Принцип работы АВР одинаковый на всех объектах, но электрическая схема сильно различается. Разные объекты — разные источники резерва, разная логика, разное время переключения. В этой статье — 6 типовых схем АВР с разбором «когда применять», «как работает», «на что обратить внимание».
Если вы только знакомитесь с темой АВР — начните с базовой статьи «Что такое АВР в электрике».
Оглавление
- Базовые обозначения и условности
- Схема 1: АВР на контакторах с двумя вводами
- Схема 2: АВР на автоматических выключателях
- Схема 3: АВР с реверсивным переключателем (OT/ATyS)
- Схема 4: АВР с дизель-генераторной установкой
- Схема 5: АВР с ИБП (бесшовное переключение)
- Схема 6: АВР с тремя вводами (особая группа I категории)
- Формулы расчёта
- Типовые ошибки в схемах АВР
- FAQ
1. Базовые обозначения и условности
На всех схемах ниже используются стандартные обозначения по ГОСТ 2.702.
Источники: Ввод 1 (основной), Ввод 2 (резервный или независимый), ДГУ (дизель-генераторная установка), ИБП (источник бесперебойного питания).
Аппаратура: QF — автоматический выключатель (воздушный или в литом корпусе); KM — электромагнитный контактор (с мотор-приводом для АВР); QS — разъединитель или переключатель нагрузки; KT — реле времени; KV — реле напряжения; KA — реле тока.
Шины: 1Ш — первая секция, 2Ш — вторая. СВ — секционный выключатель. Контроллер АВР: ATS (automatic transfer switch) — отдельное специализированное реле, либо ПЛК с прошивкой АВР.
2. Схема 1: АВР на контакторах с двумя вводами
Самое массовое решение. Подходит для I категории надёжности на вводах до 630 А.
Структура. Ввод 1 через QF1 и контактор KM1. Ввод 2 через QF2 и контактор KM2. Оба контактора управляются от контроллера ATS. Нагрузка — через общую шину после контакторов. Электрическая и механическая блокировка: KM1 и KM2 не могут быть включены одновременно.
Логика работы. В нормальном режиме KM1 включён, KM2 отключён. Нагрузка питается от Ввода 1.
При пропадании напряжения на Вводе 1 (реле KV1 фиксирует U < 0,85·Uном в течение 0,1–0,3 с): контроллер снимает команду с KM1 — контактор отключается за 40–80 мс. После контроля отсутствия напряжения на стороне нагрузки (важно — иначе встречное включение) контроллер подаёт команду на KM2. KM2 включается за 40–80 мс. Суммарное время переключения: 0,3–0,6 с.
При восстановлении Ввода 1 контроллер ждёт стабильности параметров (3–30 с), потом синхронизирует переключение обратно.
Плюсы. Дешевле других решений, быстрое переключение, простота обслуживания, компактность.
Минусы. Контакторы до 630 А, выше — дорого. Нет встроенной защиты от КЗ (защита на QF), поэтому селективность настраивается отдельно.
Типовые объекты. Жилые комплексы, бизнес-центры, торговые центры, небольшие производства, насосные, котельные средней мощности.
3. Схема 2: АВР на автоматических выключателях (воздушных)
Для больших токов — 800–6300 А.
Структура. Ввод 1 через воздушный автомат QF1 с мотор-приводом. Ввод 2 через автомат QF2. Общая шина с нагрузкой после QF1 / QF2. Контроллер ATS управляет мотор-приводами автоматов.
Отличия от схемы 1. Воздушные автоматы (Siemens 3WL / 3WT, ABB Emax, Schneider Masterpact) работают медленнее контакторов. Открытие занимает 50–100 мс, закрытие — 60–100 мс. Плюс мотор-привод между «отключён» и «взведён» работает 3–10 с. Суммарное время переключения: 2–10 с в зависимости от производителя и настройки привода.
Это недопустимо для двигателей нагрузки — они успевают остановиться. После включения резерва — пусковые токи. Поэтому схема применяется только для нагрузок, не чувствительных к длительным перерывам (освещение, тепловая инерция).
Плюсы. Работает с большими токами. Встроенная в автомат защита — отключение при КЗ и перегрузе, селективность настраивается.
Минусы. Медленное переключение. Дорого: один воздушный автомат 2500 А — от 350 тыс. ₽.
Типовые объекты. Главные распределительные щиты крупных производств, электростанций, магистральные вводы больших зданий.
4. Схема 3: АВР с реверсивным переключателем (OT/ATyS)
Специализированное решение — компактно и быстро.
Структура. Моноблочный переключатель нагрузки (ABB OT/OTM, Socomec ATyS, Schneider TransferPacT) с двумя положениями: I (Ввод 1) и II (Ввод 2) плюс положение 0 (полное отключение). Переключатель физически не может быть одновременно в I и II — конструктивная блокировка. Встроенный контроллер АВР.
Логика. При потере Ввода 1 электромеханический привод за 0,1–0,3 с переключает из положения I через 0 в положение II. Механическая блокировка исключает одновременное подключение двух вводов. Суммарное время переключения: 0,3–0,8 с.
Плюсы. Встроенная блокировка (не требует отдельной логики). Компактно — моноблок занимает места в 3–4 раза меньше, чем два автомата с блокировкой. Надёжно — сертифицировано для I категории.
Минусы. Дороже контакторной схемы. Ремонт сложнее — специализированное изделие. Токи до 3200 А.
Типовые объекты. ЦОД, больницы, ответственные объекты с ограниченным местом в щитовой.
5. Схема 4: АВР с дизель-генераторной установкой
Применяется, когда нет второго городского ввода или есть, но ненадёжный.
Структура. Ввод 1 (городская сеть) через KM1 (или QF1). ДГУ с мотор-стартером и выходным автоматом QF-DGU. Контактор KM2 (или QF2) на выход ДГУ. Контроллер АВР с функцией запуска ДГУ.
Логика. При пропадании Ввода 1: контроллер отключает KM1 → команда на запуск ДГУ → стартёр крутит двигатель, ДГУ запускается → ожидание готовности ДГУ (10–60 с в зависимости от мощности) → контроллер мониторит напряжение и частоту на выходе генератора → когда параметры в норме, контроллер включает KM2.
Суммарное время переключения: 15–90 с — это пауза обесточивания для нагрузки.
При восстановлении Ввода 1: контроллер переключает KM2 → KM1 (с паузой 0,3–0,6 с). ДГУ работает на холостом ходу 3–5 минут для остывания. Контроллер останавливает ДГУ.
Плюсы. Решение для удалённых объектов. ДГУ независим от аварий в городской сети.
Минусы. Длинная пауза при переключении (15–90 с). Нагрузка обесточивается на это время. Регулярное обслуживание ДГУ обязательно.
Решение для длинной паузы. Комбинированная схема с ИБП (следующий раздел).
Типовые объекты. Удалённые производства, буровые установки, базовые станции сотовой связи в поле, объекты МЧС.
6. Схема 5: АВР с ИБП (бесшовное переключение)
Самое надёжное решение. Применяется там, где нагрузка не терпит даже миллисекундной паузы.
Структура. Ввод 1 (городская сеть) питает вход ИБП. ИБП в режиме online (двойное преобразование) постоянно работает с аккумуляторной батареи, вход сети служит только для подзарядки и прохода через «bypass». Выход ИБП идёт на нагрузку напрямую или через АВР. Параллельно — запасной ввод (сеть 2 или ДГУ) через АВР.
Логика. В нормальном режиме вход сети → выпрямитель → инвертор → нагрузка. АКБ подзаряжается. При пропадании Ввода 1: ИБП переключается на питание от АКБ мгновенно (0 мс — нагрузка не замечает). ИБП держит нагрузку от АКБ 5–30 минут. Параллельно запускается АВР с ДГУ — через 15–90 с ДГУ принимает на себя питание входа ИБП. ИБП переключается обратно на питание от сети (ДГУ), АКБ начинает подзаряжаться.
Суммарное время переключения: 0 мс для нагрузки. Всё промежуточное (пауза ДГУ) поглощается АКБ ИБП.
Плюсы. Абсолютная надёжность. Нагрузка не обесточивается никогда.
Минусы. Дорого. ИБП 100 кВА — от 800 тыс. ₽. Сложная инфраструктура (АКБ-помещение с кондиционированием, пожаротушением). ТО АКБ раз в 3–5 лет.
Типовые объекты. ЦОД Tier III-IV, банковские серверные, больницы (реанимация), непрерывные производства, диспетчерские энергосистем.
7. Схема 6: АВР с тремя вводами (особая группа I категории)
Самая сложная логика. Применяется для объектов особой группы первой категории по ПУЭ-7.
Структура. Ввод 1 от одной подстанции. Ввод 2 от другой независимой подстанции. ДГУ как третий источник. Три контактора / автомата с сложной логикой переключения.
Логика каскадная. Нормальный режим: работает Ввод 1, Ввод 2 в горячем резерве, ДГУ отключён. При отказе Ввода 1: переключение на Ввод 2 за 0,3–0,6 с. При отказе и Ввода 1, и Ввода 2: команда на запуск ДГУ, переключение на ДГУ через 15–60 с. При восстановлении любого ввода: приоритетное возвращение к Вводу 1 (если он доступен), иначе к Вводу 2.
Суммарное время переключения при отказе одного ввода: 0,3–0,6 с. При отказе обоих городских: 15–60 с.
Плюсы. Максимальная надёжность для городской среды.
Минусы. Сложная логика — ПЛК с кастомной прошивкой, повышенные требования к обслуживанию. Стоимость — от 2 млн ₽.
Типовые объекты. АЭС, крупные нефтеперерабатывающие заводы, стратегические объекты связи, центры национальной безопасности.
8. Формулы расчёта
Суммарный ток АВР. Номинальный ток АВР выбирается с запасом 25–30% над расчётным током нагрузки для учёта переходных процессов и гармоник.
I_авр = I_нагр_расч × 1,25 … 1,3
Время переключения при сохранении работы двигателей. Асинхронный двигатель снижает обороты за счёт инерции. Чтобы при повторном пуске не было броска тока, переключение должно уложиться в определённое время:
t_переключения < 0,5 × T_инерции
где T_инерции — постоянная времени механической инерции двигателя. Для большинства промышленных двигателей T_инерции = 1–3 с, значит t_переключения должно быть меньше 0,5–1,5 с. На практике ориентируются на 0,4 с.
Мощность ДГУ. С учётом пусковых токов двигателей (I_пуск = 5–7 × I_ном):
S_дгу > 1,5 × P_нагр + Σ S_пуск_двигателей
Важно: ДГУ не должен перегружаться даже в пиковый момент пуска самого мощного двигателя нагрузки.
Время работы ИБП. Ёмкость АКБ:
C_акб = (P_нагр × t_требуемое) / (η × U_акб)
где η — КПД ИБП (0,9–0,95), U_акб — напряжение АКБ (стандартно 240 В DC для ИБП до 200 кВА).
9. Типовые ошибки в схемах АВР
Ошибка 1 — отсутствие контроля встречного включения. При переключении надо сначала убедиться, что первый ввод действительно отключён физически, и только потом включать второй. Иначе можно получить встречное включение через ошибочный контакт или залипание контактора.
Ошибка 2 — неправильный выбор типа коммутации по времени. АВР на воздушных автоматах ставят на нагрузку с критичной паузой 0,5 с — двигатели успевают остановиться, происходят механические удары.
Ошибка 3 — игнорирование пусковых токов при переключении на ДГУ. ДГУ рассчитывают на установившуюся нагрузку, забывая про пусковые токи. В результате ДГУ падает в защиту при переключении.
Ошибка 4 — отсутствие блокировки секционного выключателя. На двухсекционной схеме с АВР на СВ: если забыли блокировку, можно получить кольцевое питание через два включённых ввода и работу СВ параллельно.
Ошибка 5 — неучёт селективности. КЗ в нагрузке отключает вводной автомат, контроллер АВР интерпретирует это как «авария ввода» и переключается на резерв — в итоге обесточены оба ввода.
Ошибка 6 — слишком короткая пауза при обратном переключении. При восстановлении основного ввода надо дать параметрам стабилизироваться 10–30 с, иначе возможны повторные переключения туда-обратно.
Ошибка 7 — отсутствие теста АВР в проекте ПНР. Контроллер АВР настраивается в лаборатории, но в реальности параметры сети отличаются. После монтажа нужны приёмочные испытания с имитацией отказа ввода.
10. FAQ
Какое минимальное время переключения реально в классической АВР?
Лучшее показанное — 20 мс на статических АВР (тиристорные). Практически достижимо для массовых объектов — 200–400 мс на контакторной схеме с быстрым контроллером (DeepSea DSE855, Socomec Atys P).
Можно ли сделать АВР на обычных розетках?
Технически да. Есть однофазные АВР на 16–32 А для частных домов. Называются «АВРЭ» или «автоматы ввода резерва». Цена 8–25 тыс. ₽. Подходят для котельной или серверной частного дома с небольшой нагрузкой.
Чем АВР отличается от ВРУ?
ВРУ (вводно-распределительное устройство) — это общее название щита на вводе здания. АВР может быть частью ВРУ (функцией внутри ВРУ) или отдельным щитом. ВРУ с АВР — распространённое сочетание для I категории.
Нужна ли синхронизация фазировки при АВР?
Для АВР с полным разрывом (break-before-make) — нет, нагрузка на миг обесточена. Для АВР со стыковым переключением (make-before-break, очень редкое решение) — да, нужна синхронизация. Практически 99% АВР — break-before-make без синхронизации.
Как часто ТО у АВР?
Для контакторных АВР — раз в 1–2 года (проверка контактов, протяжка клемм, тестовое переключение). Для АВР с ДГУ — ежемесячная проверка запуска, раз в квартал — полное ТО ДГУ. Для АВР с ИБП — ежегодная профилактика ИБП, раз в 3–5 лет — замена АКБ.
Можно ли модернизировать старый АВР на реле?
Да. Старая релейная логика заменяется современным контроллером (ATS-контроллер или ПЛК). Физически меняется «мозг», коммутационная аппаратура остаётся. Модернизация обходится в 30–50% стоимости нового АВР.
Что дальше
Все 6 схем АВР доступны в разделе для проектировщиков — скачиваются в DWG и PDF без регистрации. Если нужна адаптация схемы под конкретный объект — заполните опросный лист АВР, инженер KRONA рассчитает конфигурацию за 3 рабочих дня.
KRONA изготавливает АВР по всем 6 схемам. Контакторные от 100 А, на воздушных автоматах до 4000 А, с ДГУ, с ИБП, с тремя вводами. Собственная ЭТЛ, протокол испытаний на каждый шкаф, гарантия 60 месяцев. Отправить ТЗ →
