава оборудования, устройств защиты и автоматики.

Подключение таймера к цепи

Осталось собрать нарисованную схему в реальности. Потом уже подключите его к электрощитку на DIN-рейку

Полезное: Подрозетники: выбор и установка короба для розетки в стене

Вышло более-менее) то же самое, что на схеме:

• Кабель с вилкой для электрической розетки
• Лампочка на 220 В
• Реле времени программируемое
• Два электрических разъема — на схеме они обозначены двумя точками (узлами)

Несколько слов о разъемах на таймере:

В то время как фото слева (верхняя часть программатора) не требует особого комментария судя по символу напряжения переменного тока (подключение проводов L и N ), про часть изображения справа (нижняя часть программатора) можно сказать больше. Схема подключения клемм 4 и 3, напечатанная на корпусе, символизирует нормально замкнутый контакт, а также соединение 4 и нормально разомкнутый контакт. Если таймер выключен, клеммы 4 и 3 подключены.

Тестер напряжения указывает, что коричневый провод является фазовым, поэтому можно начать испытывать. Выключите вилку из розетки, соедините все провода с разъемами и вставьте вилку обратно.

После включения напряжения лампочка сразу включается. Светодиод сигнализирующий включение реле выключен (расположен рядом с дисплеем — красная точка), поэтому система работает правильно.

Принцип работы определяет пять главных типов реле:

1. Электромагнитное замедление. Такой прибор может применяться исключительно в цепях постоянного тока. Задержка во времени происходит из-за дополнительной обмотки, которая препятствует увеличению магнитного потока.
2. Пневматическое замедление. Здесь применяется пневматический демпфер, который изменяет отверстие забора воздуха.
3. Анкерный или часовой механизм. Здесь электромагнит взводит специальную пружину, которая замыкает реле после отсчета установленного времени.
4. Использование двигателя. Здесь применяется синхронный электрический редуктор, двигатель и электромагнит. Первые два элемента сцепляются электромагнитом.
5. Электронное реле. Здесь применяются микроконтроллеры, позволяющие программировать задержки включения.

Покупать ли фазный переключатель

Перед приобретением следует определиться, для чего нужен АПФ конкретно в вашей ситуации. В большинстве случаев этот дорогой прибор можно заменить дешевым пакетным выключателем на 2 положения.

Если вы являетесь жильцом обычного многоквартирного дома, то АПФ послужит пустой тратой денег. Вряд ли в квартире найдутся электроприборы, которые при отключении питания создадут катастрофические убытки. Плюс не совсем понятно, как на подобные переделки электрощита отреагирует электроснабжающая организация. Ведь переключатель придется ставить до счетчика электроэнергии.

Иногда люди приобретают переключатели фаз, чтобы получить стабильное электроснабжение на даче или в частном доме. К одному входу АПФ подключается штатная сеть электроснабжения, а к другому генератор.

Автоматический переключатель фаз позволяет организовать бесперебойное электроснабжение потребителей на 220 В. При этом сам прибор в идеале требует полноценное питание от сети 380 В. Возможен режим работы и от 2 питающих проводов.

В зависимости от задачи подбирается ручной или автоматический переключатель. При настройке автоматической модификации придется учесть верхний и нижний пределы срабатывания прибора, а также его временные характеристики.

Два способа отключения вентиляции: слаботочный и силовой.

Необходимая ремарка.

Соблазнительно всю вентиляцию запитать через такой большущий пускатель или автомат с расцепителем и при сигнале «Пожар» вырубить все питание всех вентсистем нафиг в одном месте.

Но не тут то было.

Не всю вентиляцию можно отключать простым обесточиванием шкафов управления венсистемой.

Современные вентсистемы — это не просто вентилятор с пускателем, а целый комплекс технических средств, управляемых промышленным контроллером (ПЛК).

Нельзя питание ПЛК дергать без причины.

Да и системы с калориферами и рекуперацией имеют действующим веществом воду: если систему потушить зимой — вода замерзнет.

Такой контроллер имеет специальный вход внешнего отключения при поставке закороченный перемычкой.

Вместо перемычки необходимо подключить сухой контакт, размыкающийся при пожаре, на каждый такой контроллер.

Несколько слов о классификации методов управления

Многие авторы, рассматривая этот вопрос, обычно начинают приблизительно так: «Существует два типа методов управления: с фиксированной частотой и гистерезисные…». Но мой личный опыт показал, что в вопросах импульсного преобразования любая классификация почему-то больше вредит, чем приносит пользы. Только сломав внутри себя все рамки, сформированные в процессе изучения книг и статей, я смог докопаться до сути физических процессов, происходящих в силовой части, после чего стало понятно, что все преобразователи работают почти одинаково.

Именно поэтому классификацию методов управления лучше всего свести к перечислению их названий с описанием специфических особенностей и рекомендуемой области применения. Более глубокая систематизация в любой момент может оказаться напрасно проделанной работой, хотя бы потому, что всегда может появиться какой-нибудь новый комбинированный метод управления, разрушающий своим существованием всю «скрупулезно классифицированную вселенную».

Поэтому более полезным, с точки зрения автора, является понимание энергетических процессов, происходящих в силовой части в тех или иных ситуациях. Хотя бы потому, что, во-первых, они одинаковы для любой схемы, а во-вторых, без их понимания многие вопросы из серии «а зачем надо было так усложнять контроллер?» останутся без ответа.

6.8.4

. В программах и бланках переключений,
которые являются оперативными документами, должны быть установлены
порядок и последовательность операций при проведении переключений в
схемах электрических соединений электроустановок и цепях РЗА.

Бланки переключений (типовые бланки) должен
использовать оперативно-диспетчерский персонал, непосредственно
выполняющий переключения.

Программы переключений (типовые программы)
должны применять оперативные руководители при производстве переключений в
электроустановках разных уровней управления и разных энергообъектов.

Степень детализации программ должна соответствовать уровню диспетчерского управления.

Лицам, непосредственно выполняющим
переключения, разрешается применять программы переключений
соответствующего диспетчера, дополненные бланками переключений.

Типовые программы и бланки переключений
должны быть скорректированы при изменениях в главной схеме электрических
соединений электроустановок, связанных с вводом нового оборудования,
заменой или частичным демонтажем устаревшего оборудования,
реконструкцией распределительных устройств, а также при включении новых
или изменениях в установленных устройствах РЗА.

Какие силовые исполнительные устройства не требуют контроля целостности.

1. Промежуточное реле.

Реле должны потреблять минимальную мощность и коммутировать максимальное напряжение. То-есть лучше всего применять электронное реле.

В свою очередь уже реле чем-то управляет.

Существуют промежуточные электронные реле 220В, ток срабатывания которых до 0.25А и следовательно ими можно управлять, коммутируя силу слаботочными адресными релейными модулями «Рубеж».

Промежуточное реле PK-1P стоит 680р, коммутирует 16А 220В и потребляет при срабатывании 220В 0.05А.

Вот это я понимаю релейный усилитель!

2. Независимый расцепитель.

Сигнал пожарной сигнализации подает питание на расцепитель и расцепитель выключает автомат.

Но как из пожарной сигнализации подать сигнал 220В на расцепитель?

При помощи любого реле, способного коммутировать 220В.

Но стоит помнить, что независимый расцепитель — устройство, осуществляющее механическую работу и его ток потребления больше, чем катушки реле.

Вот параметры управляющих сигналов для самых распространенных независимых расцепителей S2C-A.

Видим, что ток срабатывания S2C-A2 при 230В составляет 1А. То-есть слабые реле слаботочных релейных модулей не все подойдут.

Заманчиво управлять слаботочным независимым расцепителем S2C-A1, напряжение срабатывания которого 12..60В.

Но вот ток срабатывания … для 12В составляет 2.2А. Сомнение вызывает что ток срабатывания для 24В 4.5А — больше, чем для 12В, хотя должен быть меньше.

Сработать такой расцепитель при помощи «С2000-КПБ» будет на грани фола, поскольку максимальный ток коммутации блока 2.5А. Ток коммутации «С2000-СП2 ИСП.02» — 3А.

Успокаивает то, что время работы расцепителя 10мс.

Независимый расцепитель — это хороший способ управления, если для запуска сложной вентсистемы требуется дополнительное внимание: вентсистема не запустится просто после снятии тревоги. Для включения системы необходимо ногами прийти к выключенному расцепителем автомату

Для включения системы необходимо ногами прийти к выключенному расцепителем автомату.

Но тут есть один интересный момент. Позволю себе привести цитату из нормативной базы:

СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003

12.3 Для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое блокирование электроприемников систем воздушного отопления, вентиляции, кондиционирования, автономных и оконных кондиционеров, вентиляторных доводчиков, воздушно-тепловых завес и внутренних блоков кондиционеров (далее — системы вентиляции), а также электроприемников систем противодымной вентиляции с этими установками (или пожарной сигнализацией) для:

а) отключения при пожаре систем вентиляции, кроме систем подачи воздуха в тамбур-шлюзы помещений категорий А и Б, а также в машинные отделения лифтов зданий категорий А и Б. Отключение может производиться:

централизованно, прекращая подачу электропитания на распределительные щиты систем вентиляции;

индивидуально для каждой системы.

При использовании оборудования и средств автоматизации, комплектно поставляемых с оборудованием систем вентиляции, отключение приточных систем при пожаре следует производить индивидуально для каждой системы с сохранением электропитания цепей защиты от замораживания. При невозможности сохранения питания цепей защиты от замораживания допускается отключение только вентилятора подачей сигнала от системы пожарной сигнализации в цепь дистанционного управления вентилятором приточной системы. При организации отключения при пожаре с использованием автомата с независимым расцепителем должна проводиться проверка линии передачи сигнала на отключение.

В выделенной фразе о проверке линии передачи сигнала кроется жирная проблема. Независимый расцепитель то скорее всего будет на 220В! И у нас возникает проблема непрерывного контроля целостности цепи управления 220В.

3. Контактор (пускатель).

Сухие контакты реле размыкают цепь самоподхвата магнитного пускателя.

Плюс такого подхода — при снятии тревоги не надо идти ногами к щитам управления.

Так, например, имеет смысл управлять огнезадерживающими клапанами ОЗК: сняли тревогу — ОЗК сами открылись.

На катушке ПМЕ 211 ток всего лишь 0,1А. Но все равно применение слаботочного адресного релейного модуля некоторых адресных систем под вопросом, поскольку это ток непрерывного воздействия.

Общая архитектура системы питания ПЛК

Давайте в качестве наглядного примера рассмотрим ПЛК с питающим напряжением 24 В и достаточно типичной начинкой, состоящей из входных высокоточных аналоговых цепей, вычислительного ядра на базе микроконтроллера/ПЛИС и GSM-/GPRS-модема, передающего измеренные данные на верхний уровень. Каждый из упомянутых блоков требует своего, несколько специфичного питания.

Так, входным аналоговым цепям (AFE) и АЦП (ADC) требуется стабильное питание с низким уровнем шумов, но небольшой ток. GSM-/GPRS-модему большую часть времени требуется небольшой ток, он не особо требователен к стабильности напряжения, но периодически, в режиме передачи, потребляемый ток резко возрастает и может возникнуть проблема просадки питающего напряжения, способная привести к перезагрузке модема (более подробно этот вопрос описан в другой статье – «“Point Of Load”-преобразователи – уникальные решения для эффективного управления питанием»). И, наконец, микроконтроллеры и ПЛИС основного вычислителя предъявляют относительно мягкие требования как к стабильности питающего напряжения, так и к потребляемому току, но с ними есть одна загвоздка – микроконтроллеры, микросхемы памяти и ПЛИС последних поколений работают от еще более низких питающих напряжений.

Даже при использовании питающих напряжений 5 и 3,3 В, которые еще можно было напрямую получить от первичного DC/DC-преобразователя, очень часто использовались дополнительные вторичные преобразователи. Теперь же, с учетом двух взаимно дополняющих факторов, таких как снижение питающего напряжения и рост рабочей частоты DC/DC-преобразователей, применение вторичного преобразователя становится практически неизбежным.

Давайте посчитаем: при использовании DC/DC-преобразователя со входным напряжением 24 В, выходным 1 В и рабочей частоте преобразователя 1 МГц коэффициент заполнения равен 1/24, а время, в течении которого преобразователь будет открыт на протяжении каждого цикла, равно всего (1/24) × (1/1000000) = 42 нс. 

Тестирование реле

Тестирование реле

Электронные аппараты работают на основе цифровых импульсов. Современные устройства имеют высокопроизводительные микропроцессоры. Обычно РВ расчитано на коммутацию индуктивных или неиндуктивных нагрузок. Для настройки прибора цифрового типа потребуется ввести нужные параметры времени, используя функциональные клавиши. Возможность широкой настройки позволяет выставлять не только секунды, но и дни недели.

Цель тестирования – разобраться с конструкцией и принципом действия реле времени. Проверка прибора при новом включении производится в следующей последовательности.

• Внешний осмотр и проверка механической части.
• Проверка действия искрогасительного контура.
• Тестирование выпрямительного устройства.
• Определение сопротивления току цепи обмотки.
• Проверка напряжения при срабатывании и возврате.
• Контроль времени срабатывания.

Тестирование основных параметров проводится с помощью специального устройства. При осмотре механической части выявляют коррозию, загрязнения. Проверяют ход и балансировку подвижных частей, состояние осей и пружин, затяжку винтов и осевой люфт.

Важным моментом является проверка прочности изоляции. Напряжением поочередно воздействуют на все цоколи и зажимы. Изоляция должна выдерживать напряжение 1000 В при частоте переменного тока 50 герц.

Защита от перенапряжений

Перенапряжения на линиях питания ПЛК являются частым следствием коммутации мощных индуктивных нагрузок, таких как реле, пускатели или электрические двигатели. Второй распространенной причиной появления перенапряжений при работе в реальных производственных условиях являются длинные проводники питания, проложенные в условиях сильного электромагнитного загрязнения. Зачастую линии питания ПЛК и сторонних мощных нагрузок проложены физически близко, в одних лотках.

На рисунке 1 показан пример импульса перенапряжения длительностью несколько десятков наносекунд, который хотя и выглядит достаточно коротким и безопасным, способен, тем не менее, нанести значительный ущерб схеме, не предусматривающей должной защиты от такого вида помех.

Рис. 1. Пример импульса перенапряжения наносекундной длительности

Компания Texas Instruments (TI) в руководстве «Электропитание ПЛК на базе импульсных преобразователей» («Step-Down (Buck) Converter Power Solutions for Programmable Logic Controller Systems») предлагает вариант защитной схемы, показанный на рисунке 2.

Рис. 2. Пример защитной схемы

Транзистор SUD19P06-60L используется в качестве ключа, отключающего нагрузку при превышении питающего напряжения, стабилитрон D2 задает напряжение срабатывания схемы. Легко заметить, что схема довольно объемная и потребует дополнительного места на печатной плате.

К счастью, по мере совершенствования технологии изготовления полупроводников на рынке появляются импульсные преобразователи, рассчитанные на все более высокое входное напряжение, так что надобность в таких сложных схемах входной защиты может со временем отпасть. Разумеется, при равных токах нагрузки и сопротивлениях используемых MOSFET-транзисторов преобразователь, рассчитанный на максимальное входное напряжение в 28 В дешевле преобразователя, работоспособного вплоть до 60 В. Но экономия места и повышение надежности оправдывают рост цены. Вместо самостоятельного конструирования защитных цепей вы можете просто использовать высоковольтный преобразователь. Так, в настоящее время доступны неизолированные синхронные понижающие преобразователи со встроенными полевыми транзисторами и входным напряжением вплоть до 100 В. 

Регулирование напряжения трансформаторов

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах подстанций. В электрических сетях предусматриваются способы регулирования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов. Известно, что коэффициент трансформации определяется как отношение первичного напряжения ко вторичному, или

где w1 w2 — число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. Переключение ответвлений может происходить без возбуждения (ПБВ), т.е. после отключения всех обмоток от сети или под нагрузкой (РПН).

Рис.1. Схема регулирования напряжения ПБВ: а — ответвления вблизи нулевой точки обмотки ±5% с трехфазным переключателем на три положения, б — ответвления в середине обмотки ±2×2,5% с однофазными переключателями на пять положений (фаза А); 1 — неподвижный контакт, 2 — сегмент контактный; 3 — вал переключателя, 4 — контактные кольца

Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах ±5%, для чего трансформаторы небольшой мощности кроме основного вывода имеют два ответвления от обмотки высшего напряжения: +5% и -5% (рис.1,а). Если трансформатор работал на основном выводе 0 и необходимо повысить напряжение на вторичной стороне U2, то, отключив трансформатор, производят переключение на ответвление -5%, уменьшая тем самым число витков w1.

На трансформаторах средних и больших мощностей предусматриваются четыре ответвления ±2х2,5%, переключение которых производится специальными переключателями барабанного типа, установленными отдельно для каждой фазы (рис.1,б). Рукоятка привода переключателя выведена на крышку трансформатора.

При замыкании роликом переключателя контактов A4-A5 трансформатор имеет номинальный коэффициент трансформации. Положения А3-А4 и А2-А3 соответствуют увеличению коэффициента трансформации на 2,5 и 5%, а положения А5-А6 и А6-А7 — уменьшению на 2,5 и 5%.

Устройство ПБВ не позволяет регулировать напряжение в течение суток, так как это потребовало бы частого отключения трансформатора для производства переключений, что по условиям эксплуатации практически недопустимо. Обычно ПБВ используется только для сезонного регулирования напряжения.

Регулирование под нагрузкой (РПН) позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в различных пределах в зависимости от мощности и напряжения трансформатора (от ±10 до ±16% ступенями приблизительно по 1,5%).

Рис.2. Устройство РПН трансформаторов а — схема включения регулировочных ступеней, Аb — основная обмотка, bс — ступень грубой регулировки, de — ступени плавной регулировки, П — переключатель, И — избиратель, б — переключающее устройство РНТ-13, 1 — переключатель, 2 — горизонтальный вал, 3 — кожух контакторов, 4 — вертикальный вал, 5 — коробка привода, 6 — бак трансформатора

Регулировочные ступени выполняются на стороне ВН, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство. Для расширения диапазона регулирования без увеличения числа ответвлений применяют ступени грубой и тонкой регулировки (рис.2). Наибольший коэффициент трансформации получается, если переключатель П находится в положении II, а избиратель И — на ответвлении 6. Наименьший коэффициент трансформации будет при положении переключателя I, а избирателя — на ответвлении 1.

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.

Требования к оборудованию резервного питания

Необходимость перехода на резервный источник, как правило, вызвана либо аварийной, либо нештатной ситуацией. В связи с этим нередко все переключения осуществляются неквалифицированным персоналом и зачастую в сложных условиях — в темноте, тесноте, под открытым небом. Именно поэтому требования к резервирующему оборудованию достаточно жесткие:

Безопасность для оператора. Все резервное электрооборудование не должно иметь открытых токоведущих и движущихся частей (за исключением приводных ручек), а его металлические шасси и кожухи нужно заземлить. Отправляя даже неподготовленного человека на переключение, вы должны быть уверены, что он не попадет под напряжение и не повредит руки какими-нибудь фиксаторами или тягами, даже работая при плохом освещении.
Безопасность для электрооборудования. Схема коммутации должна быть такой, чтобы даже при не полностью или не в той последовательности выполненном переключении оператор не смог создать аварийной ситуации — подать встречное напряжение, переключить не все фазы, вызвать короткое замыкание и пр. Все это обеспечит сохранность основных и резервных цепей даже при неумелых или ошибочных действиях человека.
Оперативность. Переход на резервный генератор должен требовать минимум манипуляций и производиться по возможности быстро. Сами устройства коммутации должны быть максимально доступны, чтобы к ним не нужно было взбираться по стремянкам или лазить по люкам

Это особенно важно для ответственных объектов и специального электрооборудования (холодильные установки, системы микроклимата, котлы, печи и пр.).
Наглядность и простота. Конструкция переключателей и рубильников должна быть максимально простой, а схема переключения — наглядной и интуитивно понятной

Это существенно сокращает вероятность ошибки человека и выхода из строя оборудования. Такие схемы проще обслуживать, а ремонт при их поломке будет стоить дешевле.

Стоит отметить, что каким бы методом переключения на резервное питание вы ни пользовались, ручным или автоматическим, все условия должны быть по возможности максимально соблюдены. Ведь именно от этого будет зависеть не только обеспечение бесперебойного питания объекта, но и безопасность людей.

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:

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

Этапы работы:

1. Установка шкафа. Выберите подходящее место для электрощита (желательно ближе к основному вводу).
2. Монтаж деталей. Размещайте все узлы так, чтобы был доступ ко всем контакторам и клеммам.
3. 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.
4. После монтажа обязательно протестируйте работоспособность блока АВР.