Схема управления моторным приводом автоматического выключателя

Меняем контактор на моторный привод EKF AV-M1

В статье «GSM контроллер CCU825. Управление деревенским домом» мы рассказывали о применении контактора ELKO EP VSM425-40 230V для дистанционное включение дома в деревне (для прогрева в холодное время года).

Важной особенностью для нас, является наличие у данного контактора ручного управления. Пренебрежение соседями ручного управления, буквально выжгло два контактора (соседям мы тоже установили GSM контроллеры).

Данные происшествия подтолкнули нас, на поиск иного метода управления вводом 220В в дом и выбор пал на моторный привод EKF AV-M1 AVERES.

Вернется к контактору

Контакторы у нас используются для двух задач:

1. Эпизодическое включения насосной станции и одновременного отключения бойлера (для снижения потребляемой мощности, с напряжением в деревне проблема);
2. Дистанционное включение 220В в доме, что бы по приезду, дом уже прогрелся.

Мы сразу понимали, что контактор для второй задачи, не самый лучший вариант и искали замену. Ещё активней стали искать, после того, как у второго соседа случилась беда с контактором.

Повреждённый контактор Elko Ep VSM425-40

После опроса «свидетелей», стали ясны причины столь сильного разрушения контактной группы устройства (скажем заранее, контактор тут не виноват).

В обоих случаях, пользователи включали дом удаленно, но по приезду не переводили его в ручной режим. В ручном режиме контактная группа замыкается механически, а катушка управления обесточивается.

В принципе ничего страшного, весь дом потребляет не более 5-6 кВт (

27А) в пике, а контактор имеет 4 контакта используемых попарно, каждый из которых рассчитан на ток 25А.

Но оказывается, хозяева интенсивно пользовались сварочным аппаратом для своих бытовых нужд, а учитывая, что в сельской местности со стабильностью напряжения и так большие проблемы (напряжение падает до 120В), то в процессе сварочных работ, всё становилось совсем плохо. Усилие, которое создавала катушка (управляется она 220В) для удержание контактов ослабевало, контакты кратковременно размыкались отключая нагрузку, образовывалась дуга. Выгорание происходило конечно не моментально, а длилось какое-то продолжительное время пока не происходило либо полное залипание, либо полное отгорание контактов.

Если соседи выполнили бы инструкцию и перевели контактор в ручной режим, то сильное снижение напряжения в сети, не повлияло бы на механическое соединение контактов.

Человеческий фактор можно исключить применив контактор с управляющим напряжением 24В, но это бы потребовало еще одного импульсного блока питания (что бы скомпенсировать скачки напряжения в сети), но не хотелось усложнять всю систему.

Недостатки и сфера применения контактора

У контактора для нас были следующие недостатки:

1. При пониженном управляющем напряжении 220В, расходятся контакты и образуется дуга, что приводит к отгоранию или залипанию контактов.
2. Издаёт звуки (жужжит).
3. Греется.
4. Постоянно потребляет электричество.

Контакторы хорошо применять для частого включения/выключения мощной нагрузки (насосы, бойлеры и т.п.), но если вам нужно что-то включать редко и на долго (мы можем включить дом и выключить только через несколько месяцев), то лучше использовать подобное оборудование — моторный привод.

И как всегда, мы решили обкатать на себе моторный привод для автоматических выключателей EKF AV-M1 и случаев успеха, предложить его соседям.

Моторный привод EKF AV-M1 AVERES

Моторный привод работает только в составе автоматов и УЗО компании EKF серии AVERES.

Видеообзор моторного привода

Фотографии привода с автоматом

Обращаем внимание на медную втулку. Её нужно обязательно установить.

Реакция привода в случае «сработки» автомата

На корпусе моторного привода нарисован алгоритм по которому он действует в случае «сработки» автомата.

Алгоритм реакции EKF AV-M1 в случае «сработки» автомата.

В случае «сработки» автомата, моторный привод выполняет три попытки повторного включения с задержкой 10 сек (первая попытка), 60 сек (вторая попытка) и 5 мин (третья попытка).

Если все три попытки включения неудачные, то моторный привод переходит в заблокированное состояние.

Из заблокированного состояния, в исходное состояние, моторный привод можно вернуть следующим образом:

• локально, вручную переместив подвижный элемент на передней части устройства в положение OFF, а затем в положение ON. Привод вернется в исходное положение и автоматически повторно включит выключатель;
• дистанционно, подав команду на включение.

Особенности управления моторным приводом

• Привод подключается напрямую к 220В.
• Поднятие рычага (включение автомата), активируется подачей фазы на 5 контакт клеммной колодки, продолжительность более 1 сек.
• Опускается рычаг (выключение автомата), подачей фазы на 4 контакт клеммной колодки, продолжительность более 1 сек.

Типовая схема подключения моторного привода EKF AV-M1 AVERES

Управляющее напряжение лучше снять через 2-3 секунды, т.к. если этого не сделать, то в случае «сработки» автомата, моторный привод моментально включит его обратно и будет так делать до бесконечности (что явно опасно), не смотря на алгоритм включения автомата при его «сработке» (о чём писали выше и сказано в видеообзоре).

Использование моторного привода с GSM контроллером

Выше описанная особенность работы с управляющими сигналами моторного привода, приводит к тому, что для его удалённого управления нужно использовать два реле (одно реле на подачу сигнала — включения, второе — выключение).

Моторный привод удобно использовать с GSM контроллером, но не в каждом контроллере есть свободные два выхода, это может затруднить их совместное использование.

Стоит отметить, что производитель EKF очень внимателен и отзывчив к своим клиентам и обещал учесть данную особенность работы в новых прошивках моторного привода.

В нашем случае GSM контроллер CCU825 имеет 2 релейных выхода и 5 выходов типа «открытый коллектор» .

Т.к. у нас на GSM контроллере свободно только одно реле (второе используется для включения полива), а управление фазой через «открытый коллектор» невозможно, то мы на два выхода «открытый коллектор» поставили двухканальный релейный модуль.

Выходы запрограммировали подавать управляющее напряжение 5 секунд (на самом деле там более интеллектуально запрограммировано, с обратной связью, но об этом будет подробно в отдельной статье про GSM контроллер CCU825 версии 2.x)

Кстати, выбранный релейный модуль, на всем известном сайте, очень порадовал своим качеством сборки и исполнения.

Наш моторный привод управляет автоматическим выключателем AV-6 3P 40A (C) 6kA EKF AVERES. Это 3-х полюсный автомат. Два полюса у нас используются для включение ввода в дом, а 3-й как обратная связь для GSM контроллера, сообщающая о том, что моторный привод выполнил свою работу, включил или выключил автомат и можно с него снимать управляющее напряжение.

Расположение моторного привода в шкафу

Демонстрация управления моторным приводом с помощью GSM контроллера CCU825

Управляться он будет как и раньше, GSM контроллером CCU825, но только через выходы «открытый коллектор» и релейный модуль (использовать нужно два выхода и два реле соответственно).

Демонстрация работы моторного привода в автономном режиме

Выводы…

За непродолжительное время использования моторного привода, мы не выявили недостатков. Про надёжность говорить очень рано, в нашем случае наверно должны пройти годы… Редко мы включаем/выключаем с помощью него. Но как и все остальные статьи на нашем сайте (4ham.ru), мы будем обновлять данную статью в случае появления каких-то новостей по моторному приводу.

Вопрос цены… На 25/08/2018 он стоит 4500 руб + автомат. Кажется дорого… но если посмотреть на стоимость качественного, двухполюсного контактора с ручным управлением и током на >40A, то мы скорей всего увидим, что стоит он дороже, а как мне кажется, моторный привод куда предпочтительней в описанной ситуации.

Данный привод ещё хорошо использовать для автоматического включения сработавшего УЗО на удалённом объекте. УЗО тоже должно быть EKF серии AVERES.

У нас в деревне был случай, когда сработало УЗО (дома ещё не просох) и дом стоял не отапливаемый, а ехать к нему 270 км… Благодаря GSM контроллеру мы знали, что сработало именно УЗО (т.к. до него, 220В было), но ни чего сделать мы не могли… В данной ситуации нам очень помог бы моторный привод.

Источник

Основы АСУ ТП и КИП — в статьях Ua.Automation.com

Доктор Вольт, для Ua.Automation.com

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…

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.

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 выкатного исполнения. Хотя, в принципе, можно еще выделить вариант на автоматических выключателях модульного типа.

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.

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!

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.

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.

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.

Источник