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Diagrama de fiação da chave de transferência automática: Concessionária–Gerador, 2P/3P/4P e neutro comutado

Diagrama de fiação de ATS: Concessionária–Gerador, 2P, 3P e 4P

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Um diagrama de fiação da chave de transferência automática (ATS) possui duas camadas. A camada de potência roteia a fonte normal e a fonte alternativa para uma carga comum sem colocá-las em paralelo em um arranjo convencional de transição aberta. A camada de controle detecta as condições da fonte, opera o mecanismo de transferência e pode comandar um controlador de gerador compatível para iniciar ou parar.

A relação genérica é:

Concessionária → dispositivo de proteção da fonte → entrada normal da ATS
Gerador → dispositivo de proteção do gerador → entrada alternativa da ATS
Saída comum da ATS → distribuição/proteção a jusante → carga

O neutro pode permanecer conectado continuamente ou pode passar por um polo de transferência dedicado, dependendo do aterramento, equipotencialização, proteção contra falha à terra e projeto do equipamento. O condutor de terra de proteção/aterramento do equipamento (PE) pertence à rede de equipotencialização de proteção; ele não é um caminho normal para a corrente de carga e não deve ser mostrado passando por um contato de transferência comum da ATS.

Apenas referência conceitual: Os diagramas nesta página explicam funções e relações entre condutores. Eles não definem números de terminais, bitolas de condutores, torque, tensão de controle, classificações de proteção, pontos de aterramento/equipotencialização ou um procedimento de instalação seguro. Utilize os desenhos exatos da ATS, do gerador, do controlador e do equipamento de distribuição para o projeto e a instalação.

Legenda do diagrama de fiação da ATS

Use esta legenda para todos os diagramas nesta página.

Elemento gráfico Significado O que não comprova
Linha contínua espessa Condutor ou barramento de potência principal Bitola do condutor, capacidade de condução de corrente, isolamento ou localização do terminal
Linha contínua fina Circuito de sensoriamento, alimentação de controle, comando ou status Tensão de controle, tipo de contato seco/molhado, polaridade ou número do pino
Linha tracejada Relação funcional ou lógica Um cabo físico ou um protocolo de comunicação universal
OCPD da fonte MCB, MCCB, fusível, disjuntor de gerador ou outro dispositivo de proteção contra sobrecorrente especificado Que todo ATS inclui esta proteção internamente
Polo de transferência Um caminho de corrente comutado entre a Fonte I, a Fonte II e a carga comum Categoria de utilização, tipo de transição, capacidade de suportar corrente ou adequação do neutro
Barra de neutro sólido O neutro permanece conectado fora dos polos comutados Que este arranjo está correto para cada gerador ou esquema de falta à terra
Polo de neutro comutado O neutro é transferido com os condutores de fase através de um polo dedicado O arranjo de equipotencialização ou temporização de polo necessário para um sistema específico
Linha de PE/equipotencialização Terra de proteção e caminho de equipotencialização do equipamento Um caminho de retorno de neutro normal ou permissão para comutar o PE

O termo IEC equipamento de transferência de comutação (TSE) é mais abrangente do que o termo comum ATS. IEC 60947-6-1:2026 cobre TSE de baixa tensão dentro do seu escopo declarado e inclui arranjos automáticos, remotos, manuais, de bypass/isolamento e outros arranjos definidos. Na América do Norte, a UL Solutions identifica a UL 1008 para categorias de equipamentos de transferência de comutação automáticos e não automáticos. Nenhum dos nomes das normas substitui o desenho exato do produto ou as regras de instalação para o projeto.

Diagrama unifilar de Concessionária–Gerador–ATS–Carga

O primeiro diagrama deve responder a uma pergunta: qual fonte pode alimentar a carga comum e onde a proteção está localizada?

A concessionária e o gerador são caminhos de fonte separados. Cada caminho normalmente chega à ATS através do arranjo de proteção e seccionamento exigido para aquela fonte e instalação. Dentro da ATS, um mecanismo de comutação intertravado seleciona a Fonte I ou a Fonte II. A saída comum então alimenta um quadro de distribuição a jusante, alimentador ou carga definida.

Bloco Função conceitual Verificar no projeto
Concessionária / fonte normal Alimentação preferencial sob condições normais Tensão, fase, frequência, método de aterramento, arranjo de serviço/alimentador
OCPD/seccionador do lado da concessionária Protege e/ou secciona o circuito da fonte normal conforme projetado Tipo de dispositivo, especificação, localização, adequação ao serviço, condições de suportabilidade e fechamento da ATS
Gerador / fonte alternativa Alimenta a carga após estar disponível e aceitável Saída nominal, sequência de fases, conexão de neutro, disjuntor do gerador, interface de partida automática
OCPD do lado do gerador Protege o alimentador do gerador e fornece a função de seccionamento da fonte necessária Classificação do disjuntor do gerador, coordenação de condutores, regras de instalação aplicáveis
ATS Fonte I e Fonte II Recebe os dois caminhos de alimentação das fontes Qual entrada é preferencial, localização do terminal, sequência de fases, alimentação superior/inferior permitida
Saída de carga comum do ATS Conecta a fonte selecionada à carga Identidade do terminal, classificação de corrente, lógica de transição, condutores comutados
Distribuição a jusante/OCPD Distribui e protege circuitos de carga Se a proteção é integrada, a montante, a jusante ou dividida pelo sistema
Rede de PE/equipotencialização Conecta partes condutoras expostas e fornece o caminho de corrente de falta para o terra de proteção Equipotencialização do invólucro, conexão do eletrodo de aterramento, localização da conexão do neutro, normas locais

Diagrama unifilar conceitual de concessionária-gerador-ATS-carga mostrando a proteção separada da fonte e da carga e um caminho de equipotencialização PE fora dos contatos de transferência

Não presuma que a ATS contenha um MCB ou um disjuntor em caixa moldada (MCCB). Alguns sistemas de transferência utilizam contatores ou seccionadoras com proteção externa; alguns arranjos de classe CB utilizam disjuntores como dispositivos de manobra; e alguns conjuntos de serviço ou distribuição integram funções que uma ATS autônoma não possui. O guia de ATS de classe PC vs classe CB explica essa distinção de equipamento, enquanto o guia de coordenação de ATS e disjuntor aborda a capacidade de interrupção de falhas e a coordenação dos dispositivos de proteção.

Diagrama conceitual — não substitui o diagrama de fiação do produto. A proteção da fonte, a proteção da carga, as funções de seccionamento de serviço, a orientação dos terminais, o tratamento do neutro e o PE/aterramento devem ser verificados para o equipamento e a instalação específicos.

Terminais de potência, terminais de sensoriamento e contatos de partida do gerador

Um erro de fiação comum em discussões conceituais é tratar cada terminal pequeno como uma conexão de partida do gerador. Controladores de ATS reais podem ter várias funções distintas de baixa potência:

Família de terminais Função típica Limite importante.
Terminais de potência principais Fonte normal, fonte alternativa e condutores de carga comum Suas etiquetas e posições físicas são específicas do produto
Detecção de fonte Mede tensão, frequência, perda de fase, sequência de fase ou outras condições de fonte suportadas A detecção pode ser derivada internamente dos terminais de potência ou cabeada externamente através de circuitos especificados
Alimentação do controlador Alimenta o controlador da ATS, motor, bobinas ou mecanismo de energia armazenada Pode vir de uma ou de ambas as fontes ou de uma alimentação auxiliar; nunca presuma a tensão
Saída de partida do motor/gerador Solicita partida/parada a partir de um controlador de gerador compatível Frequentemente um contato de relé, mas a forma do contato, a classificação, a lógica e se é seco ou energizado são específicos do modelo
Contatos de posição/status Informa o status da Fonte I, Fonte II, aberto, alarme ou mecanismo Estes são contatos de indicação/lógica, não saídas de potência principal
Entrada remota/comunicação Funções de teste, inibição, transferência, sinal de incêndio, corte de carga ou comunicações A disponibilidade e a lógica de prioridade variam de acordo com o controlador e o projeto

Camadas de potência e controle do ATS separando os terminais de potência principais da detecção de fonte, alimentação do controlador, comando de partida do gerador e contatos de status

A relação de controle para uma ATS com suporte de gerador é conceitual:

  1. O controlador da ATS avalia a fonte normal através do seu caminho de detecção.
  2. Quando sua lógica programada declara a fonte inaceitável, o controlador pode operar uma saída de partida específica do modelo.
  3. O controlador do gerador — não os contatos de potência da ATS — aciona e regula o motor-gerador.
  4. A ATS avalia a fonte alternativa através do seu arranjo de detecção suportado.
  5. Quando as condições e os atrasos do controlador são satisfeitos, o mecanismo de transferência altera a conexão da carga.

A documentação técnica atual da ABB para OTM_C_D ilustra por que essas camadas devem ser separadas: seu diagrama de circuito principal, conexões dos terminais do controlador, saída de partida do gerador, detecção de status, alimentação do motor e fontes de controle aparecem como circuitos distintos. Um desenho de ATS residencial da Generac usa etiquetas como N1, N2, E1, E2, T1e T2, mas essas etiquetas pertencem a essa família de produtos; elas não são uma pinagem universal de ATS.

Para a sequência de detecção, partida, aceitação de fonte, transferência, retransferência e resfriamento, veja Como funciona uma chave de transferência automática?.

Diagrama conceitual — não substitui o diagrama de fiação do produto. Verifique se a detecção é interna ou externa, a alimentação do controlador, a forma e a classificação do contato de partida do gerador, o estado à prova de falhas, as classificações dos contatos auxiliares, as comunicações e a numeração dos terminais.

Diagramas de fiação de ATS 2P monofásico

O rótulo 2P significa que dois caminhos de corrente são comutados. Isso não identifica, por si só, o sistema de tensão nem comprova se um desses caminhos é o neutro.

230 V monofásico, fase e neutro transferidos

Em um sistema comum de 230 V fase-neutro, um ATS 2P pode usar um polo para a fase L e o segundo polo para o neutro N. Ambas as fontes, portanto, apresentam L + N para a chave, e a saída comum apresenta L + N para a carga.

Este desenho é válido apenas como um conceito de caminho de condutores. A comutação de neutro necessária, a construção e temporização do polo de neutro, o aterramento da fonte e o comportamento do dispositivo de proteção devem ser provenientes do projeto do sistema e da documentação do produto.

120/240 V monofásico com neutro sólido

Em um sistema monofásico de 120/240 V norte-americano, uma ATS 2P pode comutar os dois condutores não aterrados L1 e L2 enquanto o neutro permanece sólido. Isso também é uma “ATS 2P monofásica”, mas não é o mesmo arranjo de condutores que uma de 230 V L + N transferência bipolar.

Se o neutro do sistema monofásico precisar ser transferido, o equipamento necessita de um polo de neutro adicional adequado ou outro arranjo listado/configurado. Não desenhe L1, L2e N através de apenas dois polos.

Conceito do sistema Dois caminhos comutados Tratamento do neutro Não assuma
230 V monofásico L + N L e N Neutro comutado Que todo dispositivo 2P possui um polo de neutro adequadamente dimensionado
120/240 V fase dividida L1 + L2 + N L1 e L2 Neutro sólido fora dos dois polos Que um neutro sólido é correto para todo esquema de gerador/ligação equipotencial
Carga bifásica fase-fase Dois condutores sem aterramento Sem neutro na carga Que a fonte e a carga não requerem neutro em nenhum outro lugar

Dois conceitos de ATS 2P comparando fase e neutro comutados com condutores de fase dividida comutados e um bypass de neutro sólido

A escolha detalhada pertence à página de seleção de ATS 2P vs 3P vs 4P; esta referência mostra apenas como ler os caminhos dos condutores resultantes.

Diagrama conceitual — não substitui o diagrama de fiação do produto. “2P” conta os caminhos comutados; não significa universalmente fase-mais-neutro, fase dividida, uma tensão específica ou um método de aterramento específico.

Diagrama de fiação de ATS trifásico: 3P vs 4P

Um diagrama de ATS trifásico deve declarar se o sistema de carga possui um neutro e se esse neutro é sólido ou comutado.

ATS 3P

Um mecanismo de transferência 3P comuta L1, L2e L3. Ele representa diretamente uma carga trifásica a três fios quando nenhum neutro é necessário. Em um sistema trifásico a quatro fios, um ATS 3P pode ser usado com um neutro sólido que se conecta fora dos três polos de transferência — mas apenas quando esse arranjo de neutro e aterramento estiver correto para as fontes, proteção e normas aplicáveis.

ATS 4P

Um mecanismo de transferência 4P comuta L1, L2, L3e N. O quarto polo fornece um caminho de neutro comutado. Ele não prova, por si só, que o gerador é um sistema derivado separadamente, que toda conexão de neutro está correta ou que a sequência de polos é adequada ao esquema de proteção contra falha de aterramento.

Diagrama Condutores comutados Neutro mostrado Uso conceitual típico
3P, três fios L1, L2, L3 Nenhum exigido pela carga representada Carga/distribuição trifásica sem condutor neutro
3P, quatro fios com neutro sólido L1, L2, L3 Neutro contínuo fora dos polos de comutação Sistema de quatro fios cujo projeto verificado mantém um neutro comum
4P, quatro fios com neutro seccionado L1, L2, L3, N O neutro passa por um polo de transferência dedicado Sistema de quatro fios cujo projeto verificado transfere o neutro com a fonte

Conceitos de ATS de três polos com neutro sólido e quatro polos com neutro comutado, com o PE permanecendo fora dos caminhos de transferência

Boletim de configuração de neutro da ASCO afirma que as chaves de transferência estão disponíveis com ou sem um polo de neutro dedicado e relaciona a decisão ao fato de a alimentação alternativa utilizar um arranjo de aterramento derivado separadamente. Esse é o nível correto de generalização: neutro seccionado é uma decisão de sistema, não um sinônimo universal para “mais seguro”.”

Para inversores híbridos, baterias, relés de equipotencialidade dependentes da fonte e partida de gerador a dois fios, use o separado Guia de Fiação ATS do Inversor Híbrido e então verifique os manuais reais do inversor, da ATS e do gerador.

Diagrama conceitual — não substitui o diagrama de fiação do produto. Verifique os condutores do sistema elétrico, a sequência de fases, a classificação e o temporizador do polo do neutro, a equipotencialização da fonte, a proteção contra falha de terra e a detecção do controlador para o projeto exato.

Neutro sólido, neutro comutado e limites de PE

O neutro e o PE não devem ser desenhados como condutores intercambiáveis.

Neutro sólido

Um arranjo de neutro sólido mantém os neutros da fonte e da carga conectados através de um caminho de neutro contínuo fora dos polos de fase comutados. Isso pode ser válido onde o projeto de aterramento e equipotencialização utiliza intencionalmente uma referência de neutro comum. Pode estar incorreto onde a fonte alternativa, o esquema de falha de terra ou as normas locais exigem o isolamento do neutro.

Neutro comutado

Um arranjo de neutro comutado direciona o neutro através de um polo de transferência dedicado. A documentação do equipamento deve estabelecer a classificação e a sequência de comutação do polo do neutro. Algumas aplicações exigem um comportamento de neutro sobreposto ou atrasado, em vez de tratar o polo do neutro como idêntico a um polo de fase, portanto, “4P” por si só não é uma especificação completa.

Terra de proteção/condutor de aterramento do equipamento

O PE conecta partes condutoras expostas e forma parte do caminho de corrente de falta de proteção. Nos desenhos conceituais, ele deve conectar a estrutura/invólucro do gerador, o invólucro da ATS, o equipamento a jusante e a rede de aterramento/equipotencialização conforme exigido pelo projeto. Ele não deve ser roteado através de um contato de seleção de fonte normal da ATS ou desenhado como se fosse transferido entre a Fonte I e a Fonte II.

Isto não determina onde as conexões neutro-terra ou as conexões do eletrodo de aterramento devem ser feitas. Esses locais dependem do status do equipamento de serviço, da conexão da fonte, do tratamento do sistema derivado separadamente, da construção do equipamento e da estrutura de instalação aplicável. Por esse motivo, os desenhos de interconexão do fabricante geralmente mostram as barras de terra e as conexões de aterramento/equipotencialização separadamente dos terminais de potência de fase e neutro.

Onde MCBs e MCCBs aparecem ao redor de uma ATS

Uma chave de transferência seleciona uma fonte. A menos que o produto integre explicitamente dispositivos de proteção contra sobrecorrente adequados, não se deve presumir que ele proteja os condutores da fonte ou da carga contra sobrecarga ou curto-circuito.

O mapa conceitual de proteção é:

  • Fonte normal: arranjo de proteção e seccionamento de serviço/alimentador antes da ATS, conforme exigido pelo projeto.
  • Fonte do gerador: disjuntor do gerador ou proteção de alimentador especificada antes da entrada alternativa da ATS.
  • ATS: selecionado para corrente de carga, regime de comutação, polos, transição, funções do controlador e as condições de falha disponíveis com os dispositivos de proteção especificados.
  • Lado da carga: proteção de alimentador ou derivação no equipamento de distribuição a jusante, a menos que um conjunto integrado verificado forneça a função necessária.

Um MCB pode ser apropriado em um sistema elétrico de baixa tensão pequeno; um MCCB, fusível, disjuntor de potência ou outro dispositivo pode ser necessário em uma instalação maior ou com maior capacidade de interrupção de falha. O diagrama não pode selecionar entre eles sem dados de corrente de carga, condutor, tensão do sistema, corrente de falha, coordenação, serviço e produto.

Como traduzir esta referência para um diagrama de fiação de produto

Antes que alguém projete ou instale o circuito, substitua cada bloco genérico por informações verificadas do produto.

Rótulo de referência genérico Encontre isto na documentação exata
Fonte I / normal / concessionária Nomes e localizações dos terminais, lógica da fonte preferencial, direção de alimentação permitida, tensão e fase
Fonte II / alternativa / emergência Nomes e localizações dos terminais, requisitos do gerador/fonte, sequência de fase
Carga comum Identidade do terminal de carga, capacidade do condutor, arranjo a jusante
Detecção Pontos de detecção internos ou externos, fusíveis, faixa, funções de fase/frequência
Alimentação do controlador Fonte de alimentação, tensão, polaridade, dispositivo de proteção, comportamento em caso de perda de energia
Partida do gerador Forma de contato, estado normal, classificação, interface energizada ou seca, lógica de partida/parada, compatibilidade com gerador
Neutro Sólido ou comutado, classificação/temporização de polos, implicações de equipotencialização e falta à terra
PE/terra Equipotencialização do invólucro, aterramento de equipamentos, eletrodo de aterramento e instruções de aterramento de serviço/fonte
OCPD de fonte/carga Tipo de dispositivo, corrente nominal, capacidade de interrupção, WCR/SCCR de ATS ou condições de coordenação IEC
E/S auxiliar Status, alarme, teste, inibição, entrada de incêndio, corte de carga, comunicações, lógica de prioridade

Rejeite o diagrama genérico como base de instalação se o desenho exato da ATS, a documentação da interface do gerador, o diagrama unifilar da fonte e da carga, o plano de neutro/aterramento ou a coordenação dos dispositivos de proteção estiverem faltando.

Para o conceito e a terminologia mais amplos do equipamento, comece com O que é uma chave de transferência automática de potência dupla?. Após a arquitetura ser definida, o Guia de Chave de Transferência de Gerador fornece o fluxo de trabalho de especificação. Compradores qualificados e montadores de painéis podem então comparar o Linha VIOX ATS em relação à tensão, corrente, polos, lógica de transferência, capacidade de interrupção de falha e interface de controle documentada exigidos; confirme cada valor a partir dos dados do modelo selecionado antes da aquisição.

Fontes