چرا بیشتر نصبهای اینورتر هیبریدی-ATS با شکست مواجه میشوند (و چگونه سیمکشی خود را به درستی انجام دهید)
شما صدها سوئیچ انتقال را سیمکشی کردهاید. اما وقتی یک تماس سرویس در ساعت 2 صبح دریافت میکنید، زیرا RCD مدام قطع میشود یا ژنراتور به طور خودکار روشن نمیشود، متوجه میشوید که سیستمهای اینورتر هیبریدی قوانین متفاوتی دارند. مشکل چیست؟ بیشتر برقکاران سوئیچهای انتقال اتوماتیک را به عنوان دستگاههای ساده تشخیص ولتاژ در نظر میگیرند. در سیستمهای هیبریدی با پشتیبان باتری، این فرض حلقههای زمین خطرناک، استارت ناموفق ژنراتور و مشتریان ناراضی ایجاد میکند.
این راهنما دو عنصر حیاتی را پوشش میدهد که نصبهای آماتور را از سیستمهای درجه حرفهای جدا میکند: کنترل هوشمند استارت 2 سیمه و اتصال مناسب نول-زمین. شما یاد خواهید گرفت که چرا سوئیچینگ 4 پل اختیاری نیست، چگونه کنترل ژنراتور با کنتاکت خشک را پیادهسازی کنید و توالی سیمکشی دقیقی که از نقض قوانین جلوگیری میکند.
سناریوهای کاربردی: چه زمانی سیستم هیبریدی شما به سوئیچینگ هوشمند نیاز دارد
سیستمهای اینورتر هیبریدی با سوئیچهای انتقال اتوماتیک به دو سناریوی پشتیبان متمایز خدمت میکنند. درک اینکه کدام سناریو اعمال میشود، رویکرد سیمکشی، منطق کنترل و الزامات ایمنی شما را تعیین میکند.
سوئیچینگ شبکه به اینورتر
هنگامی که برق شهری قطع میشود، ATS ساختمان را از شبکه جدا میکند و به برق اینورتر پشتیبان باتری سوئیچ میکند. این سناریو در مناطقی با خدمات برق شهری غیرقابل اعتماد یا برای بارهای حیاتی که نمیتوانند اختلالات را تحمل کنند، رایج است. اینورتر برق را از بانک باتری تا زمان بازگشت برق شبکه تامین میکند. ATS ولتاژ و فرکانس شبکه را نظارت میکند و هنگام از سرگیری برق پایدار، به طور خودکار دوباره وصل میشود.
این پیکربندی مستلزم آن است که ATS ظرفیت بار کامل ساختمان را تحمل کند. زمان کارکرد باتری تعیین میکند که تاسیسات شما در طول قطعیها چه مدت کار میکند. برای بیشتر تاسیسات تجاری، این محدوده بسته به ظرفیت باتری و مشخصات بار، از 2 تا 8 ساعت متغیر است.
سوئیچینگ اینورتر به ژنراتور
هنگامی که حالت شارژ باتری (SOC) به زیر یک آستانه از پیش تعیین شده کاهش مییابد - معمولاً 20-30٪ - اینورتر به ATS سیگنال میدهد تا ژنراتور را روشن کند. این پشتیبان ثانویه از قطع کامل برق در طول قطعیهای طولانی مدت یا زمانی که تولید خورشیدی نمیتواند باتریها را شارژ نگه دارد، جلوگیری میکند. ژنراتور یا مستقیماً بارها را تغذیه میکند یا باتریها را شارژ میکند در حالی که اینورتر به تامین برق تنظیم شده ادامه میدهد.
این سناریو پیچیدگی را اضافه میکند زیرا شما سه منبع تغذیه را هماهنگ میکنید: شبکه، اینورتر و ژنراتور. توالی کنترل باید زمان استارت ژنراتور (معمولاً 10-30 ثانیه)، دوره گرم شدن و زمانبندی انتقال ایمن را برای جلوگیری از آسیب موتور یا گذراهای ولتاژ در نظر بگیرد.
| Scenario | منبع اصلی | منبع پشتیبان | شرط فعالسازی | مدت زمان معمول |
|---|---|---|---|---|
| شبکه به اینورتر | شبکه برق شهری | اینورتر پشتیبان باتری | ولتاژ شبکه 110٪ اسمی | 2-8 ساعت (وابسته به باتری) |
| اینورتر به ژنراتور | اینورتر باتری | ژنراتور آماده به کار | SOC باتری <20-30٪ | تا زمان بازگشت شبکه یا شارژ مجدد باتریها |
| شبکه به ژنراتور (سنتی) | شبکه برق شهری | فقط ژنراتور | خرابی شبکه (بدون باتری) | نامحدود (وابسته به سوخت) |
ردیف سوم عملکرد ATS سنتی را بدون باتری برای مقایسه نشان میدهد. توجه داشته باشید که سیستمهای هیبریدی دو لایه پشتیبان ارائه میدهند، که توضیح میدهد چرا هماهنگی مناسب بین اینورتر و ATS بسیار مهم است.
کنترل استارت 2 سیمه: لایه هوشمندی که سیستم شما به آن نیاز دارد
سوئیچهای انتقال اتوماتیک استاندارد از حسگر ولتاژ برای تشخیص قطع برق استفاده میکنند. هنگامی که ولتاژ ورودی به زیر 85٪ اسمی کاهش مییابد، ATS به منبع جایگزین سوئیچ میکند. این برای تنظیمات ساده شبکه به ژنراتور خوب کار میکند. اما سیستمهای اینورتر هیبریدی به منطق کنترل هوشمندتری نیاز دارند.
دلیلش این است: اینورتر شما همیشه ولتاژ AC پایدار 120/240 ولت را خروجی میدهد، چه باتریها در 90٪ SOC باشند یا 10٪ SOC. یک ATS فقط ولتاژی نمیتواند تشخیص دهد که باتریهای شما در حال تخلیه هستند. اینورتر با خوشحالی به انتقال برق اینورتر به بارهای شما ادامه میدهد تا زمانی که باتریها به قطع ولتاژ پایین خود برسند و سیستم به طور کامل خاموش شود. بدون استارت ژنراتور، بدون پشتیبان ثانویه - فقط یک سیستم مرده.
کنترل ژنراتور با کنتاکت خشک چگونه کار میکند
اینورترهای هیبریدی حرفهای شامل ترمینالهای “Gen Start” هستند - یک رله کنتاکت خشک که وقتی SOC باتری به آستانه برنامهریزی شده شما میرسد، بسته میشود. این یک بستن کنتاکت بدون ولتاژ است، شبیه به یک سوئیچ. هنگامی که کنتاکت بسته میشود، به کنترلر استارت اتوماتیک ژنراتور شما سیگنال میدهد تا توالی استارت را شروع کند.
اصطلاح “کنتاکت خشک” به این معنی است که رله خود هیچ برقی را تامین نمیکند. این فقط مدار را وصل یا قطع میکند. کنترلر استارت ژنراتور شما ولتاژ 12 ولت یا 24 ولت DC مورد نیاز برای انرژی دادن به سیستم استارت خود را تامین میکند. این جداسازی از برد کنترل اینورتر در برابر اسپایکهای ولتاژ محافظت میکند و به آن اجازه میدهد تا با هر برند ژنراتور ارتباط برقرار کند. درباره اصول کنتاکت خشک در مقابل کنتاکت مرطوب بیشتر بدانید.
توالی کنترل خودکار
- نظارت بر باتری: اینورتر به طور مداوم ولتاژ باتری را ردیابی میکند و SOC را محاسبه میکند
- تشخیص آستانه: هنگامی که SOC به 25٪ کاهش مییابد (قابل برنامهریزی توسط کاربر)، اینورتر رله Gen Start را فعال میکند
- سیگنال ژنراتور: بستن کنتاکت خشک سیگنال استارت را به کنترلر ژنراتور ارسال میکند
- دوره گرم شدن: ژنراتور به مدت 30-60 ثانیه (تاخیر قابل برنامهریزی) قبل از پذیرش بار کار میکند
- انتقال ATS: هنگامی که ولتاژ ژنراتور تثبیت شد، ATS از اینورتر به ژنراتور سوئیچ میکند
- حالت شارژ: ژنراتور بارها را تغذیه میکند و باتریها را از طریق ورودی AC اینورتر شارژ میکند
- انتقال بازگشت: هنگامی که باتریها به 80-90٪ SOC رسیدند، اینورتر کنتاکت Gen Start را باز میکند، ژنراتور متوقف میشود، ATS به اینورتر باز میگردد
این توالی انتقالهای بدون درز را بدون قطع برق تجهیزات حساس تضمین میکند. نکته کلیدی تنظیمات تاخیر زمانی مناسب است - خیلی سریع انتقال دهید و ژنراتور تثبیت نشده است. خیلی طولانی صبر کنید و خطر آسیب باتری ناشی از تخلیه بیش از حد را دارید.
| پارامتر | کنتاکت خشک (استاندارد) | کنتاکت مرطوب (توصیه نمیشود) |
|---|---|---|
| ولتاژ تامین شده | 0 ولت (سوئیچ غیرفعال) | 12-24 ولت DC (سیگنال فعال) |
| زمان امتیاز | 1-5 آمپر @ 30 ولت DC معمولی | بسته به منبع متفاوت است |
| انزوا | از نظر الکتریکی جدا شده | زمین مشترک دارد |
| سازگاری ژنراتور | جهانی (هر استارت 2 سیمه) | محدود به ولتاژ مطابق |
| مصونیت در برابر نویز | عالی | مستعد ایجاد حلقه های زمین |
| پیچیدگی نصب | اتصال ساده 2 سیمه | نیاز به تطبیق ولتاژ دارد |
| Failure Mode | مدار باز (ایمن) | اتصال کوتاه (ممکن است به کنترلر آسیب برساند) |
رویکرد کنتاکت خشک در نصب های حرفه ای غالب است زیرا مشکلات سازگاری ولتاژ را از بین می برد و از طریق جداسازی الکتریکی، ایمنی ذاتی را فراهم می کند.
سیم کشی مدار کنتاکت خشک
دو سیم از ترمینال های Gen Start اینورتر خود به ورودی استارت از راه دور ژنراتور خود بکشید. اکثر ژنراتورها این ترمینال ها را “2-Wire Start” یا “Remote Start” برچسب گذاری می کنند. قطبیت معمولاً برای کنتاکت های خشک مهم نیست، اما در دفترچه راهنمای ژنراتور خود بررسی کنید.
یک سوئیچ بای پس دستی را به صورت سری با این مدار نصب کنید. در طول تعمیر و نگهداری یا آزمایش، می توانید شروع خودکار را بدون برنامه ریزی مجدد اینورتر غیرفعال کنید. اگر پیکربندی “Manual/Off/Auto” می خواهید، از یک سوئیچ DPDT استفاده کنید.
اگر ژنراتور شما به یک توالی استارت خاص نیاز دارد که اینورتر نمی تواند آن را ارائه دهد، یک رله تاخیر زمانی اضافه کنید. برخی از ژنراتورهای قدیمی به چندین تلاش برای استارت با دوره های استراحت بین استارت ها نیاز دارند. رله تاخیر این زمان بندی را به طور خودکار انجام می دهد.
تله اتصال نول به زمین: چرا سوئیچینگ 4 پل غیرقابل مذاکره است
این یک مسئله واحد بیشتر از هر جنبه دیگری از نصب اینورترهای هیبریدی باعث تماس های خدماتی می شود. اتصال نادرست نول به زمین، حلقه های زمینی ایجاد می کند که باعث قطع RCD ها، آسیب به تجهیزات و نقض کدهای الکتریکی می شود. درک این موضوع مستلزم دانستن نحوه عملکرد اتصال به زمین در پیکربندی های مختلف سیستم است.
سیستم های متصل به شبکه: اتصال به زمین تک نقطه ای
هنگامی که ساختمان شما با برق شهری کار می کند، NEC Article 250.24(A)(5) دقیقاً یک اتصال نول به زمین را الزامی می کند - که در ورودی سرویس (تابلو اصلی) قرار دارد. این اتصال نقطه مرجع برای تشخیص خطای زمین را فراهم می کند. قطع کننده های مدار، RCD ها و حفاظت از خطای زمین شما به این نقطه اتصال واحد متکی هستند.
هادی نول جریان نامتعادل را به ترانسفورماتور برق برمی گرداند. هادی اتصال به زمین تجهیزات (مس سبز یا لخت) یک مسیر جریان خطا را فراهم می کند اما به طور معمول هیچ جریانی را حمل نمی کند. این دو هادی باید در همه جا به جز در آن نقطه اتصال واحد جدا از هم باقی بمانند.
سیستم های خارج از شبکه: مشکل منبع مشتق شده جداگانه
هنگامی که سیستم شما به برق اینورتر یا ژنراتور سوئیچ می کند، یک سیستم مشتق شده جداگانه ایجاد کرده اید (NEC Article 250.20(D)). برق شهری به طور کامل قطع شده است. اکنون اینورتر یا ژنراتور شما به منبع تغذیه تبدیل می شود و برای ایجاد مرجع زمین به اتصال نول به زمین خود نیاز دارد.
در اینجا تله وجود دارد: اگر از یک ATS استاندارد 3 پل استفاده می کنید که نول را سوئیچ نمی کند، هم اتصال برق شهری و هم اتصال اینورتر به طور همزمان متصل می مانند. شما یک حلقه زمین ایجاد کرده اید - یک مدار بسته از طریق هادی های نول و زمین. این حلقه جریان های چرخشی را حمل می کند که باعث موارد زیر می شود:
- قطع مزاحمتی RCD/GFCI: RCD عدم تعادل جریان بین فاز و نول را تشخیص می دهد
- ولتاژ روی محفظه های تجهیزات: ایجاد خطرات شوک
- EMI و نویز: تأثیر بر الکترونیک حساس
- نقض قوانین: اتصالات متعدد نول با NEC 250.24(A)(5) مغایرت دارد
چرا ATS 3 پل موقعیت های خطرناکی ایجاد می کند
یک سوئیچ انتقال اتوماتیک 3 پل، سه هادی فاز (L1، L2، L3 در سیستم های سه فاز، یا L1، L2 در سیستم های اسپلیت فاز) را قطع می کند اما نول را به طور محکم متصل می گذارد. این طراحی فرض می کند که هر دو منبع تغذیه یک مرجع زمین مشترک دارند - که برای دو سرویس برق شهری صادق است، اما برای سناریوهای شبکه در مقابل اینورتر یا شبکه در مقابل ژنراتور نادرست است.
هنگامی که ATS 3 پل در حالی که نول را متصل می گذارد از شبکه به اینورتر منتقل می شود، اکنون اتصال نول برق شهری (در تابلوی اصلی) و اتصال نول اینورتر (در داخل اکثر اینورترها) از طریق هادی نول متصل شده اند. جریان به جای بازگشت از طریق مسیر نول مورد نظر، از طریق این مسیر حلقه زمین جریان می یابد.
این امر ولتاژهای شبح بین نول و زمین ایجاد می کند، به طور معمول 1-5 ولت در شرایط عادی اما به طور بالقوه بسیار بالاتر در هنگام خطا. RCD ها قطع می شوند زیرا این عدم تعادل جریان را حس می کنند. دستگاه محافظ به درستی کار می کند - آنچه را که به نظر می رسد یک خطای زمین است تشخیص می دهد، حتی اگر هیچ خطای واقعی وجود نداشته باشد.
چرا ATS 4 پل برای سیستم های هیبریدی اجباری است
یک سوئیچ انتقال 4 پل شامل یک قطب سوئیچینگ چهارم است که اتصال نول را همراه با هادی های فاز قطع می کند. این امر جداسازی مثبت بین نول های دو منبع تغذیه را فراهم می کند. هنگامی که ATS انتقال می یابد، یک منبع (از جمله نول) را به طور کامل قطع می کند قبل از اینکه منبع دیگر را متصل کند.
سوئیچینگ نول باید در یک توالی “وصل قبل از قطع” برای قطب نول عمل کند در حالی که قطب های فاز از عملکرد “قطع قبل از وصل” استفاده می کنند. این امر تضمین می کند که بارها همیشه در طول دوره انتقال کوتاه یک مرجع نول داشته باشند و از ایجاد ولتاژهای گذرا روی تجهیزات حساس جلوگیری شود.
[توصیه محصول VIOX 4-Pole ATS]: VIOX سوئیچ های انتقال اتوماتیک 4 پل را به طور خاص برای کاربردهای اینورتر هیبریدی تولید می کند. سوئیچ های ما دارای کنتاکت های نول همپوشانی هستند که در طول انتقال، تداوم نول را حفظ می کنند و در عین حال جداسازی کامل بین منابع را فراهم می کنند. مشاهده مشخصات و راهنمای اندازه گیری.
| ویژگی | ATS 3 پل | ATS 4 پل (توصیه شده توسط VIOX) |
|---|---|---|
| سوئیچینگ نول | نول جامد (همیشه متصل) | نول سوئیچ شده (قطع قبل از وصل) |
| خطر حلقه زمین | بالا – اتصالات N-G متعدد فعال | حذف شده – فقط یک اتصال N-G فعال |
| سازگاری RCD | ضعیف – قطع های مزاحمتی مکرر | عالی – بدون قطع کاذب |
| انطباق با کد | نقض NEC 250.24(A)(5) برای SDS | مطابق با NEC 250.20(D) |
| استفاده از اینورتر هیبریدی | مناسب نیست | مورد نیاز |
| هزینه | $200-600 (50-200A) | $350-900 (50-200A) |
| بهترین کاربرد | فقط انتقال شبکه به شبکه | شبکه به اینورتر، شبکه به ژنراتور |
تفاوت هزینه $150-300 در مقایسه با هزینه تماس خدماتی و مسئولیت زمانی که سیم کشی نادرست باعث آسیب به تجهیزات یا خطرات ایمنی می شود، ناچیز است.
اجرای اتصال نول مناسب
عملکرد متصل به شبکه:
- تابلوی اصلی: نول به زمین متصل شده است (اتصال ورودی سرویس)
- اینورتر: اتصال N-G غیرفعال یا قطع شده است (هنگام عبور از حالت)
- ژنراتور: اتصال N-G غیرفعال یا حذف شده است
عملکرد خارج از شبکه (اینورتر):
- تابلوی اصلی: اتصال نول به زمین حذف شده است
- اینورتر: اتصال N-G فعال است (اینورتر به منبع تبدیل می شود)
- ژنراتور: اتصال N-G غیرفعال است
عملکرد خارج از شبکه (ژنراتور):
- تابلوی اصلی: اتصال نول به زمین حذف شده است
- اینورتر: اتصال N-G غیرفعال است (هنگام بایپس)
- ژنراتور: اتصال N-G فعال است (ژنراتور منبع میشود)
بسیاری از اینورترهای هیبریدی با کیفیت، شامل یک رله N-G اتوماتیک هستند که هنگام اینورت کردن، نول را به زمین متصل میکند و هنگام وجود ورودی AC، اتصال را قطع میکند. این ویژگی را در مشخصات اینورتر خود بررسی کنید. اگر اینورتر شما این ویژگی را ندارد، باید از یک ATS چهار پل برای سوئیچ کردن نول استفاده کنید، که به طور موثر نقاط مرجع زمین را ایزوله میکند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد سیستمهای حفاظت از خطای زمین، به راهنمای ما در مورد درک حفاظت از خطای زمین مراجعه کنید. و اتصال به زمین در مقابل GFCI در مقابل حفاظت از نوسانات.
پیادهسازی سیمکشی: توالی اتصال گام به گام
توالی نصب مناسب از شرایط خطرناک در طول فرآیند سیمکشی جلوگیری میکند و موفقیت در اولین بار هنگام برقدار کردن سیستم را تضمین میکند. این روش یک سیستم فاز اسپلیت 120/240 ولت با یک ATS چهار پل را فرض میکند. با افزودن هادیهای فاز اضافی، برای سیستمهای سه فاز تنظیم کنید.
تأیید قبل از نصب
تأیید کنید که رتبهبندی ATS شما حداقل 25٪ از حداکثر بار پیوسته شما بیشتر باشد. یک بار پیوسته 100 آمپر حداقل به یک ATS 125 آمپر نیاز دارد. رتبهبندی عبور اینورتر خود را بررسی کنید—این نیز باید از بار بیشتر باشد. سوئیچهای انتقال کماندازه باعث افت ولتاژ و گرم شدن بیش از حد میشوند.
تأیید کنید که اینورتر شما شامل کنترل مناسب اتصال نول به زمین است. اکثر اینورترهای هیبریدی مدرن بالای 3 کیلووات شامل رلههای N-G اتوماتیک هستند. واحدهای ارزانتر یا قدیمیتر ممکن است اینطور نباشند، و شما را ملزم به مدیریت اتصال به صورت خارجی از طریق یک ATS چهار پل میکنند.
اندازه سیم مناسب را از جدول 310.16 NEC بر اساس درجه حرارت هادی، دمای محیط و پر شدن لوله بدست آورید. برای سیستمهای پشتیبان حیاتی به اندازه “تجربی” تکیه نکنید.
توالی اتصال
مرحله 1: نصب سیستم الکترود زمین
دو میله زمین 8 فوتی را با فاصله حداقل 6 فوت از هم بکوبید. با حداقل مس لخت #6 AWG وصل کنید. این به عنوان مرجع زمین سیستم شما عمل میکند. قبل از هر سیمکشی دیگری نصب کنید. مقاومت زمین را آزمایش کنید—باید <25 اهم باشد، ترجیحاً <10 اهم. اگر مقاومت از 25 اهم بیشتر است، میلههای زمین اضافی اضافه کنید.
مرحله 2: نصب و اتصال به زمین محفظه ATS
ATS چهار پل VIOX را در مکانی قابل دسترس برای نگهداری نصب کنید. محفظه را با #6 AWG یا بزرگتر به سیستم الکترود زمین خود متصل کنید. محفظه ATS باید یک اتصال زمین دائمی و کم امپدانس داشته باشد.
مرحله 3: سیمکشی ورودی شبکه (ورودی 1 ATS)
برق شهری را به ترمینالهای ورودی 1 ATS وصل کنید:
- L1 (سیاه) به ترمینال ورودی 1 L1
- L2 (قرمز) به ترمینال ورودی 1 L2
- N (سفید) به ترمینال نول ورودی 1
- G (سبز/لخت) به شینه زمین
حفاظت از جریان بیش از حد (قطعکننده) با درجهبندی مناسب را در سمت برق شهری مطابق با NEC 408.36 نصب کنید. درجهبندی قطعکننده نباید از درجهبندی ATS بیشتر باشد. این به شما امکان میدهد ATS را برای نگهداری بدون برق کنید.
مرحله 4: سیمکشی خروجی اینورتر (ورودی 2 ATS)
خروجی AC اینورتر هیبریدی خود را به ترمینالهای ورودی 2 ATS وصل کنید:
- L1 (سیاه) از اینورتر به ترمینال ورودی 2 L1
- L2 (قرمز) از اینورتر به ترمینال ورودی 2 L2
- N (سفید) از اینورتر به ترمینال نول ورودی 2
- G (سبز/لخت) از اینورتر به شینه زمین
بین اینورتر و ورودی 2 ATS یک قطعکننده نصب نکنید. قطعکننده یا رله داخلی اینورتر حفاظت از جریان بیش از حد را فراهم میکند. افزودن یک قطعکننده دوم مشکلات هماهنگی ایجاد میکند.
مرحله 5: سیمکشی اتصالات بار (خروجی ATS)
پنل بار حیاتی خود را به ترمینالهای خروجی ATS وصل کنید:
- ترمینال خروجی L1 به شینه L1 پنل بار
- ترمینال خروجی L2 به شینه L2 پنل بار
- ترمینال خروجی نول به شینه نول پنل بار
- شینه زمین به شینه زمین پنل بار
پیچ اتصال نول به زمین را در صورت وجود از پنل بار جدا کنید. پنل اکنون یک زیرپنل است، و فقط پنل اصلی (هنگام اتصال به شبکه) یا اینورتر/ژنراتور (هنگام قطع از شبکه) باید اتصال N-G داشته باشد.
مرحله 6: اتصال کنترل شروع ژنراتور
کابل دو هادی 18 AWG را از ترمینالهای Gen Start اینورتر به ورودی استارت از راه دور ژنراتور بکشید. هر دو انتها را “کنترل استارت خودکار ژنراتور” برچسب بزنید. در صورت تمایل یک سوئیچ بایپس دستی نصب کنید. سوئیچ بایپس را به صورت سری با یک هادی برای کنترل ساده روشن/خاموش سیمکشی کنید.
اگر ژنراتور شما به یک توالی میللنگ خاص نیاز دارد که اینورتر نمیتواند آن را فراهم کند، یک رله تاخیر زمانی اضافه کنید. اکثر ژنراتورهای اینورتری مدرن با استارت الکتریکی ورودیهای کنتاکت خشک ساده را بدون کنترل اضافی میپذیرند.
مرحله 7: نصب برق کنترل
اکثر واحدهای ATS به برق کنترل 120 ولت AC نیاز دارند. از یک منبع محافظت شده وصل کنید—به طور معمول سمت بار ATS به طوری که برق کنترل بدون توجه به منبع فعال بماند. برخی از نصابها اتصال به ورودی 1 ATS (شبکه) را ترجیح میدهند تا کنترلر بتواند قبل از انتقال، در دسترس بودن منبع را نظارت کند.
| جریان بار (پیوسته) | حداقل رتبهبندی ATS | اندازه سیم توصیه شده (Cu، 75 درجه سانتیگراد) | رتبهبندی OCPD | Typical Application |
|---|---|---|---|---|
| 40A | 50A | #8 AWG | 50A | کابین کوچک، RV، مدارهای ضروری |
| 80A | ۱۰۰ آمپر | #2 AWG | ۱۰۰ آمپر | محل سکونت، بارهای حیاتی اصلی |
| 120A | ۱۵۰ آمپر | #1/0 AWG | ۱۵۰ آمپر | محل سکونت بزرگ، تجاری سبک |
| ۱۶۰A | 200A | #4/0 AWG | 200A | مرکز تجاری، کل ساختمان |
اندازههای سیم هادیهای دارای درجه 75 درجه سانتیگراد در لوله با حداکثر 3 هادی حامل جریان را فرض میکنند. برای مسیرهای طولانی (>100 فوت) یا دمای محیط بالا (>30 درجه سانتیگراد/86 درجه فارنهایت) یک اندازه افزایش دهید.
آزمایش و راه اندازی
تأیید ولتاژ: قبل از برقدار کردن، ولتاژها را در هر ترمینال ATS اندازهگیری و ثبت کنید. ورودی شبکه باید 118-122 ولت L1-N و L2-N، 236-244 ولت L1-L2 را برای سیستمهای 240 ولت آمریکای شمالی نشان دهد.
آزمایش انتقال: با باز کردن قطعکننده برق شهری، قطع شدن شبکه را شبیهسازی کنید. ATS باید در تاخیر برنامهریزی شده (به طور معمول 1-5 ثانیه) به اینورتر منتقل شود. تأیید کنید که همه بارها برق دریافت میکنند. برق شبکه را بازیابی کنید—ATS باید پس از تاخیر برنامهریزی شده (به طور معمول 5-30 دقیقه برای اجازه دادن به رفع قطعیهای موقت) دوباره انتقال یابد.
تست استارت خودکار ژنراتور: به صورت دستی SOC باتری را کاهش دهید یا از عملکرد تست اینورتر برای فعال کردن رله Gen Start استفاده کنید. ژنراتور باید میللنگ بزند و شروع به کار کند. پس از گرم شدن، ATS باید به ژنراتور منتقل شود. تأیید کنید که بارها برق پایدار دریافت میکنند.
تأیید نول به زمین: با سیستم روشن با برق اینورتر، ولتاژ بین نول و زمین را در پنل بار اندازهگیری کنید. باید <2 ولت باشد. قرائتهای بالاتر نشان دهنده مشکلات اتصال نول است. اتصالات N-G خود را دوباره بررسی کنید—اطمینان حاصل کنید که فقط یک اتصال فعال است.
تست عملکرد RCD: دکمه تست روی تمام RCDها در تابلوی بار را فشار دهید. باید فورا قطع شوند. ریست کنید و عملکرد عادی را بررسی کنید. اگر RCDها در حین کار عادی به طور مزاحمتی قطع میشوند، احتمالا یک حلقه زمین از چندین اتصال N-G دارید.
برای راهنمایی بیشتر در مورد انتخاب مناسب ATS، بررسی کنید راهنمای 3 مرحلهای ما برای انتخاب سوئیچ انتقال اتوماتیک و مقایسه بین سوئیچهای انتقال اتوماتیک در مقابل کیتهای اینترلاک.
اشتباهات رایج و نحوه اجتناب از آنها
اشتباه 1: استفاده از ATS سه پل به جای چهار پل
مشکل: نول به هر دو شبکه و اینورتر متصل میماند و حلقه زمین و قطع RCD را ایجاد میکند.
رفع: از ابتدا سوئیچ انتقال اتوماتیک 4 پل را مشخص کنید. اگر قبلاً یک واحد 3 پل خریداری کردهاید، نمیتوان آن را ارتقا داد—باید آن را تعویض کنید. سعی نکنید با سوئیچها یا رلههای اتصال خارجی “آن را به کار بیندازید”. مسائل مربوط به ایمنی و انطباق با کد ارزش صرفهجویی در قطعات را ندارند.
اشتباه 2: فراموش کردن تاخیرهای زمان شروع ژنراتور
مشکل: ATS قبل از رسیدن ژنراتور به ولتاژ/فرکانس پایدار، سعی میکند به ژنراتور منتقل شود و باعث افت ولتاژ، آسیب به موتور یا انتقال ناموفق میشود.
رفع: سیگنال Gen Start اینورتر را طوری برنامهریزی کنید که در SOC 25-30% بسته شود (یا آستانه مورد نظر). ATS را طوری برنامهریزی کنید که انتقال را 45-60 ثانیه پس از تشخیص ولتاژ ژنراتور به تاخیر بیندازد. اکثر ژنراتورها برای تثبیت پس از شروع به 30-45 ثانیه زمان نیاز دارند. تاخیر اضافی ATS انتقال تمیز را تضمین میکند.
همچنین یک “تاخیر خاموش” برنامهریزی کنید تا ژنراتور پس از شارژ مجدد باتریها به کار خود ادامه دهد. خاموش کردن بلافاصله پس از شارژ کامل باعث شوک حرارتی به موتور میشود. یک دوره خنکسازی 5-10 دقیقهای عمر ژنراتور را افزایش میدهد.
اشتباه 3: اتصال نامناسب الکترود زمین
مشکل: میلههای زمین خیلی نزدیک به هم (<6 فوت)، اندازه سیم ناکافی (10 AWG به جای حداقل 6 AWG)، یا اتصالات ضعیف با گذشت زمان خورده میشوند.
رفع: دقیقا از ماده 250.53 NEC پیروی کنید. حداقل دو میله، 6 فوت از هم فاصله داشته باشند، تا عمق کامل (8 فوت) رانده شوند. از بستهای زمین لیست شده استفاده کنید، نه بستهای شلنگ فروشگاه سختافزار. از ترکیب ضد اکسیداسیون برای تمام اتصالات استفاده کنید. مقاومت زمین را پس از نصب و سالانه پس از آن آزمایش کنید.
اگر در خاک سنگی هستید که راندن میلهها دشوار است، از روشهای جایگزین زمین مانند صفحات زمین یا میلههای زمین شیمیایی استفاده کنید. سیستم زمینسازی ساخته شده را با عکسها و اندازهگیریهای مقاومت مستند کنید.
اشتباه 4: عدم تعادل بار بین L1 و L2
مشکل: تمام بارهای 120 ولت به L1 متصل هستند و L2 را کم بار میگذارند. این امر باعث ایجاد مشکلات جریان نول میشود و ممکن است حسگر ولتاژ ATS را گیج کند.
رفع: بارهای خود را در L1 و L2 در محدوده 20% یکدیگر متعادل کنید. به عنوان مثال، اگر L1 60 آمپر را حمل میکند، L2 باید 48-72 آمپر را حمل کند. از یک آمپرمتر گیرهای برای اندازهگیری جریان واقعی در هر فاز تحت عملکرد معمولی استفاده کنید. مدارهای بین فازها را برای دستیابی به تعادل جابجا کنید.
بسیاری از اینورترهای هیبریدی جریان هر فاز را اندازهگیری میکنند و اگر عدم تعادل از آستانه برنامهریزی شده آنها فراتر رود (به طور معمول 30-40% تفاوت)، هشدار میدهند. تعادل بار مناسب از این هشدارهای مزاحمتی جلوگیری میکند و عمر قطعات را افزایش میدهد.
اشتباه 5: سیم با اندازه نامناسب برای گسترش آینده
مشکل: نصب حداقل اندازه سیم برای بار فعلی، سپس اضافه کردن مدارهایی که بعداً از ظرفیت فراتر میروند.
رفع: اندازه سیم را برای 125% بار حداکثر پیشبینی شده، نه بار فعلی، تعیین کنید. تفاوت هزینه بین 2 AWG و 1/0 AWG در مقایسه با کشیدن سیم جدید بعداً ناچیز است. قوانین پر کردن لوله (فصل 9 NEC، جدول 1) تعداد هادیهایی را که میتوانید بعداً اضافه کنید محدود میکند، بنابراین بزرگ کردن اولیه قابلیت گسترش را فراهم میکند.
محاسبات اندازه سیم خود را مستند کنید و آنها را با مستندات سیستم نگهداری کنید. تکنسینهای آینده باید هنگام اضافه کردن بارها از محدودیتهای آمپراژ مطلع باشند.
برای موضوعات مرتبط با ATS، تفاوتهای بین سوئیچهای انتقال کلاس PC در مقابل کلاس CB را بررسی کنید و در مورد پیکربندیهای سوئیچ انتقال اتوماتیک دوگانه اطلاعات کسب کنید.
سوالات متداول
س: آیا میتوانم از یک ATS 3 پل با یک اینورتر هیبریدی استفاده کنم اگر اتصال N-G را در اینورتر غیرفعال کنم؟
پاسخ: خیر. غیرفعال کردن اتصال N-G اینورتر در هنگام استفاده از برق باتری، یک وضعیت نول شناور خطرناک ایجاد میکند. RCDهای شما کار نخواهند کرد و محفظههای تجهیزات میتوانند در هنگام خطاهای زمین ولتاژهای خطرناکی ایجاد کنند. یک ATS 4 پل به درستی سوئیچینگ نول را مدیریت میکند تا منبع فعال همیشه اتصال N-G را فراهم کند. در این مورد سازش نکنید—ایمنی الکتریکی نیاز به اتصال مناسب نول-زمین در منبع فعال دارد.
س: اگر اتصال نول-زمین اشتباه باشد چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: چندین اتصال N-G همزمان حلقههای زمینی ایجاد میکنند که جریانهای چرخشی را حمل میکنند. این جریانها باعث میشوند RCDها به طور غیرقابل پیشبینی قطع شوند زیرا عدم تعادل جریان بین هادیهای فاز و نول را تشخیص میدهند. همچنین ممکن است تداخل الکترومغناطیسی را تجربه کنید که بر رایانهها و چراغهای LED تأثیر میگذارد، ولتاژهای شبح بین نول و زمین (به طور معمول 1-5 ولت) و خطرات شوک احتمالی ناشی از ولتاژ روی محفظههای تجهیزات. در موارد شدید، اتصال نادرست میتواند به وسایل الکترونیکی حساس آسیب برساند یا خطرات آتشسوزی ناشی از گرم شدن بیش از حد هادیهای نول ایجاد کند.
س: چگونه راهاندازی ژنراتور 2 سیمه را انجام دهم؟
پاسخ: دو سیم را از پایانههای کنتاکت خشک “Gen Start” اینورتر خود به ورودی استارت از راه دور ژنراتور خود وصل کنید (اغلب با عنوان “استارت 2 سیمه” برچسبگذاری میشود). کنتاکت خشک به سادگی یک رله است که وقتی SOC باتری به زیر آستانه برنامهریزی شده شما میرسد، بسته میشود. اگر کنترل دستی میخواهید، یک سوئیچ بایپس به صورت سری نصب کنید. آستانه Gen Start اینورتر خود (به طور معمول 20-30% SOC) و آستانه Gen Stop (به طور معمول 80-90% SOC) را برنامهریزی کنید. اکثر ژنراتورهای مدرن با استارت الکتریکی این بسته شدن کنتاکت ساده را بدون الکترونیک کنترل اضافی میپذیرند. برای ژنراتورهای قدیمیتر، ممکن است به یک ماژول کنترل استارت اتوماتیک نیاز داشته باشید که چوک، مدت زمان میللنگ و توالیهای خاموش شدن را مدیریت کند.
س: چه رتبهبندی ATS برای سیستم من لازم است؟
پاسخ: رتبهبندی ATS شما باید حداقل 25% از حداکثر جریان بار پیوسته شما بیشتر باشد. به عنوان مثال، یک بار پیوسته 100 آمپر به حداقل ATS 125 آمپر نیاز دارد. این امر جریانهای هجومی را هنگام شروع موتورها و کمپرسورها در نظر میگیرد. همچنین تأیید کنید که رتبهبندی عبور اینورتر شما برابر یا بیشتر از رتبهبندی ATS شما باشد—برخی از اینورترها رتبهبندی عبور کمتری نسبت به رتبهبندی اینورت خود دارند. مشخصات ATS و اینورتر را بررسی کنید. در صورت تردید، کمی بزرگتر انتخاب کنید. تفاوت هزینه بین مراحل رتبهبندی در مقایسه با هزینه تعویض یک واحد با اندازه نامناسب کم است.
س: آیا ژنراتور من در صورت استفاده از ATS 4 پل به اتصال N-G خود نیاز دارد؟
پاسخ: بله، هنگامی که ژنراتور منبع فعال است (تغذیه بارها)، باید اتصال N-G داشته باشد. با یک ATS 4 پل، سوئیچینگ نول تضمین میکند که فقط یک اتصال در یک زمان فعال است. هنگامی که ATS روی برق شبکه است، نول شبکه (متصل در ترانسفورماتور ابزار یا ورودی سرویس) فعال است. هنگامی که روی برق اینورتر است، اتصال N-G اینورتر فعال است. هنگامی که روی برق ژنراتور است، اتصال N-G ژنراتور فعال است. بسیاری از ژنراتورهای قابل حمل با نول شناور عرضه میشوند—شما باید پیچ یا جامپر اتصال را طبق دستورالعملهای سازنده برای استفاده به عنوان یک سیستم مشتق شده جداگانه نصب کنید.
نتیجهگیری: از همان ابتدا درست انجام دهید
سیستمهای اینورتر هیبریدی با سوئیچهای انتقال اتوماتیک قابلیت پشتیبانگیری پیشرفتهای را ارائه میدهند، اما فقط در صورتی که به درستی طراحی و نصب شده باشند. دو عنصر حیاتی—کنترل هوشمند استارت 2 سیمه و اتصال صحیح نول-زمین—نصبهای آماتور را از سیستمهای درجه حرفهای جدا میکند.
استفاده از ATS 4 پل یک تجمل یا ارتقاء اختیاری نیست. این تنها راه مطابق با کد برای جلوگیری از حلقههای زمین در عین اطمینان از مراجع زمین ایمنی مناسب است. سیستم استارت ژنراتور کنتاکت خشک هوشمندی را ارائه میدهد که حسگر ولتاژ ساده نمیتواند با آن مطابقت داشته باشد و به طور خودکار انتقال بین باتری، اینورتر و برق ژنراتور را مدیریت میکند.
تلاش مهندسی اضافی و هزینه اندک اضافی برای این قطعات مناسب، سود سهام را در قابلیت اطمینان سیستم، انطباق با کد و رضایت مشتری پرداخت میکند. مهمتر از آن، سیمکشی صحیح از خطرات ایمنی ناشی از اتصال نادرست نول و حلقههای زمین جلوگیری میکند.
آماده تعیین قطعات مناسب هستید؟ خط کامل VIOX را مرور کنید سوئیچهای انتقال اتوماتیک 4 پل که به طور خاص برای کاربردهای اینورتر هیبریدی طراحی شدهاند. سوئیچهای دارای لیست UL 1008 ما شامل کنتاکتهای نول همپوشانی، تاخیرهای زمانی قابل برنامهریزی و نظارت بر ولتاژ/فرکانس هستند—هر آنچه برای یک نصب حرفهای نیاز دارید که از بازرسی در اولین بار عبور کند.
