Автоматический запуск генератора своими руками

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

Правилами эксплуатации электроустановок определено, что восстановление энергоснабжения потребителей II категории должно происходить в течение срока, необходимого для ручного подключения резервных источников питания.

Например, трехфазных дизель-генераторов. Если в конструкции этих установок есть стартер, питающийся от АКБ 12 или 24 вольта, то процесс можно значительно ускорить, создав схему автоматического запуска генератора при отключении электричества. Она не настолько сложна, чтобы ее не мог собрать дома любой, кто отличает плоскогубцы от отвертки.

Это довольно нехитрое устройство позволит вам избежать множества неприятностей, с которыми неизбежно сталкиваются бытовые потребители электричества, отнесенные к III категории, и имеющие в домашнем хозяйстве системы, зависящие от непрерывности электроснабжения. Например, теплицу или отопительную систему теплый пол.

Общие принципы построения систем АВР

Системы, осуществляющие коммутацию источников электроснабжения, обозначаются аббревиатурой АВР – Автоматический Ввод Резерва. Принципы их построения одинаковы как для потребителей электроэнергии I, так и II категории.

• Ими должна обеспечиваться полная гальваническая развязка между двумя источниками электроснабжения – когда работает один, все фазные линии другого отключены от линии, питающей потребителя.
• Качество энергоснабжения от резервного источника не должно быть хуже, чем от основного. Как по количеству фаз, так и по номиналу токов, напряжения и мощности.

Обеспечение гальванической развязки

Самой распространенной схемой АВР, обеспечивающей простое и надежное переключение между источниками питания, является использование магнитных пускателей, имеющих два типа контактов: силовые и управляющие. Первые всегда нормально разомкнутые – при отсутствии электричества механическая связь между клеммами отсутствует. Вторые бывают как нормально разомкнутыми, так и нормально замкнутыми.

Это разделение позволяет, например, построить цепь так называемой блокировки, через которую подается напряжение на втягивающую катушку пускателя при отпущенной кнопке «Пуск». Этим свойством мы и воспользуемся для обеспечения гальванической развязки.

Для каждого источника питания берется по одному магнитному пускателю, силовые контакты которых рассчитаны на штатное значение силы тока и напряжения в сети потребителя электрической энергии. Входная группа каждого подключается к своему источнику питания – одна к линии электропередач, другая к выходу резервного генератора переменного тока, вращаемого дизельным или бензиновым ДВС. Выходные группы силовых контактов объединяются по принципу фаза к фазе.

Если линия трехфазная, то катушку соленоида магнитного пускателя – электрики ее называют «втягивающая» – лучше иметь ту, которая рассчитана на 380 вольт и включается между фазами. У ведущего контактора (он подключен к основной линии) втягивающая включается между двумя любыми входными фазами напрямую. Так решается задача определения напряжения в основной линии. Если оно отсутствует, то силовые контакты размыкаются.

Втягивающая ведомого контактора (тот, что подключен к резервной линии) подключается сложнее: первый контакт напрямую к одной из входных силовых клемм, а второй через нормально замкнутый дополнительный контакт ведущего магнитного пускателя – обычно они располагаются с обеих сторон корпуса, попарно с нормально замкнутыми. Также электротехнической промышленностью выпускается блок, в котором два нормально замкнутых и два нормально разомкнутых контакта. Он крепится на разъем, расположенный на верхней крышке корпуса магнитного пускателя.

Для случая, когда используются две независимые (подключенные к разным силовым подстанциям) электролинии, схема работает так:

1. Если в основной линии пропадает напряжение, то втягивающая катушка ведущего контактора обесточивается и его силовые контакты размыкаются.
2. Одновременно с этим его дополнительный контакт, к которому подключена одна из клемм втягивающей катушки ведомого контактора, замыкается.
3. На втягивающую катушку ведомого контактора подается напряжение, он срабатывает и замыкает силовые контакты. Потребителю подается энергия из резервного источника.
4. При появлении напряжения в основной линии ведущий контактор срабатывает, что вызывает обрыв в линии подачи напряжения на втягивающую катушку ведомого. Резервная линия отключается, а питание потребителя осуществляется от основной.

Подключение дизель-генератора к АВР

Схема подключения дизель-генератора к АВР 380 вольт отличается от рассмотренной выше маленьким дополнением. Оно состоит в том, что вам надо использовать дополнительный нормально замкнутый контакт на корпусе ведущего магнитного пускателя. Через него на клемму стартера подается +12 вольт от аккумуляторной батареи. Когда напряжение в основной линии пропадает, он замыкается, на стартер ДВС подается ток, и он проворачивает коленвал. Задачу можно было бы считать решенной, но пуск мотора на углеводородном топливе состоит из нескольких этапов.

Запуск бензинового мотора

Особенностью процесса является то, что сначала включить систему зажигания, а потом стартер, который после запуска должен быть отключен. Чтобы его реализовать, надо построить несколько цепей, проложив проводники:

1. От плюсовой клеммы АКБ до нормально замкнутого дополнительного контакта ведущего магнитного пускателя (НЗК 1).
2. От НЗК 1 до низковольтной клеммы катушки зажигания, а также соленоида, открывающего дроссельную заслонку карбюратора.
3. От НЗК 1 до нормально замкнутого дополнительного контакта ведомого магнитного пускателя (НЗК 2) до + клеммы стартера.

Схема работает следующим образом: при исчезновении напряжения в основной линии НЗК 1 замыкается; на катушку зажигания и стартер подается +12 вольт; после запуска ДВС генератор подает ток в резервную линию; ведомый магнитный пускатель срабатывает, что вызывает размыкание НЗК 2 и отключение стартера.

Запуск дизеля

В этом случае от НЗК 1 вам требуется провести на один проводник меньше: катушка зажигания у этого ДВС отсутствует. Схема работает аналогично.

Дополнительная автоматизация

Не всегда электричество пропадает надолго, бывают перерывы в одну-две минуты. В этом случае запуск резервного генератора нецелесообразен и даже вреден для него. Кроме того, двигатель может и не запуститься с первого раза. Проблему решает установка после НЗК 1 многофункционального программируемого реле времени, питающегося от +12 вольт.

Например, модели Songle SRD-12VDC-SL-C, рассчитанной на рабочий ток 10 ампер. Она может задержать подачу напряжения на срок до недели. А также производить цикл включений-выключений, длительность которых и промежутки между ними программируются простым нажатием кнопок на плате. Для удобства обращения модель оснащена четырех разрядным жидкокристаллическим дисплеем.

Как видите, создать своими руками схему автозапуска генератора не так уж и сложно. Работает она не менее надежно, чем АВР на контроллерах бренда DATACOM, стоимость которых доходит до 15 тысяч рублей.

Энергетическая независимость жилища — кредо многих современных домовладельцев. Чтобы интегрировать портативный генератор в домашнюю сеть, необходимо не только обладать навыками электромонтажа, но и знать основы автоматизации резервного ввода. Сегодня мы ответим на большинство вопросов по этой теме.

Почему не следует включаться через розетку

В редких случаях аварийного обесточивания принято «подкидывать» питание от генератора к ближайшей розетке. Ведь отключения электричества так редки, не правда ли, так зачем напрягаться над устройством системы резервного ввода? Но здесь, как и во всём, есть ряд подводных камней.

Во-первых, линия питания отдельной розеточной группы не рассчитана принимать на себя магистральную нагрузку. Хорошо, если группа защищена отдельным автоматом, подобранным соответственно сечению кабеля, а если нет?

Подключение генератора к дому через трёхпозиционный рубильник: 1 — вводной автомат сети; 2 — счётчик; 3 — УЗО; 4 — генератор; 5 — трёхпозиционный переключатель; 6 — нулевая шина (N); 7 — шина заземления (PE); 8 — к потребителям

Во-вторых, нельзя полагаться на собственную обязательность. Забыть выключить вводной автомат — это обычное дело. В лучшем случае вы запитаете от генератора всех потребителей на магистральной городской линии, что, несомненно, вызовет перегруз и сильное недоумение — почему же автомат защиты постоянно срабатывает. В худшем — и это наиболее частая причина поломок генератора — вы словите «встречку» и на долгое время попрощаетесь с аварийным источником электроэнергии.

Ну и последний аргумент: никогда не стоит пренебрегать удобством пользования той или иной системой. Всего один поворот рубильника или работа в полностью автоматическом режиме — и вы всё время спокойны за сохранность своей электросети и оборудования, подключенного к ней.

Необходимый минимум для подключения генератора

Впрочем, для технически правильного подключения генератора к домашней электросети нужно не так много. В первую очередь — обеспечить отдельный ввод. Его рекомендуется выполнять медным кабелем высокого сечения (не менее 4 мм 2 ) и прокладывать от вводно-распределительного устройства до специально оборудованного места установки генератора.

Также понадобится перекидной рубильник. Для бытовых нужд в последнее время появилось много вариантов подобных устройств в модульном исполнении для монтажа на 35 мм DIN-рейку. Навскидку можно предложить целый ряд устройств. От наиболее дешёвых изделий марки TDM-63 до более добротных и надёжных устройств серии E200 от ABB или SFB от Hager.

Устройства имеют простейшую схему включения и принцип работы. На нижние контакты, как правило, подключают общую шину отходящих нагрузок. С обратной стороны, там, где контакты парные, подключают два отдельных ввода. Клавиша переключения имеет три положения, в среднем все цепи разомкнуты. Практически во всех сериях устройства могут быть многополюсными, что значительно облегчит работу с трёхфазной сетью и сложной системой заземления/зануления.

Важно помнить, что трёхпозиционный (перекидной) рубильник работает по принципу выключателя нагрузки, в нём не предусмотрено ни теплового, ни электромагнитного расцепителя. Поэтому каждый ввод нужно дополнительно защищать автоматом, предельный ток которого определяется допустимой нагрузкой на питающую линию.

Простейшее перекидное устройство можно изготовить и самому из пары двухполюсных автоматов одного и того же производителя. Их нужно поставить рядом, один перевернуть вверх ногами, а затем сцепить вместе клавиши, вставив стальной штифт в штатное отверстие.

Как обеспечить автоматическое переключение

Если щиток с ВРУ расположен в труднодоступном месте или вы просто не желаете каждый раз выполнять переключение вручную, можно положиться на устройство автоматического переключения. Его схема также предельно проста, нужно лишь два модульных контактора с количеством контактных пар, равным числу фаз питания, а также парой нормально открытых и нормально замкнутых дополнительных контактов.

В обычном режиме работы городской ввод все время находится «на подхвате» включенного контактора, у которого цепь питания катушки подключена напрямую к питающей сети до разрыва. Если электричество на городском вводе пропадает, контактор отбросит и замкнётся нормально закрытая пара дополнительных контактов, которая включит второй контактор резервного ввода, или, по крайней мере, замкнёт цепь питания его катушки.

1 — реле времени; 2 — контактор основного ввода; 3 — управляющая катушка контактора; 4 — контактор резервного ввода

Подключение «аварийного» контактора также выполняется до разрыва питающей сети от генератора, поэтому до его запуска устройство будет оставаться в выключенном состоянии. Здесь очень полезно добавить в цепь модульное реле времени, чтобы питание потребителей включалось спустя минуту-две после запуска генератора. Это позволит двигателю прогреться и выйти в рабочий режим перед принятием основной нагрузки.

При этом цепь питания второго, резервного контактора, следует пропустить через нормально закрытый контакт коммутатора основного ввода. Таким образом, при повторном появлении напряжения на городской линии первый контактор снова включится и разомкнёт цепь питания второго ввода. Конечно, здесь бы следовало добавить устройство останова генератора, но в крайнем случае он будет некоторое время работать на холостом ходу с минимальным потреблением топлива.

Установка блока АВР с автозапуском бензогенератора

В свете вышесказанного было бы очень полезным устройство, вообще исключающее вмешательство человека в работу системы аварийного электроснабжения. Такие приборы действительно есть и работают они полностью бесперебойно, но только с генераторами, укомплектованными электрическим стартером и штатной системой останова.

Разрабатывать подобную систему самостоятельно — хлопотное дело, достойное отдельного обсуждения. При неправильной организации работы велик риск испортить оборудование. Например, если генератор имеет поломку моторной части, его принудительный многократный запуск вызовет, по меньшей мере, глубокий разряд аккумулятора, а в худшем случае приведёт к выходу из строя обмоток электростартера.

Есть два варианта подобных устройств, первый — штатный блок электронного управления, поставляемый вместе с генератором и устанавливаемый с ним в одном помещении. Такой блок подключается согласно приложенной в инструкции схеме и управляет он только запуском и остановкой двигателя, в некоторых случаях берёт на себя задачу регулировки оборотов и выдаваемой мощности. Основная коммутация резервного ввода выполняется контакторами по схеме, которую мы описывали ранее. Только в этом случае нормально разомкнутый контакт на основном вводе протягивается сигнальным слаботочным проводом до блока управления, чтобы текущее состояние городской линии давало понять электронике, когда следует вводить в работу или останавливать генератор.

1 — блок автоматического запуска генератора; 2 — контактор основного ввода; 3 — контактор резервного ввода

Второй вариант — комплектные устройства АВР с автозапуском. Это не очень обширный спектр устройств, но все они требуют установки на генератор дополнительного оборудования: электрического привода дроссельной заслонки и стартера с аккумулятором.

Подключение генератора через АВР: 1 — вводный автомат; 2 — счётчик; 3 — щит АВР; 4 — генератор; 5 — управляющий кабель; 6 — нулевая шина; 7 — автоматы потребителей; 8 — шина заземления

Преимущество таких систем в том, что они имеют всё необходимое «из коробки» и полностью заменяют вводно-распределительное устройство, включая встроенные защиты по току, а иногда даже имеют систему защиты от перенапряжений и утечек. Всё что нужно для подключения — присоединить жилы вводов и шины потребителей на устройства коммутации, а также соединить вторичную клеммную колодку с дополнительным оборудованием генератора с помощью четырёх- или пятижильного провода.

Возможные проблемы и неисправности

При использовании генератора вы должны иметь полное представление о характере тока, генерируемого автономным источником. Зачастую это не привычные фаза и ноль, а чередующиеся фазы с полуволной в 110–125 В относительно земли.

Такие генераторы требуют качественно выполненной системы заземления, которая не связана с защитным проводником домашней сети. Также в обязательном порядке должны коммутироваться как фазный, так и нулевой провод обоих вводов, иначе гарантирована утечка в городскую сеть.

Это и есть основная причина того, что при подключении через розетку срабатывает автомат защиты на самом генераторе. Что до устройств дифференциальной защиты, их придётся устанавливать парно — по одному на каждый ввод. Исключение из этого правила составляют трёхфазные сети, но они, в свою очередь, требуют устройства раздельных контуров заземления и зануления для стабильной и бесперебойной работы.