Кабель автоматики для бензогенератора

Поездки на дачу являются распространенным видом отдыха среди россиян, популярность которого резко выросла после начала пандемии в связи с закрытием границ и невозможностью выезда на заграничные курорты. Само собой разумеется, что у дачников присутствует естественное стремление к сохранению «на фазенде» того уровня комфорта, к которому они привыкли в городе, в т.ч. возможностью пользоваться многочисленными электроприборами. В реалиях сегодняшнего дня надежность сетей электроснабжения дачных поселков оставляет делать лучшего и подача электричества может прекратиться в любой и обычно самый неподходящий для этого момент. Застраховать себя от подобных неприятностей можно покупкой автономного генератора.

Такие устройства широко представлены в продаже и представляет собой достаточно компактный, простой и довольно экономичный в обслуживании агрегат с приводом от бензинового мотора различной мощности. После запуска с выхода снимается стандартное 220-вольтовое напряжение, которое остается только подать потребителям.

Кабель для генератора – выбор конструкции и сечения проводов

Для подключения агрегата к сети могут быть задействованы все типы кабелей, которые предназначены для создания внутридомовой проводки. Чаще всего для этой цели привлекаются кабели группы ВВГ или его более современный аналог NYM.

Сечение отдельных проводов выбирается не менее 4 мм 2 , предпочтительно использовать продукты со значением этого параметра не менее 6 мм 2 . В последнем случае максимальный ток, снимаемый с выхода генератора, может штатно достигать 30 А, т.е. допустимая суммарная мощность потребителей достигает 6 кВт.

Количество отдельных проводов кабеля определяется необходимостью полноценной реализацией защиты от поражения электрическим током и зависит от того, как реализован выход генератора: по однофазной и трехфазной схеме. Соответственно, их должно быть три в первом случае и пять во втором.

Схемы подключения генератора в частном доме

В случае установки бензоагрегата во внешней пристройке на участке прокладке к дому следует применять любой кабель внешней прокладки с резиновой или полиэтиленовой влагостойкой внешней оболочкой, например, популярный ВБбШв. Требования в отношении сечения жил при этой не меняются.

Варианты подключения генератора к сети

На практике автономный бензогенератор может быть подключен к сети по временной или постоянной схеме.

В первом случае выход устройства нагружается на удлинитель типа пилот, а от его розеток уже питается различная техника. Фактически речь идет о возобновлении электроснабжения бытовых потребителей по аварийной схеме.

Вторая конфигурация основана на использовании бензогенератора как полноценного источника электроэнергии при длительных перерывах в подаче электроэнергии или вообще при отсутствии штатного подключения к сети. Этот вариант также требует ручного запуска двигателя и его прогрева перед подачей нагрузки. Отличается от предыдущего случая темя, что за счет стационарного размещения техники в состав схемы можно ввести удобную в эксплуатации полуавтоматику или даже полноценную автоматику.

Особенности подключения по штатной схеме

Бензогенератор представляет собой полноценный источник переменного тока, который никак не синхронизирован с основной внешней сетью. При эксплуатации в составе внутридомовой энергосистемы эту особенность наиболее просто учесть за счет того, что переход на резервный источник выполняется только после полного отключения внутренней сети от внешней.

Всю совокупность известных схем подключения резервного агрегата к домовой сети можно разделить на три основные группы.

Согласно первому подходу используется обычный перекидной рубильник, подключение осуществляется полностью в ручном режиме после запуска двигателя и его прогрева до рабочей температуры.

В основу второй схемы положено применение контакторного АВР (автоматический ввод резерва). На первый вход АВР подается штатная линия, второй задействуется для подключения генератора. Контакторы АВР, автоматы и остальные компоненты, необходимые для коммутации цепей подачи электроэнергии, монтируются на DIN-рейках в металлическом ящике с закрывающейся крышкой.

В третьем случае реализуется полноценная схема автоматического переключения электроснабжения на резервный источник. Она требует применения автоматики, которая также размещается в защитном шкафчике, непрерывно контролирует основную сеть и при ее обесточивании включает двигатель. Подача нагрузки на генератор выполняется с задержкой, которая необходима для прогрева.

Отдельно укажем на необходимость обязательного заземления генератора вне зависимости от реализуемой схемы его подключения к сети. Простейший заземлитель представляет собой 2-метровый металлический прут, который вбивается в землю на всю длину и соединяется медным проводом со штатной заземляющей клеммой агрегата.

Стоит ли подключать генератор прямо через розетку

Потенциально бензогенератор при питании домашних электроприборов по аварийной схеме можно подключить к сети через любую ее розетку. Тем не менее, такая схема рассматривается как “колхозная” и настоятельно не рекомендуется для практического использования. В основе нежелательности ее применения лежит одновременно несколько примерно равнозначных соображений:

высокие риски перегрузки линии к розетке, которая изначально рассчитывается на сравнительно небольшую нагрузку;

отсутствие в такой линии выделенного защитного автомата;

потенциально высокие риски выхода из строя электрической части агрегата при возобновлении подачи электричества от внешней сети при включенном входном автомате.

Как временный вариант генератор возможно подключить к розетке. Об этом в видео ниже:

Источник

Все для автоматики генераторов

В категории АВР для генератора мы рассмотрели для чего нам необходим щит автоматики, теперь мы будем рассматривать все необходимые компоненты, которое помогут нам правильно настроить обработку команд с щита АВР для автоматизации запуска электрогенератора.

Автоматизация запуска генератора своими руками

Для автоматизации запуска генератора, нам понадобиться: блок автозапуска САЗГ-10 (БС-1 если в щите уже установлен контроллер, способный отправлять команду на открытие топливного клапана и включение стартера, при потере основной сети), привод для управления заслонкой, если это необходимо (виды приводов для управления заслонкой КОЛЬЦО, РЫЧАГ и УНИВЕРСАЛЬНЫЙ), желательна установка электромагнитного топливного клапана с необходимыми для этого шлангами подключения. Нам еще понадобится цифровой или механический температурный датчик для корректировки работы привода заслонки. После того, как подобрали все необходимое, можем приступить к автоматизации запуска генератора своими руками или доверить это нашим специалистам, которые проведут необходимые работы у нас на производстве.

Если вы решили установить самостоятельно, то рекомендуем следовать следующим шагам.

Проведение тестового запуска генератора в ручном режиме
Подключение проводов с комплекта САЗГ-10 (БС-1)
Адаптирование заслонки генератора
Установка топливного клапана
Проверка работоспособности системы автозапуска

1. Проведение тестового запуска генератора в ручном режиме

Необходимо убедиться в работоспособности генератора, Ведь если Вы не сможете завести генератор в ручном режиме то автоматика его точно не заведет. Перед тем как завести, желательно проверить наличие масла и его состояние.

2. Подключение проводов с комплекта САЗГ-10 (БС-1)

На рисунке 1 представлен полный комплект проводов для адаптации генератора. Просьба обратить внимание на то, что все провода рассчитаны таким образом, чтобы исключить необходимость внесения изменений в штатные провода генератора, так как при повреждении проводов генератора можно лишиться гарантии.

Поэтапно будем рассматривать подключение проводов

На рис. 2, 3, 4, 5, приведен пример подключения провода стартера. Для этого нам необходимо найти и снять штатный провод управления стартером генератора и вместо него установить наш провод с разъемом наружу и обратно штатный провод одеваем на наш. Без фанатизма проверяем надежность крепления.

Рис.2 Находим на реле стартера штатный провод управления

Рис.3 Отсоединяем штатный провод от реле стартера

Рис.4 Подключаем к реле стартера провод от блока автозапуска генератора

Рис.5 Подключаем обратно к проводу автоматики штатный провод запуска генератора

После подключения провода для автоматического старта генератора нам необходимо подключить температурный датчик для боле корректной работы электрогенератора. На рис. 6, 7, 8, 9, 10, представлен принцип установки температурного датчика.

Рис.6 Откручиваем кожух под головкой цилиндра

Рис.7 Снимаем кожух под головкой цилиндра

Рис.8 Прикручиваем к кожуху термодатчик

Рис.9 Прикручиваем кожух обратно

Рис.10 Подключаем термодатчик

3. Адаптирование заслонки генератора

Адаптация привода заслонки является самой трудной частью автоматизации запуска генератора, но мы на Рисунках 11, 12, привели примеры как можно без излишних сложностей адаптировать заслонку генератора.

Рис.11 Адаптированный привод заслонки в виде кольца для автозапуска генератора

Рис.12 Адаптированный привод заслонки в виде рычага для автозапуска генератора

Подробный фото отчет как можно адаптировать привод заслонки генератора представлен в описании приводов заслонки «Кольцо», «Рычажок» и «Универсал»

4. Установка топливного клапана для автоматизации дизельного или бензинного генератора

Клапан предназначен для перекрытия подачи топлива в карбюратор или топливную магистраль. Имеет возможность принудительной подачи топлива (байпас) в случае выхода клапана из строя. При подаче питания, клапан открыт, при снятии питания закрыт. При подключении соблюдайте полярность и метки вход/выход.

Рис.13 Установка и подключение топливного клапана к генератору

5. Проверка работоспособности системы автозапуска

Для тестового запуска, нам необходимо будет подать команду с щита АВР и проверить как система работает. При необходимости можно установить модуль для дистанционного запуска с помощью пульта, или gsm модуль, который будет оповещать Вас об изменениях состояния сети электроснабжения, и позволит удаленно управлять системой автозапуска.

Источник

Как я делал себе АВР для генератора

Несколько лет назад делал себе АВР (автоматический ввод резерва) для работы на даче от генератора. Сейчас многие ИТ-шники переходят на удалёнку, работают с дач, где качество электропитания может оставлять лучшего. Поэтому решил написать о своем опыте самодельного АВР на микроконтроллере ATmega8A. Если тема интересна, добро пожаловать под кат, будет много букв и кода.

О заземлении

Прежде чем что-либо делать с электричеством, нужно позаботиться о наличии хорошего заземления в вашем доме. Просто так взять и подключить обычный бытовой бензиновый/дизельный/газовый генератор к электросети дома не получится. Нужно соблюдать меры предосторожности. Первая из них – ваш генератор должен быть хорошо заземлен. Тогда у вас есть хорошие шансы не получить удар током, когда статика от вашего любимого свитера пробъёт изоляцию обмотки генератора. Вообще, к работающему генератору не стоит без нужды прикасаться.

Стоит помнить, что в сети не всегда 220В. Коммутация на линиях, грозовые разряды вдалеке, статические разряды дают такие наводки, что в сети нередки короткие импульсы в несколько киловольт. С этим борются установкой разрядников и УЗИП на вводе в дом, но это очень редкая практика в РФ. Так что пусть искра в землю уходит, и не через вас – сделайте по всему дому хорошее заземление. Без этого делать что-либо дальше просто нельзя!

О генераторах

К слову, у многих бытовых бензиновых генераторов обмотки никак не соединены с землёй. И это вполне нормально, когда вы питаете от генератора один электроинструмент. Но когда вам надо подключить генератор к дому, нужно сделать нулевой провод (N) и провод фазы (L). Для этого один из выводов генератора заземляется и из этой точки заземления уже независимо нужно вести в дом два провода – один будет нейтралью N, а второй – защитным заземлением (PE). При выборе генератора нужно обратить внимание, можно ли заземлять его выход, порой это запрещено в инструкции к генератору, тогда такой генератор вам не подойдёт.

Часто в Сети можно увидеть схемы подключения генератора без заземления и разделения линий N и PE. Не делайте так, дольше проживёте. Такие схемы хорошо работают до первого неудачного стечения обстоятельств. В типичных блоках питания современных электронных приборов стоят конденсаторы с линий L, N на землю. Если N не заземлить у генератора, то за счёт этих конденсаторов на линии N будет, если повезёт, 110 вольт относительно земли. Кстати, многие газовые котлы в таком режиме вообще перестают работать. Про влияние статики без присутствия заземления я уже писал выше.

О схемах АВР

Есть несколько разных схем реализации АВР. Дальше я буду писать о наиболее безопасной с моей точки зрения схеме однофазного АВР. Я не советую экономно делать АВР на одном контакторе или же с коммутацией только одного фазного провода. Только вместе с нейтралью.

На приведенной схеме питание от сети и от генератора подаётся через вводы 1 и 2. Они защищены спаренными автоматами. Через дополнительные автоматы питаются схемы коммутации и индикации. Видно, что катушки реле взаимно блокируются электрически. За включение того или иного ввода отвечает для упрощения не показанный на схеме микроконтроллер, который замыкает цепи в точке коммутации ТК1 или ТК2.

Принципиальным моментом является наличие в АВР 2х схем блокировок – взаимной механической блокировки коммутирующих вводы контакторов и взаимной электрической блокировки контакторов. Самодельщики ради экономии, бывает, в своих конструкциях пренебрегают этими блокировками, а зря. Схема без блокировок может проработать некоторое время, но в какой-то момент контакты пригорят, возвратные пружины ослабнут и случится КЗ между вводами. Во-первых, это грозит большим бабахом, если обе линии окажутся под напряжением, но это не самая большая проблема. Гораздо важнее, что ваш генератор неожиданно для ремонтирующих проводку электриков может выдать в общую сеть напряжение – при неблагоприятном стечении обстоятельств ремонтирующие линию электрики могут погибнуть. Для вас это уже уголовная статья.

О контакторах

Таким образом, использование обычных реле для нас отпадает, подойдут только специализированные контакторы. Для больших мощностей есть ещё вариант с моторизованными приводами, но это дорого и для типичного домашнего применения избыточно.

Чтобы сделать механическую блокировку, нужно выбрать контакторы, которые могут работать в паре. Обычно взаимная блокировка достигается установкой одинаковых контакторов рядом друг с другом и установкой дополнительной опции – механического блокиратора. Он продаётся отдельно от контакторов и стоит копейки.

Взаимная электрическая блокировка возможна, если на контакторе есть дополнительные сигнальные контакты, работающие на размыкание. Иногда они сразу встроены в контактор, иногда их можно докупить и установить как опцию.

Ведущие производители контакторов имеют в своих линейках такое оборудование. Так что найти и купить комплект не представляет особого труда. Правда цены на брендовые контакторы на порядок выше наших/китайских. Поскольку количество циклов коммутации не ожидается большим, то выбор китайских контакторов вполне оправдан. К недостаткам можно отнести только то, что катушки контактора во время работы довольно сильно гудят.

Еще по поводу коммутируемой мощности. Контакты контактора должны выдерживать максимальную мощность, которую вам разрешено потреблять в доме. У меня это 10 кВт, поэтому контакторы я выбирал на допустимый ток через один контакт примерно в 50 ампер. Стоит отметить, что по какой-то причине коммутируемая мощность для типичного трехфазного контактора указывается в паспорте суммарная для всех трёх фаз, поэтому надо внимательно смотреть, какой допустимый ток именно через один контакт.

О схеме управления

Когда я занимался созданием АВР у меня было несколько особых требований к его работе:

У меня не так часто отключают электричество, поэтому я решил, что мне не нужен автозапуск генератора, а вот от автоматической остановки генератора я решил не отказываться: когда сеть восстанавливается, генератор сам затихает и сразу понятно, что теперь с питанием всё хорошо, да и бензин экономится
После старта генератора ему надо дать время прогреться и только после прогрева давать ему нагрузку. Т.е. мне нужен был таймер включения АВР после подачи напряжения от генератора
После восстановления напряжения в сети часто происходили повторные отключения через короткий промежуток времени, поэтому мне нужен был таймер, который бы выждал перед переходом с генератора на сеть некоторое время и не глушил сразу генератор
Генератору, говорят, полезно перед выключением немного поработать без нагрузки. И для этого мне тоже нужен был таймер

Таким образом вырисовывалась картина, что мне нужен контроллер с несколькими таймерами. В те времена я увлекался кодингом на AVR, поэтому решил сделать такой контроллер на Atmega 8a.

Хорошо бы, чтоб контроллер работал долго и надёжно. Кроме того, чтобы сделать полную гальваническую развязку и снабдить контроллер сторожевым таймером я ничего более не придумал. Ну и сделать схему и программу максимально простыми. Поскольку делалось всё для себя, то все настройки и калибровки решил оставить в коде — весь UI свелся к одному светодиоду )

Основная задача контроллера – мониторить напряжение на вводах и, при необходимости, переключать вводы. При этом приоритетным является ввод от деревенской сети.

Тут стоит отметить, что качество сети таково, что колебания от 150 в до 250 в вполне обычное явление. Поэтому понятие что есть хорошее питание от сети очень размыто. Через какое-то время я решил эту проблему, когда поставил на весь дом один мощный тиристорный стаблизатор напряжения на 11 кВт. Но, важно, стабилизатор можно ставить только до АВР, а не после! Включать стабилизатор для генератора категорически не рекомендуется. Есть опасность, что при определенной комбинации нагрузок, особенно всяких мощных насосов, система из генератора и стабилизатора станет неустойчивой и войдет в автоколебания.

После некоторых раздумий нарисовал такую схему в Eagle.

В схеме есть два идентичных трансформаторных источника питания, при наличии напряжения на любом из вводов схема обеспечена питанием. Между вводами возможно напряжение в 600в, поэтому изоляция трансформаторов должна быть хорошей. Питание берется после пакетников QF3 и QF4 соответственно.

У каждого источника есть резистивный делитель напряжения, защищенный от перенапряжения стабилитроном – с него производится путём нехитрых расчётов измерение напряжение сети с помощью АЦП микроконтроллера.

Для коммутации катушек контакторов применяется стандартная схема из даташита для управления семисторами. 2 штуки ). Катушки — это индуктивная нагрузка, поэтому цепи снаббера на выходе из резистора и конденсатора обязательны.

У меня был релейный модуль с али, который используется для останова генератора. На схеме он просто прямоугольник с тремя выводами.

Из особенностей еще в качестве генератора опорного напряжения использован TL431. В остальном всё включено стандартно для Atmega 8. Есть светодиоды для индикации наличия напряжения питания на вводах и один светодиод статуса устройства. Тактируется схема с помощью внешнего кварца на 16 МГц.

Eagle мне породил вот такую печатную плату. Никаких SMD, симисторы и стабилизатор с легкими радиаторами.

Два тороидальных трансформатора установлены прямо на плате. Плату изготовил традиционным радиолюбительским способом с помощью фоторезиста. После монтажа покрыл тремя слоями акрилового лака. Надеюсь не пробьет его высокое напряжение.

О программе управления

Код программы довольно длинный, извините.

Программа разработана с помощью бесплатного AVR Studio и использует стандартные библиотеки AVR.

В основном цикле программа проверяет напряжение на входах вводов, оценивает состояние включения контакторов, учитывает работу программных таймеров, производит необходимые корректировки включая или выключая реле и контакторы, затем уходит в спячку. Для отладки сделан вывод отладочной печати в последовательный порт микроконтроллера.

Для контроля зависаний предусмотрен сторожевой таймер.

Все циклы измерений сделаны на прерываниях и с использованием аппаратных таймеров. Счетчик секунд сделан на таймере 1. По прерыванию таймера 1 обновляются программные таймеры, отвечающие за задержки включения и отключения контакторов и реле генератора.
Второй таймер используется для создания эффекта мигания светодиода статуса. Предусмотрено три паттерна мигания. Значения из паттерна мигания берутся в прерывании таймера 2. По миганию можно судить о состоянии контроллера.

Два АЦП также работают по таймерам и усредняют по 2500 сэмплов измерений напряжения. Для перевода измерений в реальные вольты предусмотрены калибровочные константы. Их значения надо исправить в ходе настройки АВР.

Кроме того, есть еще ряд констант, которые нужно определить в ходе наладки.

Реле останова генератора при работе от генератора держится включенным, блокируя поступление напряжения на цепь останова генератора. После завершения работы таймера работы генератора на холостом ходу, реле выключается и на цепь останова генератора через это реле начинает поступать ток. На самом генераторе стоит специальный блок, который после появления напряжения с некоторой задержкой замыкает цепь зажигания на массу, что приводит к останову генератора. Этот же блок содержит цепь подзаряда аккумулятора генератора. Если кому интересны детали, напишите в комментах, я сделаю отдельный пост об этом блоке. В нём нет кода, всё аппаратно.

Если кто-то надумает повторить АВР, то стоит подкорректировать значения настроек. Готовую прошивку не публикую, так как программу всё равно надо править в ходе настройки АВР.

Надо сказать, что мой АВР работает уже 4 года без проблем, так что схема можно считать проверенная как и код.

Источник