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Chave de transferência automática para sistemas solares e inversores: transferência de rede, inversor e gerador

Chave de transferência automática para sistemas solares e de inversores

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Um chave de transferência automática solar comuta normalmente fontes AC: rede AC, saída de backup/EPS AC de um inversor ou gerador AC. Ele não não comuta normalmente a entrada DC bruta de strings fotovoltaicas. Os módulos fotovoltaicos alimentam um caminho de isolamento e proteção classificado para DC para o inversor; o inversor converte DC para AC; o equipamento de transferência então seleciona entre fontes AC compatíveis para uma carga definida.

Resposta rápida: Primeiro, verifique se o inversor híbrido já inclui bypass da rede, uma saída EPS/backup e uma entrada dedicada para gerador. Se incluir, um ATS externo pode ser desnecessário ou pode pertencer a um limite de sistema diferente. Adicione um ATS apenas quando o manual do inversor, a documentação do ATS, o projeto de aterramento, o esquema de proteção e o diagrama unifilar aprovado suportarem a arquitetura exata.

Qual arquitetura de transferência solar ou de inversor é a adequada?

Função pretendida Arquitetura típica Verificação principal
Manter cargas essenciais alimentadas pela bateria durante uma interrupção da rede A rede e a bateria alimentam um inversor híbrido; sua saída de backup/EPS alimenta um painel de cargas essenciais Função de transferência interna, limites da saída de backup, método de ilhamento, neutro e proteção
Selecionar a saída AC da rede ou a saída AC do inversor para um barramento de carga AC da rede + AC de backup do inversor → ATS externo → painel de cargas críticas As fontes devem ser compatíveis com as classificações do ATS; evite retroalimentação não intencional; verifique o modo de operação do inversor
Permita que um gerador suporte um inversor híbrido Grid or generator AC → approved source-selection arrangement → inverter AC input O inversor aceita a forma de onda/faixa do gerador; a seleção de fonte e a lógica de partida estão documentadas
Select inverter AC or generator AC for critical loads Inverter AC + generator AC → ATS → critical-load panel Nunca coloque fontes não sincronizadas em paralelo; verifique o neutro, a proteção, o tempo de transferência e a capacidade de carga
Seccione os condutores da string fotovoltaica Use comutação/proteção fotovoltaica com classificação DC projetada para o arranjo Um ATS AC normal não é o dispositivo correto

A fronteira essencial: PV DC não é ATS AC

Limites conceituais de DC e AC em um sistema de transferência de inversor solar

O Departamento de Energia dos EUA explica que um inversor converte a eletricidade DC dos painéis solares em eletricidade AC usada pela rede e pela maioria das cargas. Esse limite de conversão é importante: um produto descrito apenas como de baixa tensão AC chave de transferência não deve ser colocado em um circuito DC de string fotovoltaica.

A comutação DC fotovoltaica possui requisitos diferentes de extinção de arco, polaridade, tensão, conector, isolamento e proteção. Use um seccionador DC, combinador, fusível, disjuntor ou contator apenas onde suas marcações e instruções cubram o circuito fotovoltaico específico. “Solar ATS” é uma frase de uso do sistema; não é prova de que todo caminho de corrente dentro do sistema seja adequado para DC fotovoltaico.

Quando o inversor já realiza a transferência

Muitos inversores híbridos ou de armazenamento incluem uma ou mais destas funções:

  • uma entrada AC da rede e bypass interno;
  • uma saída de backup ou EPS separada;
  • uma função de ilhamento suportada por bateria;
  • uma entrada dedicada para gerador;
  • lógica de qualificação e transferência de fonte interna;
  • controle de partida remota do gerador.

Nessa arquitetura, adicionar um segundo ATS pode duplicar o intertravamento, criar um caminho de neutro não intencional, interromper a operação do inversor ou entrar em conflito com a lógica de controle do inversor. Trate os diagramas unifilares aprovados pelo fabricante do inversor como o ponto de partida.

Um ATS externo geralmente é não justificado apenas pelo fato de o local possuir painéis solares. Sistemas fotovoltaicos conectados à rede sem uma função de ilhamento e backup projetada adequadamente normalmente param de fornecer energia a um edifício isolado durante uma interrupção da concessionária. O armazenamento em bateria por si só também não prova que o sistema pode formar e regular um barramento AC ilhado; essa função deve estar documentada para o projeto do inversor e do sistema.

Três arquiteturas práticas do lado AC

Arquiteturas de seleção de fonte AC para rede, inversor e gerador

Arquitetura A: AC da rede versus saída de backup do inversor

Aqui, a ATS externa seleciona entre a rede AC e uma saída de backup/EPS de inversor dedicada para um painel de carga crítica. Isso pode ser válido quando a documentação do inversor permite o arranjo de saída e ambas as fontes correspondem aos limites de tensão, frequência, fase, polo, corrente e capacidade de curto-circuito da ATS.

Não conecte a saída comum de seguimento de rede do inversor como se fosse uma fonte de backup independente. A saída selecionada deve ser projetada para energizar as cargas pretendidas enquanto estiver em modo ilhado.

Arquitetura B: Rede AC versus gerador AC alimentando o inversor

Alguns inversores híbridos podem aceitar energia da rede ou do gerador em uma entrada AC. A seleção da fonte pode ocorrer dentro do inversor, em equipamento externo aprovado ou em um quadro de distribuição coordenado. Confirme a janela de tensão/frequência aceita pelo inversor, a capacidade mínima do gerador, o limite de potência de carga, a tolerância à qualidade da energia, o arranjo do neutro e qualquer atraso de aquecimento necessário.

Se uma saída de partida remota do gerador for usada, a ATS ou o controlador do inversor pode emitir o comando. Evite que dois controladores independentes tentem iniciar, parar ou qualificar o mesmo gerador sem uma sequência projetada.

Arquitetura C: Inversor AC versus gerador AC alimentando cargas críticas

Uma ATS pode selecionar a saída AC com capacidade de ilhamento do inversor ou o gerador AC para um barramento de carga crítica. O intertravamento deve impedir a conexão não intencional de fontes. O gerador deve suportar as cargas transferidas e a saída do inversor deve tolerar a transição selecionada. Verifique se qualquer uma das fontes pode alimentar energia de volta através de equipamentos conectados.

Para a sequência completa de falha de resfriamento de um gerador, veja Chave de transferência automática para gerador.

Comutação e equipotencialização do neutro

O projeto do neutro depende das fontes e do esquema de proteção. Perguntas importantes incluem:

  1. O inversor conecta o neutro internamente em cada modo de operação?
  2. O neutro do gerador é conectado à sua carcaça ou ao terra de proteção do sistema?
  3. Onde está localizada a conexão entre neutro e terra da instalação?
  4. O inversor cria ou comuta uma conexão de neutro durante a operação em ilha?
  5. Quais dispositivos RCD, GFCI, de corrente residual ou de falha de aterramento devem operar em cada estado da fonte?
  6. A ATS comuta o neutro e esse comportamento é compatível com todos os estados?

Um ATS de 4 polos não é universalmente obrigatório, e um neutro sólido não é universalmente correto. O projetista do sistema deve mapear cada estado da fonte — conectado à rede, ilha de inversor, alimentado por gerador, bypass, manutenção — e mostrar os caminhos do neutro e do terra de proteção em cada um. O terra de proteção normalmente permanece contínuo em vez de passar por contatos de transferência comuns.

Utilização ATS Monofásica vs Trifásica: 2P, 3P ou 4P para a estrutura de seleção de polos mais aprofundada.

Partida a dois fios do gerador em um sistema solar/de armazenamento

“Partida a dois fios” geralmente significa um contato livre de potencial mantido que solicita a operação do gerador, mas não é um padrão de cabeamento universal. O controlador pode ser o inversor, o ATS, um sistema de gerenciamento de energia ou um controlador de grupo gerador dedicado.

Verificar:

  • qual controlador detém a decisão de partida/parada;
  • tipo de contato, estado normal, classificação de tensão/corrente e isolamento;
  • temporização de aquecimento do gerador, aceitação da fonte, retransferência e resfriamento;
  • limiares de estado de carga da bateria baixa e limites de carregamento;
  • comportamento em caso de falha se a comunicação ou a detecção for perdida;
  • terminais exatos e modo de firmware em ambos os manuais.

Não utilize um diagrama genérico da internet como cronograma de terminais. O diagrama de fiação da ATS de referência explica as camadas de potência, sensoriamento, controle, neutro e PE, mas os desenhos aprovados do produto regem as conexões de campo.

Verificações de dimensionamento e proteção

A corrente da ATS baseia-se na carga AC transferida

Dimensione a ATS a partir da corrente AC que ela transporta no seu ponto de instalação, sob as suas condições marcadas. Não dimensione uma ATS AC a partir da corrente DC de um arranjo fotovoltaico. Considere a carga contínua, a capacidade de sobrecarga do inversor, a corrente de partida de motores, a capacidade de carga por etapas do gerador, a temperatura, o invólucro, a categoria de utilização e qualquer corte de carga.

A proteção da fonte permanece necessária

Uma ATS pode selecionar fontes sem fornecer toda a proteção contra sobrecorrente necessária. Documente os dispositivos de proteção nos lados da rede, gerador, inversor, bateria e fotovoltaico. Verifique a corrente de curto-circuito disponível na ATS e a sua classificação de curto-circuito declarada ou classificação de suportabilidade/fechamento sob o dispositivo a montante especificado.

O inversor pode limitar a corrente de falta de forma diferente da concessionária ou do gerador. A proteção ainda deve desconectar faltas sob todos os estados operacionais. Verifique a seletividade e a corrente de falta mínima, bem como o regime máximo. O Guia de coordenação entre ATS e disjuntor cobre o lado da chave de transferência dessa cadeia de evidências.

O comportamento da transição deve ser adequado à eletrônica

A transição aberta é um ponto de partida comum porque evita a sobreposição intencional de fontes, mas cria uma interrupção. Confirme como o inversor, o gerador, os contatores, os motores, o equipamento UPS e as cargas sensíveis respondem. A transição fechada ou o paralelismo de fontes requerem equipamentos e controles projetados especificamente para sincronização e as aprovações necessárias; nunca deve ser improvisado com um ATS padrão.

Evidência do modelo VIOX: O que é realmente suportado?

O Página do produto VIOX VOQ4-100E descreve explicitamente a integração solar/rede e publica uma tabela de especificações do lado AC, incluindo configurações 2P/3P/4P, classe PC, tensão de operação AC 400 V, tensão de controle AC 220 V, 50 Hz e opções de corrente de 16–100 A.

Essa evidência sustenta considerar o modelo apenas para uma correspondência Transferência AC aplicação. Não estabelece:

  • adequação para DC de string fotovoltaica bruta;
  • compatibilidade com todos os inversores híbridos ou geradores;
  • adequação para um sistema de 60 Hz;
  • um arranjo específico de neutro/aterramento;
  • capacidade de interrupção de falta adequada ou coordenação de proteção a montante para um projeto;
  • certificação para todos os mercados de destino.

Verifique também a folha de dados mais recente e o código de pedido exato: os resumos de marketing podem ser mais abrangentes do que uma tabela de especificações, e o limite documentado mais restrito deve prevalecer até que a VIOX confirme o contrário.

Lista de verificação de projeto de ATS para solar/inversor

Categoria Informações necessárias antes da seleção
Arquitetura Diagrama unifilar aprovado e motivo pelo qual um ATS externo é necessário
Fontes Rede, saída AC do inversor, AC do gerador; tensão, fase, frequência e aterramento
Limite de PV/bateria Tensão/corrente DC e equipamento de isolamento/proteção DC separado
Inversor Modelo exato, modo de operação, funções de bypass/EPS/gerador, limites de saída e sobrecarga
Gerador Modelo, conexão de neutro, limites de forma de onda, interface de partida, desempenho de carga escalonada
Cargas Cronograma de cargas críticas, motores, corrente de partida, interrupção aceitável e corte de carga
ATS Classificação AC, polos, transição, classe, alimentação de controle, sensoriamento, invólucro e ambiente
Neutro/PE Locais de equipotencialização e caminhos em cada estado da fonte; comportamento de RCD/GFCI/falta à terra
Proteção Dispositivos e ajustes em cada fonte; corrente de falta disponível e mínima
De conformidade Regras de destino, certificação, requisitos da concessionária e manuais aprovados

Regra de Seleção

Escolha uma ATS solar ou de inversor somente após a arquitetura AC estar definida. Se o inversor já possuir controle de transferência e de gerador, siga seu projeto aprovado. Se uma ATS externa for necessária, selecione-a como parte do sistema elétrico AC completo — não a partir de um rótulo “solar” — e mantenha a DC da string fotovoltaica dentro de equipamentos DC classificados separadamente.

A VIOX fornece interruptores de transferência automática para aplicações de fonte dupla de baixa tensão definidas. Envie os manuais do inversor e do gerador, o diagrama unifilar, os dados de fonte/carga, o projeto de neutro e proteção, a sequência de transição necessária, as informações de capacidade de curto-circuito e o mercado de destino para uma análise de adequação do produto.

Fontes e Normas