Схема подключения рубильника с мотор приводом

АВР — просто о сложном. Часть II (АВР с мотор-приводом)

Сегодня мы продолжим наш рассказ об АВР, и поговорим о такой их разновидности как АВР на рубильниках с коммутирующей частью в виде мотор-привода (о других разновидностях, кстати, поговорим тоже).

Рубильники с мотор-приводом еще называют «Переключателями нагрузки с мотор-приводом» или «Автоматизированными переключателями нагрузки». Здесь и далее мы будем применять термин «Рубильники с мотор-приводом».

Если в схеме АВР с контакторами заменить их на рубильник с мотор-приводом, то мы получим также АВР, но с другой коммутирующей частью.

В 1-й части я уже писал о классификации этих устройств: контакторы, рубильники с мотор-приводом, автоматические выключатели, рубильники соленоидного типа. Это основные типы. Еще можно применять так называемые статические переключатели, но это отдельная тема не для сегодняшнего нашего разговора…

Преимущество

Используя вместо контакторов рубильник с мотор-приводом мы получаем тот же АВР, который выполняет все те же функции, что и контакторный АВР, но, с одним огромным преимуществом.

Это преимущество заключается в самой конструкции такого рубильника-переключателя. Здесь не надо механической блокировки, здесь не надо электрической блокировки – все просто.

Механизм рубильника такой, что контакты средней точки (они же подключаются к нагрузке) подключаются либо к контактам 1-го ввода либо к контактам 2-го ввода: как бы происходит перекидывание силовых контактов. Поэтому такие рубильники и называют – перекидные.

Автоматизация рубильника заключается в присоединении двигателя к ручке переключения, вернее к валу переключения, на которых размещены силовые контакты. Управляя двигателем мы управляем переключением.

Еще одно преимущество этого рубильника в том, что при отказе цепей управления автоматическим переключением (отказе релейной схемы) рубильник можно переключить руками! Ручку вставил в паз, повернул и произвел нужное переключение. Это увеличивает надежность схемы питания нагрузки.

Недостатки

Основным недостатком рубильника с мотор-приводом является его медлительность. Ну не может он быстро переключаться, как контакторы. Время переключения такого типа рубильников от 0,5 с до 4 с (время приведено примерное и оно также зависит от габарита и номинального тока рубильника).

Реально, при применении рубильника в схемах управления, время переключения может быть еще большим. Это связано с дополнительными специальными временными задержками.

Здесь остановлюсь и распишу подробнее, вернее дополню предыдущую информацию о взаимоблокировках.

В 1 части я уже упоминал явление взаимоблокировок – механических и электрических. «Электрическая взаимоблокировка – это система вспомогательных контактов, включенных определенным образом в цепи питания катушек контакторов, для исключения одновременной подачи на них напряжения управления». Но существует, можно сказать, подвид электрической блокировки – временная блокировка. Проще говоря, к системе вспомогательных контактов добавляются контакты реле времени, которые замедляют подачу напряжения на катушки контакторов. Реле времени используются как электрического типа, так и пневматического типа. Данный вид блокировки применяется, если на контакторах нет возможности установить механическую блокировку или этот тип контакторов просто не имеет механической блокировки.

Отметим, что для АВР на три и более ввода интересны комбинации контакторов и рубильников с мотор-приводами. Эта «интересность» дает повышенную надежность и быстрое переключение.

АВР на автоматических выключателях

Сразу проведем разделение – могут применятся автоматические выключатели так называемого корпусного исполнения и автоматические выключатели выкатногоисполнения. Хотя, в принципе, можно еще выделить вариант на автоматических выключателях модульного типа.

Степени применимости

Корпусные автоматические выключатели – это которые в корпусах (немодульные), например, на токи от 100А до,… ну скажем, 1250А. (Хотя лучше, наверное, до 800А… Это объясняется тем, что на ток 1250А и выше, лучше, целесообразнее применить автоматические выключатели выкатного исполнения).

В данном типе АВР в качестве коммутирующего элемента применяются автоматические выключатели с мотор-приводом, который автоматически включает и отключает автоматический выключатель. Еще в данном АВР можно произвести переключение «вручную», что есть тоже хорошо для эксплуатации.

Преимущество состоит в том, что АВР не только производит коммутацию, но и имеет защиту по каждому вводу! В предыдущих вариантах этого (защиты по вводам) не было. В тех вариантах необходимо было дополнительно предусматривать защиту вводов (от токов КЗ и перегрузок).

Преимущество серьезное, но сопровождается и рядом недостатков:

– медлительность – время переключения более 0,5 с. Т.е. хуже, чем у контакторов, но сравнимо с рубильниками с мотор-приводом.

– конструктивная особенность. Мотор-привод крепится на корпус выключателя, что имеет свои особенности – не всегда надежная работа. Тут со мной могут поспорить, особенно, поставщики оборудования. Но я практик и могу утверждать, что, например, если после транспортировки изделия необходимо опять настраивать систему АВР, мотор-приводов, механических блокировок и прочая и прочая… а раз идут дополнительные работы, то это – недостаток.

– механическая блокировка. Она также крепится дополнительно(см.выше), либо сзади автоматических выключателей, либо спереди на мотор-приводы. Требует наладки – в общем, «не фонтан».

На все эти недостатки, конечно, закрывают глаза, если это решение запроектировано или этого захотел Заказчик, или по-другому сделать нельзя…

Кстати, можно выделить еще один тип автоматических выключателей, а именно, выдвижного исполнения. Это другая разновидность корпусного автоматического выключателя с выдвижной корзиной. Достаточно сложная система – автоматический выключатель + мотор-привод + выдвижная корзина + механическая блокировка.

АВР на выкатных автоматических выключателях

Здесь в качестве коммутирующих устройств применяются автоматические выключатели, так называемого, выкатного исполнения. Это очень интересные автоматические выключатели.

Воздушные автоматические выключатели выкатного исполнения имеют конструктивную особенность: есть корпус автоматического выключателя и есть корзина с контактной системой, куда входит (и выходит :)) этот корпус…

Конструктивно сам автоматический выключатель несколько отличается от корпусного автоматического выключателя: другая система контактов, встроенный мотор-привод, куча всяких катушек и «штук» — блок-контактов, независимых расцепителей, расцепителей минимального напряжения, электронных расцепителей, различных систем силовых контактов и т.д. и т.п… Это объясняется тем, что они предназначены для коммутации больших рабочих токов (от 630 до 6000А) и, соответственно, больших токов КЗ. Здесь и требуются все те «штуки», которые обеспечивают надежность работы, повышенную чувствительность – не побоюсь этого слова – разумность…

Данные автоматические выключатели имеют тросовые механические блокировки, причем для различных вариантов АВР, скажем, не только для двух автоматических выключателей (по приведенным штатным схемам), но и более сложных АВР для двух автоматических выключателей и секционного автоматического выключателя.

Особенности

Время срабатывания АВР достаточно большое (хотя здесь уже, на больших токах коммутации, это не важно. Вернее, быстрое время срабатывания АВР здесь не нужно).

1) Автоматические выключатели данного типа имеют ограниченный ресурс включения/отключения.

2) Представьте себе следующую ситуацию: ток коммутации 1000А или более, а тут АВР «щелкает» туда-сюда… и что после этого будет с контактами, пусть они даже и посеребренные – они сгорят! Потом, еще есть такое понятие, как переходные процессы, связанные с большими токами при перекоммутациях. Это значит, что к рабочему току добавляется бросок тока, читай – резкое его увеличение, например, если нагрузка имеет индуктивный характер. Вот поэтому, здесь все медленно и размеренно, в соответствии с логикой переключения. Пропал ввод – отключился вводной выключатель (данного ввода). Через выдержку времени включился выключатель другого ввода. И наоборот – клац! – отключение! . выдержка …клац! – включение …Тут уже встает вопрос оперативного напряжения питания для релейных цепей управления…

АВР на рубильниках соленоидного типа

Рассмотрим АВР на рубильниках соленоидного типа, к примеру, от производителя ASCO. Американский продукт: надежный, быстрый,… дорогой.

Принцип – похож на рассмотренный выше, в примере с АВР на рубильниках с мотор-приводом. Силовая часть – группа перекидных контактов – принцип коромысла, когда замыкание происходит либо с одной стороны, либо с другой, а середина подключена к нагрузке. Т.е. механическая блокировка заложена в самой конструкции.

Перекидные контакты приводится в действие не электродвигателем, а соленоидом, на который подается управляющее напряжение. Переключение происходит очень быстро! Производитель может обеспечить быстроту переключения в 50 мс!

Преимущества

Их много. Большой ресурс + большая перегрузочная способность + быстродействие + блок управления = полностью законченный АВР. Еще можно добавить, что есть возможность переключения «вручную» при отключенном напряжении управления.

Но даже в этой бочке меда есть изрядная ложка дегтя.

Недостатки

Дороговизна. (Кстати, не забудьте еще защитить питающие вводы: данный переключатель – только переключатель). Могут возразить, что «зато это надежный вариант»… Потом расскажут, что если провести сравнения по номинальному току и сравнить традиционные варианты, то это не всегда и дорого… или «относительно не дорого»…

Я даже не буду возражать – кто себе может позволить приобрести в щитовую АВР такого типа – я только за! Тем более, кто внимательно изучит эти устройства и «въедет» во все нюансы, то найдет там еще много интересных технических решений. Например, различные типы переключений данных рубильников – с открытым переходом, с закрытым переходом и не только.

Есть вариант так называемого синфазного переключения – очень интересная возможность! Правда, нужен специальный блок управления, но зато – какое решение – переключение с одного питающего ввода на другой под нагрузкой, без пропадания «сети» в момент «0». То есть без броска тока! Блок контролирует оба ввода и в момент фазовой синхронизации – «перехода напряжения обеих вводов через 0» производит переключение.

Некоторые комментарии

Все это «Просто Супер»! Но, опять же есть одно «но». Технически грамотных решений с применением таких рубильников мало. Например, быстрота переключений нужна? – нужна… а для какого случая? Необходимо четко представлять себе, что вы хотите реализовать.

Столкнулся года 2,5 назад со следующим применением рубильников ASCO – есть сетевые вводы, и есть ДГУ, причем, достаточно большой мощности (время выхода на режим около 0,5-1 мин). И там везде эти рубильники. Решение интересное и дорогое – рубильники ASCO с блоками управления, «продвинутой» серии, с блоком синфазного включения, с мониторами, с байпасными переключателями ASCO! (есть и такие у них!)… По сложности – почти, как на подводной лодке )).

А потом оказалось, что всем этим оборудованием эксплуатационный персонал не умеет пользоваться. Потом, все критические нагрузки защищены ИБП (как минимум, 7 минут!). Вопрос – а зачем это все? Насколько целесообразно применение такого оборудования? Вывод – средства потрачены не вполне рационально.

Решение можно было сделать более простым, как по оборудованию, так и по обслуживанию – и более дешевым. Например, между сетевыми вводами применить рубильники ASCO – быстрое переключение, ИБП практически не разряжают батареи. А для подключения ДГУ применить рубильник перекидного типа с мотор-приводом. (Надо цепи обводного питания – это делается также просто, на тех же ручных перекидных рубильниках. Опять, надо определиться с целесообразностью этих ремонтных цепей).

Если посчитать время переключения, то получаем следующий вариант: после пропадания обоих питающих вводов – 2-5 с на контроль «сети», потом запуск ДГУ 60 с, потом контроль напряжения ДГУ 2-3 с и переключение – 3-4 с. Итого: — 72 секунд, чуть более 1 минуты. ИБП держат критические нагрузки минимум 5-7 минут. Уложились совершенно спокойно.

Электрооборудование, свет, освещение

При необходимости в использовании электроснабжения с наличием большой силы тока устанавливают рубильник. Данный прибор регулирует включение и выключения сети, не создавая при этом больших нагрузок. Об особенностях использования и установки рубильника поговорим далее.

Конструктивные особенности и устройство рубильника

Одним из неавтоматических коммуникационных аппаратов является рубильник. Данный прибор используется во время размыкания и замыкания электрической цепи.

Есть несколько видов рубильников, отличающихся друг от друга параметрами устройства и конструкции. Рубильники с однополюсным, двухполюсным и трехполюсным исполнением имеют полюса, которые характеризуются наличием плавкого предохранителя. Некоторые рубильники не имеют полюсов, их заменяет рычажный привод центрального назначения.

Конструкция рубильника зависит от его типа. Например, приборы, с центральной рукояткой только отключают электрические цепи. Обязательным действием перед отключением электрической цепи с помощью такого рубильника, является ее обесточивание.

Стандартное устройство рубильника характеризуется наличием:

ножей контактного типа;
вставок плавного типа;
стоек: совмещенного и контактного типа;
выводов, через которые осуществляется подключение рубильника.

Эти детали устанавливаются на панель общего назначения.

Большинство рубильников состоит из одного ряда совмещенных и одного ряда контактных стоек. Чтобы обеспечить плавность нажатия рычага, используют пружинные механизмы.

Стойки совмещенного характера имеют шайбы специфического назначения, которые обеспечивают их нажатие. У таких приборов связывание ножей происходит благодаря наличию общей оси. Тяги, способствуют движению оси. Рубильники, с центральным расположением рычага, работают благодаря наличию скобы, которая соединяется с контактными ножами и их осью.

Рубильники отличаются наличием специального обозначения:

P — рубильник с наличием центральной рукоятки;
Р Б — рубильник с наличием боковой рукоятки;
Р П Ц — рубильник с наличием центрального привода;
Р П Б — рубильник бокового рычажного привода.

При наличии обозначения Р Б 2 1 — значение первой цифры указывает на количество полюсов, в данном случае, два, а вторая цифра обозначает единицу номинального тока, сто ампер; если вторая цифра будет 2 — значит ток составляет 220 Вт.

Принцип действия и функции рубильников

Основной частью рубильника выступает панель, которую изготавливают исключительно из диэлектрических материалов. На панели устанавливаются несколько стоек и губок. Ножи рубильника это электрический подвижной контакт, который жестко закреплен на устройстве вала.

Во время включения прибора, ножи тонкопроводящего типа устанавливаются в губки, которые являются неподвижными частями рубильника. Все рабочие полюса соединяются и происходит их контактирование между собой.

Конструкция рубильника зависит от способа включения устройства. Выделяют рубильники рычажного привода, в которых ножи начинают движение при помощи поворота рычага. Второй тип рубильников — это устройства с наличием центральной рукоятки. Они используются исключительно для выключения электрической цепи, находящейся под напряжением.

Многие современные рубильники оснащены дополнительной функцией, обеспечивающей электрическую безопасность. Данная функция состоит в защитной блокировке передней дверцы, находящейся в рабочем положении.

Сфера применения рубильника

1. Использование рубильников связано со включением и выключением электрической нагрузки, в сети, где присутствует большое количество тока.

2. Рубильники открытого типа используют для того, чтобы замкнуть или разомкнуть электроцепь без нагрузки.

3. Рубильники с наличием рукоятки, наоборот, применяются в электрических цепях с большой нагрузкой.

4. При условии, что рубильник содержит центральный кожух, он используется, как пусковой аппарат электрического двигателя.

5. Рубильники центрального бокового или рычажного типа применяются для работы на центральном распределительном щите.

6. Рубильники используют для нечастого автоматического включения или отключения электроцепи.

7. Рубильники с боковой, центральной рукояткой используются в электросети, мощность которой не превышает 500 Вт.

8. Рубильники используют для установки на распределительном устройстве, электрошкафе или электрощитке, в качестве управления электроцепью или силовой цепью.

9. Установка некоторых моделей производится непосредственно на трансформаторную электростанцию.

Основные типы рубильников

В зависимости от основного теплового тока выделяют рубильники:

Некоторые модели оснащены защитным кожухом, который позволяет им работать при номинальном токе, превышающем 1000 А.

В зависимости от количества полюсов рубильники разделяются на:

В соотношении с направлением и переключением тока:

перекидного типа — самые простые и ранее выпускаемые устройства, они способны коммутировать большое количество электрических линий и в большинстве случаев предполагают наличие двух положений: включения и выключения;
рубильники поворотного привода отличаются простотой установки и использования и являются самыми распространенными;
рубильники разъединительного типа имеют защитный корпус, небольшой размер и короткую рукоятку.

В зависимости от наличия дугогасительной системы выделяют рубильники:

с возможностью погашения такой системы, данные приборы способны самостоятельно отключить нагруженную сеть;
с отсутствием такой функции, такие устройства отключают сеть только после того как нагрузка снимается.

В соотношении со степенью защиты рубильники разделяют на устройства:

с открытым исполнением, которые располагаются в специальном ящике, а рычаг находится во внешней стороне;
с закрытым исполнением.

В зависимости от климатического исполнения выделяют рубильники с наличием влагозащиты, термоустойчивые устройства и рубильники, предназначены для установки во внутренней части помещения.

В зависимости от того, как расположена плоскость присоединения зажимных устройств выделяют рубильники с параллельным и перпендикулярным расположением.

Установка и схема подключения рубильника переходного типа

Рассмотрим основные рекомендации по установке рубильника на генератор. Генераторное устройство позволяет обеспечить дополнительное электроснабжение во время отключения централизованной подачи электроэнергии.

Установка рубильника позволит получать электроэнергию, как от сети, так и от генератора, а возможно и параллельно.

Генераторы на основе дизеля или бензина оборудованы коммутатором нагрузки, который регулирует работу устройства автоматически. Если использовать контакторы с наличием взаимной блокировки, опасность взаимного включения двух фаз полностью отсутствует.

Чтобы обеспечить переключение фазы вручную, следует установить рубильник переходного типа, который позволяет регулировать данный процесс с помощью двух положений.

Установка данного рубильника производится в щитовом помещении или возле основного щита. Главной особенностью данного рубильника выступает мощность тока, которую он пропускает через себя при работе.

После того, как обнаружено пропадание сети основного назначения, следует запустить генератор, а затем произвести переключение рубильника в рабочее положение.

Когда основное электроснабжение восстановлено, рубильник переключается в нерабочее положение.

При необходимости в бесперебойном электроснабжении кроме генераторной установки следует предусмотреть монтаж источника бесперебойного питания с наличием аккумуляторов, которые имеют резервный запас времени от 120 до 600 с. Данное устройство отличается высокой стоимостью, равной стоимости генераторной установки.

Самая простая схема рубильника предполагает наличие однофазного ввода генератора определенной мощности. В таком случае следует установить рубильник с наличием двух полюсов и автомат на вводной части сети.

При расположении дизельного или бензинового генератора внутри помещения предусмотрите вытяжное устройство.

Если генератор не справляется с электроснабжением всей площади помещения, понадобится установка более сложной схемы рубильника. Вся электросеть разделяется на две части. Первая включает потребителей обязательного питания, например, компьютер, холодильник, свет. Вторая содержит необязательное дополнительное питание.

Использование перекидного рубильника является небезопасным, поэтому следует обязательно позаботиться о наличии переключателей, которые имеют свою схему подключения.

Переключатель состоит из трех положений:

основная сеть,
отключение электроснабжения,
генератор.