Σύντομη απάντηση: Πώς λειτουργεί ένα ATS;
Ένα αυτόματος μεταγωγικός διακόπτης (ATS) λειτουργεί παρακολουθώντας την κανονική πηγή τροφοδοσίας, ανιχνεύοντας πότε αυτή η πηγή καθίσταται μη αποδεκτή, εκκινώντας ή ελέγχοντας την εναλλακτική πηγή, μεταφέροντας το φορτίο στην εφεδρική τροφοδοσία και στη συνέχεια επαναφέροντας το φορτίο όταν η κανονική πηγή επανέλθει και παραμείνει σταθερή.
Σε ένα σύστημα που υποστηρίζεται από γεννήτρια, το ATS δεν παράγει ενέργεια. Αποφασίζει ποια πηγή τροφοδοτεί το φορτίο και ελέγχει την ακολουθία μεταγωγής έτσι ώστε η γεννήτρια, η παροχή του δικτύου και το φορτίο κατάντη να μην συνδέονται λανθασμένα.
Στην απλούστερη ακολουθία:
- Ο ATS επιτηρεί την κανονική πηγή τροφοδοσίας.
- Η κανονική πηγή αποτυγχάνει ή εξέρχεται από τα αποδεκτά όρια.
- Ο ATS αναμένει για μια προγραμματισμένη καθυστέρηση ώστε να αποφευχθεί η άσκοπη μεταγωγή.
- Ο ATS αποστέλλει σήμα εκκίνησης στη γεννήτρια ή ελέγχει την εναλλακτική πηγή.
- Ο ATS επαληθεύει ότι η εφεδρική πηγή είναι έτοιμη.
- Ο μηχανισμός μεταγωγής μεταφέρει το φορτίο.
- Ο ATS επιτηρεί την επαναφορά της κανονικής πηγής.
- Μετά από μια καθυστέρηση σταθερής επιστροφής, το ATS μεταφέρει ξανά το φορτίο στην κανονική παροχή ρεύματος.
- Η γεννήτρια ενδέχεται να συνεχίσει να λειτουργεί για ψύξη πριν από τη διακοπή της.
Εάν χρειάζεστε πρώτα το βασικό ακρωνύμιο, δείτε Πλήρης ονομασία ATS στον ηλεκτρολογικό τομέα. Αυτό το άρθρο εστιάζει στην αρχή λειτουργίας του ATS, στα εσωτερικά εξαρτήματα και στη λογική της ακολουθίας μεταγωγής.
Βασικά συμπεράσματα
- Ένα ATS είναι μια συσκευή επιλογής πηγής, όχι μια γεννήτρια ρεύματος ή μια συσκευή προστασίας από υπερένταση από μόνη της.
- Ο ελεγκτής παρακολουθεί την τάση, τη συχνότητα, την κατάσταση της φάσης, τα χρονόμετρα και τη διαθεσιμότητα της πηγής πριν επιτρέψει τη μεταγωγή.
- Ο συνολικός χρόνος αποκατάστασης δεν είναι ο ίδιος με τον χρόνο μεταγωγής των επαφών. Σε συστήματα που υποστηρίζονται από γεννήτρια, η καθυστέρηση ανίχνευσης, η εκκίνηση της γεννήτριας, η προθέρμανση, η αποδοχή της πηγής, η μεταγωγή και η σταθεροποίηση του φορτίου παίζουν όλα σημαντικό ρόλο.
- Η αλληλομανδάλωση είναι απαραίτητη, διότι η κανονική και η εφεδρική πηγή δεν πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους, εκτός εάν το σύστημα έχει σχεδιαστεί και εγκριθεί ειδικά για λειτουργία κλειστής μετάβασης.
- Η ανοικτή μετάβαση, η καθυστερημένη μετάβαση και η κλειστή μετάβαση περιγράφουν διαφορετικούς τρόπους μεταφοράς του φορτίου μεταξύ των πηγών.
- Η επιλογή του ATS πρέπει να λαμβάνει υπόψη τον τύπο της πηγής, την ανοχή του φορτίου, τη μέθοδο μετάβασης, την αρχιτεκτονική μεταγωγής, την ονομαστική τιμή ρεύματος σφάλματος, τη μεταγωγή του ουδετέρου και τον συντονισμό της προστασίας.
Κύρια εξαρτήματα ενός Αυτόματου Διακόπτη Μεταγωγής (ATS)
Ένα ATS δεν είναι απλώς ένα ζεύγος επαφών ισχύος. Είναι ένα συντονισμένο σύστημα εξαρτημάτων ανίχνευσης, ελέγχου, μεταγωγής και αλληλομανδάλωσης.
| Στοιχείο | Τι κάνει | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| Ελεγκτής | Παρακολουθεί την τάση της πηγής, τη συχνότητα, την κατάσταση της φάσης, τα χρονικά ρελέ, τους συναγερμούς και τη λογική μεταγωγής | Αποφασίζει πότε επιτρέπεται η μεταγωγή και η επαναμεταγωγή |
| Κύκλωμα ανίχνευσης τάσης και συχνότητας | Ελέγχει εάν η κανονική και η εναλλακτική πηγή είναι αποδεκτές | Αποτρέπει τη μεταγωγή σε ασταθή ή αποτυχημένη παροχή ισχύος |
| Μηχανισμός μεταγωγής | Συνδέει φυσικά το φορτίο στη μία ή την άλλη πηγή | Μεταφέρει το ρεύμα φορτίου και εκτελεί την αλλαγή πηγής |
| Μηχανική ή ηλεκτρική αλληλομανδάλωση | Αποτρέπει την ταυτόχρονη τροφοδοσία του φορτίου και από τις δύο πηγές σε συστήματα ανοικτής μετάβασης | Βοηθά στην αποφυγή ανάστροφης τροφοδοσίας και ακούσιας παράλληλης σύνδεσης |
| Ακροδέκτες ισχύος | Σύνδεση κανονικής πηγής, εναλλακτικής πηγής και φορτίου | Πρέπει να αντιστοιχούν στις απαιτήσεις ρεύματος, τάσης, πόλων και καλωδίωσης |
| Επαφή εκκίνησης γεννήτριας | Αποστέλλει σήμα ξηρής επαφής ή σήμα ελέγχου στον ελεγκτή της γεννήτριας | Επιτρέπει την αυτόματη λειτουργία αναμονής |
| Χειροκίνητα χειριστήρια και ενδείξεις | Παροχή δοκιμής, χειροκίνητης λειτουργίας, κατάστασης πηγής και πληροφοριών συναγερμού | Υποστηρίζει τη θέση σε λειτουργία και τη συντήρηση |
| Διεπαφή προστασίας | Συντονίζεται με ανοδικούς διακόπτες, ασφάλειες ή ενσωματωμένα σχέδια βασισμένα σε διακόπτες όπου εφαρμόζεται | Η μεταφορά πηγής και η προστασία από υπερένταση αποτελούν ξεχωριστά ζητήματα σχεδιασμού |
Ο ελεγκτής αποφασίζει πότε η μεταφορά πρέπει να πραγματοποιηθεί. Ο μηχανισμός μεταγωγής εκτελεί πώς το φορτίο μεταφέρεται μεταξύ των πηγών.
Πίνακας Ακολουθίας Λειτουργίας ATS
| Βήμα | Τι κάνει το ATS | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| 1 | Παρακολουθεί την τάση και τη συχνότητα της κανονικής πηγής | Αποφεύγει την περιττή μεταγωγή όταν η ισχύς του δικτύου είναι σταθερή |
| 2 | Επιβεβαιώνει τη διακοπή μετά από προγραμματισμένη καθυστέρηση | Αποτρέπει την ενοχλητική μεταγωγή κατά τη διάρκεια σύντομων βυθίσεων ή διαταραχών |
| 3 | Αποστέλλει σήμα εκκίνησης γεννήτριας ή ελέγχει την εναλλακτική πηγή | Προετοιμάζει την εφεδρική ισχύ πριν από τη μεταφορά φορτίου |
| 4 | Επαληθεύει την τάση, τη συχνότητα και τη σταθερότητα της εφεδρικής πηγής | Αποτρέπει τη μεταφορά σε ασταθή παροχή ρεύματος |
| 5 | Μεταφέρει το φορτίο σύμφωνα με τον τύπο μετάβασης | Αποκαθιστά την παροχή από την εφεδρική πηγή |
| 6 | Παρακολουθεί την επιστροφή της κανονικής πηγής | Προετοιμάζεται για την επαναφορά όταν η ισχύς του δικτύου είναι σταθερή |
| 7 | Επαναμεταφορά μετά από καθυστέρηση σταθερής αποκατάστασης | Αποφυγή επαναλαμβανόμενων μεταγωγών κατά την ασταθή αποκατάσταση |
| 8 | Εκτέλεση ψύξης γεννήτριας, εάν έχει ρυθμιστεί | Επιτρέπει στη γεννήτρια να σταθεροποιηθεί θερμικά πριν από τον τερματισμό λειτουργίας |
Αυτή είναι η πιο κοινή λογική για ένα ATS που υποστηρίζεται από γεννήτρια. Ο ακριβής χρονισμός, τα κατώφλια και η συμπεριφορά ελέγχου εξαρτώνται από τον ελεγκτή ATS, τον ελεγκτή γεννήτριας, το πρότυπο του έργου, τον τύπο της πηγής και τον σχεδιασμό του συστήματος.
Ανάλυση χρονισμού ATS: Χρόνος μεταγωγής έναντι συνολικού χρόνου αποκατάστασης
Μια κοινή παρανόηση είναι η αντιμετώπιση του χρόνου μεταφοράς του ATS ως ενός ενιαίου αριθμού. Στην πραγματικότητα, η συνολική διακοπή ή η ακολουθία αποκατάστασης μπορεί να περιλαμβάνει αρκετές ξεχωριστές καθυστερήσεις.
| Στοιχείο χρονισμού | Τι σημαίνει | Τυπική σημείωση σχεδιασμού |
|---|---|---|
| Καθυστέρηση ανίχνευσης σφάλματος | Χρόνος που απαιτείται για την επιβεβαίωση ότι η κανονική πηγή είναι πράγματι μη αποδεκτή | Συχνά ρυθμιζόμενος από κλάσματα του δευτερολέπτου έως αρκετά δευτερόλεπτα για την αποφυγή μεταγωγής κατά τη διάρκεια στιγμιαίων βυθίσεων τάσης |
| Χρόνος εκκίνησης γεννήτριας | Χρόνος για την εκκίνηση του κινητήρα της γεννήτριας και την επίτευξη της ταχύτητας λειτουργίας | Ισχύει μόνο όταν η εναλλακτική πηγή είναι μια εφεδρική γεννήτρια· αυτό αποτελεί συνήθως το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου διακοπής |
| Καθυστέρηση αποδοχής πηγής | Χρόνος που απαιτείται για την επιβεβαίωση ότι η εφεδρική τάση και συχνότητα είναι σταθερές | Πολλοί ελεγκτές αναζητούν τάση κοντά στην ονομαστική και συχνότητα εντός στενού εύρους πριν αποδεχτούν την πηγή |
| Χρόνος μηχανικής μεταγωγής | Χρόνος που απαιτείται για τη μετακίνηση των επαφών ή του μηχανισμού του ATS μεταξύ των πηγών | Η κίνηση των επαφών σε μεταγωγή ανοικτού τύπου (open-transition) είναι συνήθως της τάξης των δεκάδων χιλιοστών του δευτερολέπτου· πολλές μηχανικές συσκευές ATS κυμαίνονται περίπου στο εύρος των 40-100 ms, αλλά το δελτίο τεχνικών δεδομένων είναι καθοριστικό |
| Καθυστέρηση επαναμεταγωγής | Χρόνος που απαιτείται για την επιβεβαίωση της επαναφοράς του δικτύου πριν από την επιστροφή στην κανονική τροφοδοσία | Συχνά πολύ μεγαλύτερος από την αρχική καθυστέρηση μεταγωγής για την αποφυγή επαναλαμβανόμενων μεταγωγών κατά την ασταθή αποκατάσταση του δικτύου |
| Χρόνος ψύξης της γεννήτριας | Χρόνος λειτουργίας χωρίς φορτίο μετά την επαναμεταγωγή | Συχνά αρκετά λεπτά σε συστήματα με υποστήριξη γεννήτριας, ανάλογα με τις ρυθμίσεις του ελεγκτή της γεννήτριας |
Σε ρυθμιζόμενα συστήματα ηλεκτροδότησης έκτακτης ανάγκης, οι προδιαγραφές του έργου ενδέχεται να απαιτούν την αποκατάσταση του φορτίου εντός μιας καθορισμένης χρονικής κλάσης. Σε πολλά συστήματα εφεδρείας με γεννήτρια, η πλήρης ακολουθία μετριέται σε δευτερόλεπτα, ενώ η ίδια η μηχανική κίνηση των επαφών μπορεί να μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Πάντα να επαληθεύετε τους απαιτούμενους χρόνους σύμφωνα με το πρότυπο του έργου, τον τοπικό κανονισμό και τα δελτία δεδομένων του ATS/γεννήτριας.
Για μια εξειδικευμένη επεξήγηση της ταχύτητας μεταγωγής, δείτε Επεξήγηση του χρόνου μεταγωγής ATS.
Παρακολούθηση κανονικής τροφοδοσίας
Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, το ATS διατηρεί το φορτίο συνδεδεμένο στην προτιμώμενη ή κανονική πηγή, συνήθως το δίκτυο ηλεκτροδότησης. Ο ελεγκτής παρακολουθεί συνεχώς τις συνθήκες της πηγής, όπως:
- παρουσία τάσης
- υπόταση
- υπέρταση
- απώλεια φάσης
- διαδοχή φάσεων όπου εφαρμόζεται
- συχνότητα
- χρονόμετρο σταθερότητας πηγής
Το ATS δεν πρέπει να πραγματοποιεί μεταγωγή μόνο και μόνο επειδή η τάση παρουσιάζει σύντομες διακυμάνσεις. Τα περισσότερα συστήματα χρησιμοποιούν μια προγραμματισμένη χρονική καθυστέρηση πριν δηλώσουν ότι η κανονική πηγή έχει αποτύχει. Αυτό αποτρέπει τις περιττές εκκινήσεις της γεννήτριας και τις περιττές μεταγωγές φορτίου που προκαλούνται από στιγμιαίες πτώσεις τάσης, συμβάντα μεταγωγής του δικτύου, εκκινήσεις κινητήρων ή βραχυπρόθεσμες διαταραχές.
Ανίχνευση αστοχίας δικτύου
Όταν η κανονική πηγή καταστεί μη αποδεκτή, ο ελεγκτής του ATS ξεκινά τη λογική αστοχίας του. Η "αστοχία" δεν σημαίνει πάντα ολική διακοπή ρεύματος. Μπορεί επίσης να σημαίνει:
- τάση κάτω από το προγραμματισμένο αποδεκτό όριο, συνήθως γύρω στο 80-90% της ονομαστικής σε πολλές εμπορικές εφαρμογές εφεδρικής ισχύος
- απώλεια φάσης
- σοβαρή ανισορροπία τάσης
- μη αποδεκτή συχνότητα, για παράδειγμα απόκλιση αρκετών Hertz από την ονομαστική, ανάλογα με τις ρυθμίσεις του ελεγκτή και την ανοχή του φορτίου
- εσφαλμένη διαδοχή φάσεων σε τριφασικά συστήματα
- αστάθεια πηγής που διαρκεί πέραν της προγραμματισμένης καθυστέρησης
Το ATS πρέπει να διακρίνει μεταξύ μιας πραγματικής αστοχίας της πηγής και μιας σύντομης διαταραχής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο χρονοδιακόπτης επιβεβαίωσης σφάλματος είναι σημαντικός. Εάν η καθυστέρηση είναι πολύ μικρή, το σύστημα ενδέχεται να πραγματοποιήσει ανεπιθύμητη μεταγωγή. Εάν η καθυστέρηση είναι πολύ μεγάλη, το φορτίο ενδέχεται να παραμείνει χωρίς αποδεκτή τροφοδοσία για μεγαλύτερο διάστημα από το απαραίτητο.
Αυτοί οι αριθμοί δεν αποτελούν καθολικούς κανόνες. Τα κατώφλια τάσης και συχνότητας είναι συνήθως προγραμματιζόμενα ή εξαρτώνται από το προϊόν και θα πρέπει να ρυθμίζονται σύμφωνα με το φορτίο, τη δυνατότητα της γεννήτριας, τις απαιτήσεις του έργου και τα ισχύοντα ηλεκτρολογικά πρότυπα, αντί να αντιγράφονται από άλλη εγκατάσταση.
Σήμα Εκκίνησης Γεννήτριας / Αίτημα Εναλλακτικής Πηγής
Σε ένα σύστημα εφεδρικής γεννήτριας, το ATS στέλνει συνήθως ένα σήμα εκκίνησης στον ελεγκτή της γεννήτριας μετά την επιβεβαίωση της διακοπής του δικτύου. Αυτό γίνεται συνήθως μέσω μιας επαφής εκκίνησης γεννήτριας ή κυκλώματος ελέγχου και όχι μέσω απευθείας μεταγωγής της ισχύος εξόδου της γεννήτριας.
Σε αυτό το σημείο, το ATS δεν είναι ακόμη έτοιμο να μεταφέρει το φορτίο. Η γεννήτρια πρέπει πρώτα:
- να ξεκινήσει επιτυχώς
- δημιουργία τάσης εξόδου
- επίτευξη αποδεκτής συχνότητας
- σταθεροποίηση εντός των ορίων του ελεγκτή, συχνά εντός στενότερου εύρους από το αρχικό κατώφλι σφάλματος
- ικανοποίηση οποιασδήποτε προγραμματισμένης καθυστέρησης προθέρμανσης ή αποδοχής πηγής
Για συστήματα χωρίς γεννήτρια, η ίδια λογική εξακολουθεί να ισχύει με διαφορετική μορφή. Η εναλλακτική πηγή μπορεί να είναι μια δεύτερη παροχή δικτύου, μια έξοδος μετατροπέα, μια πηγή υποστηριζόμενη από UPS ή μια άλλη διαδρομή διανομής. Ο ATS πρέπει να επιβεβαιώσει ότι η εναλλακτική πηγή είναι αποδεκτή πριν από τη μεταφορά.
Ετοιμότητα Εφεδρικής Πηγής
Πριν από τη μεταφορά, ο ATS πρέπει να επιβεβαιώσει ότι η εναλλακτική πηγή είναι αποδεκτή. Η μεταφορά σε μια ασθενή ή ασταθή γεννήτρια μπορεί να προκαλέσει αστοχία φορτίου, ακινητοποίηση κινητήρα, πτώση επαφέα, προβλήματα ισχύος ελέγχου ή περιττή καταπόνηση του εξοπλισμού.
Ο ελεγκτής μπορεί να ελέγξει:
- τάση εναλλακτικής πηγής
- συχνότητα εναλλακτικής πηγής
- διαθεσιμότητα φάσης
- διαδοχή φάσεων
- σταθερότητα πηγής με την πάροδο του χρόνου
- σήμα ετοιμότητας από τον ελεγκτή της γεννήτριας
Μόνο αφού η εναλλακτική πηγή κριθεί αποδεκτή, ο ATS ξεκινά τη μεταφορά φορτίου. Στην πράξη, ένας ελεγκτής μπορεί να απορρίψει μια γεννήτρια που έχει ξεκινήσει αλλά βρίσκεται ακόμα εκτός του παραθύρου αποδοχής τάσης ή συχνότητας. Για παράδειγμα, μια γεννήτρια που βρίσκεται κοντά στην ονομαστική τάση αλλά παρουσιάζει ακόμα διακυμάνσεις στη συχνότητα δεν πρέπει να θεωρείται έτοιμη για ευαίσθητα φορτία.
Ακολουθία μεταφοράς φορτίου
Η πραγματική μεταφορά εξαρτάται από τον τύπο μετάβασης του ATS και τον μηχανισμό μεταγωγής. Για πολλά συστήματα που υποστηρίζονται από γεννήτρια, η συνήθης μέθοδος είναι η μετάβαση ανοικτού τύπου (open transition), η οποία ονομάζεται επίσης διακοπή πριν από τη σύζευξη (break-before-make). Το ATS αποσυνδέει το φορτίο από την κανονική πηγή πριν το συνδέσει στην εναλλακτική πηγή.
Σε μια απλοποιημένη ακολουθία μετάβασης ανοικτού τύπου:
- Επιβεβαιώνεται ότι η κανονική πηγή δεν είναι αποδεκτή.
- Επιβεβαιώνεται ότι η εναλλακτική πηγή είναι αποδεκτή.
- Οι επαφές της κανονικής πηγής ανοίγουν.
- Ένας μηχανισμός αλληλομανδάλωσης εμποδίζει το ταυτόχρονο κλείσιμο και των δύο πηγών.
- Οι επαφές της εναλλακτικής πηγής κλείνουν.
- Το φορτίο τροφοδοτείται από την εφεδρική πηγή.
Ο βασικός σκοπός ασφαλείας είναι ο διαχωρισμός των πηγών. Ο ATS πρέπει να αποτρέπει την ανάστροφη τροφοδοσία από τη γεννήτρια προς το δίκτυο και να αποτρέπει την ακούσια παράλληλη λειτουργία, εκτός εάν ο εξοπλισμός και το σύστημα έχουν σχεδιαστεί ειδικά για λειτουργία κλειστής μετάβασης.
Το φυσικό διάστημα μεταγωγής είναι μόνο ένα μέρος του συμβάντος. Ένα προϊόν μπορεί να έχει γρήγορη κίνηση επαφών, αλλά το φορτίο εξακολουθεί να υφίσταται την πλήρη ακολουθία: καθυστέρηση ανίχνευσης, εκκίνηση ή επικύρωση πηγής, αποδοχή πηγής, μηχανική μεταφορά και αποκατάσταση φορτίου.
Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τους τύπους μετάβασης, δείτε Οδηγός Επιλογής ATS Ανοικτής έναντι Κλειστής Μετάβασης. Αυτό το άρθρο εστιάζει στη γενική ακολουθία λειτουργίας.
Λειτουργία με Εφεδρική Ισχύ
Μετά τη μεταφορά, το φορτίο λειτουργεί από την εναλλακτική πηγή. Ο ATS δεν σταματά την παρακολούθηση. Συνεχίζει να επιβλέπει και τις δύο πλευρές:
- σταθερότητα εφεδρικής πηγής
- επιστροφή στην κανονική πηγή
- συναγερμοί ελεγκτή
- θέση μεταγωγής
- προαιρετικά σήματα γεννήτριας ή απομακρυσμένης παρακολούθησης
Εάν η εφεδρική πηγή καταστεί ακατάλληλη, η επόμενη ενέργεια εξαρτάται από τον σχεδιασμό του συστήματος. Ορισμένα συστήματα ενδέχεται να ενεργοποιήσουν συναγερμό, να απορρίψουν φορτία, να επιχειρήσουν επαναμεταγωγή εάν έχει επανέλθει το δίκτυο ή να παραμείνουν στη θέση τους μέχρι τη συντήρηση.
Επαναμεταγωγή κατά την επιστροφή του δικτύου
Όταν επανέρχεται η ισχύς του δικτύου, ο ATS συνήθως δεν μεταβαίνει πίσω αμέσως. Χρησιμοποιείται μια καθυστέρηση σταθερής επιστροφής για να επιβεβαιωθεί ότι η κανονική πηγή έχει όντως αποκατασταθεί.
Η ακολουθία επαναφοράς λειτουργεί συνήθως ως εξής:
- Ο ATS ανιχνεύει ότι η ισχύς του δικτύου έχει επανέλθει.
- Ο ελεγκτής επαληθεύει ότι η τάση και η συχνότητα είναι αποδεκτές.
- Εκτελείται μια προγραμματισμένη καθυστέρηση επιστροφής.
- Ο ATS μεταφέρει το φορτίο πίσω στην κανονική πηγή.
- Η γεννήτρια συνεχίζει να λειτουργεί χωρίς φορτίο για ψύξη, εάν έχει ρυθμιστεί.
- Ο ATS στέλνει σήμα διακοπής στη γεννήτρια μετά την ψύξη.
Αυτό αποτρέπει την επαναλαμβανόμενη μεταφορά και επαναφορά κατά τη διάρκεια ασταθούς αποκατάστασης του δικτύου.
Ανοικτή μετάβαση έναντι κλειστής μετάβασης έναντι καθυστερημένης μετάβασης
Ο τύπος μετάβασης ATS περιγράφει τι συμβαίνει ηλεκτρικά κατά την αλλαγή πηγής.
| Τύπος μετάβασης | How it works | Τυπική χρήση |
|---|---|---|
| Ανοικτή μετάβαση | Διακόπτει τη σύνδεση από τη μία πηγή πριν τη σύνδεση με την άλλη | Τα περισσότερα συστήματα μεταγωγής εφεδρικών γεννητριών |
| Καθυστερημένη μετάβαση | Προσθέτει σκόπιμο χρόνο ουδετέρου/διακοπής μεταξύ των πηγών | Κινητήρες, μετασχηματιστές, απόσβεση υπολειπόμενης τάσης, σταθεροποίηση φορτίου |
| Κλειστή μετάβαση (Closed transition) | Παράλληλη σύνδεση δύο αποδεκτών συγχρονισμένων πηγών για σύντομο χρονικό διάστημα | Προγραμματισμένη μεταφορά ή επαναφορά όπου η διακοπή πρέπει να ελαχιστοποιηθεί |
Η κλειστή μετάβαση δεν είναι το ίδιο με ένα UPS και δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μια καθολική λύση χωρίς διακοπές. Απαιτεί και οι δύο πηγές να είναι αποδεκτές και συγχρονισμένες, ενώ ενδέχεται να απαιτείται έγκριση από τον πάροχο δικτύου ανάλογα με το έργο.
Για λεπτομερή επιλογή, χρησιμοποιήστε το ειδικό Οδηγός Επιλογής ATS Ανοικτής έναντι Κλειστής Μετάβασης.
PC Class έναντι CB Class ATS
Το στοιχείο μεταγωγής εντός του ATS επηρεάζει την προστασία, την αντοχή και τον συντονισμό του συστήματος.
Στην ορολογία μεταγωγής φορτίου κατά IEC, ο εξοπλισμός αυτόματης μεταγωγής συζητείται συνήθως σε σχέση με Μάθημα Η/Υ και κατηγορία CB υπό το πρότυπο IEC 60947-6-1. Στο βορειοαμερικανικό πλαίσιο, ο εξοπλισμός μεταγωγής αξιολογείται συνήθως υπό το UL 1008.
| Αρχιτεκτονική ATS | Βασική ιδέα | Πρακτική συνέπεια |
|---|---|---|
| ATS κατηγορίας PC | Εξοπλισμός μεταγωγής ειδικού σκοπού, σχεδιασμένος κυρίως για τη σύζευξη, τη μεταφορά φορτίου και τη λειτουργία μεταγωγής | Συχνά συμπαγής και βελτιστοποιημένος για λειτουργία μεταγωγής· η εξωτερική προστασία από υπερένταση συνήθως συντονίζεται ξεχωριστά |
| ATS κατηγορίας CB | Εξοπλισμός μεταγωγής βασισμένος σε διατάξεις διακοπτών ισχύος | Μπορεί να υποστηρίζει λειτουργίες προστασίας και απομόνωσης ανάλογα με τον σχεδιασμό και τον συντονισμό του διακόπτη |
| ATS βασισμένο σε επαφείς | Χρησιμοποιεί ηλεκτρικά ελεγχόμενους μηχανισμούς επαφέων | Κοινό σε ορισμένα συμπαγή συστήματα ή συστήματα χαμηλότερης έντασης ρεύματος, αλλά δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται αυτόματα ως κατηγορία IEC CB |
| Διακόπτης μεταγωγής με κινητήρα | Χρησιμοποιεί μηχανισμό μηχανικής μεταγωγής που κινείται από κινητήρα | Κοινό σε εξοπλισμό μεταγωγής διπλής τροφοδοσίας και μεγαλύτερα συστήματα μηχανικής μεταγωγής |
Αυτή η ενότητα είναι σκόπιμα σύντομη επειδή η επιλογή μεταξύ PC και CB αποτελεί ξεχωριστό θέμα. Για βαθύτερη σύγκριση, δείτε Οδηγός επιλογής ATS κατηγορίας PC έναντι κατηγορίας CB.
Πλαίσιο προτύπων και συμμόρφωσης
Διαφορετικές αγορές χρησιμοποιούν διαφορετικά πρότυπα για τον εξοπλισμό μεταγωγής και τα συστήματα εφεδρικής ισχύος. Ο παρακάτω πίνακας αποτελεί πρακτικό προσανατολισμό και όχι υποκατάστατο της εξέτασης των τοπικών κανονισμών.
| Πρότυπο ή πλαίσιο | Τυπική συνάφεια | Τι επηρεάζει |
|---|---|---|
| IEC 60947-6-1 | Εξοπλισμός αυτόματης μεταγωγής σε αγορές που βασίζονται στα πρότυπα IEC | Ταξινόμηση ATSE, απαιτήσεις απόδοσης, σήμανση, πλαίσιο δοκιμών |
| UL 1008 | Εξοπλισμός μεταγωγής σε εφαρμογές της Βόρειας Αμερικής | Αξιολόγηση εξοπλισμού μεταγωγής, ονομαστικά μεγέθη, απόδοση αντοχής/κλεισίματος, καταλληλότητα εγκατάστασης |
| NFPA 110 | Συστήματα ηλεκτροδότησης έκτακτης ανάγκης και εφεδρείας στις Ηνωμένες Πολιτείες | Ταξινόμηση συστημάτων εφεδρικής ισχύος, δοκιμές, συντήρηση και αναμενόμενοι χρόνοι μεταγωγής όπου εφαρμόζονται |
| Τοπικός ηλεκτρολογικός κανονισμός | Κανόνες εγκατάστασης ανά χώρα ή έργο | Γείωση, μεταγωγή ουδετέρου, προστασία από υπερένταση, εγκρίσεις και απαιτήσεις συντήρησης |
Μην υποθέτετε ότι μια τιμή χρονισμού, ένας τύπος μετάβασης ή μια κλάση ATS είναι αποδεκτά παντού. Νοσοκομεία, κέντρα δεδομένων, βιομηχανικές εγκαταστάσεις, εμπορικά κτίρια και μηχανοστάσια γεννητριών ενδέχεται να χρησιμοποιούν διαφορετικές προδιαγραφές έργου.
Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε τη λογική ενός ATS είναι ως χρονοδιάγραμμα:
Καλή κατάσταση δικτύου -> Καθυστέρηση ανίχνευσης σφάλματος -> Εκκίνηση γεννήτριας -> Αποδοχή πηγής -> Μεταγωγή ανοικτού τύπου -> Καθυστέρηση επιστροφής δικτύου -> Επαναμεταγωγή -> Ψύξη γεννήτριαςΣυνηθισμένες παρεξηγήσεις σχετικά με τη λειτουργία των ATS
Μια διάταξη αυτόματης μεταγωγής (ATS) δεν παράγει εφεδρική ισχύ.
Η διάταξη ATS απλώς μεταφέρει το φορτίο μεταξύ των πηγών. Η γεννήτρια, ο μετατροπέας, το δίκτυο ηλεκτροδότησης ή το σύστημα UPS παρέχουν την ισχύ.
Ο χρόνος μεταγωγής της διάταξης ATS δεν αποτελεί τον συνολικό χρόνο διακοπής.
Ο συνολικός χρόνος διακοπής μπορεί να περιλαμβάνει την ανίχνευση αστοχίας της πηγής, την προγραμματισμένη καθυστέρηση, την εκκίνηση της γεννήτριας, την προθέρμανση, τον χρόνο μεταφοράς και τη σταθεροποίηση του φορτίου.
Η ταχύτερη μεταγωγή δεν είναι πάντα η καλύτερη.
Τα κινητήρια φορτία, τα φορτία μετασχηματιστών και οι ασταθείς πηγές ενδέχεται να απαιτούν σκόπιμη καθυστέρηση ή καθυστερημένη μετάβαση. Η ταχύτητα είναι μόνο ένας από τους σχεδιαστικούς παράγοντες.
Μια διάταξη ATS κλειστής μετάβασης δεν αποτελεί πάντα προστασία από διακοπές.
Η κλειστή μετάβαση μπορεί να μειώσει ή να εξαλείψει τη διακοπή κατά τη διάρκεια προγραμματισμένης μεταφοράς ή επαναφοράς, όταν και οι δύο πηγές είναι αποδεκτές και συγχρονισμένες. Δεν μπορεί να καταστήσει διαθέσιμη μια αστοχημένη πηγή δικτύου κατά τη διάρκεια μιας πραγματικής διακοπής ρεύματος.
5. Ένας ATS δεν είναι το ίδιο με έναν STS
Ένας στατικός διακόπτης μεταγωγής (STS) χρησιμοποιεί ηλεκτρονική μεταγωγή και χρησιμοποιείται για πολύ γρήγορη μεταγωγή μεταξύ διαθέσιμων πηγών. Ένας συμβατικός ATS χρησιμοποιεί συνήθως μηχανική μεταγωγή. Για τα όρια, δείτε Αυτόματος Διακόπτης Μεταφοράς ATS έναντι Στατικού Διακόπτη Μεταφοράς STS.
6. Η μεταγωγή κλειστού τύπου (closed transition) δεν επιτρέπεται παντού εξ ορισμού
Η μεταγωγή κλειστού τύπου μπορεί να συνδέσει στιγμιαία τις πηγές παράλληλα, επομένως πρέπει να εξεταστούν ο συγχρονισμός, οι έλεγχοι, οι απαιτήσεις του έργου και οι κανονισμοί του δικτύου.
Πώς να επιλέξετε τη σωστή λογική λειτουργίας ATS
Πριν επιλέξετε έναν ATS, επιβεβαιώστε τη σειρά λειτουργίας που πραγματικά χρειάζεστε:
| Ερώτημα σχεδιασμού | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|
| Είναι η εναλλακτική πηγή γεννήτρια, UPS, μετατροπέας (inverter), πηγή δικτύου ή άλλη γραμμή τροφοδοσίας; | Η λογική ετοιμότητας της πηγής διαφέρει |
| Για πόσο χρονικό διάστημα μπορεί το φορτίο να ανεχθεί τη διακοπή; | Καθορίζει εάν αρκεί ένας μηχανικός ATS ή αν απαιτείται υποστήριξη από UPS/STS |
| Είναι συνδεδεμένοι κινητήρες ή μετασχηματιστές; | Η καθυστερημένη μετάβαση μπορεί να μειώσει τη μηχανική και ηλεκτρική καταπόνηση |
| Επιτρέπεται η παράλληλη λειτουργία πηγών; | Η κλειστή μετάβαση απαιτεί συγχρονισμό και έγκριση |
| Χρειάζεται ο ATS έλεγχο εκκίνησης και ψύξης της γεννήτριας; | Απαιτείται για πολλά συστήματα εφεδρικών γεννητριών |
| Είναι η προστασία από υπερένταση ενσωματωμένη ή εξωτερική; | Επηρεάζει την αρχιτεκτονική PC/CB και την ανάντη προστασία |
| Χρειάζεται το σύστημα απόρριψη φορτίου ή κυκλώματα προτεραιότητας; | Επηρεάζει τον σχεδιασμό του ελεγκτή και του πίνακα |
| Πρέπει να γίνεται μεταγωγή του ουδετέρου; | Εξαρτάται από το σύστημα γείωσης, τους κανόνες για ξεχωριστά παραγόμενες πηγές και τον τοπικό κανονισμό |
Για ευρύτερα θέματα προμήθειας και σύγκρισης, δείτε Χειροκίνητος έναντι Αυτόματου Διακόπτη Μεταγωγής και Πότε πρέπει να χρησιμοποιείτε χειροκίνητο διακόπτη μεταγωγής αντί για ATS;.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Πώς λειτουργεί ένας αυτόματος διακόπτης μεταγωγής;
Ένας αυτόματος διακόπτης μεταγωγής παρακολουθεί την κανονική πηγή τροφοδοσίας, ανιχνεύει πότε αυτή καθίσταται ακατάλληλη, εκκινεί ή επαληθεύει την εναλλακτική πηγή, μεταφέρει το φορτίο στην εφεδρική τροφοδοσία και πραγματοποιεί επαναφορά όταν η κανονική πηγή επανέλθει και παραμείνει σταθερή.
Εκκινεί το ATS τη γεννήτρια;
Σε πολλά συστήματα εφεδρικών γεννητριών, ναι. Το ATS στέλνει σήμα εκκίνησης στον ελεγκτή της γεννήτριας αφού επιβεβαιώσει τη διακοπή του δικτύου. Η γεννήτρια πρέπει ακόμα να ξεκινήσει, να αναπτύξει τάση και να σταθεροποιηθεί πριν το ATS μεταφέρει το φορτίο.
Μεταφέρει το ATS το φορτίο ακαριαία;
Συνήθως όχι. Ένα μηχανικό ATS διαθέτει ανίχνευση πηγής, προγραμματισμένες καθυστερήσεις, χρόνο εκκίνησης γεννήτριας, σταθεροποίηση πηγής και χρόνο μηχανικής μεταγωγής. Ο συνολικός χρόνος αποκατάστασης διαφέρει από τον χρόνο μεταγωγής της συσκευής.
Πόση ώρα χρειάζεται ένα ATS για να μεταφέρει την ισχύ;
Εξαρτάται από το σύστημα. Η μηχανική μεταγωγή μπορεί να είναι πολύ γρήγορη, αλλά ένα σύστημα που υποστηρίζεται από γεννήτρια μπορεί επίσης να περιλαμβάνει καθυστέρηση ανίχνευσης, εκκίνηση γεννήτριας, προθέρμανση, αποδοχή πηγής και προγραμματισμένη καθυστέρηση μεταγωγής. Τα συστήματα έκτακτης ανάγκης ενδέχεται να έχουν ειδικές απαιτήσεις χρόνου ανά έργο, επομένως ελέγχετε πάντα το ισχύον πρότυπο και το δελτίο τεχνικών δεδομένων του εξοπλισμού.
Τι συμβαίνει όταν επανέρχεται η ισχύς του δικτύου;
Το ATS παρακολουθεί την πηγή του δικτύου που επανέρχεται. Αφού η πηγή παραμείνει σταθερή για την προγραμματισμένη καθυστέρηση επιστροφής, το ATS μεταφέρει το φορτίο πίσω στο δίκτυο και μπορεί να επιτρέψει στη γεννήτρια να λειτουργήσει χωρίς φορτίο για ψύξη πριν από τη διακοπή της.
Μπορεί ένα ATS να λειτουργήσει χωρίς γεννήτρια;
Ναι. Ένα ATS μπορεί να πραγματοποιήσει μεταγωγή μεταξύ τροφοδοσιών δικτύου, εξόδων μετατροπέων (inverters), πηγών που υποστηρίζονται από UPS ή άλλων εναλλακτικών πηγών, εάν ο εξοπλισμός είναι ονομαστικά κατάλληλος και διαμορφωμένος για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Το βήμα εκκίνησης της γεννήτριας απλώς δεν χρησιμοποιείται ή αντικαθίσταται από λογική ετοιμότητας εναλλακτικής πηγής.
Μπορεί ένα ATS να συνδέσει τη γεννήτρια και το δίκτυο ταυτόχρονα;
Τα περισσότερα συστήματα ATS αναμονής χρησιμοποιούν μεταγωγή ανοικτού τύπου (open transition) και δεν συνδέουν τη γεννήτρια και το δίκτυο μαζί. Τα συστήματα μεταγωγής κλειστού τύπου (closed-transition) μπορεί να συνδέσουν εν συντομία παράλληλα αποδεκτές συγχρονισμένες πηγές, αλλά μόνο όταν ο εξοπλισμός, οι έλεγχοι, οι κανονισμοί του δικτύου και ο σχεδιασμός του έργου το επιτρέπουν.
Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός ATS με μία πρόταση;
Η αρχή λειτουργίας του ATS είναι η αυτόματη επιλογή πηγής: παρακολούθηση της κατάστασης της πηγής, επαλήθευση της ετοιμότητας της εφεδρείας, ασφαλής μεταγωγή του φορτίου και επιστροφή στην προτιμώμενη πηγή όταν αυτή σταθεροποιηθεί.
Περίληψη
Ένας αυτόματος διακόπτης μεταγωγής λειτουργεί λαμβάνοντας ελεγχόμενες αποφάσεις σχετικά με την πηγή. Παρακολουθεί την κανονική τροφοδοσία, επιβεβαιώνει τη διακοπή, αιτείται ή ελέγχει την εφεδρική τροφοδοσία, επαληθεύει την ετοιμότητα της πηγής, μεταφέρει το φορτίο, παρακολουθεί την αποκατάσταση του δικτύου και πραγματοποιεί επαναμεταγωγή μετά τη σταθερή αποκατάσταση.
Το σημαντικό σημείο είναι ότι η λειτουργία του ATS αποτελεί μια ακολουθία και όχι μια μεμονωμένη κίνηση διακόπτη. Η σωστή επιλογή ATS εξαρτάται από την ανοχή του φορτίου, τον τύπο της πηγής, τη μέθοδο μετάβασης, τη λογική εκκίνησης της γεννήτριας, την αρχιτεκτονική μεταγωγής, τη μεταγωγή ουδετέρου, την ονομαστική τιμή ρεύματος σφάλματος και τον συντονισμό προστασίας.
