Схема резервного питания от генератора

Проблемы с перебоями в энергоснабжении существуют, пожалуй, со времен открытия электричества и знакомы каждому. Одним из выходов из создавшегося положения может стать резервный электрогенератор, на который можно перейти до устранения проблемы. Переключиться на него несложно и вручную, но если объект ответственный или у вас нет желания возиться с рубильниками, эту задачу можно возложить на автомат — АВР для генератора.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.).
4. 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.

Методы подключения резервного генератора

В зависимости от конкретных требований и возможностей (наличие или отсутствие дежурного персонала, его квалификации, финансов предприятия и пр.) переход на резервный источник может осуществляться одним из трех способов:

1. Ручное переключение.
2. Полуавтоматический переход.
3. Автоматическое переключение.

Для небольших объектов и частных домов вполне подойдет ручная схема подключения бензогенератора к домашней сети. Оборудование таких систем стоит недорого, а присутствие людей в жилом доме подразумевается само собой. Полуавтоматический способ переключения требует участия оператора на том или ином этапе коммутации, а значит, он отлично подойдет как для частных домов, так и для объектов с постоянным, пусть даже неквалифицированным персоналом.

Полностью автоматический переход обычно используется на автоматизированных и ответственных объектах или участках, а также там, где постоянный персонал отсутствует.

Ручное подключение

Для реализации этого метода достаточно обычного перекидного рубильника на нужное количество полюсов и резервного генератора, подходящих мощности и напряжения.

Схема подключения генератора к сети дома через перекидной рубильник

Для того чтобы запитать дом от резервного источника, здесь достаточно лишь повернуть ручку рубильника, на оси которой находятся переключатели А и В. При этом ножи устройства сначала отключат потребителя от основного источника (сети), и лишь затем подключат его к резервному (генератору). В схеме необходимо коммутировать однофазную цепь, рубильник имеет два переключателя или, как принято говорить, полюса. Но существуют и многополюсные приборы, коммутирующие трехфазные линии.

Трехполюсные перекидные рубильник (слева) и переключатели

Первым на рисунке приведен двухпозиционный рубильник, два последних — переключатели, имеющие по три позиции. Рубильник позволяет подключить нагрузку либо к сети, либо к резервному источнику. Третьего не дано. Трехпозиционные приборы имеют третье (промежуточное) положение, в котором нагрузка уже отключена от сети, но еще не подключена к генератору.

Если потух свет, рубильник переключается на бензиновый или дизельный генератор и этот самый генератор запускается. Во время пуска на выходе напряжение частота начнут плавно увеличиваться от нуля до номинала.

В это время двигатели электроприборов сгорят. Будь в вашем распоряжении трехпозиционный переключатель, вы бы смогли сначала просто отключить дом от сети, потом спокойно запустить генератор, вывести его на режим, а уж затем переключиться к резервному электропитанию.

Полуавтоматический переход на другой источник

Этот метод подразумевает автоматизацию тех или иных (не всех) процессов переключения. Участие человека в таком типе переключения все равно необходимо, но сама коммутация становится намного проще и безопаснее как для человека, так и для оборудования.

Автомат переключения на резерв

Этот узел, который несложно собрать своими руками, предназначен для автоматического переключения нагрузки с основного на резервный источник при пропадании первого и наоборот. Для его реализации понадобится электромагнитный пускатель или реле, срабатывающие от 220 В и с контактами, выдерживающими ток домовых потребителей. В качестве примера взято электромагнитное реле РЭК77/3 с тремя группами переключающих контактов:

Электромагнитное реле РЭК77/3 с обмоткой 220 В / 50 Гц

Устройство выдерживает ток до 10 А, и вполне может использоваться в качестве автоматического переключателя на небольшом объекте или в частном доме. Схема же автомата будет выглядеть следующим образом:

Здесь реле исполняет роль автоматического перекидного выключателя. Одна группа контактов переключает фазу, другая — ноль, третья не используется. Обмотка реле питается от основной сети. В исходном положении в линии «Сеть» присутствует напряжение, реле включено и подает напряжение на нагрузку. При пропадании сети реле отпускает и переключает нагрузку на питание от генератора. При возобновлении электроснабжения реле К1 вновь срабатывает, и схема возвращается к питанию от основного источника.

Это полный автомат ввода резерва, но лишь в том случае, когда сам резервный источник всегда под напряжением. Если же в качестве резерва используется бензогенератор, а это чаще всего именно так, то понятно, что система будет полуавтоматической — генератор придется запускать вручную.

С запуском бензогенератора

Эта конструкция в состоянии самостоятельно запустить генератор. Единственное условие — сам генератор должен иметь стартер и дистанционную систему пуска хотя бы кнопкой. Для реализации этой идеи понадобится еще одно реле и пусковой таймер произвольной конструкции:

Подключение бензогенератора к сети дома, схема с автостартом

Здесь реле К1 исполняет те же функции — переключает нагрузку при пропадании основного напряжения. Но дополнительно оно своей третьей группой контактов подает напряжение на стартер и реле времени. Реле периодически пытается завести генератор, с его запуском появляется напряжение на резервной линии. При этом срабатывает реле К2 и своими контактами отключает систему автозапуска бензогенератора.

Но и эта конструкция не является полным автоматом. Во-первых, если генератор по каким-либо причинам не запустится (холодно, плохая регулировка пуска, нет топлива и пр.), устройство будет пытаться заводить его до тех пор, пока не сожжет стартер или не посадит пусковой аккумулятор. Во-вторых, при появлении основного напряжения автоматика переключит нагрузку на него, но не заглушит генератор.

Полный автомат ввода резерва

Для того чтобы полностью автоматизировать процесс, необходимо нечто большее, чем 2 реле — полноценная система контроля. Такая система существует и называется АВР — Автоматический Ввод Резерва. Создаются подобные устройства на базе программируемых AVR контроллеров, имеют в своем составе множество датчиков обратной связи и регуляторов. Сделать такое оборудование самостоятельно сможет лишь квалифицированный специалист.

Но оснастить свой дом или любой другой объект подобным автоматом можно — они есть в продаже, хотя и стоят недешево. Зато список функций, выполняемых стандартным АВР, достаточно велик:

1. Отключение потребителей от основного источника при пропадании в нем питающего напряжения.
2. «Умный» запуск генератора с контролем неудачного старта.
3. Вывод бензогенератора на рабочий режим.
4. Подключение потребителей к линии генератора.
5. Подсчет моточасов, контроль температуры двигателя, расхода топлива и пр.
6. Контроль напряжения, частоты и тока с автоподстройкой режима работы генератора.
7. Автоматическое переключение на основной источник при возобновлении штатного электроснабжения.
8. Остановка бензогенератора.
9. Зарядка аккумулятора стартера.

Сегодня купить блок АВР можно как в комплекте с бензогенератором, так и отдельно. Первый вариант, конечно, проще (узлы адаптированы и подключены друг к другу уже производителем), но финансово неоправдан, если генератор уже есть. В этом случае достаточно приобрести АВР, но перед покупкой обязательно проконсультируйтесь со специалистом о том, сможет ли конкретная модель автомата работать именно с вашим генератором. Структурная же схема подключения генератора с АВР в домовую сеть будет выглядеть примерно так:

Общая схема подключения генератора с блоком АВР

Среди альтернативных источников энергии широкое распространение получили различные виды генераторов электрического тока. Они наилучшим образом подходят для загородных домов и дач, а также других мест, где нередко случаются перебои с электроснабжением. При внезапном исчезновении электроэнергии возникает необходимость в быстром запуске резервного источника, чтобы предотвратить нарушение жизнеобеспечения объекта. Ручной запуск достаточно сложен и требует специальный знаний. Поэтому в подобных ситуациях, а также при полном отсутствии людей, функция запуска выполняется автоматически.

Преимущественно используется АВР для генератора, скомпонованный на специальном щите. Данная система позволяет в считанные секунды включить агрегат и возобновить подачу питания. В рабочем процессе участвуют два магнитных пускателя и реле, контролирующее наличие напряжения в щите и систему автозапуска в самом генераторе.

АВР для генератора: что это такое

АВР – расшифровывается как автоматическое включение (ввод) резерва. Под резервом подразумевается какой-либо генератор, вырабатывающий электрический ток, в случае прекращения энергоснабжения объекта. Основной функцией АВР является своевременное переключение нагрузки между двумя источниками. Некоторые АВР настраиваются вручную, однако большинство устройств управляются автоматически, по сигналу о потере напряжения, в том числе и АВР для бензогенератора.

Одним из важнейших показателей, необходимых для автоматического управления служит напряжение, которое контролирует первичная обмотка. Сам переключатель обеспечивает изоляцию резервного генератора от переменного тока, поступающего из общей электрической сети. В этот период генератор находится во включенном состоянии и обеспечивает подачу временного питания потребителям.

Работа автоматического ввода резерва осуществляется следующим образом:

• При отключении электричества через АВР генератору поступает команда о начале работы.
• После поступления на устройство сигнала о готовности генератора, АВР осуществляет его соединение с домашней электрической сетью.
• При возобновлении подачи электроэнергии в частный дом, АВР получает соответствующий сигнал и отключает резервное устройство.
• Одновременно автоматически переключается проводка между генератором и домашней сетью.

В случае необходимости можно выполнить настройку переключений с целью обеспечения питания только наиболее важных электрических цепей и участков. В качестве приоритетных назначаются системы отопления помещений, охлаждения оборудования и другие дополнительные схемы. Более сложные распределения применяются для крупных систем резервных установок, образующих мягкую нагрузку, плавно переходящую из синхронизированного генератора туда и обратно. Как правило эти установки применяются для того, чтобы сократить величину пиковых нагрузок.

Подключение АВР

Перед тем как выполнять подключение, необходимо правильно разместить все детали в электрическом щите. Они устанавливаются таким образом, чтобы не было пересечений проводников, обеспечивался свободный доступ к контактам и клеммам. После этого выполняется подключение силовой части АВР и контроллеров в соответствии с принципиальной электрической схемой.

Коммутация силовой части и контроллеров осуществляется с помощью контакторов. После всех подключений выполняется непосредственное соединение АВР с генератором. Правильность и качество подключений и соединений проводников и других элементов проверяется с помощью мультиметра.

При использовании обычного режима, когда подача напряжения производится от обычной ЛЭП, в системе АВР срабатывает автоматика для генератора и происходит включение первого магнитного пускателя, подающего напряжение к щиту частного дома. С наступлением аварийного режима, при котором напряжение в сети отсутствует, при помощи реле выполняется отключение магнитного пускателя № 1 и подача сигнала генератору на производство автозапуска. После начала работы генератора в щите АВР наступает срабатывание второго магнитного пускателя, через который напряжение начинает поступать на распределительный щит домашней электрической сети.

Работа в таком режиме будет продолжаться до появления основной подачи электричества или до окончания горючего в самом генераторе. Когда основное напряжение включается в сеть, генератор и магнитный пускатель № 2 выключаются, а магнитный пускатель № 1, наоборот, включается, и вся система переходит на обычный режим работы.

Установка щита автоматического ввода резерва выполняется после электросчетчика. Таким образом, во время работы генератора учет потребленной электроэнергии не производится. Кроме того, щит АВР для генератора устанавливается до основного щита домашней сети. В результате, он оказывается установленным между счетчиком электроэнергии и распределительным щитом.

Если суммарная мощность потребителей, имеющихся в доме, превышает возможности генератора или сам агрегат недостаточно мощный, на его линию подключаются только те приборы и оборудование, которые действительно необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности объекта до того момента, пока не будет включено основное электропитание.

Как самому изготовить АВР

Устройства, оборудованные автозапуском отличаются высокой стоимостью, поэтому рекомендуется собрать АВР для генератора своими руками, используя те же элементы, что и в заводских моделях.

Основной и наиболее дорогостоящей частью автомата является универсальный контроллер. В качестве силовой части используются контакторы, выполняющие непосредственное переключение с общей сети на локальную сеть генератора. Для размещения всех деталей понадобится щит или шкаф, наиболее подходящий по размерам для данного устройства. В качестве блока питания схема АВР для генератора рекомендует использовать специальный центр управления на 1-3А, а в переключателе должны быть три уровня рабочих режимов. Следует заранее приготовить электрические инструменты, кабель и соединители.

Для обеспечения качественной сборки avr для генератора необходимо соблюдать определенные рекомендации и порядок действий. При самостоятельном выборе контроллера нужно обращать внимание на наличие инверсной воздушной заслонки. Данный элемент очень полезен для генератора, оборудованного механической заслонкой. Выбирая контакторы, следует ориентироваться на их пропускную способность. При отсутствии в приборе электромеханической защиты, ее нужно приобрести отдельно.

Для того чтобы собрать АВР своими руками, схема предусматривает автоматическое контролирующее устройство, которое должно иметь нормальное постоянное напряжение. Выполнение этого условия возложено на блок питания. Обычно используется аккумулятор повышенной мощности, поскольку при значительных нагрузках он очень быстро разряжается. С помощью этого блока питания происходит регулировка выходящего напряжения. Все детали рекомендуется приобретать только в проверенных специализированных торговых точках, отдавая преимущество продукции наиболее известных производителей.

Сборка начинается с установки внутри электрического щита всех деталей и элементов. Монтаж осуществляется таким образом, чтобы не было пересечений проводников между собой, а контакты и клеммы были доступны. Для сборки используется схема подключения АВР к генератору. После этого подключаются контроллеры и силовая часть.

Следует обратить серьезное внимание на недопущение параллельного включения генератора с городской электрической сетью. В этом случае агрегат может быть серьезно поврежден, вплоть до полного выхода из строя. Для того чтобы избежать подобных негативных последствий, рекомендуется воспользоваться специальными щитами, обеспечивающими автоматическое или ручное переключение на автоматический ввод резерва. Это могут быть различные виды сильноточных коммутаторов нагрузки или автоматических регуляторов напряжения генератора.

При подключении нужно учитывать наличие двух кабелей, входящих в щит АВР. Один из них относится к основной сети, а другой – к резервной. При различных алгоритмах работы происходит их поочередное переключение. На выходе к потребителям протягивается единственный силовой кабель.

Схема АВР на двух магнитных пускателях

Бензиновый генератор или его дизельный аналог, при их небольшой стоимости, – наиболее подходящий источник аварийного энергообеспечения частного дома либо дачи. Подобные установки удобны в транспортировке и эксплуатации. К электромонтажу бензогенератора, как и к его выбору, требуется ответственный подход. Неверное подсоединение может стать причиной поломки бытовой техники или короткого замыкания проводов в доме, не говоря уже о том, что оно представляет опасность для жизни. Но если знать, как подключить бензогенератор к сети дома правильно, восстановить работу электроприборов можно быстро и безопасно.

Как делать нельзя?

При подключении бензогенератора к дому нельзя подсоединить его к любой находящейся рядом розетке, заблаговременно выключив автоматы на распределительном щитке.

Мощность генератора может быть намного больше пропускной способности розетки (обычно последняя рассчитана на 3500 Вт). Результат – короткое замыкание из-за превышения максимальной нагрузки, возгорание.

Если при этом еще и не отключать автоматы основной линии, то подача энергии в сеть приведет к поломке генератора.

Подключение питания дома через розетку допускается только для маломощных (до 4 кВт) установок. Но даже в этом случае лучше подсоединять к генератору электроприборы через удлинитель. Для мощных станций необходимо использовать систему автозапуска – АВР либо рубильник реверсивного типа.

Основные задачи подключения

При электромонтаже нужно учитывать следующие показатели:

• необходимость в автоматике;
• месторасположение в плане экономичности и безопасности;
• выбор запаса;
• частоту отключения сети;
• потребляемую мощность с учетом потерь.

Немаловажно создание подходящей схемы подключения бензинового генератора.

Автоматизация процесса — дорогостоящая и нуждается в квалифицированном обслуживании. Подключение вручную для частного дома – наиболее щадящий режим. Такие переключатели производятся двух видов: рубильник перекидного типа (старого образца) либо реверсивный (трехходовой). Более подробно о них можно узнать ниже. Также используют частичную автоматизацию, ведь полуавтоматы обходятся недорого. Вне зависимости от выбранного способа, нужно присматривать за работой системы.

Где разместить станцию?

Помещение должно быть сухим, с хорошей вентиляцией. Кроме того, от генератора при работе исходит очень неприятный гул. С учетом этих нюансов, лучше поставить и подключить электроустановку в гараже, хозпостройке или под навесом.

Установка электрогенератора производится на основание, не имеющее жесткой связи со зданием. Можно поставить аппарат на специальные амортизаторы либо на подушку из резины. Это помогает снизить звук генератора.

Инструкция по подключению к сети

После выбора подходящего способа подключения можно приступать к электромонтажу.

Самый простой способ – приборы подключаются к розетке генератора. Дополнительные манипуляции в этом варианте не требуются. Но чтобы подключить мощный бензогенератор к дому, этот метод не подойдет. Здесь нужно действовать по следующей инструкции:

• Обеспечиваем отдельный ввод. Его выполняем медным кабелем высокого сечения (не менее 4 мм2) и протягиваем от распределительного щитка до места установки бензогенератора.

• Устанавливаем рядом со щитком перекидной рубильник либо трехходовой переключатель для того, чтобы выполнить подключение бензогенератора.

Подключать генератор можно с помощью полуавтоматической системы или АВР – об этом можно прочитать ниже.

Схемы подключения

Как правильно подключить бензогенератор через рубильник либо трехходовой переключатель? От них идет три провода. К одному подключается сеть генератора, к другому — коммунальная сеть, к третьему – электрооборудование. Сверху к переключателю подсоединяют питание от энергосети, снизу – провод от бензогенератора. К средним контактам подключают потребителей электричества. Рубильник устанавливают после счетчика, но перед вводными автоматами.

Можно применить схему полуавтоматического подсоединения. После отключения центрального энергоснабжения нужно запустить аппарат. Дополнительно установленное реле времени включает контактор бензогенератора после прогрева двигателя.

При появлении основного электрообеспечения произойдет переключение на него, а дополнительное реле остановит генератор.

Автоматическое подключение еще легче. Система АВР автономно запускает резервный источник энергии при отключении городской сети. Блок подключается к распределительному щитку. Соединение с бензогенератором осуществляется кабелем.

Дополнительно к использованию АВР возможно применять следующие устройства: стабилизатор напряжения, инвертор, ИБП.

Схема подключения домашней сети к трехфазному генератору сложнее, своими руками без опыта ее не сделать: работу с сетями лучше доверить профессионалам.

Но подсоединять трехфазное устройство необходимо при наличии трехфазных потребителей, например, электрических двигателей станков.

Возможные ошибки

Помимо подключения к розетке мощной энергостанции, владелец дома способен допустить следующие ошибки:

• Установить агрегат в непродуваемом подвале, что чревато перегревом и концентрацией токсичных выхлопных газов.
• Поставить генератор под открытым небом – устройство способны испортить снег или дождь.
• Не сделать заземление.
• Неверно подобрать сечение кабеля ввода.
• Выполнять переключения рубильника либо реверсивного устройства под нагрузкой.

Все эти ошибки способны вызвать короткое замыкание в цепи генератора с непредсказуемыми последствиями.

Автозапуск генератора

Подсоединение энергоустановки к домашней сети через систему автозапуска – АВР — упрощает подключение дома к резервному источнику питания. Система оснащается электростартером. Устройство автоматического запуска контролирует основную сеть сразу после подачи на него питания. Перевод на резервное электроснабжение домашней сети с АВР происходит через 10 секунд после потери напряжения в городской магистрали. Потом внешняя сеть выключается и запускается бензогенератор. После прогрева мотора в течение 20 секунд установка подключается к сети дома.

При появлении напряжения в общегородской магистрали источник отключается, и домашняя сеть начинает работать в стандартном режиме.

Применение перекидного рубильника

При выключении вводного автомата перекидной рубильник подключает питание от электростанции. Это происходит поэтапно:

1. Отключение автоматических выключателей нагрузки.
2. Подсоединение провода переключателя к генератору.
3. Запуск и прогрев генератора.
4. Подача питания на рубильник.
5. Включение автоматических выключателей нагрузки.

При появлении электроэнергии в основной сети генератор отключают, производя вышеуказанные действия в обратном порядке.

Отдельное подключение нагрузки

Автономные источники, как правило, не снабжают питанием весь дом. Вполне хватит энергии от бензогенератора для основных потребителей: освещения и некоторых бытовых приборов. Разумно переделать домашнюю сеть, чтобы не производить множество переключений. Для этого протяните независимую линию к дежурному освещению и отдельным от общей сети розеткам холодильника, телевизора, ноутбука.

Реверсивный переключатель

Перевод на электроснабжение от бензинового генератора осуществляется реверсивным блоком. Как правило, он имеет три положения ручки: крайние — замыкающие, а средние – размыкающие. Для подсоединения автономного источника к домашней сети с низкой мощностью потребления, к примеру, на даче, подойдет однофазная схема. Вводные клеммы находятся сверху, а выводные – снизу.

На щитке монтируются индикаторные лампы, сообщающие о подключении сети или генератора.

Применение ABP

Система автозапуска более дорогая по сравнению с ручной, но она постоянно отслеживает напряжение в сети. При исчезновении напряжения контактор прерывает связь АВР с центральной электросетью. Включается стартер, и генератор начинает работу. Большинство владельцев генераторов отдают предпочтение применению более дешевой частичной автоматизации, работающей следующим образом:

1. Подсоединение магистрального питания идет через контактор, размыкающийся при отключении ввода.
2. Бензогенератор запускается вручную. В него устанавливается реле времени для прогрева мотора и автоматического перевода на подсоединение резерва к домашней сети.
3. При восстановлении электроснабжения контактор отключается, и нагрузка снова подается с общей сети.

Полностью автоматизированная система энергоснабжения регулирует работу бензогенератора с помощью микропроцессоров.
Видео на эту тему

Монтаж контура заземления

Для самостоятельного заземления электрогенератора потребуется медный провод, металлический стержень длиной 150 см и сечением 1,5 см. Стержень вбивается практически на всю длину в почву. К нему приваривается специальный зажим или обычный болт для более простого подключения заземляющего провода. Медный кабель идет от стержня к соответствующей клемме на резервном источнике.

Либо в качестве заземлителя используют железный лист размером 0,5х1 м. Заземлитель закапывают в грунт и проводом с помощью зажимов соединяют с агрегатом.

При трехфазном питании в доме специалисты советуют сделать резервной только одну фазу для подключения к бензогенератору. С нее будет питаться необходимое оборудование: холодильник, освещение, компьютер.

Перекос фаз при трехфазном подключении — частое явление, и оно может вывести из строя электропроводку дома.

Если даже после прочтения руководства по эксплуатации вы не знаете, как безопасно подключить бензогенератор к сети дома, стоит обратиться за помощью к специалистам.