Моя схема підключення резервного живлення

Майже щодня в чатах електромобілістів зустрічаю питання про те, як краще підключати живлення від авто до будинку (функція V2L в BYD). Вирішив поділитись своєю схемою підключення, якщо точніше - двома схемами. Тут немає нічого космічного, але людям, які не сильно дружать з електрикою, можна скласти розуміння як заживити будинок від автомобіля.
1. Перша схема.
Використовувалась вона нашвидкоруч, так-званий спосіб "вилка-вилка". Цілком влаштовувала мене на протязі останніх 3 років для підключення генератора та зарядної станції.
Всі джерела резервного живлення такі, як зарядні станції, ДБЖ(UPS), V2L адаптер для авто, класичний генератор передбачають що навантаження в них будуть вмикати через їх вбудовані розетки. Також більшість будинків, квартир (крім тих, власники яких на етапі будівництва\ремонту подбали про підключення джерел резервного живлення) не мають окремої лінії для подачі електроенергії з альтернативних джерел, окрім як від центральної мережі.
Тому у всіх і виникає спокуса під'єднати вихід джерела живлення до найближчої розетки будинку. Таким чином напруга з'являється у всіх точках будинку, які знаходяться на тій же лінії (фазі), що й розетка, куди підключене джерело живлення.
Для підключення достатньо такого простого девайсу:
Переваги такого підключення:
- Простота - простий шматок дроту дозволяє заживити всі пристрої в будинку
- Дешевизна - цей шматок дроту коштує приблизно 100 грн.
- Немає необхідності переробляти розводку електрики будинку, довбати стіни, тощо.
Недоліки:
- Незручність для об'єктів з 3-фазним вводом - оскільки розетка, яка заживлюється від ДБЖ підключена лише до однієї фази будинку, а всі споживачі/прилади/кімнати розподілені рівномірно (в ідеалі) між 3ма фазами, то працювати будуть лише ті споживачі, які підключені до тієї ж фази, на якій встановлена приймаюча розетка. Якщо ж заживити всі необхідні споживачі від цієї однієї фази то це спричинить розбаланс навантаження при штатній роботі від центральної мережі. Якщо це робити не відповідально то можна отримати перегрів проводки, плавлення ізоляції, вихід з ладу захисних пристроїв ПЗВ/Автоматів, контакторів, реле, а можливо й щось гірше.
- Небезпека для життя - коли кабель однією стороною ввімкнений в генератор/ДБЖ/зар. станцію, на іншому боці - голі контакти під напругою. Необачність може призвести до сумних наслідків.
- Небезпека для самого джерела живлення - якщо забути вимкнути ввідний автомат, то при подачі напруги в центральній мережі відбудеться явище, яке називають "зустрічний струм", Тобто джерело живлення отримає вхідний струм від цетнтральної мережі на свій вихід, на який воно намагається видавати напругу. Тут наслідки для генератора/зар. станції/автомобіля будуть непередбачувані, але сумні.
- Необхідність тримати в голові чіткий алгоритм дій: що за чим вимикати, вставляти, вмикати. Після використання, виконувати цей алгоритм в зворотному порядку.
- Монополія на використання😄- важко навчити нетехнічну дружину, неможливо довірити дитині проведення таких дій.
- Обмеження потужності - через побутову вилку і розетку можна пропускати максимум 16 А струм. Але це вже межа і далеко не всі вилки/розетки витримають такий струм впродовж тривалого часу.
- Ще один недолік, який стосується лише автомобіля як джерела живлення (при використанні зарядної станції/генератора/ДБЖ цей недолік в мене не проявлявся). Полягає в тому, що необхідно не лише вимикати ввідний автомат (який у мене розриває 3 вхідні фазні провідники), а також нульовий провідник. Інакше машина видає помилку "Check discharge equipment" і відключає V2L коли в центральній мережі зявляється напруга. Щоб такого не траплялось треба ставити 4-полюсний ввідний автомат при 3-фазному вводі і 2-полюсний при однофазному, щоб додатково до фазних провідників також розривати нульовий.
Отже моя схема була наступна (якість схемки чомусь дуже ріже цей сайт, але ніби все можна розгледіти. Посилання на хорошу якість додав вкінці):
При вимкненні електрики я робив наступні дії:
- Відключав ввідний автомат всередині будинку (показаний на схемі в блоці "будинок")
- Підключав зарядну станцію проводом вилка-вилка в розетку всередині будинку.
- Щоб працювало все, що мені необхідно (насос в свердловині, мікрохвильовка, індукційна плита, холодильник, насоси опалення, світло в більшості кімнат, розетки у вітальній, комп'ютер) довелось пересортувати автомати у розподільчому щитку в будинку. Тобто повісити ці всі "необхідні" споживачі на одну фазу.
Але тут головне не перестаратись і враховувати скільки сумарного струму (потужності) може витримати проводка цієї фази.
- Якщо зарядна станція розряджалась і світла ще не було, доводилось вмикати генератор.
- Для цього зарядну станцію з розетки треба витягнути
- В гаражі втикнути таким ж способом в розетку генератор, запустити його.
- В будинку зарядну станцію включити на зарядку іншим дротом
- Пізніше, коли придбав машину то генератор вже став останнім варіантом по пріоритету, а після зарядної станції використовував V2L функцію автомобіля, але принцип підключення такий же: в колодку з розетками яка підключена до GBT порту автомобіля вставляв провід "вилка-вилка"
- Після ввімкнення світла, потрібно було якось про це дізнатись 😁, тому періодичний похід на вулицю, для перевірки чи лічильник електроенергії світиться.
- в разі ввімкнення світла, потрібно спочатку відімкнути джерело живлення, не беручись за голі контакти вилки під напругою, увімкнути ввідний автомат, поставити джерело живлення на зарядку, якщо це зар.станція, авто, чи ДБЖ.
Все це працювало і я не хотів нічого кардинально міняти...
Але мав проблему з зарядкою автомобіля. В гараж заходить проводка через будинок: алюмінієвий дріт 4х4мм. Тягнеться вона через ту ж лінію, на яку підключений електрокотел (4кВт х 3 фази). Відповідно вмикати котел на всю потужність і заряджати машину я не міг. Але навіть коли котел не працює, заряджати машину на максимальній швидкості зі струмом 32А я теж не міг, бо максимальні струми для цього каберю щось біля 29 А. На максимальному струмі використовувати проводку не можна, буде дуже грітись. Тому я вирішив проводити окрему лінію, в обхід будинку, яка буде використовуватись лише для зарядки автомобіля. Для того, щоб мати запас по потужності кабель вибрав мідний 4х6мм. Його максимум це 10 кВт потужності (на 1 фазу). Для зарядки китайського однофазного BYD Tang мені було б достатньо 2 провідника: фазу і нуль, враховуючи, що земля в гараж вже заведена, але взяв на перспективу кабель для авто з 3-фазною зарядкою. Загалом пішло 45м кабелю, підключив його через ввідний щит пралельно до будинку, кабель проклав в гофру під піддашком будинку, з сторони вулиці. Заряджатись на струмі 32А стало значно приємніше, ніж на 16А😉
2. Друга схема
Використовую її з недавнього часу. Встановив АВР, який є єдиною точкою входу електроенергії в будинок. Джерело №1 це ввід від центральної мережі, Джерело №2 - це на вибір: зарядна станція, яка стоїть в будинку безпосередньо біля щитка з АВР, або провід, який приходить з гаража, до якого підключений або V2L автомобіля, або бензиновий генератор.
Восени 2024р коли відключення світла почастішали і доводилось на день 5 раз бігати, підключати станцію за описаним вище алгоритмом, потім ставити її на зарядку. Це все сильно відволікає і одного разу на автоматі можна забути виконати якусь дію і спалити це джерело живлення або взятись за провідники під напругою. Тому вирішив починати "правильне" підключення всіх своїх джерел. Тим більше, що вже давно в мене валявся АВР Geya, який приїхав з Китаю і чекав свого часу😁
Насамперед я хотів автоматизувати роботу з зарядною станцію, оскільки в 99% відключень мені її з головою вистачало для нормального життя, витримувала відключення по 5-6 годин. ЇЇ ємність 2кВт*год, максимальне навантаження - 2 кВт. Функція швидкої зарядки дозволяє за 1.5 години повністю зарядити. Але також прийшла думка, що в лінії, яку я проклав для зарядки автомобіля в гараж, 2 мідних провідника перерізом 6мм не задіяні ні для чого. Вирішив використати їх для подачі струму в зворотному напрямку з гаража в будинок. Щоб в гаражі в цю лінію можна було підключити або генератор, або V2L автомобіля за допомогою силової розетки на 32А. Поставив 2 автоматичні вимикачі: 32А на зарядку, 25А на V2L. Оскільки автомати не вимикають навантаження миттєво а можуть тривалий час витримувати перевищення струму, то на розрядку поставив менше ніж 32А, щоб мати певний буфер для спрацювання, хоча й це не гарантує, що автомат не пропустить наприклад 35А.
Переваги підключення через АВР наступні:
- Простота використання - щоб заживити будинок від джерела резервного живлення не потрібно робити нічого, крім як увімкнути це джерело заздалегідь (ну або вже по факту відключення), і залишити його в стані очікування. АВР сам перемикається на альтернативне джерело при відсутності напруги на основному.
- Автоматичне перемикання джерел живлення - відпадає потреба бігати вмикати\вимикати ввідний автомат, вставляти\витягати вилки з розетки. Всі переключення відбуваються автоматично.
- Швидке перемикання - при переключенні з основного на резервне джерело (і так само в зворотному напрямку), більшість пристроїв в будинку навіть не помічають цієї "підміни". Лише монітори від комп'ютера вимикаютьcя на пару секунд. Це добре для роботи компресорів, насосів.
- Безпека - зникає ризик взятись руками за провідники під напругою, або ж зламати джерело живлення зустрічним струмом, оскільки АВР пропускає струм лише в напрямку з одного входу на вихід, але не пропускає з 1 входу на 2 вхід.
- Весь будинок заживлений. За допомогою простої перемички між трьома фазами на резервному вході АВР всі споживачі на всіх фазах будинку отримують електроенергію. При цьому баланс навантажень по фазах не порушується.
- АВР розриває 4 полюси: 3 фази + нульовий провідник. Тому машина вже не видає помилку коли в центральній мережі з'являється світло. Звичайно можна й для способу "вилка-вилка" це досягти, поставивши 4-полюсний ввідний автомат.
- Дуже легко було перевчити дружину на новий спосіб роботи з зарядною станцією. Фактично 1 кнопка - ввімкнути станцію коли потрібно і можна далі не перейматись.
Недоліки:
- Складність підключення (порівняно з першим способом) - для людини, яка для заміни розетки викликає електрика, організувати таке підключення власноруч - напевно фантастика
- Вартість - в порівнянні з першим способом, враховуючи прокладання нової лінії для V2L, встановлення АВР, промислових розеток на 32 А, вартість в разів 100 більша
- Масштаб робіт - ймовірно доведеться бурити стіни, протягувати гофру, паяти, обжимати, скручувати, і т.д. В моєму випадку довелось бурити додаткову дірку з ввідного щитка в будинок і затягувати туди провід від V2L щоб підключити його до АВР. Також додаткова дірка в гаражі щоб завести туди провід для зарядки та V2L.
- Перевага №5 стає також проблемою, яку треба вирішувати. Оскільки весь будинок заживлений, то дуже легко отримати ситуацію коли будинок переключиться на резервне джерело і декілька потужних пристроїв запустяться одночасно (наприклад глибинний насос, мікрохвильовка, бойлер). В кращому випадку це джерело піде в захист, в гіршому - в ремонт. Тут треба думати як вимкнути "не критичні" споживачі, коли вмикається резерв.
- АВР займає ДУЖЕ багато місця в щитку. Я ледве відсортував всі потроха щоб його туди вмістити. Але дверка в моєму щитку все-ще не зачиняється (добре що він схований в шафі в прихожій), над цим треба ще попрацювати😉
Тут видно як відбуваєтсья переключення на основне джерело в момент, коли з'являється світло.
Ось моя нова схема підключення (якість схемки чомусь дуже ріже цей сайт, але ніби все можна розгледіти. Посилання на хорошу якість додав вкінці):
Загалом задоволений новим підключенням. Жити стало комфортніше. Тепер відключень майже не відчуваю. Залишилось вирішити проблему з бойлером: при резервному живленні він не повинен автоматично включатись, тільки вручну. Як варіант думаю використати керований контактор, який буде замикати лінію бойлера лише при наявності напруги в центральній мережі. Щось типу такого:
Тут посилання на схемки в гарній якості:
https://drive.google.com/drive/folders/1e3jATj4Xxw0o3yQy_yCeK4c5oZCBEnLn?usp=sharing