Prinsip Pengoperasian Saklar Transfer Otomatis

Sebuah saklar transfer otomatis(ATS) adalah perangkat yang digunakan untuk mengalihkan daya dalam keadaan khusus. Misalnya, selama bencana alam, listrik utilitas publik mungkin padam di rumah sakit dan sakelar transfer otomatis menyalakan generator cadangan. Ada banyak masalah yang terlibat dalam transfer semacam itu – tidak sedikit di antaranya adalah membuat keputusan tentang kapan aman untuk beralih kembali ke listrik utilitas publik.

ATS digunakan untuk menjamin kelangsungan pasokan listrik, meskipun hal ini dapat berarti hal yang berbeda dalam situasi yang berbeda. Di rumah, bisnis kecil, atau institusi biasa, listrik terus-menerus dapat berarti bahwa gangguan singkat dapat ditoleransi.

Misalnya, jika generator cadangan digunakan untuk memasok daya cadangan saat listrik PLN padam, akan ada jeda saat generator dihidupkan. Di rumah sakit, gangguan apa pun lebih dari beberapa detik dapat menjadi bencana besar.

Ada beberapa cara agar ATS dapat memastikan bahwa gangguan berlangsung sangat singkat – termasuk baterai untuk mengisi kesenjangan dari penghentian listrik utilitas publik ke dimulainya generator cadangan Pasokan. Beberapa sakelar otomatis merasakan penurunan dan lonjakan sementara pada daya utilitas publik yang mendahului kegagalan dan menyalakan generator sebelum kegagalan total daya publik.

Insinyur biasanya memasang sakelar transfer untuk mengalihkan beban antara dua sumber arus listrik yang berbeda. Beberapa manual dan dapat diaktifkan saat pengguna membalik sakelar sementara yang lain, seperti sakelar transfer otomatis, akan beralih tergantung pada bagaimana sumber daya berubah. Ketika sumber daya listrik mati, sakelar transfer otomatis dapat berfungsi untuk memberi daya pada bangunan.

Sebuah ATS dapat mengontrol kapan generator cadangan bergantung pada tegangan pada suplai utama untuk sebuah gedung. Ketika mereka melakukan ini, mereka juga harus mentransfer beban ke generator cadangan. Mereka bekerja dengan menghalangi generator cadangan menjadi sumber tenaga listrik sampai generator itu sendiri menyala untuk daya sementara.

Salah satu contoh proses langkah demi langkah yang mungkin digunakan ATS adalah:

1. Ketika daya listrik di sebuah gedung padam, ATS menyalakan generator cadangan. Hal ini menyebabkan genset mempersiapkan diri untuk mensuplai daya listrik ke rumah.
2. Saat genset siap bekerja, ATS mengalihkan daya darurat ke beban.
3. ATS kemudian memerintahkan generator untuk mati ketika listrik telah pulih.

Ketika listrik padam, sakelar transfer otomatis memerintahkan generator untuk memulai. Ketika generator siap untuk memasok daya, ATS mengalihkan daya darurat ke beban. Setelah daya utilitas dipulihkan, ATS beralih ke daya utilitas dan memerintahkan penghentian generator.

Jika rumah Anda memiliki ATS yang mengendalikan generator cadangan, ATS akan menyalakan generator ketika terjadi pemadaman listrik dan generator cadangan akan mulai memasok listrik. Insinyur umumnya merancang rumah dan sakelar transfer sedemikian rupa sehingga generator tetap terpisah dari sistem yang mendistribusikan daya ke seluruh bangunan. Ini melindungi generator dari kelebihan beban. Tindakan perlindungan lain yang digunakan para insinyur adalah bahwa mereka memiliki waktu "pendinginan" untuk mencegah generator dari panas berlebih.

Desain ATS terkadang memungkinkan pelepasan beban atau mengubah prioritas sirkuit lain. Hal ini memungkinkan listrik dan daya dapat bersirkulasi dengan cara yang lebih optimal atau berguna untuk keperluan bangunan. Opsi ini berguna untuk mencegah generator, papan sirkuit pengontrol motor, dan komponen lain dari panas berlebih atau kelebihan muatan listrik.

Soft loading adalah metode yang memungkinkan transfer beban dari utilitas ke generator yang disinkronkan dengan lebih mudah, yang juga dapat meminimalkan kehilangan tegangan selama transfer ini.

Sistem tenaga dan insinyur listrik memiliki pengetahuan, pengalaman, dan keterampilan untuk membuat sakelar transfer otomatis mereka sendiri. Individu tanpa kredensial atau kualifikasi semacam ini tidak boleh mencoba membuat sendiri karena mereka tidak memiliki pelatihan yang diperlukan. Namun, ada cara Anda dapat membuat papan panel pemutus sirkuit sendiri untuk menangani sinyal listrik antar perangkat untuk berbagai keperluan.

Ini membutuhkan peralatan umum yang digunakan dalam proses teknik listrik termasuk sakelar transfer otomatis itu sendiri, papan sirkuit, meteran AC, pemutus sirkuit, busbar, rel DIN, lampu LED, dan peralatan solder. Jangan lakukan langkah-langkah ini kecuali Anda memiliki tindakan pencegahan keselamatan untuk melindungi diri Anda dari arus.

Langkah-langkah umum untuk membuat papan sirkuit Anda sendiri dengan sakelar transfer otomatis adalah:

1. Pasang rel DIN untuk memasang pemutus sirkuit dalam wadah yang akan menjadi penutup sakelar transfer otomatis. Rel DIN digunakan saat membangun perangkat dan elektronik yang menggunakan peralatan industri seperti papan sirkuit dan kabel. Pastikan untuk mengamankannya dengan erat dan ada lubang untuk membiarkan kabel masuk ke dalam wadah.
2. Kemudian Anda dapat memasang busbar netral dan arde. Busbar ini digunakan sebagai pemutus, strip logam yang digunakan pada peralatan sakelar untuk membiarkan arus mendistribusikan dirinya dengan tepat ke seluruh peralatan. Anda juga dapat menggunakan bahan insulasi yang sesuai untuk memastikan bahwa potensial antara busbar pentanahan netral dan pengaman selalu nol. Ini penting untuk memutus dan membuat sirkuit antara generator dengan mendeteksi perbedaan daya di antara mereka.
3. Hubungkan busbar ke instalasi Anda. Anda dapat menggunakan kawat terdampar untuk mencegah penurunan tegangan yang signifikan antara pemutus untuk sakelar transfer otomatis dan sisa instalasi Anda.
4. Jika mau, Anda dapat menambahkan indikator LED di antara pemutus dan catu daya yang masuk. Ini akan membantu Anda mendeteksi jika pemutus ditutup atau tidak.
5. Tambahkan sakelar transfer otomatis itu sendiri dan meteran AC ke instalasi. Trafo yang mengubah arus harus berada di sekitar keluaran sakelar transfer otomatis. Pengukur AC harus mendeteksi berapa banyak tegangan yang digunakan instalasi. Jaga agar tetap kencang dan aman untuk mencegah kebocoran tegangan dan masalah lainnya.
6. Uji pengaturan Anda untuk keamanan sebelum menerapkannya. Jika ada panas berlebih dari resistor yang dapat menyebabkan masalah seperti panas berlebih, pastikan untuk memperbaikinya bahwa dengan mengubah resistansi atau menggunakan lebih banyak tindakan pencegahan keamanan seperti mengubah pengaturan sirkuit pemutus.

Pengaturan ATS dapat menggunakan beberapa generator untuk melindungi operasi kelistrikan yang terjadi secara bersamaan di area yang berjauhan satu sama lain. Sistem ini menggunakan beberapa pengaturan ATS untuk bertindak seolah-olah ada satu ATS dengan satu generator. Ini memungkinkan sistem ATS bertindak dengan beberapa generator untuk tujuan, misalnya, bangunan yang berbeda atau jenis desain arsitektur yang berbeda.

Setiap ATS membutuhkan pengontrol untuk memastikan transfer daya dengan aman dan efektif antara sumber utilitas dan generator. Mereka perlu diuji di kedua arah dan mendistribusikan daya yang sesuai. Mereka perlu memastikan bahwa mereka memperhitungkan bahkan perbedaan waktu yang sangat kecil antara memberi daya pada bangunan yang berbeda atau generator yang berbeda. Untuk beberapa operasi, bahkan milidetik tanpa daya dapat membahayakan tujuan desain bangunan yang berbeda.

Selain desain ATS yang dimuat dengan lembut, ada transisi terbuka, transisi tertutup dan saklar transfer statis desain untuk berbagai tujuan transfer switch. Sakelar transfer terbuka, termasuk sakelar ATS, atau sakelar transfer putus-sebelum-beroperasi dengan menghentikan kontak dengan satu sumber daya dan membuat kontak dengan sumber daya lainnya. Ini mencegah backfeeding yang tidak diinginkan, aliran arus listrik ke arah yang tidak diinginkan, serta menggunakan daya dari dua sumber yang bersaing satu sama lain.

Sebaliknya, sakelar transfer tertutup atau sakelar make-before-break mentransfer daya tanpa menyebabkan gangguan apa pun. Ini sangat berguna untuk bangunan dan peralatan listrik yang mengandalkan kekuatannya sedemikian rupa sehingga gangguan sepersekian detik pun bisa berbahaya. Tidak seperti sakelar transfer terbuka, sakelar daya tertutup menemukan cara untuk memuat daya untuk memastikan generator dapat dan menyediakan daya sebelum memutuskan sambungan dengan satu sumber daya ke sumber daya lainnya.

Sakelar jenis ini lebih kompleks daripada sakelar terbuka, dan sakelar ini perlu memantau aliran daya selama transisi dan mengalihkan daya – menggunakan kapasitor bypass – untuk mencegah aliran balik.

Insinyur merujuk ke sumber daya yang berbeda sebagai disinkronkan ketika perbedaan tegangan di antara mereka adalah kurang dari 5% atau memiliki perbedaan frekuensi kurang dari 0,2 Hz. Gubernur isochronous mengontrol pergeseran ini dalam kekuasaan. Sakelar tertutup memastikan bahwa transfer daya ini dapat terjadi dalam keadaan ini dan terkadang dalam waktu kurang dari 100 milidetik. Sakelar ini akan berubah menjadi sakelar transfer terbuka jika transfer tertutup tidak memungkinkan.

Akhirnya, sakelar transfer statis menggunakan semikonduktor seperti penyearah yang dikendalikan silikon untuk mentransfer beban antar sumber. Pengaturan ini menggunakan energi gerakan elektron dalam semikonduktor ini untuk memungkinkan transfer terjadi hampir secara instan. Mereka sangat andal dan bekerja secara independen dari sumber daya yang tersedia, tetapi mereka harus diuji untuk melindungi beban dari gangguan frekuensi daya.

Saat menentukan ukuran ATS dan prinsip kontrol start otomatis yang perlu digunakan, para insinyur memperhitungkan berbagai jenis arus. Starter motor dan tujuannya dalam sistem mengatur arus masuk, jumlah arus yang digunakan rangkaian untuk memberi energi pada perangkat bertenaga AC saat pertama kali Anda menerapkan arus padanya.

Rumah menggunakan ATS sebagai bagian dari sistem darurat mereka melalui metode ini. Insinyur dan arsitek mendesainnya untuk memastikan bahwa mereka dapat diandalkan, mudah beradaptasi, efisien, efektif, dan tidak rentan terhadap kerusakan. Mereka secara rutin menguji cara mereka mentransfer beban di rumah untuk memastikan mereka beroperasi dengan benar.

Desain ATS bervariasi mulai dari penggunaan di beberapa sirkuit hingga seluruh rumah saat digunakan dalam arsitektur rumah. Dua pemutus sirkuit dapat bekerja sama secara bersamaan untuk memastikan sakelar terjadi tanpa tegangan atau kehilangan daya. Transfer otomatis melakukan sakelar ini, dan, setelah memulihkan daya, mereka menggunakan proses "pendinginan" untuk mencegah panas berlebih.

Perusahaan seperti Generac umumnya menawarkan sistem ATS 100 amp atau 200 amp. Mereka dapat berharga lebih dari $ 600.

Pembangkit listrik menggunakan pemutus sirkuit tertutup seperti yang dilakukan rumah untuk kebutuhan mereka. Penelitian atau peralatan yang mengandalkan daya berkelanjutan menggunakan Sakelar Transfer Otomatis dalam pengaturan yang lebih rumit untuk memenuhi kebutuhan uniknya. Proses pemasangan sakelar otomatis generator perlu menggunakan pengaturan ini untuk memenuhi kebutuhan individu rumah tangga dan bangunan.

Insinyur listrik dapat membuat desain ini untuk fasilitas itu sendiri dan membuat ruang kontrol untuk tujuan yang berbeda seperti di rumah sakit atau pusat data. Ini juga dapat digunakan dalam lampu darurat yang mengarahkan individu untuk keluar bila diperlukan, ventilasi berbahaya untuk menghilangkan bahan kimia beracun dari kamar dan bahkan alarm saat memantau fasilitas untuk kebakaran.

Cara kerja desain sakelar otomatis ini dapat melibatkan alarm yang memberi sinyal lebih sedikit daya. Ini memerintahkan sakelar transfer otomatis untuk memulai generator cadangan, dan, setelah mendeteksi bahwa mereka telah dimulai, pengaturan mendistribusikan daya ke seluruh gedung saat merancang sakelar transfer otomatis generator instalasi.

Beberapa produsen ATS termasuk APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric dan Western Telematic. Perusahaan-perusahaan ini bekerja untuk menawarkan produk sakelar transfer untuk penggunaan yang berbeda sambil mendukung dan memeliharanya setelah pemasangan.