АВР для дизельного генератора: как работает и что нужно для проекта

Что делает АВР в схеме с дизельным генератором

АВР (автоматический ввод резерва) - это щит с двумя вводами: основным от сети и резервным от дизель-генераторной установки. По ГОСТ IEC 60947-6-1-2024 такие изделия относятся к коммутационной аппаратуре переключения, и стандарт отдельно выделяет аппаратуру автоматического переключения источников питания (КААП).

Логику ввода резерва задают Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии (приказ Минэнерго России от 12.08.2022 N 811). Пункт 111 требует такой последовательности: при исчезновении напряжения со стороны энергосистемы устройства релейной защиты и автоматики отключают коммутационные аппараты от сети сетевой организации, и только после этого подают напряжение электроприёмникам от автономного источника.

ГК ТСС описывает принцип так: вводы взаимно блокируют друг друга, один замкнут, другой разомкнут. У переключателей серии SGQ по руководству SmartGen блокировка и механическая, и электрическая, а конструкция контактной группы исключает замыкание двух источников между собой. Сам АВР - самостоятельное устройство, в состав генераторной установки он не входит. Готовые комплекты собраны на странице ДГУ 100 кВт с АВР.

Как АВР контролирует сеть и почему нужны задержки?

Щит следит за напряжением и частотой на вводе сети. В руководстве контроллера SmartGen HGM6120T заводские уставки сети такие: нижний порог 184 В, верхний 276 В, возврат по обоим порогам 10 В. Отказ сети фиксирует Mains Abnormal Delay (5 с), возврат сети подтверждает Mains Normal Delay (10 с), диапазон обоих параметров 0-3600 с.

Выдержки защищают схему от провалов напряжения при пусках мощных двигателей и от удалённых коротких замыканий. ПУЭ 6-го издания требует этого в п. 3.3.35: минимальный элемент напряжения пускового органа АВР отстраивают от самозапуска электродвигателей и от снижения напряжения при удалённых КЗ. По п. 3.3.32 схема обеспечивает однократность действия устройства.

Значения по руководству SmartGen HGM6120T.

Пуск, перевод нагрузки и возврат на сеть: порядок работы

1. Контроллер фиксирует отказ сети и отрабатывает Mains Abnormal Delay, заводское значение 5 с.
2. Отсчитывается выдержка Start Delay, по умолчанию 1 с.
3. Отрабатывает Preheat Delay - предпусковой подогрев, заводское значение 0 с. Где предусмотрена предпусковая прокачка масла, она по ГОСТ Р 55437-2013 (п. 5.4.1) должна дать гарантированное предпусковое давление в масляной магистрали.
4. Работает стартер. Заводская длительность прокрутки 8 с, пауза между попытками 10 с, число попыток 3. Стандарт требует не менее трёх попыток пуска электростартером (п. 5.4.2).
5. При несостоявшемся пуске за установленное время или число попыток появляется аварийный сигнал (п. 5.4.4).
6. После успешного пуска отрабатывают выдержки Safety On Time (10 с) и прогрева Warming Up Time (10 с).
7. Нагрузка принимается, когда напряжение и частота генератора вышли на требуемые значения. При отклонениях контроллер выдаёт аварию и останавливает агрегат.
8. Сеть вернулась: отрабатывает Stop Delay, ввод генератора размыкается, после паузы переключения нагрузку берёт сеть, агрегат идёт на охлаждение Cooling Time (10 с) и останов.

Пауза между размыканием одного ввода и замыканием другого задана отдельным параметром: в HGM6120T это Transfer Delay (1,0 с), в контроллере щита SmartGen HAT560 - Transfer Interval (1 с).

Какая степень автоматизации ДГУ нужна для работы с АВР?

Вторая и выше. Таблица 5 ГОСТ 33115-2014 (п. 6.3.10) описывает вторую степень так: дистанционное и (или) автоматическое управление при пуске, работе и остановке, срок необслуживаемой работы 16 или 24 ч. Первая степень ограничена автоматическим поддержанием нормальной работы после пуска и включения нагрузки, 4 или 8 ч без обслуживания.

Состав операций второй степени для двигателя детализирует ГОСТ Р 55437-2013 (п. 4.4): автоматическое управление пуском и остановом, автоматический приём нагрузки при автономной работе или выдача сигнала о готовности к приёму нагрузки, поддержание двигателя в горячем резерве. Ручное управление при этом сохраняется: п. 6.3.11 ГОСТ 33115-2014 требует его помимо автоматического.

В карточках изготовителей степень указана прямо. У ТСС АД-100С-Т400-2РМ9 c АВР стоит отметка «2 (автозапуск)», контроллер Lovato RGK600, двигатель Baudouin 6M11G150/5. У МД АД-60С-Т400-2РПМ29 с АВР тоже вторая степень, контроллер MD 52D MK3. Подбор по мощности удобно начинать со страниц ДГУ 50 кВт с АВР и ДГУ 30 кВт с АВР, модельный ряд собран в разделе ТСС.

Где ставится щит АВР и как его подобрать по току

Щит ставят между вводом сети и распределительным устройством объекта, обычно рядом с ВРУ. К нему приходят кабельные линии от сети и от генератора, а также цепи управления на контроллер установки.

Подбирают щит по номинальному току нагрузки и типу переключателя. Ряд готовых блоков в каталоге ГК ТСС (серии Стандарт и Проф) привязан к мощности установки.

Ток сверяйте с паспортом установки. У модели МД АД-60С-Т400-2РПМ29 с АВР номинальный ток 108 А при мощности 60 кВт, и этому значению соответствует блок на 125 А. Габариты учитывают заранее: блок 150-200 кВт серии Стандарт на 400 А имеет четырёхполюсный переключатель, размеры 280х600х900 мм, массу 46 кг. Есть исполнение IP66 с обогревом для улицы и вариант с реле контроля напряжения. Монтаж, кабельные линии и пусконаладку закрывает монтаж ДГУ, пример работы - ДГУ в кожухе с АВР.

Что заложить в проект и согласовать с сетевой организацией?

Исходные данные задаёт категория надёжности электроснабжения. ПУЭ 7-го издания (п. 1.2.17) относит их определение к проектированию. По п. 1.2.19 для приёмников первой категории перерыв питания допустим лишь на время автоматического восстановления питания, а для особой группы предусматривают третий независимый источник.

Дальше выбирают класс по времени переключения. ГОСТ Р 50571.5.56-2013 (п. 560.4.1) делит автоматические системы на безразрывные и на системы с разрывом 0,15 с, 0,5 с, 15 с и более 15 с. Пункт 560.4.2 требует совместимости оборудования со временем переключения. Дизельная установка с АВР по времени обычно попадает в классы со средним или большим разрывом, поэтому серверные и операционные закрывают источниками бесперебойного питания. Для медицинских помещений групп 1 и 2 ГОСТ Р 50571.7.710-2023 (п. 710.313.1.101) требует проектировать распределительную систему под автоматическое переключение на источник для систем безопасности и учитывать пусковой ток подключённого оборудования.

Нагрузку резервного ввода проверяют расчётом. ПУЭ 6-го издания (п. 3.3.38) требует проверить перегрузку резервного источника и самозапуск электродвигателей, а при чрезмерной перегрузке - разгрузку при действии АВР.

Пункт 108 Правил допускает к эксплуатации установки с полностью смонтированными, проверенными и испытанными устройствами релейной защиты и автоматики, приборами и сигнализацией. Пункт 115 обязывает передать сетевой организации сведения о резервном источнике: установленную мощность, номинальное напряжение и условия запуска.

Безопасность схемы держат блокировки, допуск персонала и согласование. Механическая и электрическая блокировка вводов исключает обратную подачу напряжения в сеть сетевой организации; пункт 110 Правил допускает ручное подключение резервного источника только при наличии таких блокировок. Обслуживание по п. 112 ведёт аттестованный персонал с группой по электробезопасности. Перед работами в щите автозапуск снимают: иначе контроллер пустит агрегат сам при отказе сети. Работа под напряжением и отключение защит недопустимы.

Параллельная работа с сетью без согласования с сетевой организацией недопустима; по ГОСТ 33115-2014 (п. 6.3.7) установки мощностью до 200 кВт обеспечивают параллель с сетью лишь на время перевода нагрузки. Выбор самой установки разобран в статье как выбрать дизельный генератор для предприятия.

Частые ошибки при вводе АВР с дизельным генератором

1. Нулевые или слишком короткие выдержки на отказ сети. Схема срабатывает от пусков мощных двигателей, хотя п. 3.3.35 ПУЭ 6-го издания требует отстройки от самозапуска.
2. Щит подбирают по мощности установки и забывают сверить номинальный ток нагрузки.
3. Ожидают нулевого перерыва питания. Безразрывные системы ГОСТ Р 50571.5.56-2013 выделяет отдельно, дизельная установка с АВР в них не входит.
4. Берут первую степень автоматизации там, где по таблице 5 ГОСТ 33115-2014 нужна вторая.
5. Переводят всю нагрузку ВРУ на генератор без расчёта. П. 3.3.38 ПУЭ 6-го издания требует проверить перегрузку и предусмотреть разгрузку.
6. Оставляют вводы без блокировок. Пункт 110 Правил технической эксплуатации допускает ручное подключение резервного источника только при их наличии.
7. Работают в щите, не сняв автозапуск. В автоматическом режиме контроллер запустит агрегат при отказе сети.
8. Не передают сетевой организации сведения о резервном источнике, хотя п. 115 тех же Правил это требует.
9. Проверяют щит один раз при сдаче. Осмотр резервной установки по п. 113 проводят не реже одного раза в 3 месяца, график работ закрывает ТО ДГУ.

Чек-лист приёмки щита АВР на объекте

1. Паспорт и схема щита есть, номинальный ток переключателя и число полюсов соответствуют проекту.
2. Степень автоматизации установки подтверждена карточкой изготовителя: 2 или выше.
3. Уставки контроллера по напряжению и частоте сети занесены в протокол наладки.
4. Выдержки на отказ и возврат сети, пауза переключения вводов и время охлаждения зафиксированы.
5. Механическая и электрическая блокировки вводов проверены, одновременное включение исключено.
6. Порядок снятия автозапуска перед работами в щите внесён в производственную инструкцию.
7. Выполнен пробный пуск с переводом нагрузки и обратным переводом на сеть, фактическое время замерено.
8. Устройства релейной защиты и автоматики, приборы и сигнализация смонтированы, проверены и испытаны.
9. Сведения о резервном источнике переданы сетевой организации, ответственный за его состояние и топливо назначен.

Мощность и исполнение удобно сравнивать на страницах каталога ДГУ.