Οι αρχές λειτουργίας ενός διακόπτη αυτόματης μεταφοράς

Ενα αυτόματος διακόπτης μεταφοράς(ATS) είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την αναδρομολόγηση ενέργειας σε ειδικές περιστάσεις. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μιας φυσικής καταστροφής, η δύναμη κοινής ωφέλειας μπορεί να σβήσει σε ένα νοσοκομείο και ο αυτόματος διακόπτης μεταφοράς ξεκινά την εφεδρική γεννήτρια. Υπάρχουν πολλά ζητήματα που εμπλέκονται σε μια τέτοια μεταφορά - το λιγότερο από τα οποία είναι η απόφαση για το πότε είναι ασφαλές να επιστρέψετε στη δημόσια υπηρεσία κοινής ωφέλειας.

Τα ATS χρησιμοποιούνται για να διασφαλίσουν τη συνέχεια της τροφοδοσίας, αν και αυτό μπορεί να σημαίνει διαφορετικά πράγματα σε διαφορετικές καταστάσεις. Σε ένα τυπικό σπίτι, μικρή επιχείρηση ή ίδρυμα, η συνεχής δύναμη μπορεί να σημαίνει ότι μπορεί να γίνει ανεκτή μια σύντομη διακοπή.

Για παράδειγμα, εάν μια εφεδρική γεννήτρια χρησιμοποιείται για την παροχή εφεδρικής ισχύος όταν αποτύχει η παροχή δημόσιας χρησιμότητας, θα υπάρξει παύση κατά την εκκίνηση της γεννήτριας. Σε ένα νοσοκομείο οποιαδήποτε διακοπή περισσότερο από λίγα δευτερόλεπτα μπορεί να είναι καταστροφική.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους το ATS μπορεί να διασφαλίσει ότι η διακοπή είναι πολύ σύντομη - συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών για να καλύψει το κενό από την παύση της δημόσιας χρησιμότητας έως την έναρξη της δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας Προμήθεια. Ορισμένοι αυτόματοι διακόπτες αισθάνονται τις προσωρινές πτώσεις και αιχμές στην ισχύ κοινής ωφέλειας που προηγείται της βλάβης και ξεκινά τη γεννήτρια πριν από την πλήρη διακοπή της δημόσιας ισχύος.

Οι μηχανικοί συνήθως εγκαθιστούν διακόπτες μεταφοράς για εναλλαγή φορτίου μεταξύ δύο διαφορετικών πηγών ηλεκτρικού ρεύματος. Ορισμένα είναι χειροκίνητα και μπορούν να ενεργοποιηθούν όταν ο χρήστης γυρίσει έναν διακόπτη, ενώ άλλοι, όπως οι διακόπτες αυτόματης μεταφοράς, θα αλλάξουν ανάλογα με τον τρόπο αλλαγής της πηγής ισχύος. Όταν αποτύχει η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, ο διακόπτης αυτόματης μεταφοράς ενδέχεται να τεθεί σε ισχύ για την τροφοδοσία ενός κτιρίου.

Ένα ATS μπορεί να ελέγξει πότε μια εφεδρική γεννήτρια εξαρτάται από την τάση στην κύρια τροφοδοσία ενός κτιρίου. Όταν το κάνουν αυτό, πρέπει επίσης να μεταφέρουν το φορτίο στην εφεδρική γεννήτρια. Λειτουργούν εμποδίζοντας την εφεδρική γεννήτρια να γίνει πηγή ηλεκτρικής ενέργειας έως ότου η ίδια η γεννήτρια ενεργοποιηθεί για προσωρινή ισχύ.

Ένα παράδειγμα διαδικασίας βήμα προς βήμα που μπορεί να χρησιμοποιήσει το ATS είναι:

1. Όταν η ηλεκτρική ισχύς σε ένα κτίριο σβήνει, το ATS ξεκινά την εφεδρική γεννήτρια. Αυτό αναγκάζει τη γεννήτρια να είναι έτοιμη να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο σπίτι.
2. Όταν η γεννήτρια είναι έτοιμη να εκτελέσει, το ATS αλλάζει την ισχύ έκτακτης ανάγκης στο φορτίο.
3. Στη συνέχεια, το ATS δίνει εντολή στη γεννήτρια να κλείσει όταν αποκατασταθεί η ισχύς.

Όταν διακοπεί η τροφοδοσία, ο διακόπτης αυτόματης μεταφοράς δίνει εντολή στη γεννήτρια να ξεκινήσει. Όταν η γεννήτρια είναι έτοιμη να τροφοδοτήσει, το ATS αλλάζει ισχύ έκτακτης ανάγκης στο φορτίο. Μόλις αποκατασταθεί η ισχύς χρησιμότητας, το ATS μεταβαίνει σε τροφοδοτικό και δίνει εντολή τερματισμού της γεννήτριας.

Εάν το σπίτι σας είχε ένα ATS που ελέγχει μια εφεδρική γεννήτρια, το ATS θα ξεκινήσει τη γεννήτρια όταν συνέβη διακοπή ρεύματος και η εφεδρική γεννήτρια θα άρχιζε να τροφοδοτεί. Οι μηχανικοί σχεδιάζουν γενικά σπίτια και διακόπτες μεταφοράς έτσι ώστε η γεννήτρια να παραμένει ξεχωριστή από το σύστημα που διανέμει ισχύ σε όλο το κτίριο. Αυτό προστατεύει τη γεννήτρια από υπερφόρτωση. Ένα άλλο προστατευτικό μέτρο που χρησιμοποιούν οι μηχανικοί είναι ότι έχουν χρόνους «ψύξης» για να αποτρέψουν την υπερθέρμανση της γεννήτριας.

Τα σχέδια ATS μερικές φορές επιτρέπουν την απόρριψη φορτίου ή την αλλαγή της προτεραιότητας άλλων κυκλωμάτων. Αυτό επιτρέπει στην ηλεκτρική ενέργεια και την ισχύ να κυκλοφορεί με βέλτιστους ή χρήσιμους τρόπους για τους σκοπούς του κτιρίου. Αυτές οι επιλογές μπορεί να είναι χρήσιμες για την αποφυγή υπερθέρμανσης ή υπερφόρτωσης ηλεκτρικού ρεύματος από γεννήτριες, πίνακες κυκλωμάτων ελεγκτή κινητήρα και άλλα εξαρτήματα.

Η μαλακή φόρτωση είναι μια μέθοδος που επιτρέπει τη μεταφορά φορτίου από το βοηθητικό πρόγραμμα στις συγχρονισμένες γεννήτριες πιο εύκολα, η οποία μπορεί επίσης να ελαχιστοποιήσει την απώλεια τάσης κατά τη διάρκεια αυτών των μεταφορών.

Οι ηλεκτρολόγοι και οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί έχουν τη γνώση, την εμπειρία και τις δεξιότητες για να δημιουργήσουν τους δικούς τους αυτόματους διακόπτες μεταφοράς. Άτομα χωρίς τέτοιου είδους διαπιστευτήρια ή προσόντα δεν πρέπει να προσπαθούν να δημιουργήσουν τα δικά τους, καθώς δεν διαθέτουν την απαραίτητη εκπαίδευση. Ακόμα, υπάρχουν τρόποι με τους οποίους μπορείτε να φτιάξετε τις δικές σας πλακέτες διακοπτών για να χειριστείτε ηλεκτρικά σήματα μεταξύ συσκευών για διάφορους σκοπούς.

Απαιτεί γενικό εξοπλισμό που χρησιμοποιείται σε διαδικασίες ηλεκτρολογικής μηχανικής, συμπεριλαμβανομένου του αυτόματου διακόπτη μεταφοράς η ίδια, μια πλακέτα κυκλώματος, ένας μετρητής AC, διακόπτες κυκλώματος, ράβδοι, ράγες DIN, φώτα LED και εξοπλισμός συγκόλλησης. Μην εκτελέσετε αυτά τα βήματα, εκτός εάν έχετε προφυλάξεις ασφαλείας για να προστατευτείτε από το ρεύμα.

Τα γενικά βήματα για να φτιάξετε τη δική σας πλακέτα κυκλώματος με αυτόματο διακόπτη μεταφοράς είναι:

1. Τοποθετήστε μια ράγα DIN για να τοποθετήσετε τους διακόπτες κυκλώματος σε ένα δοχείο που θα είναι το περίβλημα του αυτόματου διακόπτη μεταφοράς. Οι ράγες DIN χρησιμοποιούνται κατά την κατασκευή συσκευών και ηλεκτρονικών συσκευών που χρησιμοποιούν βιομηχανικό εξοπλισμό, όπως κυκλώματα και καλώδια. Βεβαιωθείτε ότι το στερεώνετε καλά και ότι υπάρχει μια τρύπα για να αφήσετε τα καλώδια να περάσουν μέσα στο δοχείο.
2. Στη συνέχεια, μπορείτε να εγκαταστήσετε τις ουδέτερες και γειωμένες ράβδους. Αυτοί οι ζυγοί χρησιμοποιούνται ως διακόπτες, μεταλλικές λωρίδες που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό μεταγωγής για να αφήσουν το ρεύμα να διανεμηθεί κατάλληλα σε όλο τον εξοπλισμό. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε κατάλληλα μονωτικά υλικά για να βεβαιωθείτε ότι το δυναμικό μεταξύ των ουδέτερων και των ζυγών ασφαλείας γείωσης είναι πάντα μηδέν. Αυτό είναι απαραίτητο για το σπάσιμο και την κατασκευή κυκλωμάτων μεταξύ γεννητριών ανιχνεύοντας τις διαφορές ισχύος μεταξύ τους.
3. Συνδέστε τους διαύλους στην εγκατάστασή σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λανθάνον καλώδιο για να αποφύγετε σημαντική πτώση τάσης μεταξύ των διακοπτών για τον αυτόματο διακόπτη μεταφοράς και την υπόλοιπη εγκατάσταση.
4. Εάν θέλετε, μπορείτε να προσθέσετε ενδεικτικές λυχνίες LED μεταξύ των διακοπτών και των εισερχόμενων τροφοδοτικών. Αυτό θα σας βοηθήσει να εντοπίσετε εάν ο διακόπτης είναι κλειστός ή όχι.
5. Προσθέστε τον αυτόματο διακόπτη μεταφοράς και τον μετρητή AC στην εγκατάσταση. Ο μετασχηματιστής που αλλάζει ρεύμα πρέπει να βρίσκεται γύρω από την έξοδο του αυτόματου διακόπτη μεταφοράς. Ο μετρητής AC θα πρέπει να ανιχνεύει πόση τάση χρησιμοποιεί η εγκατάσταση. Κρατήστε το σφιχτό και ασφαλές για την αποφυγή διαρροών τάσης και άλλων προβλημάτων.
6. Δοκιμάστε τη ρύθμισή σας για ασφάλεια πριν την εφαρμόσετε. Εάν υπάρχει υπερβολική θερμότητα από τις αντιστάσεις που μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα όπως υπερθέρμανση, φροντίστε να το διορθώσετε ότι αλλάζοντας αντίσταση ή χρησιμοποιώντας περισσότερες προφυλάξεις ασφαλείας, όπως αλλαγή της ρύθμισης του κυκλώματος διακόπτες.

Οι ρυθμίσεις ATS μπορούν να χρησιμοποιούν πολλαπλές γεννήτριες για την προστασία ηλεκτρικών λειτουργιών που συμβαίνουν ταυτόχρονα σε περιοχές που απέχουν πολύ μεταξύ τους. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν πολλαπλές ρυθμίσεις ATS για να λειτουργούν σαν να υπήρχε ένα μόνο ATS με μία γεννήτρια. Αυτό επιτρέπει στα συστήματα ATS να λειτουργούν με πολλαπλές γεννήτριες για σκοπούς, για παράδειγμα, διαφορετικών κτιρίων ή διαφορετικών τύπων αρχιτεκτονικών σχεδίων.

Κάθε ATS χρειάζεται έναν ελεγκτή για να βεβαιωθεί ότι η ισχύς μεταφέρεται με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα μεταξύ των πηγών χρησιμότητας και των γεννητριών. Πρέπει να δοκιμαστούν και προς τις δύο κατευθύνσεις και να κατανείμουν ανάλογα την ισχύ. Πρέπει να βεβαιωθούν ότι λαμβάνουν υπόψη ακόμη και τις ελάχιστες χρονικές διαφορές μεταξύ τροφοδοσίας διαφορετικών κτιρίων ή διαφορετικών γεννητριών. Για ορισμένες λειτουργίες, ακόμη και χιλιοστά του δευτερολέπτου χωρίς τροφοδοσία μπορεί να βλάψει τους σκοπούς διαφορετικών σχεδίων κτιρίων.

Εκτός από τα μαλακά φορτωμένα σχέδια ATS, υπάρχουν ανοιχτή μετάβαση, κλειστή μετάβαση και διακόπτης στατικής μεταφοράς σχέδια για διαφορετικούς σκοπούς των διακοπτών μεταφοράς. Οι ανοικτοί διακόπτες μεταφοράς, συμπεριλαμβανομένων των ATS, ή οι διακόπτες μεταφοράς διακοπής πριν από τη λειτουργία, διακόπτοντας την επαφή με μια πηγή ισχύος και δημιουργώντας επαφή με μια άλλη. Αυτό αποτρέπει την ανεπιθύμητη τροφοδοσία, τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε ανεπιθύμητη κατεύθυνση, καθώς και τη χρήση ισχύος από δύο πηγές που ανταγωνίζονται μεταξύ τους.

Αντίθετα, οι κλειστοί διακόπτες μεταφοράς ή οι διακόπτες πριν από το σπάσιμο μεταφέρουν ισχύ χωρίς να προκαλούν οποιαδήποτε διακοπή. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για κτίρια και ηλεκτρικό εξοπλισμό που βασίζονται στην ισχύ τους με τέτοιο τρόπο ώστε ακόμη και μια διακοπή για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου να μπορεί να είναι επιβλαβής. Σε αντίθεση με τους ανοιχτούς διακόπτες μεταφοράς, οι κλειστοί διακόπτες τροφοδοσίας βρίσκουν τρόπους φόρτωσης ισχύος για να βεβαιωθείτε ότι η γεννήτρια μπορεί και παρέχει τροφοδοσία πριν διακόψει τη σύνδεση με τη μία πηγή ισχύος στην άλλη.

Αυτοί οι τύποι διακοπτών είναι πιο περίπλοκοι από τους ανοιχτούς, και πρέπει να παρακολουθούν τη ροή ισχύος κατά τη μετάβαση και να εκτρέπουν την ισχύ - χρησιμοποιώντας πυκνωτές παράκαμψης - για να αποτρέψουν την επιστροφή ροής.

Οι μηχανικοί αναφέρονται σε διαφορετικές πηγές ισχύος ως συγχρονισμένες όταν υπάρχει η διαφορά τάσης μεταξύ τους λιγότερο από 5% ή έχουν διαφορές συχνότητας μικρότερες από 0,2 Hz. Οι ισόχρονοι κυβερνήτες ελέγχουν αυτήν την αλλαγή εξουσία. Οι κλειστοί διακόπτες διασφαλίζουν ότι αυτές οι μεταβιβάσεις ισχύος μπορούν να πραγματοποιηθούν υπό αυτές τις συνθήκες και μερικές φορές σε χρονικό διάστημα μικρότερο από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτοί οι διακόπτες θα μετατραπούν σε ανοικτούς διακόπτες μεταφοράς εάν η κλειστή μεταφορά δεν είναι δυνατή.

Τέλος, οι στατικοί διακόπτες μεταφοράς χρησιμοποιούν ημιαγωγούς όπως ανορθωτές που ελέγχονται από πυρίτιο για τη μεταφορά φορτίων μεταξύ πηγών. Αυτές οι ρυθμίσεις χρησιμοποιούν την ενέργεια της κίνησης των ηλεκτρονίων σε αυτούς τους ημιαγωγούς για να επιτρέψουν τη μεταφορά να γίνει σχεδόν ακαριαία. Είναι πολύ αξιόπιστα και αποδίδουν ανεξάρτητα από τις διαθέσιμες πηγές ισχύος, αλλά πρέπει να δοκιμαστούν για την προστασία του φορτίου από διακοπές στη συχνότητα ισχύος.

Κατά τον καθορισμό του μεγέθους του ATS και των αρχών αυτόματου ελέγχου εκκίνησης που πρέπει να χρησιμοποιούνται, οι μηχανικοί λαμβάνουν υπόψη τους διαφορετικούς τύπους ρεύματος. Ένας εκκινητής κινητήρα και ο σκοπός που έχει στο σύστημα διέπει το ρεύμα εισροής, το ποσό ρεύματος που χρησιμοποιεί το κύκλωμα για την ενεργοποίηση μιας συσκευής που τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα την πρώτη φορά που εφαρμόζετε ρεύμα σε αυτήν.

Τα σπίτια χρησιμοποιούν το ATS ως μέρος του συστήματος έκτακτης ανάγκης μέσω αυτών των μεθόδων. Οι μηχανικοί και οι αρχιτέκτονες τους σχεδιάζουν για να βεβαιωθούν ότι είναι αξιόπιστοι, προσαρμόσιμοι, αποδοτικοί, αποτελεσματικοί και δεν είναι ευάλωτοι σε ζημιές. Δοκιμάζουν τακτικά τους τρόπους μεταφοράς φορτίων στα σπίτια για να βεβαιωθούν ότι λειτουργούν σωστά.

Τα σχέδια ATS ποικίλλουν από τη χρήση σε λίγα κυκλώματα σε ολόκληρο το σπίτι όταν χρησιμοποιούνται στην αρχιτεκτονική του σπιτιού. Δύο διακόπτες μπορούν να συνεργαστούν ταυτόχρονα για να διασφαλίσουν ότι ο διακόπτης συμβαίνει χωρίς τάση ή απώλεια ισχύος. Οι αυτόματες μεταφορές εκτελούν αυτόν τον διακόπτη και, αφού αποκαταστήσουν την ισχύ, χρησιμοποιούν τη διαδικασία «ψύξης» για να αποτρέψουν την υπερθέρμανση.

Εταιρείες όπως η Generac προσφέρουν γενικά συστήματα 100 amp ή 200 amp ATS. Μπορούν να κοστίσουν πάνω από 600 $.

Οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιούν κλειστούς διακόπτες όπως τα σπίτια για τις ανάγκες τους. Έρευνα ή εξοπλισμός που βασίζεται στη συνεχή χρήση ισχύος Αυτόματοι διακόπτες μεταφοράς σε πιο περίπλοκες ρυθμίσεις για την κάλυψη των μοναδικών αναγκών τους. Η διαδικασία αυτόματης εγκατάστασης διακόπτη γεννήτριας πρέπει να χρησιμοποιεί αυτές τις διευθετήσεις για να ικανοποιεί τις ατομικές ανάγκες των νοικοκυριών και των κτιρίων.

Οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί μπορούν να δημιουργήσουν αυτά τα σχέδια για τις ίδιες τις εγκαταστάσεις και να δημιουργήσουν αίθουσες ελέγχου για τους διαφορετικούς σκοπούς τους, όπως σε νοσοκομεία ή κέντρα δεδομένων. Αυτά θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε φώτα έκτακτης ανάγκης που οδηγούν τα άτομα να βγαίνουν όταν είναι απαραίτητο, επικίνδυνος αερισμός για την απομάκρυνση τοξικών χημικών ουσιών από τα δωμάτια και ακόμη και συναγερμούς κατά την παρακολούθηση των εγκαταστάσεων για πυρκαγιές.

Ο τρόπος λειτουργίας αυτών των αυτόματων σχεδίων διακόπτη μπορεί να περιλαμβάνει συναγερμούς που σηματοδοτούν λιγότερη ισχύ. Αυτό δίνει εντολή στους αυτόματους διακόπτες μεταφοράς να ξεκινήσουν τις δημιουργίες αντιγράφων ασφαλείας και, αφού εντοπίσουν ότι έχουν ξεκίνησαν, οι ρυθμίσεις διανέμουν ισχύ σε ολόκληρο το κτίριο κατά το σχεδιασμό του διακόπτη αυτόματης μεταφοράς γεννήτριας εγκατάσταση.

Ορισμένοι κατασκευαστές ATS περιλαμβάνουν APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric και Western Telematic. Αυτές οι εταιρείες εργάζονται για να προσφέρουν προϊόντα διακόπτη μεταφοράς για διαφορετικές χρήσεις, ενώ τα υποστηρίζουν και συντηρούν μετά την εγκατάσταση.