Схема подключения генератора к сети загородного дома

Для обеспечения комфортных условий проживания в загородном доме проводится установка самого различного оборудования. При отсутствии электроэнергии или сбоях в ее подаче выполняется подключение генератора к сети загородного дома. Подобное устройство предназначено для преобразования механической энергии в электричество.

Применяемая схема подключения генератора должна быть безопасной, так как скачки напряжения могут стать причиной неисправности бытовой техники. Прежде чем проводить подключение генератора, следует уделить внимание полезным рекомендациям.

Типичные ошибки

При неправильном подключении генератора может пострадать не только используемая бытовая техника, но и электропроводка дома, и само устройство. Распространенной ошибкой можно назвать случай, когда мини-электростанция подключается к электропроводке через розетку в обход автоматов. Применение подобной схемы недопустимо по следующим причинам:

1. Мощность генератора может быть выше пропускной способности проводки. Кроме этого, пропускная способность розеток составляет не более 3,5 кВт. Слишком высокая нагрузка приводит к перегреву проводки, изоляция теряет свои свойства, и происходит короткое замыкание. Слишком сильный нагрев и вовсе становится причиной возгорания.
2. Подобная схема подключения генератора к дому характеризуется тем, что при включении автомата мини-электростанция выходит из строя. Такое оборудование предназначено исключительно для отдачи электроэнергии, а не в целях ее потребления.

Рассматривая то, как подключить генератор к дому, следует уделить внимание схеме, которая предусматривает применение перекидного рубильника или реверсивного переключателя. Кроме этого может применяться система автоматического запуска резерва.

Автоматический ручной автозапуск резервного генератора

Если есть навыки, то можно реализовать схему, автоматически запускающую бензиновый электрогенератор, когда сеть обесточивается. Используют модель резервной станции с запуском/ остановкой ключом. Для изделия со стартером, когда надо дергать за шнур, теоретически это тоже можно сделать, но такой вариант слишком сложный, не стоит затраченных усилий.

Для лучшего понимания принципа функционирования автозапуска надо ознакомиться с порядком манипуляций, которые выполняют обычно:

1. По прошествии 1–2 мин. после того, как отключилась главная линия, открывают воздухозабор мотора, заводят его. Задержка нужна на всякий случай, чтобы исключить ситуации, когда свет моргнул и сразу появился снова.
2. Ждут 2 мин. — это прогрев, переключают нагрузку с магистрали на генератор, задвигают воздушную заслонку.
3. После возобновления работоспособности основной линии через 30–60 сек. глушат резервный источник, переключают нагрузку на нее.

Реализация автоматизации

Для реализации автоматизации описанного алгоритма потребуется смонтировать по 4 шт. реле паузы, ЭМ пускателелей, магнитных толкателей с концевиками (напоминают сервоузлы для автомобильных замков). Фактически это будет самодельный АВР.

В ЭМ пускателе есть катушка (КМ), и нормально расцепленные контакты силовые (КМк) и 2 управляющих (КМнр1 — 2), а также 2 нормально замкнутые управляющие (КМнз1 — 2).

Алгоритм схемы с автозапуском:

1. Когда основная линия становится нерабочей, на КМ4 смыкаются контакты КМ4нз2, активируется зажигание мотора.
2. На КМ1 расцепляются КМк1 — линия отключается от домашней сети.
3. Одновременно сходятся КМ1нз1 и 2, сервопривод отводит воздухозатвор, подается импульс для реле задержки 1. Через 1 мин. контакт ключа будет замкнут, стартер произведет запуск.
4. Старт инициирует активацию КМ3, размыкаются КМ3нз1 и 2, стартер останавливается, обесточивается Серовопривод-1. Одновременно сходятся КМ1нз2 — импульс поступает на другое реле задержки, через 2 мин. стартует Сервопривод-2, воздухозаборник закроется, сработает КМ2, что замкнет КМк2, ток дальше подается на объект резервной станцией.

Выбор подходящей модели

В продаже встречаются самые различные модели генераторов. Многие предназначены для применения на строительных площадках или в промышленных сооружениях. Домашняя электростанция представлена двигателем внутреннего сгорания, который соединен с генератором. Именно генератор вырабатывает электричество, преобразуя механическую энергию. Для дома в большинстве случаев выбирают четырехтактную модель с частотой вращения до 3 000 об/мин, объем топливного бака составляет 10−15 литров.

При выборе уделяется внимание следующим характеристикам:

1. Мощность.
2. Экономичность.
3. Моторесурс.
4. Комфорт в применении.
5. Надежность.

Мощность выбирается в зависимости от того, как много оборудования будет питаться от генератора. Экономичность во многом зависит от особенностей применяемого ДВС и генератора. Комфорт в применении зависит от следующих показателей:

1. Размеров конструкции.
2. Шума во время работы.
3. Особенностей управления, подключения и заливки топлива.

Надежность зависит от популярности бренда, под которым выпускается генератор.

Основным вопросом при выборе также является предназначение устройства. В большинстве случаев оно приобретается для резервного применения, когда возникает аварийная ситуация на линии. Примером можно назвать случай обильного выпадения снега. В качестве основного источника питания мини-электростанция применяется крайне редко.

Для подключения устройства требуется слаженная работа нескольких элементов:

1. Домашней сети потребления.
2. Центральной цепи подачи энергии.
3. Кабеля от резерва.

В продаже можно встретить самые различные варианты исполнения мини-электростанций для дома. Большей популярностью пользуются бензиновые модели:

1. Большой выбор.
2. Мощность подходит для бытового применения: от 0,8 до 12 кВт.
3. В продаже есть компактные модели, не занимающие много места.
4. Для дома продают однофазные модели, но можно приобрести и трехфазный вариант исполнения.
5. Надежность в работе и низкий уровень шума.

Схема охлаждения зависит от того, будет ли применяться генератор постоянно или только в качестве резервного источника. Многие модели, не предназначенные для длительного применения, снабжаются воздушными вентиляторами. Если устройство будет работать круглосуточно, то следует выбирать модель с водяным охлаждением.

В продаже встречаются и дизельные генераторы, которые из-за высокой стоимости и сложности сегодня устанавливаются крайне редко. Их применение целесообразно только в случае большого объема работы.

Установки для генерации тока разделяются на несколько основных типов:

1. Асинхронные — характеризуются простотой и надежностью. Современные модели имеют корпус, который защищает основные узлы от воздействия пыли и влаги. Рекомендуется приобретать подобные модели для активных нагрузок.
2. Синхронные агрегаты лишены практически всех недостатков, которые присущи асинхронным. Особенности конструкции позволяют поддерживать напряжение с большей точностью. Рекомендуется выбирать бесщеточную модель, так как она характеризуется лучшими эксплуатационными качествами.
3. Инверторные — обходятся намного дороже, чем предыдущие варианты исполнения. При этом конструкция менее надежна и устройство проявляет себя в эксплуатации хуже: не может поддерживать постоянное напряжение.

При отсутствии трехфазных потребителей следует приобретать однофазный генератор. Это связано с тем, что трехфазная модель обходится дороже.

Устройство и основные параметры генерации

Устройство трехфазного генератора
Трехфазный генератор представляет собой устройство, работающее по принципу преобразования механической энергии вращающегося вала в электричество. В его состав помимо связанной с приводом подвижной части входят три катушки, набранные из множества обмоток и размещенные на сердечнике статора. В бесколлекторных генераторах при вращении ротора в катушках наводятся ЭДС, по своим параметрам соответствующие нормативам 3-х фазного сетевого питания. Это означает следующее:

• получаемые напряжения имеют форму синусоиды;
• амплитуда каждой из 3-х фаз равна 220 Вольт;
• напряжение между ними составляет 380 Вольт;
• частота генерируемых колебаний – 50 Герц.

Конструктивной особенностью таких агрегатов является сдвиг между фазами, равный 120 градусам.

С катушек статора в обслуживаемую линию подается переменное напряжение, обеспечивающее ее необходимым питанием 380 Вольт.

Особенности подключения

При поиске ответа на вопрос, как подключить генератор к сети дома (схема соединения источника энергии с потребителем может отличаться в зависимости от особенностей дома), следует ответить на несколько вопросов:

1. Как часто происходит обрыв центральной сети электроснабжения и требуется ли автоматическое подключение резерва.
2. Какова суммарная мощность потребителей с учетом потерь (учитывается запас мощности).
3. Где можно безопасно разместить устройство и подключить к системе.

Применение автоматики существенно увеличивает затраты при проведении монтажных работ. При редких перебоях с электроэнергией рекомендуется устанавливать ручной переключатель, который обладает длительным сроком службы и высокой надежностью.

При расчете требуемой мощности генератора учитывается:

1. Суммарная потребительская мощность всего оборудования.
2. Запас 30%, который рассчитан на более высокий пусковой ток и подключение дополнительного оборудования.

Схема подключения может быть простейшей. Важно составить ее правильно и защитить сам генератор и потребителей от высокой нагрузки.

Как выполнить заземление и молниезащиту дизель-генераторной установки?

Сети с номинальным напряжением до 1 кВ, питающиеся от понижающих трансформаторов, присоединенных к сетям с Uном > 1 кВ, выполняются с глухим заземлением нейтрали. Сети с Uном до 1 кВ, питающиеся от автономного источника или разделительного трансформатора (по условию обеспечения максимальной электробезопасности при замыканиях на землю), выполняются с незаземленной нейтралью. Сети с Uном = 110 кВ и выше выполняются с эффективным заземлением нейтрали (нейтраль заземляется непосредственно или через небольшое сопротивление). Сети 3 — 35 кВ, выполненные кабелями, при любых токах замыкания на землю выполняются с заземлением нейтрали через резистор. Сети 3-35 кВ, имеющие воздушные линии, при токе замыкания не более 30 А выполняются с заземлением нейтрали через резистор.

Применяемые схемы

Существует несколько схем подключения, каждая из них имеет свои особенности. Чаще всего применяют следующие способы применения дополнительного источника питания:

1. Прямое подключение резерва к выбранной группе потребителей.
2. Через трехпозиционный переключатель или перекидной рубильник. В этом случае можно обеспечить питание всех розеток и выключателей в доме, если проводка рассчитана на мощность генератора. Недостаток этой схемы заключается в том, что трехфазное оборудование работать не будет.
3. Создание двух контактов: один будет работать от городской сети, второй от резервного источника. Этот способ предусматривает использование ABP.

Подключение через ABP

При частом возникновении проблем с городским электроснабжением целесообразно применить схему с ABP. Специальное устройство контролирует внешнюю сеть практически сразу после ее включения. Устанавливаемый автомат перед подключением генератора делает паузу около 10 секунд с момента потери напряжения от основного источника, затем отключает основную сеть. Для набора требуемой мощности мини-электростанции требуется еще около 20 секунд. После того как пропало напряжение от основного источника, системе требуется около 30−40 секунд для подачи электричества от резервного генератора.

Схема подключения в этом случае выглядит следующим образом:

1. Местная электросеть подает ток на счетчик через автоматический выключатель на ABP.
2. К ABP подключается параллельно генератора.
3. После ABP идет еще один автоматический выключатель.

Подобная схема очень комфортна в эксплуатации, но обходится очень дорого.

После того как появляется напряжение на внешней сети, резервный источник питания отключается, домашняя сеть переходит в обычный режим работы. Подобная схема требует периодического обслуживания.

Перекидной рубильник

Для снижения затрат на проведение монтажных работ при подключении автономного источника питания можно использовать перекидной рубильник. Этот метод подключения обладает следующими особенностями:

1. Средние контакты рубильника подключают к сети нагрузки.
2. Крайние контакты служат для соединения домашней сети с электростанцией и городской сетью электроснабжения.
3. Рекомендуется выбирать модель рубильника, которая имеет дополнительное промежуточное положение.

В обычном состоянии рубильник подает ток от городской сети, при переключении потребители будут питаться от генератора.

В продаже встречается довольно большое количество рубильников старого образца. Они характеризуются тем, что могут искрить при смене положения рукоятки. Современные варианты исполнения имеют защитный кожух, который существенно повышает надежность конструкции.

Реверсивный рубильник

Для подключения бензогенератора можно использовать реверсивный рубильник. К особенностям применения подобного устройства относятся следующие моменты:

1. Переключатель может находиться в трех положениях: крайние замыкают две цепи, центральное размыкает обе.
2. Устройство подходит исключительно для дома с небольшой мощностью потребителей. Именно поэтому реверсивный генератор часто используется на даче.

Подобный переключатель обходится дешево и установить его несложно.

Через автоматический (распределительный) выключатель

Идеальный вариант, если в щитке есть розетка. Не надо путать этот способ с описанным выше. На рынке электротоваров некоторые готовые щитки изначально комплектуются такими выходами (рекомендовано выбрать их для частного домовладения). Иногда и при самостоятельной сборке щитка устанавливают вводной АВ, счетчик, УЗО и одну-две розетки для страховки, так удобно осуществлять ремонт. Тогда генератор без проблем подсоединяют туда.

Надо быть достоверно осведомленным, что это не обычная сетевая розетка.

Правила соблюдать обязательно:

• розетка должна пропускать как минимум 16 А или больше под мощность резервного аппарата;
• АВ на вводе надо отключить.

Другие рекомендации

Провести подключение генератора можно самостоятельно. При выполнении работ нужно учитывать такие особенности:

1. Конструкция резервного источника энергии редко имеет хорошую защиту от воздействия осадков. Именно поэтому его нужно устанавливать под навесом или в отдельном помещении.
2. Подключается рассматриваемое оборудование всегда после счетчика, иначе придется платить и за резервный источник энергии.
3. В некоторых случаях есть возможность использовать генератор в качестве подпитки при возникновении пиковых нагрузок.

Перед установкой резервного источника энергии следует подробно изучить рекомендации по эксплуатации от производителя. Некоторые модели могут подключаться к автоматам, другие имеют только ручной блок управления. Для выбора оптимальной схемы подключения генератора нужно подробно изучить особенности применяемого оборудования.

Через перекидной, реверсивный рубильник (переключатель)

Фактически это тот же вариант с распределительным АВ, но в схему уже добавляется трехпозиционный переключатель, монтируется стационарно. Таким образом, отпадет необходимость в снятии жил с автомата.

Переключатель данного типа подразумевает, что ток может подаваться к нему от 2 разных веток при подключении нагрузки к одной. Средняя позиция нейтральная для исключения замыкания входящих жил. Данная схема весьма популярная, ее выбирают для автомобильных генераторов, если нет желания тратиться на АВР.

У генератора есть свой ноль, поэтому обычный переключатель, однопроводной, размыкающий и переключающий только фазу, использовать нельзя.

Если нет заводского 3-позиционного выключателя, то можно собрать временный вариант, подойдет и двухпозиционная перекидная конструкция из двух 2-полюсных АВ. Желательно взять аппараты одного производителя, одинаковые по номиналу и размеру, так будет удобнее их соединять.

Приборы располагают «валетом»: один перевернут. Клавиши скрепляют между собой, для этого на них производителями делаются отверстия под штифты, в роли которых можно использовать толстую жесткую проволоку, скрепку. Таким образом, будет срабатывать сразу «защита от дурака»: один АВ включается, второй выключается одновременно.

Можно соорудить описываемое устройство и из 4 однополюсных АВ — принцип идентичный. Также можно не переворачивать их, переключать каждый отдельно, но «защиты от дурака» не будет, что опасно для не проинформированного человека.

Переключатель можно монтировать в любом месте линии, но целесообразнее всего его установить возле генератора, так как запуск осуществляется в определенном порядке:

1. Пуск.
2. Ждут прогрева.
3. Подключают нагрузку.

Чтобы мини-станция не работала вхолостую, когда возобновится магистральное напряжение, делают отвод для сигналки на заметной позиции. А при подсоединении ее через выключатель она не будет светиться постоянно.

Графически система с перекидным рубильником выглядит так (на изображении нет сигналки — ее ставят сразу после счетчика):

Установка заземляющего контура

Контур должен размещать под землей, поэтому для более легкого вхождения его в грунт, нижний конец вертикальных заземлителей срезают под углом. Контур заземления обычно имеет форму треугольника, поэтому на расстоянии не менее 3 метров от здания подготавливают треугольную траншею с размерами: глубина 70см, ширина 50см. От этого треугольника прокладывается траншея к распределительному шкафу. В вершины подготовленного треугольника забивают вертикальные заземлители на величину промерзания почвы от 1,5м до 3м. над почвой (внутри траншеи) должен выступать отрезок размером 20-25см.

Совет: при плотном грунте допускается заблаговременно подготовить отверстия под монтаж электродов.

Когда электроды установлены, к концам электродов, которые остались над поверхностью земли, приваривают горизонтальный заземлитель. Места соединений следует обработать антикоррозийными средствами. Далее к этой конструкции приваривается провод заземления при помощи болта на 10мм. При сборке всей конструкции заземляющего контура не допускаются скрутки, все детали соединяются только при помощи сварки.

После того, как контур полностью собран и установлен, его проверяют на уровень сопротивления. Если он не превышает норму, то траншею закапывают. Провод от заземлителя уходит в силовой шкаф и подключается к линейке заземления.