مبادئ تشغيل مفتاح التحويل التلقائي

ان نقل التبديل التلقائي(ATS) هو جهاز يستخدم لإعادة توجيه الطاقة في ظروف خاصة. على سبيل المثال ، أثناء وقوع كارثة طبيعية ، قد تنقطع طاقة المرافق العامة في المستشفى ويبدأ مفتاح التحويل التلقائي في تشغيل المولد الاحتياطي. هناك الكثير من القضايا التي ينطوي عليها مثل هذا النقل - وليس أقلها اتخاذ القرار بشأن متى يكون من الآمن العودة إلى طاقة المرافق العامة.

يتم استخدام ATS لضمان استمرارية مصدر الطاقة ، على الرغم من أن هذا قد يعني أشياء مختلفة في مواقف مختلفة. في منزل نموذجي أو شركة صغيرة أو مؤسسة ، قد تعني القوة المستمرة أنه يمكن التسامح مع انقطاع قصير.

على سبيل المثال ، إذا تم استخدام مولد احتياطي لتوفير طاقة احتياطية عند انقطاع طاقة المرافق العامة ، فسيكون هناك توقف مؤقت أثناء بدء تشغيل المولد. في المستشفى ، قد يكون أي انقطاع لأكثر من بضع ثوانٍ كارثيًا.

هناك عدة طرق يمكن أن تضمن بها ATS أن يكون الانقطاع قصيرًا جدًا - بما في ذلك البطاريات لسد الفجوة من توقف طاقة المرافق العامة إلى بدء مولد احتياطي يتبرع. تشعر بعض المفاتيح التلقائية بالانخفاضات والارتفاعات المؤقتة في طاقة المرافق العامة التي تسبق الفشل وتبدأ تشغيل المولد قبل الانهيار الكامل للطاقة العامة.

يقوم المهندسون عادةً بتثبيت مفاتيح التحويل لتبديل الحمل بين مصدرين مختلفين للتيار الكهربائي. بعضها يدوي ويمكن تنشيطه عندما يقلب المستخدم مفتاحًا بينما يقوم البعض الآخر ، مثل مفاتيح التحويل التلقائي ، بالتبديل اعتمادًا على كيفية تغير مصدر الطاقة. عندما يفشل مصدر الطاقة الكهربائية ، قد يدخل مفتاح التحويل التلقائي حيز التنفيذ لتزويد المبنى بالطاقة.

يمكن لـ ATS التحكم عندما يعتمد مولد احتياطي على الجهد في الإمداد الأساسي للمبنى. عندما يفعلون ذلك ، يتعين عليهم أيضًا نقل الحمل إلى مولد النسخ الاحتياطي. إنهم يعملون عن طريق منع مولد النسخ الاحتياطي من أن يصبح مصدرًا للطاقة الكهربائية حتى يتم تشغيل المولد نفسه للحصول على طاقة مؤقتة.

أحد الأمثلة على عملية خطوة بخطوة قد تستخدمها ATS هو:

1. عندما تنقطع الطاقة الكهربائية في المبنى ، تبدأ ATS في تشغيل المولد الاحتياطي. هذا يجعل المولد يجهز نفسه لتزويد المنزل بالطاقة الكهربائية.
2. عندما يكون المولد جاهزًا للعمل ، يقوم ATS بتحويل طاقة الطوارئ إلى الحمل.
3. ثم يأمر ATS المولد بالإغلاق عند استعادة طاقة المرافق.

عند انقطاع التيار الكهربائي ، يأمر مفتاح التحويل التلقائي المولد بالبدء. عندما يكون المولد جاهزًا لتزويد الطاقة ، يقوم ATS بتحويل طاقة الطوارئ إلى الحمولة. بمجرد استعادة طاقة المرافق ، تقوم ATS بالتحويل إلى طاقة المرافق وإيقاف تشغيل مولد الأوامر.

إذا كان منزلك يحتوي على ATS يتحكم في مولد احتياطي ، فإن ATS سيبدأ المولد عند انقطاع التيار الكهربائي وسيبدأ المولد الاحتياطي في توفير الطاقة. يصمم المهندسون بشكل عام المنازل ومفاتيح التحويل بحيث يظل المولد منفصلاً عن النظام الذي يوزع الطاقة في جميع أنحاء المبنى. هذا يحمي المولد من التحميل الزائد. إجراء وقائي آخر يستخدمه المهندسون هو أن لديهم أوقات "تهدئة" لمنع ارتفاع درجة حرارة المولد.

تسمح تصميمات ATS أحيانًا بفصل الأحمال أو تغيير أولوية الدوائر الأخرى. هذا يسمح للكهرباء والطاقة بالتداول بطرق أكثر مثالية أو مفيدة لأغراض المبنى. يمكن أن تكون هذه الخيارات مفيدة لمنع المولدات ولوحات دوائر التحكم في المحرك والمكونات الأخرى من السخونة الزائدة أو التحميل الزائد بالكهرباء.

التحميل الناعم هو طريقة تتيح نقل الحمولة من الأداة المساعدة إلى المولدات المتزامنة بسهولة أكبر ، والتي يمكن أن تقلل أيضًا من فقدان الجهد أثناء عمليات النقل هذه.

يتمتع مهندسو أنظمة الطاقة والمهندسون الكهربائيون بالمعرفة والخبرة والمهارات اللازمة لإنشاء مفاتيح التحويل التلقائي الخاصة بهم. يجب ألا يحاول الأفراد الذين ليس لديهم هذه الأنواع من أوراق الاعتماد أو المؤهلات إنشاء مؤهلاتهم الخاصة لأنهم لا يمتلكون التدريب اللازم. ومع ذلك ، هناك طرق يمكنك من خلالها إنشاء لوحات لوحة قاطع الدائرة الكهربائية الخاصة بك للتعامل مع الإشارات الكهربائية بين الأجهزة لأغراض مختلفة.

يتطلب معدات عامة مستخدمة في عمليات الهندسة الكهربائية بما في ذلك مفتاح التحويل التلقائي نفسها ، لوحة دوائر كهربائية ، عداد تيار متردد ، قواطع دوائر ، قضبان توصيل ، قضبان DIN ، مصابيح LED ومعدات لحام. لا تقم بتنفيذ هذه الخطوات ما لم يكن لديك احتياطات أمان لحماية نفسك من التيار.

الخطوات العامة لإنشاء لوحة الدائرة الخاصة بك مع مفتاح التحويل التلقائي هي:

1. قم بتركيب سكة DIN لتركيب قواطع الدائرة في حاوية تكون بمثابة حاوية لمفتاح التحويل التلقائي. تستخدم قضبان DIN عند بناء الأجهزة والإلكترونيات التي تستخدم المعدات الصناعية مثل لوحات الدوائر والأسلاك. تأكد من تأمينه بإحكام وأن هناك فتحة للسماح للكابلات بالمرور إلى الحاوية.
2. ثم يمكنك تثبيت قضبان التوصيل المحايدة والأرضية. تُستخدم قضبان التوصيل هذه كقواطع ، وشرائط معدنية تُستخدم في معدات التبديل للسماح للتيار بتوزيع نفسه بشكل مناسب في جميع أنحاء الجهاز. يمكنك أيضًا استخدام مواد العزل المناسبة للتأكد من أن الاحتمالية بين قضبان التوصيل المحايدة وتأريض الأمان دائمًا ما تكون صفرًا. يعد هذا ضروريًا لكسر وإنشاء الدوائر بين المولدات من خلال اكتشاف اختلافات الطاقة بينها.
3. قم بتوصيل القضبان بالتثبيت الخاص بك. يمكنك استخدام سلك مجدول لمنع حدوث انخفاض كبير في الجهد بين القواطع لمفتاح التحويل التلقائي وبقية التثبيت.
4. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك إضافة مؤشرات LED بين القواطع وإمدادات الطاقة الواردة. سيساعدك هذا على اكتشاف ما إذا كان القاطع مغلقًا أم لا.
5. أضف مفتاح التحويل التلقائي نفسه ومقياس التيار المتردد إلى التثبيت. يجب أن يكون المحول الذي يغير التيار حول خرج مفتاح التحويل التلقائي. يجب أن يكتشف مقياس التيار المتردد مقدار الجهد الذي يستخدمه التثبيت. اجعله محكمًا وآمنًا لمنع تسرب الجهد والمشكلات الأخرى.
6. اختبر الإعداد الخاص بك للتأكد من سلامته قبل تنفيذه. إذا كان هناك أي حرارة زائدة من المقاومات والتي قد تسبب مشاكل مثل ارتفاع درجة الحرارة ، فتأكد من الإصلاح ذلك عن طريق تغيير المقاومة أو استخدام المزيد من احتياطات السلامة مثل تغيير إعداد الدائرة قواطع.

يمكن أن تستخدم إعدادات ATS مولدات متعددة لحماية العمليات الكهربائية التي تحدث في وقت واحد في مناطق بعيدة عن بعضها البعض. تستخدم هذه الأنظمة إعدادات ATS متعددة لتتصرف كما لو كان هناك ATS واحد بمولد واحد. يتيح ذلك لأنظمة ATS العمل مع مولدات متعددة لأغراض ، على سبيل المثال ، مباني مختلفة أو أنواع مختلفة من التصاميم المعمارية.

يحتاج كل ATS إلى وحدة تحكم للتأكد من نقل الطاقة بأمان وفعالية بين مصادر المرافق والمولدات. يجب اختبارها في كلا الاتجاهين وتوزيع الطاقة وفقًا لذلك. إنهم بحاجة إلى التأكد من أنهم يأخذون في الاعتبار حتى الفروق الزمنية الضئيلة بين تشغيل المباني المختلفة أو المولدات المختلفة. بالنسبة لبعض العمليات ، حتى أجزاء من الثانية بدون طاقة يمكن أن تضر بأغراض تصميمات المباني المختلفة.

بالإضافة إلى تصميمات ATS المحملة بشكل ناعم ، هناك انتقال مفتوح, انتقال مغلق و مفتاح التحويل الثابت تصميمات للأغراض المختلفة لمفاتيح التحويل. تعمل مفاتيح التحويل المفتوحة ، بما في ذلك مفاتيح ATS ، أو مفاتيح التحويل التي تم كسرها قبل إجراء العملية عن طريق إيقاف الاتصال بأحد مصادر الطاقة وإنشاء اتصال مع آخر. هذا يمنع التغذية المرتدة غير المرغوب فيها ، وتدفق التيار الكهربائي في اتجاه غير مرغوب فيه ، وكذلك استخدام الطاقة من مصدرين يتنافسان ضد بعضهما البعض.

على النقيض من ذلك ، فإن مفاتيح التحويل المغلقة أو مفاتيح التحويل قبل الكسر تنقل الطاقة دون التسبب في أي نوع من الانقطاع. هذا مفيد بشكل خاص للمباني والمعدات الكهربائية التي تعتمد على قوتها بطريقة قد تكون ضارة حتى الانقطاع لجزء من الثانية. على عكس مفاتيح التحويل المفتوحة ، تجد مفاتيح الطاقة المغلقة طرقًا لتحميل الطاقة للتأكد من قدرة المولد على توفير الطاقة قبل قطع الاتصال بمصدر طاقة إلى الآخر.

تعد هذه الأنواع من المفاتيح أكثر تعقيدًا من المفاتيح المفتوحة ، وتحتاج إلى مراقبة تدفق الطاقة أثناء الانتقال وتحويل الطاقة - باستخدام مكثفات الالتفافية - لمنع التدفق العكسي.

يشير المهندسون إلى مصادر الطاقة المختلفة على أنها متزامنة عندما يكون فرق الجهد بينهم أقل من 5٪ أو بها اختلافات في التردد أقل من 0.2 هرتز. يتحكم الحكام غير المتزامنين في هذا التحول قوة. تضمن المفاتيح المغلقة أن عمليات نقل الطاقة هذه يمكن أن تحدث في ظل هذه الظروف وأحيانًا في أوقات تقل عن 100 مللي ثانية. ستتحول هذه المفاتيح إلى مفاتيح تحويل مفتوحة إذا لم يكن النقل المغلق ممكنًا.

أخيرًا ، تستخدم مفاتيح التحويل الثابتة أشباه الموصلات مثل المقومات التي يتحكم فيها السيليكون لنقل الأحمال بين المصادر. تستخدم هذه الإعدادات طاقة حركة الإلكترونات في أشباه الموصلات للسماح بحدوث النقل على الفور تقريبًا. إنها موثوقة للغاية وتعمل بشكل مستقل عن مصادر الطاقة المتاحة ، ولكن يجب اختبارها لحماية الحمل من الانقطاعات في تردد الطاقة.

عند تحديد حجم ATS ومبادئ التحكم في البدء التلقائي التي يجب استخدامها ، يأخذ المهندسون في الاعتبار أنواعًا مختلفة من التيار. بادئ تشغيل المحرك والغرض منه في النظام يتحكم في تدفق الحالية، مقدار التيار الذي تستخدمه الدائرة لتنشيط جهاز يعمل بالتيار المتردد في المرة الأولى التي تقوم فيها بتطبيق التيار عليه.

تستخدم المنازل المنشطات الأمفيتامينية كجزء من نظام الطوارئ من خلال هذه الطرق. يصممها المهندسون والمعماريون للتأكد من أنها موثوقة وقابلة للتكيف وفعالة وفعالة وليست عرضة للتلف. إنهم يختبرون بشكل روتيني الطرق التي ينقلون بها الأحمال في المنازل للتأكد من أنها تعمل بشكل مناسب.

تختلف تصميمات ATS من الاستخدام عبر دوائر قليلة إلى منزل كامل عند استخدامها في هندسة المنزل. يمكن أن يعمل اثنان من قواطع الدائرة معًا في وقت واحد لضمان حدوث التبديل دون فقد الجهد أو الطاقة. تقوم عمليات النقل التلقائية بإجراء هذا المفتاح ، وبعد استعادة الطاقة ، فإنها تستخدم عملية "التبريد" لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

تقدم شركات مثل Generac بشكل عام أنظمة 100 أمبير أو 200 أمبير ATS. يمكن أن تكلف ما يزيد عن 600 دولار.

تستخدم محطات الطاقة قواطع دوائر مغلقة مثلما تفعل المنازل لاحتياجاتها. تستخدم الأبحاث أو المعدات التي تعتمد على الطاقة المستمرة مفاتيح التحويل التلقائي في ترتيبات أكثر تعقيدًا لتلبية احتياجاتها الفريدة. تحتاج عملية تركيب المفتاح الأوتوماتيكي للمولد إلى استخدام هذه الترتيبات لتلبية الاحتياجات الفردية للأسر والمباني.

يمكن للمهندسين الكهربائيين إنشاء هذه التصميمات للمرافق بأنفسهم وإنشاء غرف تحكم لأغراضهم المختلفة مثل المستشفيات أو مراكز البيانات. يمكن استخدامها أيضًا في مصابيح الطوارئ التي توجه الأفراد إلى المخارج عند الضرورة ، تهوية خطرة لإزالة المواد الكيميائية السامة من الغرف وحتى أجهزة الإنذار عند مراقبة المرافق للحرائق.

يمكن أن تتضمن الطريقة التي تعمل بها تصميمات المفاتيح التلقائية هذه إنذارات تشير إلى طاقة أقل. يقوم هذا الأمر بمفاتيح التحويل التلقائي لبدء تشغيل مولدات النسخ الاحتياطي ، وبعد اكتشاف ذلك بدأت ، تقوم الإعدادات بتوزيع الطاقة عبر المبنى عند تصميم مفتاح التحويل التلقائي للمولد التركيب.

تشمل بعض الشركات المصنعة لـ ATS APC و Dell و Cummins Power Generation و General Electric و Western Telematic. تعمل هذه الشركات على تقديم منتجات تبديل التحويل لاستخدامات مختلفة مع دعمها وصيانتها بعد التثبيت.