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Schema di cablaggio dell'interruttore di trasferimento automatico: rete-generatore, 2P/3P/4P e neutro commutato

Schema di cablaggio ATS: Rete–Generatore, 2P, 3P e 4P

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Un schema di cablaggio dell'interruttore di trasferimento automatico (ATS) è composto da due livelli. Il livello di potenza instrada la sorgente normale e la sorgente alternativa verso un carico comune senza metterle in parallelo in una configurazione convenzionale a transizione aperta. Il livello di controllo rileva le condizioni della sorgente, aziona il meccanismo di trasferimento e può comandare l'avvio o l'arresto di un controllore del generatore compatibile.

La relazione generica è:

Rete elettrica → dispositivo di protezione della sorgente → ingresso normale ATS
Generatore → dispositivo di protezione del generatore → ingresso alternativo ATS
Uscita comune ATS → distribuzione/protezione a valle → carico

Il neutro può rimanere collegato in modo continuo o può passare attraverso un polo di commutazione dedicato, a seconda della messa a terra, del collegamento equipotenziale, della protezione contro i guasti a terra e della progettazione dell'apparecchiatura. Il conduttore di terra di protezione/messa a terra dell'apparecchiatura (PE) appartiene alla rete di collegamento equipotenziale di protezione; non è un normale percorso per la corrente di carico e non deve essere mostrato mentre passa attraverso un normale contatto di commutazione ATS.

Solo riferimento concettuale: Gli schemi in questa pagina spiegano le funzioni e le relazioni tra i conduttori. Non definiscono i numeri dei morsetti, le sezioni dei conduttori, la coppia di serraggio, la tensione di controllo, i valori nominali di protezione, i punti di messa a terra/collegamento equipotenziale o una procedura di installazione sicura. Utilizzare i disegni esatti di ATS, generatore, controller e apparecchiature di distribuzione per la progettazione e l'installazione.

Legenda dello schema elettrico ATS

Utilizzare questa legenda per ogni schema in questa pagina.

Elemento grafico Significato Cosa non dimostra
Linea continua spessa Conduttore di potenza principale o sbarra Sezione del conduttore, portata, isolamento o posizione del morsetto
Linea continua sottile Circuito di rilevamento, alimentazione di controllo, comando o stato Tensione di controllo, tipo di contatto pulito/sotto tensione, polarità o numero del pin
Linea tratteggiata Relazione funzionale o logica Un cavo fisico o un protocollo di comunicazione universale
OCPD della sorgente MCB, MCCB, fusibile, interruttore del generatore o altro dispositivo di protezione da sovracorrente specificato Che ogni ATS includa internamente questa protezione
Polo di commutazione Un percorso di corrente commutato tra Sorgente I, Sorgente II e il carico comune Categoria di utilizzo, tipo di transizione, valore nominale di tenuta o idoneità del neutro
Barra di neutro passante Il neutro rimane collegato esternamente ai poli sezionati Che questa disposizione sia corretta per ogni generatore o schema di guasto a terra
Polo del neutro sezionato Il neutro viene trasferito insieme ai conduttori di fase tramite un polo dedicato La disposizione di collegamento equipotenziale richiesta o la temporizzazione dei poli per un particolare sistema
Linea PE/collegamento equipotenziale Terra di protezione e percorso di collegamento equipotenziale dell'apparecchiatura Un normale percorso di ritorno del neutro o l'autorizzazione a sezionare il PE

Il termine IEC apparecchiatura di commutazione di trasferimento (TSE) è più ampio del termine comune ATS. IEC 60947-6-1:2026 copre le TSE a bassa tensione all'interno del suo ambito dichiarato e include disposizioni automatiche, remote, manuali, di bypass/isolamento e altre disposizioni definite. In Nord America, UL Solutions identifica UL 1008 per le categorie di apparecchiature di commutazione di trasferimento automatiche e non automatiche. Nessuno dei due nomi di standard sostituisce il disegno tecnico esatto del prodotto o le regole di installazione per il progetto.

Schema unifilare Utilità–Generatore–ATS–Carico

Il primo schema dovrebbe rispondere a una domanda: quale fonte può alimentare il carico comune e dove è posizionata la protezione?

L'utenza e il generatore sono percorsi di alimentazione separati. Ogni percorso raggiunge normalmente l'ATS attraverso il dispositivo di protezione e sezionamento richiesto per quella fonte e installazione. All'interno dell'ATS, un meccanismo di commutazione interbloccato seleziona la Fonte I o la Fonte II. L'uscita comune alimenta quindi un quadro di distribuzione a valle, una linea di alimentazione o un carico definito.

Blocco Funzione concettuale Verificare sul progetto
Utenza / fonte normale Alimentazione preferenziale in condizioni normali Tensione, fase, frequenza, metodo di messa a terra, disposizione del servizio/linea di alimentazione
OCPD/sezionatore lato rete Protegge e/o seziona il circuito della sorgente normale come progettato Tipo di dispositivo, taglia, posizione, idoneità al servizio, condizioni di tenuta e chiusura dell'ATS
Generatore / sorgente alternativa Alimenta il carico una volta disponibile e accettabile Potenza nominale, sequenza fasi, collegamento al neutro, interruttore del generatore, interfaccia di avvio automatico
OCPD lato generatore Protegge la linea di alimentazione del generatore e fornisce la funzione di sezionamento della sorgente richiesta Taratura dell'interruttore automatico del generatore, coordinamento dei conduttori, norme di installazione applicabili
ATS Sorgente I e Sorgente II Riceve i due percorsi di alimentazione delle sorgenti Quale ingresso è preferenziale, posizione del morsetto, sequenza fasi, alimentazione superiore/inferiore consentita
Uscita carico comune ATS Collega la sorgente selezionata al carico Identità del morsetto, corrente nominale, logica di transizione, conduttori commutati
Distribuzione a valle/OCPD Distribuisce e protegge i circuiti di carico Indipendentemente dal fatto che la protezione sia integrata, a monte, a valle o suddivisa nel sistema
Rete PE/equipotenziale Collega le masse estranee e fornisce il percorso di protezione per la corrente di guasto Collegamento dell'involucro, connessione dell'elettrodo di terra, posizione del collegamento al neutro, normative locali

Schema unifilare concettuale utility-generatore-ATS-carico che mostra la protezione separata di sorgente e carico e un percorso di collegamento PE esterno ai contatti di trasferimento

Non dare per scontato che l'ATS contenga un MCB o un interruttore automatico scatolato (MCCB). Alcuni sistemi di trasferimento utilizzano contattori o interruttori-sezionatori con protezione esterna; alcune configurazioni di classe CB utilizzano interruttori automatici come dispositivi di commutazione; e alcuni quadri di distribuzione o di servizio integrano funzioni che un ATS autonomo non possiede. Il guida agli ATS di classe PC rispetto alla classe CB spiega tale distinzione dell'apparecchiatura, mentre il guida al coordinamento tra ATS e interruttore automatico gestisce il potere di interruzione e il coordinamento dei dispositivi di protezione.

Schema concettuale: non sostituisce lo schema elettrico del prodotto. La protezione della sorgente, la protezione del carico, le funzioni di sezionamento del servizio, l'orientamento dei morsetti, il trattamento del neutro e il PE/collegamento equipotenziale devono essere verificati per lo specifico apparecchio e installazione.

Morsetti di potenza, morsetti di rilevamento e contatti di avviamento generatore

Un errore di cablaggio comune nelle discussioni concettuali è trattare ogni piccolo morsetto come una connessione di avviamento generatore. I controller ATS reali possono avere diverse funzioni a bassa potenza distinte:

Famiglia di morsetti Funzione tipica Limite importante
Morsetti di potenza principali Conduttori della sorgente normale, della sorgente alternativa e del carico comune Le loro etichette e posizioni fisiche sono specifiche del prodotto
Rilevamento sorgente Misura tensione, frequenza, perdita di fase, sequenza di fase o altre condizioni della sorgente supportate Il rilevamento può essere derivato internamente dai morsetti di alimentazione o cablato esternamente tramite circuiti specificati
Alimentazione del controllore Alimenta il controllore ATS, il motore, le bobine o il meccanismo a energia accumulata Può provenire da una o entrambe le sorgenti o da un'alimentazione ausiliaria; non dare mai per scontata la tensione
Uscita avviamento motore/generatore Richiede l'avvio/arresto da un controller del generatore compatibile Spesso si tratta di un contatto di relè, ma la configurazione del contatto, la portata, la logica e se sia pulito o alimentato dipendono dal modello
Contatti di posizione/stato Segnala lo stato della Sorgente I, Sorgente II, aperto, allarme o del meccanismo Questi sono contatti di indicazione/logica, non uscite di potenza principale
Ingresso remoto/comunicazione Funzioni di test, inibizione, trasferimento, segnale antincendio, distacco carico o comunicazioni La logica di disponibilità e priorità varia in base al controller e al progetto

Livelli di potenza e controllo dell'ATS che separano i morsetti di potenza principali dal rilevamento della sorgente, dall'alimentazione del controller, dal comando di avvio del generatore e dai contatti di stato

La relazione di controllo per un ATS supportato da generatore è concettuale:

  1. Il controllore dell'ATS valuta la sorgente normale attraverso il suo percorso di rilevamento.
  2. Quando la sua logica programmata dichiara la sorgente inaccettabile, il controllore può azionare un'uscita di avvio specifica per il modello.
  3. Il controllore del generatore — non i contatti di potenza dell'ATS — avvia e regola il gruppo elettrogeno.
  4. L'ATS valuta la sorgente alternativa attraverso la sua configurazione di rilevamento supportata.
  5. Quando le condizioni e i ritardi del controllore sono soddisfatti, il meccanismo di trasferimento modifica la connessione del carico.

L'attuale documentazione tecnica OTM_C_D di ABB illustra perché questi livelli devono essere separati: il suo schema del circuito principale, le connessioni dei morsetti del controllore, l'uscita di avvio del generatore, il rilevamento dello stato, l'alimentazione del motore e le alimentazioni di controllo appaiono come circuiti distinti. Un disegno di un ATS residenziale Generac utilizza etichette come N1, N2, E1, E2, T1, e T2, ma tali etichette appartengono a quella famiglia di prodotti; non costituiscono una piedinatura ATS universale.

Per la sequenza di rilevamento, avvio, accettazione della sorgente, trasferimento, ritrasferimento e raffreddamento, vedere Come funziona un commutatore di trasferimento automatico?.

Schema concettuale: non sostituisce lo schema elettrico del prodotto. Verificare se il rilevamento è interno o esterno, l'alimentazione del controller, la forma e la portata del contatto di avviamento del generatore, lo stato fail-safe, le portate dei contatti ausiliari, le comunicazioni e la numerazione dei morsetti.

Schemi di cablaggio ATS 2P monofase

L'etichetta 2P significa che vengono commutati due percorsi di corrente. Di per sé, non identifica il sistema di tensione né prova se uno di quei percorsi sia il neutro.

230 V monofase, linea e neutro commutati

In un comune sistema 230 V fase-neutro, un ATS 2P può utilizzare un polo per la linea L e il secondo polo per il neutro N. Entrambe le fonti presentano quindi L + N all'interruttore, e l'uscita comune presenta L + N al carico.

Questo disegno è valido solo come concetto di percorso dei conduttori. La commutazione del neutro richiesta, la costruzione e la temporizzazione del polo di neutro, il collegamento alla sorgente e il comportamento del dispositivo di protezione devono derivare dalla progettazione del sistema e dalla documentazione del prodotto.

120/240 V split-phase con neutro passante

In un sistema split-phase nordamericano da 120/240 V, un ATS 2P può commutare i due conduttori non messi a terra L1 e L2 mentre il neutro rimane passante. Si tratta anche di un “ATS 2P monofase”, ma non è la stessa configurazione di conduttori di un 230 V L + N bipolare di trasferimento.

Se il neutro split-phase deve essere trasferito, l'apparecchiatura necessita di un polo di neutro aggiuntivo idoneo o di un'altra configurazione omologata/impostata. Non disegnare L1, L2, e N attraverso solo due poli.

Concetto di sistema Due percorsi commutati Trattamento del neutro Non dare nulla per scontato
230 V monofase L + N L e N Neutro commutato Che ogni dispositivo 2P abbia un polo di neutro adeguatamente dimensionato
120/240 V bifase L1 + L2 + N L1 e L2 Neutro diretto al di fuori dei due poli Che un neutro solido sia corretto per ogni schema di generatore/collegamento equipotenziale
Carico bifilare fase-fase Due conduttori non messi a terra Nessun neutro al carico Che la sorgente e il carico non richiedano un neutro altrove

Due concetti di ATS 2P che confrontano linea e neutro commutati con conduttori split-phase commutati e un bypass del neutro solido

La scelta dettagliata spetta alla pagina di selezione ATS 2P vs 3P vs 4P; questo riferimento mostra solo come leggere i percorsi dei conduttori risultanti.

Schema concettuale: non sostituisce lo schema elettrico del prodotto. “2P” indica i percorsi commutati; non significa universalmente fase-neutro, fase divisa, una tensione specifica o un metodo di messa a terra particolare.

Schema di cablaggio ATS trifase: 3P vs 4P

Uno schema ATS trifase deve specificare se il sistema di carico dispone di un neutro e se tale neutro è fisso o commutato.

ATS 3P

Un meccanismo di trasferimento 3P commuta L1, L2, e L3. Rappresenta direttamente un carico trifase a tre fili quando non è richiesto il neutro. In un sistema trifase a quattro fili, un ATS 3P può essere utilizzato con un neutro fisso che si collega esternamente ai tre poli di trasferimento, ma solo quando tale disposizione del neutro e della messa a terra è corretta per le sorgenti, la protezione e le norme applicabili.

ATS 4P

Un meccanismo di trasferimento 4P commuta L1, L2, L3, e N. Il quarto polo fornisce un percorso per il neutro commutato. Non dimostra, di per sé, che il generatore sia un sistema derivato separatamente, che ogni collegamento del neutro sia corretto o che la sequenza dei poli sia adatta allo schema di protezione contro i guasti a terra.

Schema Conduttori commutati Neutro mostrato Tipico utilizzo concettuale
3P, tre fili L1, L2, L3 Nessuno richiesto dal carico rappresentato Carico/distribuzione trifase senza conduttore di neutro
3P, quattro fili con neutro passante L1, L2, L3 Neutro continuo esterno ai poli di commutazione Sistema a quattro fili il cui design verificato mantiene un neutro comune
4P, quattro fili con neutro sezionato L1, L2, L3, N Il neutro passa attraverso un polo di commutazione dedicato Sistema a quattro fili il cui design verificato trasferisce il neutro insieme alla sorgente

Concetti di ATS tripolare a neutro solido e quadripolare a neutro commutato con PE che rimane al di fuori dei percorsi di trasferimento

Bollettino sulla configurazione del neutro di ASCO afferma che gli interruttori di trasferimento sono disponibili con o senza un polo del neutro dedicato e correla la decisione al fatto che l'alimentazione alternativa utilizzi o meno un sistema di messa a terra separato. Questo è il corretto livello di generalizzazione: il neutro sezionato è una decisione di sistema, non un sinonimo universale di “più sicuro”.”

Per inverter ibridi, batterie, relè di collegamento dipendenti dalla sorgente e avviamento generatore a due fili, utilizzare il separato Guida al cablaggio ATS per inverter ibrido e successivamente verificare i manuali effettivi dell'inverter, dell'ATS e del generatore.

Schema concettuale: non sostituisce lo schema elettrico del prodotto. Verificare i conduttori del sistema, la sequenza delle fasi, la portata e la temporizzazione del polo di neutro, il collegamento alla sorgente, la protezione contro i guasti a terra e il rilevamento del controller per lo specifico progetto.

Neutro fisso, neutro sezionato e confini PE

Il neutro e il PE non devono essere rappresentati come conduttori intercambiabili.

Neutro fisso

Una configurazione a neutro fisso mantiene i neutri della sorgente e del carico collegati attraverso un percorso del neutro continuo al di fuori dei poli di fase sezionati. Ciò può essere valido laddove la progettazione della messa a terra e del collegamento equipotenziale utilizzi intenzionalmente un riferimento di neutro comune. Può risultare errato laddove la sorgente alternativa, lo schema di protezione contro i guasti a terra o le normative locali richiedano l'isolamento del neutro.

Neutro commutato

Una configurazione a neutro sezionato instrada il neutro attraverso un polo di trasferimento dedicato. La documentazione dell'apparecchiatura deve stabilire la portata e la sequenza di commutazione del polo di neutro. Alcune applicazioni richiedono un comportamento del neutro sovrapposto o ritardato, piuttosto che trattare il polo di neutro come identico a un polo di fase; pertanto, la dicitura “4P” da sola non costituisce una specifica completa.

Terra di protezione/conduttore di protezione delle apparecchiature

Il PE collega le masse estranee e costituisce parte del percorso di protezione per la corrente di guasto. Nei disegni concettuali, dovrebbe collegare il telaio/involucro del generatore, l'involucro dell'ATS, le apparecchiature a valle e la rete di messa a terra/collegamento equipotenziale come richiesto dal progetto. Non dovrebbe essere instradato attraverso un normale contatto di selezione della sorgente ATS né rappresentato come se venisse trasferito tra la Sorgente I e la Sorgente II.

Ciò non determina dove debbano essere posizionati i collegamenti tra neutro e terra o le connessioni dell'elettrodo di messa a terra. Tali posizioni dipendono dallo stato dell'apparecchiatura di servizio, dal collegamento alla sorgente, dal trattamento del sistema derivato separatamente, dalla costruzione dell'apparecchiatura e dal quadro normativo di installazione applicabile. Per questo motivo, i disegni di interconnessione del produttore mostrano comunemente le barre di terra e le connessioni di messa a terra/collegamento equipotenziale separatamente dai morsetti di potenza di fase e neutro.

Dove compaiono MCB e MCCB attorno a un ATS

Un commutatore di trasferimento seleziona una sorgente. A meno che il prodotto non integri esplicitamente dispositivi di protezione da sovracorrente idonei, non si deve presumere che protegga i conduttori di sorgente o di carico da sovraccarico o cortocircuito.

La mappa concettuale della protezione è:

  • Sorgente normale: dispositivo di protezione e sezionamento di servizio/linea a monte dell'ATS come richiesto dal progetto.
  • Sorgente generatore: interruttore del generatore o protezione di linea specificata a monte dell'ingresso alternativo dell'ATS.
  • ATS: selezionato in base alla corrente di carico, al servizio di commutazione, ai poli, alla transizione, alle funzioni del controllore e alle condizioni di guasto disponibili con i dispositivi di protezione specificati.
  • Lato carico: protezione della linea di alimentazione o della derivazione presso l'apparecchiatura di distribuzione a valle, a meno che un assieme integrato verificato non fornisca la funzione richiesta.

Un MCB può essere appropriato in un piccolo sistema elettrico a bassa tensione; un MCCB, un fusibile, un interruttore automatico di potenza o un altro dispositivo potrebbero essere necessari in un'installazione più grande o con una corrente di guasto più elevata. Lo schema non può scegliere tra questi senza i dati relativi alla corrente di carico, al conduttore, alla tensione di sistema, alla corrente di guasto, al coordinamento, al servizio e al prodotto.

Come tradurre questo riferimento in uno schema elettrico di prodotto

Prima che chiunque progetti o installi il circuito, sostituire ogni blocco generico con informazioni verificate sul prodotto.

Etichetta di riferimento generica Trovare questo nella documentazione esatta
Sorgente I / normale / rete Nomi e posizioni dei morsetti, logica della sorgente preferenziale, direzione di alimentazione consentita, tensione e fase
Sorgente II / alternata / emergenza Nomi e posizioni dei morsetti, requisiti del generatore/sorgente, sequenza delle fasi
Carico comune Identità del morsetto di carico, capacità del conduttore, disposizione a valle
Rilevamento Punti di rilevamento interni o esterni, fusibili, campo di misura, funzioni di fase/frequenza
Alimentazione del controllore Fonte di alimentazione, tensione, polarità, dispositivo di protezione, comportamento in caso di mancanza di alimentazione
Avvio generatore Configurazione dei contatti, stato normale, valori nominali, interfaccia alimentata o a secco, logica di avvio/arresto, compatibilità con il generatore
Neutro Solido o commutato, valori nominali/temporizzazione dei poli, implicazioni per il collegamento equipotenziale e il guasto a terra
PE/terra Collegamento equipotenziale dell'involucro, messa a terra dell'apparecchiatura, elettrodo di messa a terra e istruzioni per il collegamento equipotenziale di servizio/sorgente
OCPD sorgente/carico Tipo di dispositivo, corrente nominale, potere di interruzione, WCR/SCCR dell'ATS o condizioni di coordinamento IEC
I/O ausiliari Stato, allarme, test, inibizione, ingresso incendio, distacco carico, comunicazioni, logica di priorità

Rifiutare lo schema generico come base per l'installazione se mancano il disegno esatto dell'ATS, la documentazione dell'interfaccia del generatore, lo schema unifilare di sorgente e carico, il piano di neutro/collegamento a terra o il coordinamento dei dispositivi di protezione.

Per il concetto generale dell'apparecchiatura e la terminologia, iniziare con Cos'è un commutatore di trasferimento automatico a doppia alimentazione?. Una volta definita l'architettura, la Guida ai commutatori di trasferimento per generatori fornisce il flusso di lavoro per le specifiche. Gli acquirenti qualificati e i costruttori di quadri possono quindi confrontare i Gamma VIOX ATS rispetto alla tensione, corrente, poli, logica di trasferimento, capacità di interruzione in caso di guasto e interfaccia di controllo documentata richiesti; confermare ogni valore dai dati del modello selezionato prima dell'approvvigionamento.

Fonti