Układ samoczynnego załączania rezerwy Układy samoczynnego załączenia rezerwy służą, do automatycznego przełączenia źródła zasilania prądem elektrycznym z podstawowego na rezerwowe. Stosowane są bardzo szeroko w przemyśle, obiektach użyteczności publicznej, szpitalach itp., wszędzie tam gdzie przerwa w zasilaniu powoduje mniejsze czy większe zagrożenia, od ekonomicznych po zagrożenie życia. Źródłem zasilania rezerwowego jest np. przyłącze energetyczne z innej stacji transformatorowej, agregat prądotwórczy, baterie akumulatorów z przetwornicami, UPS-y. W obiektach szczególnie narażonych stosuje się więcej niż jedno źródło rezerwowe. Standardowe układy SZR można podzielić na dwie grupy ze względu na obciążalność rezerwowego źródła zasilania: układ z zasilaniem o takiej samej wydajności - oba źródła zasilania mają taką samą wydajność i w tym przypadku wystarczy po zaniku napięcia podstawowego załączyć źródło rezerwowe. układ ze źródłem rezerwowym o mniejszej mocy - w takim przypadku istnieje konieczność, oprócz załączenia rezerwy również odłączenie części nie priorytetowych odbiorów energii, ma to miejsce najczęściej gdy źródłem rezerwowym jest np. agregat prądotwórczy. SZR dla zasilania rezerwowego o tej samej wydajności jak źródło podstawowe Działanie takiego układu automatyki polega na kontroli napięcia zasilającego i w przypadku wykrycia nieprawidłowości przełączenia zasilania na źródło rezerwowe o ile to ma właściwe parametry. Przełączenie, w zależności od potrzeb następuje natychmiastowo bądź z opóźnieniem czasowym. Powrót do zasilania podstawowego powinien nastąpić po określonym czasie dla uniknięcia efektu "generatora" (szybkich przełączeń aparatów wykonawczych) w sytuacji wystąpienia chwilowych wahnięć napięcia. Dla systemów gdzie źródłem rezerwowym napięcia jest agregat prądotwórczy stosuje się opóźnienie załączenia źródła rezerwowego na czas potrzebny na rozruch i ustabilizowanie się napięcia generatora, wcześniej podając sygnał do jego załączenia. Poniżej przedstawiono schemat ogólny tego typu SZR 1
SZR dla zasilania rezerwowego o mniejszej wydajności niż źródło podstawowe W tym przypadku po awarii zasilania podstawowego a przed załączeniem rezerwowego występuje konieczność odłączenia części odbiorów dla uniknięcia przeciążenia. To zadanie spełnia dodatkowy aparat rozdzielający obwód priorytetowy od nie priorytetowego powszechnie nazywany "sprzęgłem" Sekwencja przełączania zasilania na rezerwowe wygląda następująco: odłączenie zasilania podstawowego odłączenie sprzęgła załączenie zasilania rezerwowego Powrót do źródła podstawowego odbywa się w odwrotnej kolejności: odłączenie rezerwy załączenie sprzęgła załączenie zasilania podstawowego Poniżej rysunek ilustrujący ten typ układów SZR Jako aparaty wykonawcze stosowane są styczniki bądź wyłączniki mocy z napędami silnikowymi Zastosowanie styczników jest sposobem prostszym jednak ze względu na ciągłą pracę stycznika obecnie poleca się stosowanie wyłączników z napędami silnikowymi, gwarantujących większą trwałość i niezawodność działania. Elementami kontrolnymi są przekaźniki nadzorujące napięcie sieci od prostych czujników zaniku faz po specjalizowane przekaźniki monitorujące parametry sieci. Jako układ sterowania wykorzystywane są coraz częściej mini sterowniki PLC typu LOGO firmy SIEMENS czy ZELIO Schneider Electric, jednak przy mniejszych wymogach nadal wystarczają dwa przekaźniki czasowe, dwa styczniki i przekaźnik pomocniczy. Układ SZR - styczniki i przekaźniki W tym artykule przedstawiamy przykładową realizacje układu samoczynnego załączenia rezerwy przy wykorzystaniu elementów klasycznej automatyki przekaźnikowej. Do kontroli poprawności zasilania wykorzystano elektroniczne przekaźniki kontroli napięcia. 2
Na rysunku 1 przedstawiono schemat sterowania i torów siłowych dla trójfazowego SZR w którym rolę zasilania rezerwowego pełni osobne przyłącze energetyczne o obciążalności nie mniejszej niż zasilanie podstawowe. Jako elementy wykonawcze ( załączające zasilania ) zastosowano styczniki mocy. W układzie wykorzystano minimalną ilość elementów co z jednej strony zwiększa niezawodność układu jednak kosztem funkcjonalności, sprowadzonej do podstawowego przełączenia na zasilanie awaryjne i powrotu do zasilania podstawowego. Działanie układu : Po załączeniu układu SZR, zakładając poprawne zasilanie z obu źródeł sprawdzane przez przekaźniki kontroli faz 1-K2, 2-K2, zostaje załączone zasilanie podstawowe poprzez zamknięcie obwodu sterowania stycznika 1- K1 z opóźnieniem ustawianym na przekaźniku 1-K2. Przekaźnik kontroli faz 1-K2 jednocześnie rozłącza tor sterowania zasilania rezerwowego - stycznika 2-K1. Przy niepoprawnym zasilaniu podstawowym następuje natychmiastowe rozłączenie toru podstawowego oraz przełączenie na zasilanie rezerwowe o ile to jest poprawne. Powrót do zasilania podstawowego następuje po upłynięciu nastawionego czasu zwłoki na przekaźniku 1-K2. Schemat aktywnych elementów dla poprawnego zasilania podstawowego i rezerwowego. (kolorem czerwonym zaznaczono elementy aktywne) 3
Schemat aktywnych elementów dla niepoprawnego zasilania podstawowego oraz poprawnego zasilania rezerwowego. (kolorem czerwonym zaznaczono elementy aktywne) 4
5