Новини, Технічні особливості

Quant і резервне живлення. Блок інтеграції з генератором

Вступ

Резервне живлення є важливою частиною сучасного автономного або напівавтономного житла або виробничої будівлі. З тих чи інших причин електроживлення може бути відключено: планові або позапланові ремонтні роботи, аварія на лінії і т.д. Найчастіше відключення електроживлення незаплановане і діяльність в будівлі завмирає без цього життєво важливого ресурсу. Саме в таких ситуаціях на допомогу приходить резервне живлення, яке забезпечує автономність роботи на тривалий час. З усіх автономних джерел електроенергії найбільш доступний за поширеністю – бензиновий генератор. Паливо легко дістати і запасти в великих кількостях, що дозволяє забезпечити довгострокову автономну роботу на період відсутності електрики.

Однак поряд з резервним джерелом, для живлення від основної лінії, на сучасних об’єктах і в сучасних будинках присутній і інший не менш важливий елемент – стабілізатор напруги. Оскільки якість електромереж часто незадовільна, а проблеми в мережі у вигляді викидів і стрибків напруги можуть призвести до пошкодження електроприладів, стабілізатор напруги – необхідність. Якісний стабілізатор напруги забезпечить не тільки стабілізацію напруги, але і захист від комутаційних перевантажень, стрибків і інших неприємностей з мережі.

Таким чином, маючи і стабілізатор напруги, і резервне джерело живлення, можна забезпечити себе електроживленням 24/7 незалежно від ситуації. Однак це – не зовсім так, оскільки стабілізатор і генератор мають особливості, які не дозволяють працювати їм разом. Саме цей аспект буде описаний в цій статті – інтеграція стабілізатора напруги з генератором.

Корінь проблеми

Для того, щоб зрозуміти, чому саме генератор не працює безпосередньо зі стабілізатором, слід звернутися до принципів функціонування генератора, і сучасного стабілізатора напруги.

Почнемо з генератора. Як відомо, бензиновий генератор має два ключових вузла:

  • Двигун внутрішнього згоряння, він же – ДВЗ, який спалює паливо, розвиваючи необхідні обороти для генерації електроенергії.
  • Сам генератор, який представляє з себе ротор – найчастіше з магнітами на ньому, і статор, який представляє з себе обмотки з мідного дроту.

Принцип роботи бензинового генератора полягає в обертанні двигуном вала, на якому закріплений ротор генератора з магнітами. Коли магніти ротора проходять поруч з обмотками статора, в них генерується електричний струм, який, через спеціальну схему перетворюється в необхідну змінну напругу 220 вольт та частоту 50 герц.

Чим сильніше буде навантажений генератор, тим більше зусилля потрібно, щоб провернути ротор. Таким чином, максимальна потужність генератора буде залежати від того, наскільки великий струм може пропустити обмотка і наскільки потужний ДВЗ задіяний для обертання ротора.

Якщо генератор буде перевантажений і буде неспроможний обертати мотор, є кілька варіантів розвитку подій:

  • При одноразовому перевантаженні, генератор просто вимкнеться. Двигун не спроможний провернути вал з ротором і зупиниться, збивши свій цикл роботи і припинивши роботу.
  • При багаторазовому перевантаженні може пошкодитися двигун, який постійно зупиняється. Це створює навантаження на частини двигуна, що призводить до їх прискореного зносу, і в підсумку до пошкодження і, в довгостроковій перспективі, до заклинювання.
  • При багаторазовому перевантаженні, також створюється навантаження і на генеруючу частину – статор може згоріти або схема обв’язки генератора – пошкодитися.

Таким чином, перевантаження для генератора означає потенційну несправність або повний вихід з ладу.

Розглянемо принципи роботи стабілізатора, який має прямого відношення до проблеми. Сучасний стабілізатор напруги, такий як Quant, здатний забезпечувати короткочасне дворазове перевантаження по струму, таким чином він дозволяє запускати навантаження, яке в момент старту створює КЗ на лінії: мотори, компресори, насоси. Цього запасу по перевантаженню вистачає, щоб запустити, наприклад, водяний насос в колодязі або потужний верстат. Таким чином, на вході стабілізатора напруги необхідно мати можливість спожити струм, що перевищує номінальний.

У разі споживання від основної лінії живлення, навіть при перевищенні номінального струму і пропускної здатності лінії, максимум, що загрожує споживачеві – відключення по нижньому порогу напруги. У більшості випадків, стабілізатор лише короткочасно просаджує вхідну напругу і забезпечить навантаження необхідним пусковим струмом. Зовсім по іншому йдуть справи при роботі від генератора.

Оскільки бензиновий генератор – це система, в якій двигун безпосередньо пов’язаний з генератором, як тільки стабілізатор споживає струм, що перевищує номінальний струм генератора, відбудеться зупинка двигуна. З огляду на те, що стабілізатор споживає цей струм різко, а не поступово – це також призведе до різкого удару по рухомих частин ДВЗ. Таким чином, поки стабілізатор буде намагатися підтримувати 220В на виході, двигун буде працювати стрибкоподібно, оскільки в різні моменти стабілізатора потрібна різна кількість струму, а якщо стабілізатор увійде в перевантаження – то двигун буде різко зупинений.

Крім того, таке стрибкоподібне споживання струму призводить до небезпечних режимів роботи генератора, як тільки стабілізатор почне просаджувати вхідну напругу з метою взяти необхідний струм, генератору буде все складніше підтримувати частоту і напругу, що також створює перевантаження в генераторі.

Все це може призвести до пошкодження або генератора, або стабілізатора напруги. Однак дану проблему можна вирішити за рахунок особливої ​​комутації стабілізатора і резервного живлення.

Принцип вирішення проблеми

Стабілізатор напруги і генератор не сумісні в одній лінії. Рішенням даної проблеми є виключення стабілізатора з ланцюга живлення навантаження, коли включається генератор і включенням його назад, коли генератор вимкнений. Найпростішим виконанням даного рішення буде наявність трьох автоматичних вимикачів, два з яких пов’язані і вимикають стабілізатор напруги з ланцюга, а один замикає лінію в обхід. Однак подібне рішення має один важливий недолік – людський фактор. Варто забути перемкнути кілька рубильників в потрібне положення і стабілізатор і / або генератор може бути пошкоджений. Крім того, таке рішення може бути застосовано тільки при ручному виконанні комутації блоку генератора. Якщо запуском генератора керує автоматичне введення резерву, він же АВР, то в такому випадку ручне виконання не підходить, оскільки АВР запустить генератор раніше, ніж людина встигне переключити рубильники.

Таким чином доцільніше використовувати автоматичне виконання принципу створення обхідної лінії у вигляді блоку інтеграції з генератором.

Блок інтеграції з генератором

Основні складові блоку інтеграції – це магнітні контактори, які, при правильній комутації, будуть відключатися і включатися в потрібному порядку, пускаючи живильну лінію або через стабілізатор – якщо генератор вимкнений, або в обхід стабілізатора – якщо генератор запущений. Існує два види блоку інтеграції з генератором: ручний і автоматичний, для роботи з АВР.

Ручна версія блоку інтеграції з генератором оснащена пакетним рубильником, який дозволяє вручну вибрати джерело живлення: основну лінію або ж генератор. Незалежно від вибору користувача, ручний блок інтеграції включить обхідну лінію, якщо на лінії генератора з’являється напруга, захищаючи стабілізатор і генератор від поломки. Як введення у нього є чотири дроти – фаза і нуль для основної лінії живлення, а також фаза і нуль для генератора. Крім того, такий блок одночасно замінює і точку комутації, в яку зводяться генератор і основна лінія.

Автоматична версія блоку інтеграції з генератором передбачає роботу з АВР. Як введення у неї всього два дроти – фаза і нуль для введення живлення після АВР. Замість другої пари вступних проводів у автоматичній версії присутні два сигнальні проводи. Один сигнальний провід чіпляється на фазу від генератора, а другий сигнальний провід чіпляється на фазу вступної лінії. Як тільки АВР запустить генератор, автоматичний блок інтеграції переведе живлення в обхідний режим, а як тільки АВР зупинить генератор і перейде на основне джерело живлення – блок інтеграції також поверне стабілізатор в ланцюг.

Таким чином, блок інтеграції забезпечує гарантоване безпечне підключення стабілізатора і після генератора, що вбереже і стабілізатор, і генератор від пошкодження.

Резюме

Блок інтеграції з генератором дозволяє безпечно поєднати між собою бензиновий генератор і стабілізатор напруги. Це особливо актуально, якщо генератор і АВР вже встановлені і стабілізатор необхідно правильно підключити після АВР. Крім того, блок інтеграції ручної версії забезпечує безпечну точку комутації для стабілізатора в поєднанні з генератором, якщо автоматичне введення резерву не планується і все одно необхідно рубильник для вибору джерела живлення. Таким чином забезпечується безпечна схема, в якій одночасне включення стабілізатора і генератора в живильну ланцюг неможливо.

One thought on “Quant і резервне живлення. Блок інтеграції з генератором

  1. Юрій :

    Доброго дня!
    Ви не розглядали, як варіант вирішення проблеми з герегатором можливість підключення АКБ або збільшення блоків конденсаторів після першого перетворення у постійну напругу стабілізатора.
    Тим самим перетворючи стабілізатор напруги у інвертор з затримкої пропадання напруги на час в залежності від кількості Агод у АКБ або мкф у сбірці конденсаторів. як альтернативу генератору.
    Навіть якщо постійна напруга стабілізатора дорівнює 220-230В, то це 17шт 12 вольтових АКБ ( подібна схема використовувається при улаштуванні оперативного постійного струму для бесперебійного живлення обладнання ТП , РП, ПС напругою понад 6 кВ.)
    Кожен АКБ 55 Агод в ідеалі 0,66 кВтгод тобто 17 шт = 11, 200 кВтгод,
    10 кВтгод це середне добове споживання квартири, будинку з електроплитою .
    Можливо підключити у разі потреби генератор тільки на підзарядку цих АКБ, або використання DC-DC перетворювача від автомобіля як аварійне джерело підзарядки.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *