В зависимости от модели устройства автономного питания и схемы вводного щитка, подключение генератора к сети загородного дома может несколько отличаться в деталях. Есть известные различия между ручным запуском и автоматическим, нюансы подключения одно и трехфазных генераторов, но в целом, при наличии минимальных навыков работы с электрическими цепями, все получится выполнить самостоятельно. Ну а если разобраться в принципах работы электромагнитного пускателя и реле, то можно наладить автозапуск и обычного генератора, который в другом случае пришлось бы постоянно заводить ключом.
«Экстренные» способы подключения и их недостатки
Обычно «пожарными» способами пользуются в тех случаях, когда по каким-либо причинам нельзя воспользоваться генератором напрямую – требуется включить его в домашнюю сеть срочно, и нет времени монтировать отдельную схему подключения.
Специалиста от простого обывателя, кроме всего прочего, отличает знание причин запретов – именно это позволяет в нужные моменты их обойти: сделать что-то не по правилам, но получить нужный результат. Только нельзя забывать банальности - электричество не прощает ошибок, а значит надо просчитывать свои действия на несколько шагов вперед, чтобы исключить все возможные накладки.
Подключение через розетку
Самый распространенный из «пожарных» способов как подключить генератор к дому, является банальное включение его в розетку, для чего покупается или изготавливается самостоятельно «переноска» со штекерами на концах.
Применять этот метод настоятельно не рекомендуется, но простота его использования снова и снова подкупает многих владельцев генераторов малой и средней мощности.
Принцип использования такого подключения становится понятным, если посмотреть на стандартную схему домашней электропроводки. Действительно, если к одной из розеток подключить источник тока, то напряжение появится на всех участках цепи.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат. 5. Розетки.
Недостатков у этого метода не так уж и много, но про них надо помнить, чтобы не испортить генератор.
1. Перегрузка провода.
На этот момент внимания можно не обращать, если используется генератор мощностью до 3 кВт. Розеточные линии стандартно подключаются проводом сечением 2,5 мм², а сами розетки рассчитаны на максимальную силу тока в 16 Ампер. Согласно таблице соотношения сечения кабелей к силе тока, который они могут пропустить, даже алюминиевые провода (которые уже запрещены к установке) такого сечения свободно выдерживают мощность до 3,5 кВт.
| Сечение жилы кабеля, мм2 | Диаметр жилы кабеля, мм | Медная жила | Алюминиевая жила | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ток, А | Мощность, кВт при напряжении в сети 220 В | Мощность, кВт при напряжении в сети 380 В | Ток, А | Мощность, кВт при напряжении в сети 220 В | Мощность, кВт при напряжении в сети 380 В | ||
| 1 | 1,12 | 14 | 3,0 | 5,3 | - | - | - |
| 1,5 | 1,38 | 15 | 3,3 | 5,7 | - | - | - |
| 2,0 | 1,59 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14 | 3,0 | 5,3 |
| 2,5 | 1,78 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16 | 3,5 | 6,0 |
| 4,0 | 2,26 | 27 | 5,9 | 10,0 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 6,0 | 2,76 | 34 | 7,7 | 12,0 | 26 | 5,7 | 9,8 |
| 10,0 | 3,57 | 50 | 11,0 | 19,0 | 38 | 8,3 | 14,0 |
| 16,0 | 4,51 | 80 | 17,0 | 30,0 | 55 | 12,0 | 20,0 |
| 25,0 | 5,64 | 100 | 22,0 | 38,0 | 65 | 14,0 | 24,0 |
| 35,0 | 6,68 | 135 | 29,0 | 51,0 | 75 | 16,0 | 28,0 |
По формуле нахождения мощности P=I*U можно определить максимальный ток, выдаваемый генератором. Если его мощность 3 кВт, а напряжение 220 Вольт, то I = 3000 / 220 ≈ 13,65 Ампер, т. е. запаса прочности даже стандартной розетки должно хватить с избытком (конечно, если это не устаревшие, еще советские модели, рассчитанные максимум на 6,3 или 10 Ампер).
Другое дело это генераторы большей мощности – для них все расчеты надо проводить отдельно. Правда все они обычно подключаются стационарно и острая необходимость в «подкидывании» их через розетку может возникнуть только в случае неисправности проводки. Вот здесь и надо твердо знать, что нарушается и можно ли это делать.
2. Человеческий фактор.
Перед включением резервного генератора в обязательном порядке надо отключать вводные автоматы. Если этого не сделать, то в лучшем случае часть мощности попросту уйдет к соседям, и генератор заглохнет от перегрузки. Хуже будет если в момент попытки завести генератор возобновится подача электричества на основную линию – это гарантированно сожжёт обмотку электродвигателя встречными токами.
Если неприятность возможна в принципе, то рано или поздно она произойдет. Даже если приладить на корпус генератора большую табличку с напоминанием о необходимости отключить вводной автомат, то всегда есть вероятность в спешке что-либо напутать.
3. Использование защитных устройств.
Если в доме проводка сделана согласно рекомендаций ПУЭ, то отдельные розеточные линии кроме стандартных автоматических выключателей будут защищаться с помощью устройств защитного отключения (УЗО). Кроме того что их надо подключать с соблюдением полярности, многие из них рассчитаны на включение источника тока на верхние клеммы, а нагрузки к нижним.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Распределительный автомат. 4. УЗО. 5. Автоматы потребителей.
Соответственно, при включении генератора в розетку надо будет следить где фаза и ноль, а еще вполне вероятна ситуация, когда работать будут только соседние розетки, а при попытке хотя бы включить свет, выбьет УЗО. Исправлять схему ради нескольких часов работы генератора нет смысла, поэтому единственный выход здесь это его включение напрямую через распредщиток.
Вдобавок ко всем существующим минусам, экстренная схема подключения генератора к сети дома через розетку, не предполагает возможности отследить когда появляется электричество на основной линии, чтобы вовремя переключиться обратно. Для этого нужна как минимум отдельная сигнальная лампочка, но так как вводной автомат отключается, использовать ее нет возможности.
Подключение генератора к распределительному автомату
Это самый правильный способ быстро подключить генератор, но с некоторыми нюансами, которые обязательно надо учитывать.
Проще всего получится выполнить такое подключение если рядом с распределительным автоматом есть розетка – ее часто устанавливают на случай выполнения ремонтных работ или просто для страховки. Правда при этом надо точно себе представлять, как именно подключена эта розетка – оптимальный вариант показан на схеме.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Розетка. 5. Распределительный автомат.
В таком случае все упирается только в пропускную способность самой розетки (16 Ампер) и надо помнить про отключение вводного автомата.
Если такую розетку при монтаже щитка не предусмотрели, то придется откидывать проводку от ввода распределительного автомата и подключать к нему генератор напрямую
Если дальше по схеме стоят УЗО, то обязательно надо соблюдать полярность.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат.
Главное здесь это не перепутать к какому именно автомату подключаться. Если вдруг есть доступ к вводному автомату перед счетчиком, и генератор подключить к нему, то в целом схема не изменится… Просто она будет включать в себя устройство учета электроэнергии, которому все равно что считать – ток из основной линии или выработанный генератором.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат.
Впрочем вероятность такой ошибки/подключения мала, так как счетчик и вводной автомат пломбируются проверяющими из энергонадзора.
Так как провода от магистральной линии откидываются, то к ним можно подсоединить контрольную лампочку – когда она засветится, значит генератор можно выключать. Вводной автомат при этом надо оставить включенным.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат.
Подключение генератора через перекидной рубильник
По сути это то же самое подключение генератора к распределительному автомату но уже оборудованное стационарным трехпозиционным переключателем чтобы не приходилось откручивать провода от клемм автоматического выключателя.
Под трехпозиционным подразумевается переключатель, к которому ток может подходить от двух разных веток, но нагрузка подключается только к одной из них. Третье положение нейтральное, чтобы исключить контакт входящих проводов. Так как генератор имеет собственный ноль, то и переключатель надо подбирать соответствующий – устанавливать однопроводной, через который переключается только фаза, здесь нельзя.
Если под рукой нет трехпозиционного переключателя, то временно можно изготовить и двухпозиционное перекидное устройство из двух двухполюсных автоматов. Их желательно взять одного производителя и номинала, чтобы совпадали размеры. Автоматы надо установить рядом, но один из них перевернуть вверх ногами, а клавиши скрепить вместе – для этого производителями предусмотрены отверстия для штифтов.
Понимающий в электрике человек может соорудить такое устройство и из четырех однополюсных автоматов – не переворачивать их и переключать каждый по отдельности. Но если кто-нибудь кроме него будет запускать генератор, то «защитой от дурака» лучше все-таки озаботиться сразу.
Сам переключатель устанавливается возле генератора. Это удобнее всего, так как его пуск выполняется в определённом порядке: сначала запускается сам генератор, а когда он прогреется, то к нему подключается нагрузка.
Чтобы генератор не работал впустую, после включения электричества на основной линии, надо сделать отвод для сигнальной лампы и разместить ее на заметном месте. Чтобы она не светила все время, то подключать ее надо через выключатель. Если есть опасения забыть его включить, то можно добавить элемент автоматизации, подключив лампу через любой нормальноразомкнутый контакт пускателя. Вся схема подключения генератора через перекидной рубильник и с сигнальной лампой выглядит следующим образом:
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат. 5. УЗО.
Пока есть напряжение на магистральной линии, вся схема работает в обычном режиме – ток проходит через переключатель и дальше идет на распределительный автомат. Когда пропадает электричество, то надо вручную запустить генератор и переключить нагрузку с дома на него. При запуске генератора через катушку пускателя КМ проходит ток и его контакты замыкаются – сигнальная лампа оказывается включена в сеть и когда на магистральной линии появится электричество, то лампочка засветится.
Простейшая схема автопереключения
Чтобы каждый раз при необходимости запустить генератор не приходилось клацать переключателем, можно собрать простейшую схему автопереключения источника тока. Это не система автозапуска – ее назначение только выполнять переключение ввода между магистральной линией и генератором, а пуск и остановку двигателя все равно придется выполнять вручную.
Минимально необходимые для этого детали – два пускателя (контактора) – КМ1 и КМ2 с перекрестным подключением. В них будут задействованы силовые контакты (КМк) и нормально замкнутые (КМнз). Чтобы у генератора было время прогреться, то дополнительно желательно использовать реле времени.
На рисунке показана такая схема, как подключить генератор к сети дома – работает она по следующему принципу:
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Распределительный автомат. 4. Генератор. 5. Реле времени. 6. Контактор основного ввода. 7. Контактор резервного ввода.
Пока есть электричество на магистральной линии, катушка КМ1 удерживает замкнутыми силовые контакты КМк1 и разомкнутыми нормальнозамкнутые КМ1нз1 и КМ1нз2. Когда электричество отключается, то размыкаются силовые контакты КМк1, а КМ1нз1 и КМ1нз2 замыкаются – теперь при запуске генератора, через время, на которое рассчитано реле, на катушке КМ2 появится напряжение, замкнутся силовые контакты КМк2 и ток в дом будет подаваться от генератора.
Когда на основной линии появляется электричество, то срабатывает катушка КМ1 – размыкаются контакты КМ1нз1 и КМ1нз2, обесточивая катушку КМ2. Силовые контакты КМк2 размыкаются, а КМк1 замыкаются и питание в дом снова идет от магистральной линии. Остается только не забыть выключить сам генератор.
Автозапуск генератора своими руками
При наличии определенных навыков в электротехнике можно самостоятельно собрать схему, способную без участия человека запустить генератор, когда на магистральной линии пропадет электричество. Главное условие – для этого нужна модель генератора, которая запускается и останавливается ключом, так как автоматизировать стартер, который надо дергать за шнур, дело заведомо неблагодарное.
Чтобы понимать принцип работы автоматического запуска надо точно представлять себе весь порядок действий, которые придется проделать для включения генератора:
1. Через 1-2 минуты после пропадания света, открыть воздушную заслонку двигателя и завести его. Задержка во времени нужна на тот случай, если свет просто моргнул или отключился на несколько секунд.
2. Еще через 2 минуты, когда двигатель прогреется, переключить нагрузку с магистральной линии на генератор, потом закрыть воздушную заслонку.
3. При появлении электричества на основной линии через 30-60 секунд отключить двигатель и переключить нагрузку с генератора на магистральную линию
Чтобы реализовать этот алгоритм, понадобятся четыре реле времени, четыре электромагнитных пускателя и магнитные толкатели с концевыми выключателями, наподобие сервоприводов, которые используются для центрального замка автомобиля. В стандартном электромагнитном пускателе есть катушка (КМ), нормально разомкнутые силовые контакты (КМк), 2 нормально разомкнутых управляющих контакта (КМнр1-2) и 2 нормально замкнутых управляющих контакта (КМнз1-2).
На рисунке общая схема подключения генератора к дому с автозапуском – принцип ее работы следующий.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат. 5, 6. УЗО.
При отключении электричества, катушка КМ4 перестает удерживать в разомкнутом состоянии контакты КМ4нз2, что включает зажигание генератора. Также катушка КМ1 перестает удерживать контакты КМк1 – они размыкаются и теперь линия отключена от домашней сети. Параллельно замыкаются нормальнозамкнутые контакты КМ1нз1 и КМ1нз2. Они запускают сервопривод, открывающий воздушную заслонку двигателя, и подают импульс для старта Реле времени 1 – через минуту замкнется контакт ключа и стартер запустит двигатель.
Старт генератора вызывает срабатывание катушки КМ3, которая размыкает нормально замкнутые контакты КМ3нз1 и КМ3нз2, чем останавливает стартер и обесточивает Сервопривод-1. Параллельное замыкание нормальнозамкнутого контакта КМ1нз2 подает импульс на другое реле времени – через две минуты запустится Сервопривод-2, закрывая воздушную заслонку, и сработает катушка КМ2, замыкая контакты КМк2, после чего ток подается в дом с генератора.
Чтобы обеспечить обратное переключение сначала надо через 1-2 минуты после появления электричества разомкнуть цепь катушки КМ2 и заглушить двигатель, для чего используется Реле времени 3 и пускатель КМ4, при срабатывании которого размыкаются нормально замкнутые КМ4нз1 и КМ4нз2. При отключении катушки КМ2 замыкается нормально замкнутый контакт КМ2нз1, который по истечении двух минут, через Реле времени 4 включает катушку КМ1 – теперь генератор обесточен и готов к следующему запуску, а питание в дом идет от магистральной линии.
Это только один из возможных вариантов автоматизации запуска. К примеру, при желании схему можно упростить убрав из нее реле времени и сервоприводы воздушной заслонки. Правда это можно делать только в том случае, если двигатель хорошо заводится, и вообще все его комплектующие хорошо отлажены.
Основной недостаток любой подобной схемы – она управляет автозапуском генератора, но не сможет отреагировать даже на незначительную нештатную ситуацию. К примеру, если заклинит воздушную заслонку, то двигатель будет работать на повышенных оборотах, а при неисправности самого двигателя внутреннего сгорания – если он не заводится – в лучшем случае, сядет аккумулятор.
Автозапуск генератора через блок АВР
Назначение таких устройств – частично или полностью исключить участие человека в работе генератора. Есть две основные разновидности таких устройств. Первая полностью копирует систему автопереключения, которая работает на двух пускателях, но с добавлением электронного блока запуска и остановки генератора.
От магистральной линии электроснабжения к нему подводится слаботочный кабель, по которому блок получает информацию о наличии или отсутствии напряжения в сети. В зависимости от этого он подает команду двигателю на пуск или остановку, а переключения между вводом из магистральной линии или от генератора, выполняют сами пускатели. В целом, это такая же система, как и предложенная схема для самостоятельной сборки, но здесь не придется ничего выдумывать – просто установить готовый блок.
Недостаток у такого блока тот же – его назначение только запуск и остановка двигателя без дополнительной защиты.
Сама схема выглядит следующим образом:
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Блок автоматического запуска генератора. 4. Генератор. 5. Реле времени. 6. УЗО. 7. Контактор основного ввода. 8. Контактор резервного ввода.
Более совершенный вариант это комплексная система, управляемая микропроцессорной электроникой. В целом она работает так же, как и самодельная система автозапуска, но ее главным преимуществом является наличие многочисленных датчиков, которые контролируют все аспекты работы генератора. Если случается какая-либо неисправность оборудования, то блок АВР сможет адекватно среагировать – не терзать генератор попытками автозапуска, а при наличии GSM-модуля и отправить владельцу сообщение о неисправности.
Сам блок АВР монтируется вместо распределительного щитка – для этого не нужно больших познаний – просто к нему надо подключить провода с магистральной линии, силовой и кабель управления от генератора и вывод в дом.
1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. АВР. 4.Генератор. 5. Управляющий кабель. 6. Автоматы потребителей. 7. Нулевая шина. 8. Шина заземления.
Такой блок является сложным комплексом оборудования и его стоимость в некоторых случаях может равняться цене генератора. Поэтому его приобретение оправдано только в случае частых отключений электроэнергии и для достаточно мощных генераторов.
Разница между одно и трехфазным подключением
Все подключения, что в однофазной, что в трехфазной сети выполняются полностью идентично, за исключением количества силовых проводов. Единственный важный нюанс касается так называемой фазы управления – если подключать к сети пускатель, то его основные контакты подключают и отключают от сети силовые провода, а питание для электромагнитной катушки тоже надо откуда то брать.
В однофазной сети проблем нет – фаза одна и такого вопроса просто не существует, а в трехфазной все несколько сложнее – есть L1, L2 и L3. Не вдаваясь в технические подробности, ответ здесь один – для управляющих цепей можно использовать любую из фаз, но только одну. Т. е. если катушка КМ1 запитана от фазы L3, то управление остальными пускателями, кнопки «Старт» и «Стоп» тоже надо «подвешивать» только на нее.
Сделать это не сложно – просто отметить, какого цвета провод на нужной фазе, а если кабель с одноцветными жилами, то наклеить или нарисовать на них маркеры.
Заземление
Сам принцип работы генератора предполагает периодическое возникновение на его корпусе статического электричества, поэтому все стационарно устанавливаемые устройства в обязательном порядке нуждаются в отдельном контуре заземления.
Идеальный вариант это создание полноценного заземляющего контура, но в целом можно обойтись и простейшим способом, для которого понадобятся металлический прут, длиной 1,5-2 метра, стальной болт или хомутовое соединение и мягкий медный провод. К железному пруту приваривается болт, а сам штырь забивается на всю длину в землю. Медный провод прикручивается одной стороной к болту (или зажимается хомутом), а другой к корпусу генератора – заземление готово.
Это все основные способы как подключить бензогенератор к сети дома и возможные нюансы. Представленные схемы помогут определить, стоит ли устанавливать системы автозапуска или проще будет обойтись ручным переключением. Разумеется, что при установке каждого отдельного генератора, блока АВР или самодельной системы автозапуска, могут возникнуть дополнительные вопросы, но решать их уже придется в каждом случае отдельно в зависимости от модели устройства и схемы домашней электросети.
