開放形切換と閉鎖形切換ATS:どちらが必要ですか?

開放形切換と閉鎖形切換ATS:どちらが必要ですか?
産業用電気制御パネルに取り付けられたVIOX自動切換スイッチ
図1:VIOX、 自動切換スイッチ 工業用電気制御盤に設置。.

バックアップ電源の世界では、ほとんどの仕様作成者はアンペア定格やエンクロージャの種類にこだわる。しかし、施設がシームレスな引き継ぎを経験するか、破壊的な再起動を経験するかを決定する最も重要な要素は、スイッチングロジックにある。すなわち、オープントランジションとクローズドトランジションである。.

パネルビルダーや施設管理者にとって、以下の区別を理解することは、 “「ブレーク・ビフォア・メイク」” そして “「メイク・ビフォア・ブレーク」” 単なる用語の問題ではなく、機器の損傷を防ぎ、安全コンプライアンスを確保し、プロジェクトコストを最適化することである。.

本ガイドでは、両方のトランジションタイプの技術的な違い、運用上のリスク、理想的なアプリケーションを分析し、適切なものを指定するのに役立つ。 自動転換スイッチ(ATS) あなたのプロジェクトのために。

オープントランジション転送とは?(ブレーク・ビフォア・メイク)

オープントランジションは、ATSアプリケーションの90%以上で業界標準となっている。名前が示すように、このロジックは、バックアップ電源への接続を閉じる前に、主電源への接続を物理的に開く。.

エンジニアリング用語では、これは “「ブレーク・ビフォア・メイク」” シーケンスである。負荷が両方の電源から切断される特定の瞬間(「デッドバンド」または「オフタイム」と呼ばれる)がある。この間、負荷は瞬間的な停電を経験する。.

オープン移行メークビフォアブレークスイッチングロジックの技術回路図。切断ギャップを示しています。
図2:オープントランジションのブレーク・ビフォア・メイクのスイッチングロジックの技術的な概略図で、切断ギャップを示している。.

「停電」はネガティブに聞こえるかもしれないが、オープントランジションは、ユーティリティフィードとジェネレータフィードが同時に接続されることがないことを保証するため、実際には一般的なアプリケーションにとって最も安全で堅牢な方法である。これにより、複雑な同期を必要とせずに、逆送電や短絡のリスクがなくなる。.

オープントランジションには通常、負荷の種類に応じて2つのバリエーションがある。

1. 標準オープントランジション(同相)

これは最も一般的な構成である。ATSコントローラは、両方の電源の位相角を監視する。ジェネレータがスピードアップし、位相がほぼ一致すると、スイッチはソースAからソースBに急速に切り替わる。.

2. 遅延オープントランジション(プログラムされたトランジション)

大型モータ(ポンプ、ファン、コンプレッサ)を含む産業用アプリケーションの場合、標準の高速スイッチは危険な場合がある。回転するモータが切断されると、残留電圧(逆起電力)が発生する。ATSがモータを新しい電源に位相がずれている間に急速に再接続すると、結果として生じるトルクショックにより、ドライブシャフトが折れたり、ギアが破損したりする可能性がある。.

遅延オープントランジションは、「オフ」(ニュートラル)位置に意図的な一時停止(通常は数秒から数分まで調整可能)を導入することで、これを解決する。.

  • の論理: ソースAを切断 → ニュートラルで待機(モータフィールドを減衰させる)→ ソースBを接続。.
  • 最適な用途: HVACシステム、水処理プラント、および産業製造ライン。.

クローズドトランジション転送とは?(メイク・ビフォア・ブレーク)

20ミリ秒の停電さえ許容できないミッションクリティカルな施設の場合、クローズドトランジションはエンジニアリング上の選択肢である。オープントランジションとは異なり、クローズドトランジションロジックは “「メイク・ビフォア・ブレーク」” シーケンスを利用する。.

ATSコントローラは、バックアップジェネレータをユーティリティグリッドと同期させ、主電源を切断する前に、両方の電源を一時的に並列に接続する。.

2つの電源の瞬間的な並列接続を示すクローズド移行ブレークビフォアメーク図
図3:2つの電源の一時的な並列接続を示すクローズドトランジションのメイク・ビフォア・ブレークの図。.

「無中断」メカニズム

転送中、電気負荷がユーティリティとジェネレータの両方から同時に供給される短い重複(通常は100ミリ秒未満)がある。回路が切断されることがないため、下流の負荷は 無中断. を経験する。ライトはちらつかず、敏感な医療機器やIT機器はUPSライドスルーを必要とせずに動作し続ける。.

同期化の重要な役割

クローズドトランジションは、2つのスイッチを閉じるほど単純ではない。同期されていない2つの電源を接続すると、ジェネレータとスイッチギアに壊滅的な損傷を与える可能性がある。ATSが接続を「メイク」する前に、コントローラはユーティリティとジェネレータの間で3つのパラメータを積極的に監視し、一致させる必要がある。

  • 電圧差: ±5%以内である必要がある。.
  • 周波数差: ±0.2 Hz以内である必要がある。.
  • 位相角: ±5電気度以内である必要がある。.

短絡電流定格が重要な理由

両方の電源が並列になる短い瞬間に、潜在的な短絡電流が2倍になる(ユーティリティ電流+ジェネレータ電流)。したがって、ATSと下流の保護は、この潜在的なエネルギーバーストを処理するのに十分な SCCR(短絡電流定格) を持っている必要がある。.

サイドバイサイド比較:オープントランジション対クローズドトランジション

どのロジックが単線図に適合するかを判断するのに役立つように、技術的特性を直接比較する。.

オープン移行の電力ギャップとクローズド移行の連続波を示す正弦波比較グラフ
図4:オープントランジションの電力ギャップとクローズドトランジションの連続波を示す正弦波比較グラフ。.
特徴 オープントランジション(Break-Before-Make) クローズドトランジション(Make-Before-Break)
スイッチングシーケンス ソースAをブレーク → 待機 → ソースBをメイク ソースBをメイク(並列)→ ソースAをブレーク
停電 はい(約30ms~100ms) いいえ(0ms)
(発電機の並列運転、グリッド相互接続) 不要(同相モニタはオプション) 必須(アクティブ同期チェック)
ユーティリティの承認 通常は不要 厳密に必要
設備費 低/標準 高(30%~50%のプレミアム)
複雑さ 低(プラグアンドプレイ) 高(試運転が必要)
安全故障モード 転送に失敗する オープン移行に戻る
最適な用途 住宅、商業、産業用モーター 病院、データセンター、系統連系発電

選択ガイド:アプリケーションに最適なロジックの選択

オープン移行とクローズド移行の選択は、予算だけではありません。スイッチの能力を負荷の許容範囲に合わせることが重要です。以下に、迅速な意思決定のためのフレームワークを示します。

1. 住宅および軽商業 → オープン移行を選択

家庭、小規模オフィス、小売店では、クローズド移行のコスト(および電力会社との煩雑な手続き)は正当化されることはほとんどありません。発電機が引き継ぐ際の1秒間の瞬断は、重大な故障ではなく、わずかな不便です。.

2. 産業製造 → 遅延オープン移行を選択

ポンプ、チラー、コンベヤーベルトなどの大型誘導負荷を施設で稼働させている場合、標準的な高速スイッチングは危険です。必ずしもクローズド移行が必要なわけではありません。代わりに、 プログラム可能なセンターオフ遅延 (中立位置遅延)を備えたオープン移行ATSを指定して、モーターが安全に惰性で停止できるようにします。.

3. ヘルスケアおよびデータセンター → クローズド移行を選択

ティア3/4のデータセンター、手術室、または集中治療室では、電力品質が最も重要です。UPSシステムがギャップを処理するとしても、中断のリスクなしに負荷をかけた状態で発電機をテストできることは、クローズド移行をゴールドスタンダードにしています。.

病院環境で重要な電力システムを保護するVIOXフロアスタンド型自動切換スイッチ
図5:病院環境で重要な電力システムを保護するVIOXフロアスタンド型自動切換スイッチ。.

エンジニアーズノート: クローズド移行を静的切換スイッチ(STS)と混同しないでください。クローズド移行はシームレスですが、依然として機械的なスイッチングプロセスです。機械的な接触運動の微振動さえ許容できない超高感度IT負荷の場合は、静的切換スイッチを検討する必要があります。ATSとSTSの詳細な比較はこちらをご覧ください。.

機械構造の重要性:ロジック対ハードウェア

「オープン」または「クローズド」移行は、動作シーケンス(ソフトウェアロジック)のみを指すことを覚えておくことが重要です。そのシーケンスを実行するには、適切な機械的ハードウェアを選択する必要があります。ATSは、主に次の2つの機械的タイプを使用して構築できます。

  • PCクラス(ソレノイド/一体型): 高耐久性、高速スイッチング、切り替え専用設計。.
  • CBクラス(回路ブレーカーベース): 過電流保護が含まれていますが、スイッチングメカニズムとして機能します。.

必要な移行ロジックをサポートする機械構造が不明な場合は、まず基本的なハードウェアの違いを確認する必要があります。 ガイドを読む: PCクラス対CBクラスATS選択ガイド.

VIOX ATSソリューションが信頼性の高いスイッチングを保証する理由

オープン移行またはクローズド移行のどちらを選択しても、物理的な切り替えの瞬間は電気接点にストレスを与えます。VIOXでは、高ストレススイッチングカテゴリ(AC-33A/B)に耐えるように自動切換スイッチを設計しています。

  • 銀合金接点: 高グレードの銀接点を使用して、接触抵抗を最小限に抑え、高電流切り替え中の溶着を防ぎます。.
  • 高度なアーク消弧: 当社のアークシュートは、オープン移行の「遮断」中に発生する電気アークを迅速に冷却および消散するように設計されており、スイッチの寿命を大幅に延ばします。.
  • モジュラー制御: VIOXコントローラーは、調整可能な遅延タイマーを提供し、カスタムハードウェアを購入せずに、標準のATSをモーター保護用の「遅延移行」ユニットに変えることができます。.

要点

  • オープン移行(メークビフォアブレーク): 最も一般的で費用対効果の高い方法。発電機に接続する前に、負荷をユーティリティから一時的に切断し、瞬間的な停電を引き起こします。.
  • クローズド移行(ブレークビフォアメーク): 両方の電源が100ms未満の間並行して動作するシームレスな移行方法。正確な同期が必要であり、重要なテストに最適です。.
  • 遅延移行はモーターにとって重要です: 産業用ポンプおよびHVACの場合は、逆起電力による機械的損傷を防ぐために、常に「プログラムされた遅延」を備えたオープン移行を使用してください。.
  • 電力会社の承認: クローズド移行は、グリッドへの瞬間的な並列接続のため、通常、地域の電力会社からの許可が必要です。.

FAQ:ATS移行タイプに関する一般的な質問

Q:病院でオープン移行を使用できますか?
A:はい、ただし、非人命安全系統の場合、またはUPS(無停電電源装置)でバックアップされている場合に限ります。ただし、病院の運用を中断することなく発電機をテストできるため、クローズド移行が推奨されます。.

Q:クローズド移行はUPSの必要性をなくしますか?
A:完全にはなくなりません。クローズド移行は、計画された切り替え(テストなど)中の停電を防ぎます。ただし、計画外の停電が発生した場合、発電機は起動するまでに時間がかかります(通常は10秒)。その起動ギャップを埋めるには、依然としてUPSが必要です。.

Q:クローズド移行はオープン移行よりも安全ですか?
A:電気的絶縁の観点からは、オープン移行の方が安全です。2つの電源が接触することがないためです。クローズド移行は、同期が失敗した場合に故障電流のリスクをもたらすため、より高度な保護リレーが必要です。.

Q:クローズド移行ATSが同期に失敗した場合はどうなりますか?
A:VIOXなどの高品質ATSユニットには、フェイルセーフモードがあります。特定の時間内に同期できない場合、標準のオープン移行切り替えを強制的に実行して、瞬間的な瞬断が発生したとしても、負荷に電力が供給されるようにします。.

結論

選択は 開放 переход そして 閉鎖 переход 1つの質問に帰着します。施設は1秒未満の停電に耐えられますか?

  • もし イエス (そしてコストと複雑さを節約したい場合): 開放 переход. を使用してください。モーター負荷の場合は、必ず遅延をプログラムしてください。.
  • もし ノー (そして発電機をシームレスにテストする必要がある場合): 閉鎖 переход, に投資してください。ただし、電力会社の承認とより高い初期費用に備えてください。.

プロジェクトの仕様に適合する移行ロジックがまだ不明ですか?今すぐVIOXのテクニカルサポートチームにお問い合わせください。単線結線図(SLD)を確認し、安全性とコンプライアンスを保証する最も費用対効果の高いATSソリューションを推奨します。.

著絵

こんにちは、私はジョー、専用のプロフェッショナルで12年以上の経験を電気産業です。 でVIOX電気、私は高品質の電気的ソリューションのニーズに応えております。 私の専門知識に及ぶ産業用オートメーション、住宅の配線は、商用電気システム。お問い合わせ[email protected] がることができます。

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