ในหน้านี้
หนึ่ง สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS) โดยปกติแล้วจะเหมาะสมกว่าเมื่อแหล่งจ่ายสำรองอาจจำเป็นต้องเริ่มทำงาน โดยเฉพาะในระบบไฟฟ้าจากการไฟฟ้าสู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือเมื่อโหลดสามารถทนต่อลำดับการถ่ายโอนทางกลไฟฟ้าที่ระบุไว้ได้ A สวิตช์ถ่ายโอนแบบสถิต (STS) โดยปกติจะถูกเลือกใช้เมื่อแหล่งจ่าย AC อิสระสองแหล่งมีพลังงานอยู่แล้วและอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ และโหลดที่มีความละเอียดอ่อนต้องการการถ่ายโอนที่รวดเร็วกว่ามากภายใต้เงื่อนไขของแหล่งจ่ายและโหลดที่ผู้ผลิตระบุไว้.
ดังนั้นอุปกรณ์เหล่านี้จึงไม่ได้แยกความแตกต่างกันที่ความเร็วเพียงอย่างเดียว แต่อุปกรณ์เหล่านี้แก้ปัญหาความพร้อมใช้งานของแหล่งจ่ายและความต่อเนื่องที่แตกต่างกัน ในระบบไฟฟ้าวิกฤตบางระบบ คำตอบที่ถูกต้องคือ ทั้งคู่: ATS ทำหน้าที่จัดการแหล่งจ่ายจากการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในระดับอาคาร ในขณะที่ STS ที่อยู่ถัดไปจะทำหน้าที่ถ่ายโอนโหลดวิกฤตระหว่างเส้นทาง UPS หรือเส้นทางจ่ายไฟสองเส้นทางที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่.
สรุปภาพรวม ATS กับ STS
| ปัจจัยในการตัดสินใจ | สวิตช์ถ่ายโอนแบบอัตโนมัติ (ATS) | สวิตช์ถ่ายโอนไฟฟ้าแบบสถิต (STS) |
|---|---|---|
| เส้นทางการสลับ | หน้าสัมผัสทางกลที่ทำงานโดยกลไกการถ่ายโอน | อุปกรณ์กำลังแบบโซลิดสเตต โดยทั่วไปจะเป็นเส้นทางของไทริสเตอร์หรือ SCR |
| การจัดเรียงแหล่งจ่ายไฟทั่วไป | การไฟฟ้า-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือแหล่งจ่ายไฟสองแหล่งที่มีอยู่ | แหล่งจ่ายไฟ AC สองแหล่งที่มีการจ่ายไฟและตรวจสอบสถานะ |
| แหล่งจ่ายสำรองเมื่อเกิดความล้มเหลว | อาจไม่พร้อมใช้งานและจำเป็นต้องมีการสตาร์ทและทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความเสถียร | โดยปกติจะมีพลังงานอยู่แล้วและอยู่ในช่วงการยอมรับของ STS |
| พฤติกรรมการถ่ายโอน | การสลับแบบ Open transition คือการตัดก่อนต่อ (break-before-make) โดยบางระบบรองรับการสลับแบบ closed transition ที่มีการควบคุม | การสลับแหล่งจ่ายด้วยโซลิดสเตตความเร็วสูงจะถูกควบคุมเพื่อป้องกันเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างแหล่งจ่าย |
| การหยุดชะงักของโหลด | ขึ้นอยู่กับการตรวจจับ ความพร้อมของแหล่งจ่าย การหน่วงเวลาที่ตั้งใจไว้ กลไก และโหมดการสลับ | มักจะใช้เวลาต่ำกว่าหนึ่งรอบคลื่นหรือเพียงไม่กี่มิลลิวินาที แต่ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของแหล่งจ่าย กระแสโหลด ตรรกะการควบคุม และการออกแบบผลิตภัณฑ์ |
| บทบาทหลักของระบบ | การสลับแหล่งจ่ายในระดับอาคารหรือระดับการจ่ายไฟ | การป้องกันที่จุดใช้งานหรือส่วนปลายทางสำหรับโหลดที่ไวต่อความต่อเนื่องของกระแสไฟฟ้า |
| การนำกระแสอย่างต่อเนื่อง | กระแสไฟฟ้าไหลผ่านหน้าสัมผัสทางกลที่ปิดอยู่ | กระแสไฟฟ้าไหลผ่านอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ทำให้เกิดการสูญเสียต่อเนื่องและความร้อนที่ต้องได้รับการจัดการ |
| การออกแบบระบบป้องกันและข้อผิดพลาด | ต้องการพิกัดการลัดวงจรที่ระบุและการประสานการทำงานของระบบ | ต้องการพิกัดที่ระบุ การป้องกันสารกึ่งตัวนำ กลยุทธ์การบายพาส และการประสานการทำงานของระบบ |
| ตระกูลมาตรฐาน IEC หลัก | IEC 60947-6-1 สำหรับอุปกรณ์สลับแหล่งจ่าย | IEC 62310-1 และ IEC 62310-3 สำหรับระบบสลับแหล่งจ่ายแบบสแตติก |
| ตัวกระตุ้นการเลือกทั่วไป | แหล่งจ่ายสำรองจะต้องถูกสตาร์ทหรือการแยกทางกลไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรม | แหล่งจ่ายทั้งสองมีกระแสไฟฟ้าและโหลดมีความสามารถในการทนต่อการหยุดชะงักของพลังงานที่จำกัด |
กฎการเลือก: ให้เลือกโดยพิจารณาจากความพร้อมของแหล่งจ่ายเป็นอันดับแรก การหยุดชะงักของโหลดที่ยอมรับได้เป็นอันดับที่สอง และพิกัดของอุปกรณ์เป็นอันดับที่สาม อย่าเลือกอุปกรณ์ใดๆ จากตัวเลขเวลาการถ่ายโอนแบบแยกส่วนเพียงอย่างเดียว.
เป็นเพียงสถาปัตยกรรมเชิงแนวคิดเท่านั้น เส้นประคือคำสั่งสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เส้นทึบคือเส้นทางจ่ายกำลังไฟฟ้า นี่ไม่ใช่แผนภาพการเดินสายไฟของผลิตภัณฑ์.
เหตุใดตัวเลขเวลาในการถ่ายโอนจึงอาจทำให้เข้าใจผิดได้
เอกสารข้อมูลอาจระบุเวลาการสลับหรือการเปลี่ยนผ่าน แต่ค่าดังกล่าวไม่จำเป็นต้องเป็นเวลาทั้งหมดที่ใช้ในการคืนพลังงานให้กับโหลด แบบจำลองทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์จะแยกองค์ประกอบของเวลาออกเป็นสี่ส่วน:
| องค์ประกอบของเวลา | สิ่งที่แสดงถึง | ทำไมถึงสำคัญ |
|---|---|---|
| การตรวจจับและการยืนยันความผิดปกติ | เวลาที่ต้องใช้ในการตรวจสอบว่าแหล่งจ่ายหลักอยู่นอกเหนือขีดจำกัดที่ยอมรับได้ | ตัวกรองและการตรวจสอบที่ตั้งโปรแกรมไว้สามารถป้องกันการสลับแหล่งจ่ายโดยไม่จำเป็น แต่จะเพิ่มความล่าช้า |
| ความพร้อมของแหล่งจ่ายสำรอง | เวลาที่ต้องใช้เพื่อให้แหล่งจ่ายสำรองพร้อมใช้งาน | การสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การเร่งความเร็ว การสร้างแรงดันไฟฟ้า และการรักษาเสถียรภาพของความถี่อาจเป็นปัจจัยหลักของช่วงเวลาที่ไฟฟ้าดับ |
| ความล่าช้าในการสลับแหล่งจ่ายที่ตั้งโปรแกรมไว้ | ความล่าช้าโดยเจตนาที่กำหนดโดยตัวควบคุมหรือลำดับการทำงาน | อาจช่วยในการประสานการทำงาน หลีกเลี่ยงการถ่ายโอนชั่วขณะ หรือช่วยให้แหล่งจ่ายไฟมีความเสถียร |
| ช่วงเวลาการสับเปลี่ยนหรือการเปลี่ยนผ่าน | เวลาที่ใช้โดยหน้าสัมผัสหรือเส้นทางสารกึ่งตัวนำในการย้ายโหลด | นี่มักเป็นตัวเลขที่เน้นย้ำในการทำการตลาดผลิตภัณฑ์ |
ในเชิงแนวคิด:
เวลาในการกู้คืนระบบขึ้นอยู่กับการตรวจจับ + ความพร้อมของแหล่งจ่าย + การหน่วงเวลาที่ตั้งโปรแกรมไว้ + การดำเนินการถ่ายโอน.
เหตุการณ์เหล่านี้สามารถเกิดขึ้นซ้อนทับกันได้ ดังนั้นนี่จึงเป็นแบบจำลองของระบบมากกว่าที่จะเป็นสูตรคำนวณสากล จุดประสงค์คือเพื่อแสดงให้เห็นว่าเหตุใดกลไกที่รวดเร็วไม่สามารถชดเชยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ยังไม่ได้เริ่มทำงานได้ รายละเอียดของ คู่มือเวลาการสับเปลี่ยนของ ATS อธิบายว่าเหตุใดค่าที่เผยแพร่จึงต้องผูกติดกับลำดับการถ่ายโอนที่เฉพาะเจาะจง.
โดยปกติแล้ว STS จะหลีกเลี่ยงส่วนประกอบที่ใช้ในการสตาร์ทแหล่งจ่าย เนื่องจากคาดว่าแหล่งจ่ายทั้งสองฝั่งจะมีพลังงานไฟฟ้าอยู่แล้ว ความแตกต่างทางสถาปัตยกรรมนี้ ไม่ใช่เพียงแค่การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงอย่างเดียว คือเหตุผลหลักที่ทำให้ STS สามารถคืนสถานะโหลดที่เข้าเงื่อนไขได้เร็วกว่ามาก.
วิธีการถ่ายโอนพลังงานของ ATS
ATS จะตรวจสอบแหล่งจ่ายหลักและสั่งการกลไกการถ่ายโอนแบบกลไกไฟฟ้าเมื่อเป็นไปตามเกณฑ์การควบคุม ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของผลิตภัณฑ์ องค์ประกอบการสลับอาจเป็นแบบคอนแทคเตอร์, แบบสวิตช์ตัดตอน (switch-disconnector) หรือแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ ดังนั้นจึงไม่ถูกต้องที่จะอธิบายว่า ATS ทุกตัวเป็นชุดประกอบคอนแทคเตอร์.
ในลำดับการทำงานทั่วไปจากแหล่งจ่ายการไฟฟ้าไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวควบคุมจะตรวจพบว่าแหล่งจ่ายการไฟฟ้าไม่สามารถใช้งานได้ ส่งสัญญาณสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รอจนกว่าแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ จากนั้นจะเปิดเส้นทางของแหล่งจ่ายปกติ และปิดเส้นทางของแหล่งจ่ายฉุกเฉิน การหยุดชะงักของโหลดนั้นรวมถึงปัจจัยอื่นๆ มากกว่าแค่การเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัสทางกายภาพ.
สำหรับลำดับการทำงานที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น โปรดดู Automatic Transfer Switch ทำงานอย่างไร?.
สำหรับหมวดหมู่อุปกรณ์ที่กว้างขึ้น การจัดวางแหล่งจ่าย และขอบเขตการเลือกใช้งาน โปรดใช้ คู่มือสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติแบบแหล่งจ่ายคู่.
ATS แบบ Open-Transition
การสลับแบบ Open transition คือ แบบตัดก่อนต่อ (break-before-make): สวิตช์จะตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายหนึ่งก่อนที่จะเชื่อมต่อกับอีกแหล่งจ่ายหนึ่ง โหลดจะเกิดการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้า แต่การจัดวางลักษณะนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงการขนานแหล่งจ่ายทั้งสองโดยเจตนา.
นี่เป็นหลักการถ่ายโอนทั่วไปในกรณีที่ไม่จำเป็นหรือไม่อนุญาตให้มีการขนานแหล่งจ่ายชั่วคราว การหยุดชะงักที่เกิดขึ้นจริงจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์และลำดับการทำงาน ไม่ควรระบุด้วยค่า ATS ค่าเดียวที่เป็นสากล.
ATS แบบ Closed-Transition
การสลับแบบ Closed transition คือ แบบต่อก่อนตัด (make-before-break). สวิตช์จะเชื่อมต่อแหล่งจ่ายทั้งสองเข้าด้วยกันชั่วขณะในระหว่างการถ่ายโอน แต่จะทำได้ก็ต่อเมื่อแหล่งจ่ายทั้งสองพร้อมใช้งานและเป็นไปตามเงื่อนไขการซิงโครไนซ์ของผลิตภัณฑ์เท่านั้น นอกจากนี้ โครงการจะต้องอนุญาตให้มีการซ้อนทับกันของแหล่งจ่ายในช่วงเวลาสั้นๆ ได้ด้วย.
การสลับแหล่งจ่ายแบบ Closed transition มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสลับแหล่งจ่ายตามแผนหรือการสลับระหว่างแหล่งจ่ายสองแหล่งที่ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่สามารถทำให้การสูญเสียแหล่งจ่ายจากการไฟฟ้าในเบื้องต้นไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่หยุดทำงานนั้นปราศจากการขัดจังหวะได้ หากแหล่งจ่ายสำรองไม่มีพลังงาน กลไกการสลับใดๆ ก็ไม่สามารถเชื่อมต่อโหลดเข้ากับพลังงานที่ยังไม่มีอยู่ได้.
วิธีการถ่ายโอนพลังงานของ STS
โดยทั่วไป STS จะใช้เส้นทางของซิลิคอนคอนโทรลเรกติไฟเออร์ (SCR) แบบตรงข้ามหรือแบบขนานย้อนกลับสำหรับแหล่งจ่าย AC แต่ละแหล่ง ตัวควบคุมจะประเมินสภาวะของแหล่งจ่ายอย่างต่อเนื่องและทำการสลับโหลดโดยการปิดเส้นทางที่ใช้งานอยู่และเปิดใช้งานเส้นทางสำรองตามตรรกะการสลับกระแส (commutation logic) ของอุปกรณ์.
เนื่องจากการสลับไม่ได้รอการทำงานของกลไกหน้าสัมผัสทางกล ช่วงเวลาในการสลับจึงสามารถทำได้สั้นมาก อย่างไรก็ตาม STS ยังคงมีข้อจำกัดในการทำงานดังนี้:
- โดยปกติแหล่งจ่ายทั้งสองแหล่งจำเป็นต้องมีพลังงานและอยู่ในเกณฑ์การยอมรับของอุปกรณ์.
- ความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างแหล่งจ่ายมีผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลด.
- กระแสโหลดและตัวประกอบกำลังมีผลต่อพฤติกรรมการสลับกระแส (commutation) ของ SCR.
- ตัวควบคุมอาจยับยั้งหรือหน่วงเวลาการสลับเมื่อแหล่งจ่ายสำรองอยู่ในสภาวะที่ไม่สามารถยอมรับได้.
- การนำกระแสของสารกึ่งตัวนำทำให้เกิดการสูญเสียและความร้อนอย่างต่อเนื่อง.
- อาจจำเป็นต้องมีระบบบายพาสสำหรับการบำรุงรักษาและการออกแบบการป้องกันที่ประสานสัมพันธ์กัน เพื่อให้สามารถซ่อมบำรุงระบบได้โดยไม่ขัดจังหวะการทำงานของโหลด.
ด้วยเหตุผลเหล่านี้ คำว่า “static” จึงไม่ควรถูกแปลเป็นการรับประกันแบบไม่มีเงื่อนไขว่าจะไม่มีการหยุดชะงัก ประสิทธิภาพการถ่ายโอนที่ระบุไว้จะต้องพิจารณาร่วมกับเงื่อนไขการทดสอบของผู้ผลิต ช่วงการยอมรับแหล่งจ่าย สมมติฐานของโหลด และสถาปัตยกรรมของระบบบายพาส.
ความแตกต่างทางวิศวกรรมที่ส่งผลต่อข้อกำหนดทางเทคนิค
1. แหล่งจ่ายสำรองมีกระแสไฟฟ้าอยู่แล้วหรือไม่?
นี่คือคำถามข้อแรกและสำคัญที่สุด.
หากแหล่งจ่าย B เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่ปกติหยุดทำงานอยู่ ATS คือแพลตฟอร์มการควบคุมและการถ่ายโอนที่เหมาะสม ระบบจะต้องตรวจจับความล้มเหลว สตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตรวจสอบเอาต์พุต แล้วจึงถ่ายโอนโหลด.
หากแหล่งจ่าย A และแหล่งจ่าย B เป็นเอาต์พุตจาก UPS สองชุด, สายป้อนจากการไฟฟ้า หรือเส้นทางการจ่ายไฟที่ปรับสภาพแยกจากกัน อาจพิจารณาใช้ STS สำหรับโหลดที่ไม่สามารถทนต่อการหยุดชะงักทางกลไฟฟ้าได้.
STS ไม่สามารถใช้แทนระบบควบคุมการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ATS ไม่สามารถสร้างประสิทธิภาพการถ่ายโอนแบบสแตติกได้หากแหล่งจ่ายสำรองไม่พร้อมใช้งาน.
2. โหลดมีความสามารถในการทนต่อการหยุดชะงัก (Ride-Through) ได้มากน้อยเพียงใด?
การเปรียบเทียบที่ถูกต้องคือระหว่างความสามารถในการทนต่อการหยุดชะงักของโหลดกับ เหตุการณ์การถ่ายโอนพลังงานที่สมบูรณ์, ไม่ใช่เพียงแค่กลไกของสวิตช์เท่านั้น.
โหลดประเภทความร้อน มอเตอร์จำนวนมาก และวงจรไฟฟ้าทั่วไปในอาคารอาจทนต่อการถ่ายโอนแบบเปิด (open-transition) หรือช่วงเวลาการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ แม้ว่าพฤติกรรมของมอเตอร์และผลกระทบต่อกระบวนการทำงานยังคงต้องได้รับการตรวจสอบทางวิศวกรรมก็ตาม แหล่งจ่ายไฟของเซิร์ฟเวอร์ที่มีความไวสูง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ ตัวประมวลผลควบคุม หรือกระบวนการทำงานแบบต่อเนื่องอาจมีความสามารถในการทนต่อการหยุดชะงักได้น้อยกว่ามาก.
ในกรณีที่โหลดไม่สามารถรองรับช่วงเวลาการสตาร์ทแหล่งจ่ายไฟได้ จำเป็นต้องมีเครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) พลังงานสำรอง แหล่งจ่ายไฟสำรอง หรือมาตรการรักษาความต่อเนื่องอื่น ๆ การเลือกใช้ ATS ที่ทำงานได้เร็วขึ้นไม่ได้ช่วยขจัดช่องว่างของพลังงานดังกล่าว.
3. แหล่งจ่ายไฟสามารถขนานกันได้หรือไม่?
อุปกรณ์ ATS แบบเปิด (open-transition) จะหลีกเลี่ยงการซ้อนทับกันของแหล่งจ่ายไฟโดยเจตนา ส่วนอุปกรณ์ ATS แบบปิด (closed-transition) จะทำการขนานแหล่งจ่ายไฟเพียงชั่วขณะภายใต้สภาวะที่มีการควบคุมและในกรณีที่การติดตั้งอนุญาตให้ทำได้เท่านั้น.
ตัวควบคุม STS ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างแหล่งจ่ายไฟทั้งสองแหล่ง ลำดับการสับเปลี่ยนที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ กระแสโหลด และความสัมพันธ์ของเฟสแหล่งจ่ายไฟ ระบบนี้ไม่ใช่ระบบขนานแหล่งจ่ายไฟโดยอัตโนมัติ โครงการจะต้องแยกแยะความต้องการที่แตกต่างกันสามประการ:
- หลีกเลี่ยงการซ้อนทับของแหล่งจ่าย.
- ถ่ายโอนให้เร็วเพียงพอสำหรับโหลด.
- จำกัดระดับเฟสแรงดันไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่โหลดได้รับ.
ข้อกำหนดเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกันแต่ไม่สามารถใช้แทนกันได้.
4. เกิดอะไรขึ้นระหว่างเกิดความผิดพร่อง?
การเลือก ATS หรือ STS จะไม่สมบูรณ์หากปราศจากการพิจารณาเรื่องการลัดวงจรและการประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน.
สำหรับ ATS ให้ตรวจสอบพิกัดการลัดวงจรที่ระบุ อุปกรณ์ป้องกันต้นทางที่อนุญาต ประเภทการใช้งาน จำนวนขั้ว การจัดวางการสลับสายนิวทรัล และพิกัดของชุดประกอบทั้งหมด ความแตกต่างระหว่างสถาปัตยกรรมของสวิตช์ถ่ายโอนถูกกล่าวถึงในคู่มือ VIOX สำหรับ การเปรียบเทียบ ATS ระหว่างประเภท PC Class และ CB Class.
สำหรับ STS ให้ตรวจสอบกระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ การป้องกันต้นทางและปลายทาง กลยุทธ์การป้องกัน SCR พิกัดของเส้นทางบายพาส และพฤติกรรมระหว่างเกิดความผิดพร่องที่ปลายทาง การถ่ายโอนแหล่งจ่ายที่รวดเร็วไม่สามารถทดแทนการป้องกันกระแสเกินหรือการประสานการทำงานแบบเลือกได้.
5. มีการสูญเสียต่อเนื่องและสภาวะทางความร้อนอย่างไรบ้าง?
เมื่อ ATS อยู่ในตำแหน่งคงที่ กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านหน้าสัมผัสทางกลที่ปิดอยู่ ในขณะที่ STS จะนำกระแสโหลดผ่านอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น ตู้หุ้ม ระบบระบายความร้อน ภาระความร้อนในห้อง และกฎการลดพิกัด (derating) จึงจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบอย่างชัดเจน.
นี่ไม่ได้หมายความว่า ATS ไม่มีขีดจำกัดทางความร้อนหรือ STS ไม่มีประสิทธิภาพ แต่หมายความว่าเทคโนโลยีทั้งสองสร้างและจัดการการสูญเสียจากการนำไฟฟ้าแตกต่างกัน ให้เปรียบเทียบการสูญเสียและขีดจำกัดทางความร้อนที่ผู้ผลิตประกาศไว้ที่กระแสโหลดจริง แทนที่จะใช้เปอร์เซ็นต์ประสิทธิภาพแบบทั่วไป.
6. ระบบจะถูกแยกส่วนและซ่อมบำรุงอย่างไร?
อุปกรณ์ ATS ประกอบด้วยกลไกและหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งต้องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือหลังจากอยู่ในตำแหน่งเดียวนานๆ ข้อกำหนดในการทดสอบการทำงาน การตรวจสอบ และการบำรุงรักษาควรเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิตและความสำคัญของสถานที่ติดตั้ง.
STS ไม่มีหน้าสัมผัสถ่ายโอนที่เคลื่อนที่ได้ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าไม่ต้องบำรุงรักษา ชุดประกอบสารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ส่วนประกอบระบายความร้อน อุปกรณ์ป้องกัน จุดเชื่อมต่อ และอุปกรณ์บายพาส ยังคงเป็นส่วนหนึ่งของแผนการซ่อมบำรุง.
สำหรับโหลดที่มีความสำคัญ คำถามที่สำคัญไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ใดที่ระบุว่าต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่า แต่คือสถาปัตยกรรมนั้นมีระบบบายพาสที่ปลอดภัยและได้มาตรฐาน รวมถึงวิธีการที่ใช้งานได้จริงในการแยกอุปกรณ์ถ่ายโอนโดยไม่ทำให้เกิดการหยุดชะงักของระบบที่ยอมรับไม่ได้หรือไม่.
การเลือกใช้ ATS, STS, ทั้งสองอย่าง หรือไม่เลือกเลย
| สภาวะของระบบ | สถาปัตยกรรมที่แนะนำ | เหตุผลทางวิศวกรรม |
|---|---|---|
| แหล่งจ่ายจากการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่หยุดทำงานตามปกติ | ATS | ระบบจะต้องเริ่มการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตรวจสอบความถูกต้องของแหล่งจ่าย และดำเนินการตามลำดับการสลับแหล่งจ่าย |
| ฟีดเดอร์ที่มีกระแสไฟฟ้าสองชุดจ่ายให้กับโหลดการกระจายไฟฟ้าทั่วไป | ATS ในการติดตั้งส่วนใหญ่ ส่วน STS จะใช้ก็ต่อเมื่อความต่อเนื่องของโหลดมีความจำเป็นเท่านั้น | ความพร้อมใช้งานของแหล่งจ่ายเพียงอย่างเดียวไม่คุ้มค่ากับต้นทุนและความซับซ้อนทางความร้อนของการสลับแหล่งจ่ายแบบสแตติก |
| เอาต์พุตจาก UPS อิสระสองชุดที่จ่ายให้กับโหลดแบบสายเดี่ยวที่มีความไวสูง | STS | แหล่งจ่ายทั้งสองชุดมีกระแสไฟฟ้าอยู่ และโหลดอาจต้องการการสลับแหล่งจ่ายในระดับต่ำกว่าหนึ่งรอบหรือภายในไม่กี่มิลลิวินาทีภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด |
| ระบบไฟฟ้าจากการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของอาคารที่มีโหลดระบบไอทีหรือโหลดควบคุมที่สำคัญอยู่ทางด้านปลายทาง | ATS อยู่ต้นทางและ UPS/STS อยู่ปลายทาง | ATS ทำหน้าที่จัดการความพร้อมใช้งานของแหล่งจ่ายไฟ โดยพลังงานสำรองและระบบถ่ายโอนไฟฟ้าแบบสถิตจะช่วยปกป้องโหลดที่ไวต่อความต่อเนื่องของกระแสไฟฟ้า |
| โหลดไม่สามารถทนต่อระยะเวลาการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้และมีแหล่งจ่ายไฟเพียงแหล่งเดียวเท่านั้น | อุปกรณ์เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งไม่เพียงพอ | การออกแบบจำเป็นต้องมีพลังงานสำรองหรือแหล่งจ่ายไฟอื่นที่พร้อมใช้งานอย่างต่อเนื่องก่อนที่เทคโนโลยีการถ่ายโอนไฟฟ้าจะสามารถแก้ไขปัญหาการหยุดชะงักได้ |
| แหล่งจ่ายไฟไม่สามารถขนานกันได้และโหลดสามารถทนต่อการหยุดชะงักได้ | Open-transition ATS | การถ่ายโอนแบบ Break-before-make เป็นไปตามข้อกำหนดห้ามขนานแหล่งจ่ายไฟโดยไม่ต้องมีความซับซ้อนของระบบถ่ายโอนไฟฟ้าแบบสถิตที่ไม่จำเป็น |
| การโอนกลับตามแผนต้องหลีกเลี่ยงการหยุดชะงัก และแหล่งจ่ายทั้งสองต้องสามารถซิงโครไนซ์และขนานกันได้ในช่วงเวลาสั้นๆ | ATS แบบ Closed-transition อาจเหมาะสม | ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับการซิงโครไนซ์แหล่งจ่าย การควบคุมของผลิตภัณฑ์ กฎระเบียบของการไฟฟ้า และการอนุมัติโครงการ |
ตารางนี้เป็นเพียงการคัดกรองสถาปัตยกรรม ไม่ใช่สิ่งทดแทนพิกัดของอุปกรณ์ ข้อมูลจำเพาะขั้นสุดท้ายยังคงต้องอาศัยข้อมูลแหล่งจ่าย โหลด ความผิดพร่อง สภาพแวดล้อม และการรับรอง.
เป็นเพียงสถาปัตยกรรมระบบเชิงแนวคิดเท่านั้น ATS ทำหน้าที่จัดการความพร้อมของแหล่งจ่าย ส่วนเส้นทาง UPS และ STS ปลายทางทำหน้าที่จัดการความต่อเนื่องของโหลด นี่ไม่ใช่แผนภาพการเดินสายไฟของผลิตภัณฑ์.
เหตุใด ATS แบบ Closed-Transition จึงไม่สามารถทดแทน STS ได้โดยอัตโนมัติ
เทคโนโลยีทั้งสองสามารถลดหรือหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักที่สังเกตเห็นได้ในสถานการณ์เฉพาะ แต่สมมติฐานในการทำงานนั้นแตกต่างกัน.
ATS แบบ Closed-transition ต้องการแหล่งจ่ายที่ยอมรับได้และซิงโครไนซ์กันสองแหล่ง รวมถึงการอนุญาตให้ขนานกันได้ในช่วงเวลาสั้นๆ โดยทั่วไปจะใช้เพื่อปรับปรุงพฤติกรรมการโอนหรือโอนกลับตามแผน หากแหล่งจ่ายหลักเกิดขัดข้องกะทันหัน หน้าสัมผัสจะไม่สามารถรักษาการเชื่อมต่อแบบ Closed-transition ไปยังแหล่งจ่ายที่ยังไม่พร้อมได้.
โดยปกติแล้ว STS จะทำการสลับแหล่งจ่ายโดยไม่มีการซ้อนทับของแหล่งจ่ายโดยเจตนา และได้รับการออกแบบโดยใช้แหล่งจ่ายที่มีพลังงานจ่ายอย่างต่อเนื่องสองแหล่ง มันสามารถย้ายโหลดที่ผ่านเกณฑ์ได้อย่างรวดเร็วเมื่อแหล่งจ่ายสำรองอยู่ในสถานะที่ยอมรับได้ แต่ไม่สามารถจ่ายพลังงานได้ในสภาวะที่ไม่มีแหล่งจ่ายใดใช้งานได้เลย.
หากต้องการพลังงานที่ไม่หยุดชะงักในระหว่างที่แหล่งจ่ายขัดข้อง การสลับแหล่งจ่าย และการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบจำเป็นต้องมีการจัดเก็บพลังงานหรือเส้นทางจ่ายไฟสำรองอื่น ดังนั้น ATS หรือ STS จึงกลายเป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่งของสถาปัตยกรรมความต่อเนื่องแทนที่จะเป็นโซลูชันที่สมบูรณ์.
มาตรฐาน: ATS และ STS ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกัน
ขอบเขตของมาตรฐานมีความสำคัญเนื่องจากใบรับรอง “สวิตช์สลับแหล่งจ่าย” ทั่วไปไม่สามารถนำมาใช้กับเทคโนโลยีทั้งสองประเภทได้โดยอัตโนมัติ.
| กรอบการทำงานของตลาด | ATS / อุปกรณ์สลับแหล่งจ่าย | STS / อุปกรณ์สลับแหล่งจ่ายแบบสแตติก |
|---|---|---|
| IEC | IEC 60947-6-1:2026 ครอบคลุมอุปกรณ์สลับแหล่งจ่ายภายในขอบเขตแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้ และไม่รวมถึงสวิตช์สลับแหล่งจ่ายแบบสแตติกไว้อย่างชัดเจน | IEC 62310-1:2005 ครอบคลุมข้อกำหนดทั่วไปและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย; IEC 62310-3:2008 ครอบคลุมข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและการทดสอบ |
| อเมริกาเหนือ | UL Solutions ระบุให้ UL 1008 เป็นมาตรฐานหลักสำหรับอุปกรณ์สวิตช์ถ่ายโอน | UL ระบุว่า UL 1008S สำหรับสวิตช์ถ่ายโอนแบบโซลิดสเตต |
สำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ ให้ตรวจสอบรายการอุปกรณ์ หมวดหมู่อุปกรณ์ พิกัดการทนต่อกระแสลัดวงจร เงื่อนไขการติดตั้ง และข้อกำหนดของมาตรฐานทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องให้ถูกต้อง สำหรับโครงการตามมาตรฐาน IEC ให้ตรวจสอบฉบับและส่วนของมาตรฐานที่ระบุในเอกสารประกวดราคาหรือมาตรฐานการประกอบให้ถูกต้อง การอ้างอิงถึงมาตรฐานชุดใดชุดหนึ่งไม่ได้เป็นหลักฐานยืนยันว่าทุกรุ่นหรือตู้ควบคุมทั้งหมดได้รับการประเมินตามมาตรฐานนั้นแล้ว.
รายการตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของ ATS เทียบกับ STS
ก่อนขอใบเสนอราคาหรืออนุมัติการออกแบบ โปรดจัดเตรียมและตรวจสอบข้อมูลต่อไปนี้:
| ข้อมูลที่จำเป็นต้องระบุ | คำถามที่ต้องหาข้อสรุป |
|---|---|
| สถาปัตยกรรมของแหล่งจ่าย | แหล่งจ่ายทั้งสองแห่งมีพลังงานจ่ายอย่างต่อเนื่องหรือไม่? จำเป็นต้องมีการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือไม่? แหล่งจ่ายทั้งสองเป็นอิสระต่อกันหรือไม่? |
| ระบบไฟฟ้า | แรงดันไฟฟ้าพิกัด ความถี่ การจัดเรียงเฟส จำนวนขั้ว และข้อกำหนดของนิวทรัลคือเท่าใด? |
| โหลด | กระแสต่อเนื่อง พฤติกรรมกระแสกระชาก ตัวประกอบกำลัง พฤติกรรมการจ่ายพลังงานย้อนกลับ และความทนทานต่อการหยุดชะงักคือเท่าใด? |
| วัตถุประสงค์ในการสลับแหล่งจ่าย | การสลับแหล่งจ่ายเป็นแบบเปิด แบบปิด แบบหน่วงเวลา แบบซิงโครไนซ์เฟส หรือแบบสแตติก? อนุญาตให้มีการซ้อนทับกันของแหล่งจ่ายในช่วงเวลาสั้นๆ ได้หรือไม่? |
| การยอมรับแหล่งจ่าย | แรงดันไฟฟ้า ความถี่ มุมเฟส และช่วงเวลาใดบ้างที่กำหนดแหล่งจ่ายสำรองที่ยอมรับได้? |
| สภาวะความผิดพร่อง | กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ พิกัดการทนกระแสลัดวงจรที่ต้องการ และการประสานสัมพันธ์ของอุปกรณ์ป้องกันคือเท่าใด? |
| การออกแบบเชิงความร้อน | อุณหภูมิโดยรอบ สภาวะของตู้ควบคุม การระบายอากาศ การลดพิกัด และค่าการสูญเสียที่ระบุไว้คือเท่าใด? |
| การออกแบบความต่อเนื่อง | จำเป็นต้องมี UPS, พลังงานสำรอง, อินพุตโหลดแบบซ้ำซ้อน หรือบายพาสสำหรับการบำรุงรักษาหรือไม่? |
| การควบคุมและการตรวจสอบ | จำเป็นต้องมีเอาต์พุตสถานะ สัญญาณเตือน การควบคุมระยะไกล โปรโตคอลการสื่อสาร และบันทึกเหตุการณ์ใดบ้าง? |
| หลักฐานการปฏิบัติตามมาตรฐาน | มาตรฐาน IEC, UL, กฎระเบียบท้องถิ่น, มาตรฐานการประกอบ, รายงานการทดสอบ และการรับรองใดบ้างที่ใช้กับรุ่นนี้โดยเฉพาะ? |
| ความสามารถในการซ่อมบำรุง | อุปกรณ์และเส้นทางบายพาสสามารถแยกส่วน ทดสอบ และบำรุงรักษาได้โดยไม่เกินระยะเวลาไฟฟ้าดับที่อนุญาตหรือไม่? |
หากการตัดสินใจเลือกระบบมุ่งไปที่อุปกรณ์สลับแหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบกลไกไฟฟ้า (electromechanical transfer switching equipment) ตัว ผลิตภัณฑ์ตระกูล VIOX ATS สามารถนำมาประเมินเทียบกับข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า จำนวนขั้ว การเปลี่ยนผ่าน การควบคุม และความต้องการของตลาดสำหรับโครงการได้ โปรดยืนยันพิกัดและการรับรองเฉพาะรุ่นก่อนทำการระบุสเปก.
คำถามที่ถูกถามบ่อย
STS เหมือนกับ ATS หรือไม่?
ไม่เหมือนกัน โดยปกติแล้ว ATS จะถ่ายโอนพลังงานผ่านหน้าสัมผัสทางกลไฟฟ้าและสามารถประสานลำดับการทำงานในกรณีที่ต้องเริ่มการทำงานของแหล่งจ่ายสำรอง เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วน STS จะถ่ายโอนพลังงานระหว่างแหล่งจ่าย AC ที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังแบบโซลิดสเตต แม้ว่าจะสามารถตอบโจทย์ความต่อเนื่องของพลังงานที่คล้ายคลึงกันได้ แต่สมมติฐานของแหล่งจ่าย พฤติกรรมการถ่ายโอน การออกแบบทางความร้อน และมาตรฐานที่ใช้มีความแตกต่างกัน.
STS เป็นสวิตช์ที่มีเวลาในการถ่ายโอนเป็นศูนย์จริงหรือไม่?
ไม่ใช่การยืนยันทางวิศวกรรมแบบไม่มีเงื่อนไข การถ่ายโอนแบบสถิต (static transfer) สามารถเกิดขึ้นได้ภายในรอบย่อยหรือภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาทีในสภาวะที่เหมาะสม แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยอมรับได้ของแหล่งจ่าย ความสัมพันธ์ของเฟส กระแสโหลด ตรรกะการควบคุม การสับเปลี่ยน และสภาวะการทดสอบผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพที่ผู้ผลิตประกาศไว้ถือเป็นพื้นฐานของข้อกำหนดทางเทคนิค.
สามารถใช้ ATS ในศูนย์ข้อมูลได้หรือไม่?
ได้ อุปกรณ์ ATS ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในระดับอาคารและระดับการจ่ายไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการถ่ายโอนระหว่างการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โหลดที่ไม่สามารถทนต่อลำดับการทำงานของ ATS และการเริ่มทำงานของแหล่งจ่ายได้ตามปกติ จำเป็นต้องมี UPS เพื่อประคองโหลด (ride-through) เส้นทางจ่ายไฟสำรอง STS หรือการใช้มาตรการเหล่านี้ร่วมกัน.
ATS แบบ closed-transition สามารถแทนที่ STS ได้หรือไม่?
โดยทั่วไปแล้วไม่ได้ การทำงานของ ATS แบบ closed-transition จำเป็นต้องให้แหล่งจ่ายทั้งสองแหล่งมีความพร้อมและซิงโครไนซ์กัน และโดยปกติจะเกี่ยวข้องกับการซ้อนทับกันชั่วขณะที่มีการควบคุม ส่วน STS ถูกออกแบบมาเพื่อการถ่ายโอนด้วยอุปกรณ์โซลิดสเตตที่รวดเร็วระหว่างแหล่งจ่ายที่มีพลังงานอยู่แล้ว เทคโนโลยีทั้งสองนี้ตอบโจทย์สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน.
ระหว่าง ATS กับ STS แบบใดดีกว่าสำหรับการสำรองไฟด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า?
โดยปกติแล้ว ATS เป็นแพลตฟอร์มการถ่ายโอนที่เหมาะสมเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองไม่ได้ทำงานอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากสามารถประสานงานการตรวจจับความล้มเหลวของแหล่งจ่าย การเริ่มทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การตรวจสอบความถูกต้องของแหล่งจ่าย และการถ่ายโอนโหลดได้ ส่วน STS ไม่สามารถลดเวลาการเริ่มทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ เว้นแต่จะมีแหล่งจ่ายอื่นที่มีพลังงานหรือระบบกักเก็บพลังงานคอยรับโหลดอยู่.
กฎการเลือกขั้นสุดท้าย
เลือก ATS เมื่อการเริ่มทำงานของแหล่งจ่าย การถ่ายโอนด้วยกลไกไฟฟ้า การสับเปลี่ยนในระดับการจ่ายไฟ หรือการถ่ายโอนแบบเปิด/ปิดที่มีการควบคุมเป็นตัวกำหนดลักษณะงาน ให้เลือก STS เมื่อแหล่งจ่าย AC ที่ยอมรับได้สองแหล่งมีไฟอยู่แล้ว และโหลดต้องการการถ่ายโอนที่รวดเร็วกว่ามากภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนด ให้เลือก ทั้งคู่ เมื่อความพร้อมใช้งานของแหล่งจ่ายในระดับอาคารและความต่อเนื่องของโหลดที่ปลายทางเป็นปัญหาที่แยกจากกัน ให้เลือก ไม่เลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง เมื่อไม่มีแหล่งจ่ายสำรองที่พร้อมใช้งานและโหลดไม่สามารถทนต่อช่วงเวลาที่ขาดพลังงานได้.
การตัดสินใจขั้นสุดท้ายจะต้องได้รับการตรวจสอบเทียบกับพิกัดของอุปกรณ์ที่แน่นอน ความสัมพันธ์ของแหล่งจ่าย พฤติกรรมของโหลด สภาวะการลัดวงจร กลยุทธ์การบายพาส และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ความเร็วในการถ่ายโอนเป็นเพียงข้อมูลนำเข้าประการหนึ่ง ไม่ใช่ข้อกำหนดทั้งหมด.
มาตรฐานและแหล่งข้อมูลทางเทคนิค
- IEC 60947-6-1:2026, อุปกรณ์สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ – ส่วนที่ 6-1: อุปกรณ์ที่มีฟังก์ชันการทำงานหลายอย่าง – อุปกรณ์สวิตช์ถ่ายโอน
- IEC 62310-1:2005, ระบบถ่ายโอนแบบสแตติก – ส่วนที่ 1: ข้อกำหนดทั่วไปและความปลอดภัย
- IEC 62310-3:2008, ระบบถ่ายโอนแบบสแตติก – ส่วนที่ 3: วิธีการระบุประสิทธิภาพและข้อกำหนดในการทดสอบ
- UL Solutions, บริการรับรองและประเมินผลสวิตช์
- UL Solutions, ข้อเสนอสำหรับศูนย์ข้อมูล
- Schneider Electric, ทรานส์เฟอร์สวิตช์คืออะไร?
- Schneider Electric, ฟังก์ชัน In-Phase Monitor และ In-Sync Monitor
- ABB, การสลับแหล่งจ่ายอัตโนมัติในระบบไฟฟ้าวิกฤต
- Vertiv, คู่มือผู้ใช้ Liebert STS2
