Un interruttore di trasferimento automatico(ATS) è un dispositivo utilizzato per reindirizzare l'alimentazione in circostanze speciali. Ad esempio, durante una catastrofe naturale, l'elettricità di pubblica utilità può andare in un ospedale e l'interruttore di trasferimento automatico avvia il generatore di backup. Ci sono molte questioni coinvolte in un tale trasferimento, non ultima la decisione su quando è sicuro tornare all'alimentazione di pubblica utilità.
Gli ATS sono utilizzati per assicurare la continuità dell'alimentazione, sebbene ciò possa significare cose diverse in situazioni diverse. In una tipica casa, piccola impresa o istituzione, l'alimentazione continua può significare che una breve interruzione può essere tollerata.
Ad esempio, se viene utilizzato un generatore di backup per fornire alimentazione di backup in caso di interruzione dell'alimentazione di pubblica utilità, ci sarà una pausa durante l'avvio del generatore. In un ospedale qualsiasi interruzione di più di pochi secondi può essere catastrofica.
Ci sono diversi modi in cui ATS può assicurare che l'interruzione sia molto breve, comprese le batterie colmare il divario tra la cessazione dell'energia di pubblica utilità e l'avvio del generatore di backup fornitura. Alcuni interruttori automatici rilevano le cadute e i picchi temporanei nell'alimentazione di pubblica utilità che precedono il guasto e avviano il generatore prima della completa interruzione dell'alimentazione pubblica.
Gli ingegneri in genere installano interruttori di trasferimento per commutare un carico tra due diverse fonti di corrente elettrica. Alcuni sono manuali e possono essere attivati quando l'utente gira un interruttore mentre altri, come gli interruttori di trasferimento automatici, cambieranno a seconda di come cambia la fonte di alimentazione. Quando la fonte di alimentazione elettrica viene a mancare, l'interruttore di trasferimento automatico può entrare in funzione per alimentare un edificio.
Principi di controllo dell'avviamento automatico
Un ATS può controllare quando un generatore di backup dipende dalla tensione nell'alimentazione primaria di un edificio. Quando lo fanno, devono anche trasferire il carico al generatore di backup. Funzionano impedendo al generatore di riserva di diventare una fonte di energia elettrica fino a quando il generatore stesso non è acceso per l'alimentazione temporanea.
Un esempio di un processo passo-passo che un ATS può utilizzare è:
- Quando l'energia elettrica in un edificio si interrompe, l'ATS avvia il generatore di riserva. Questo fa sì che il generatore si prepari a fornire energia elettrica alla casa.
- Quando il generatore è pronto per funzionare, l'ATS commuta l'alimentazione di emergenza al carico.
- L'ATS comanda quindi al generatore di spegnersi quando viene ripristinata l'alimentazione di rete.
In caso di interruzione dell'alimentazione, l'interruttore di trasferimento automatico comanda l'avvio del generatore. Quando il generatore è pronto per fornire energia, l'ATS commuta l'alimentazione di emergenza al carico. Una volta ripristinata l'alimentazione di rete, l'ATS passa all'alimentazione di rete e comanda lo spegnimento del generatore.
Se la tua casa avesse un ATS che controllava un generatore di backup, l'ATS avvierebbe il generatore quando si verifica un'interruzione di corrente e il generatore di backup inizierà a fornire energia. Gli ingegneri generalmente progettano case e interruttori di trasferimento in modo tale che il generatore rimanga separato dal sistema che distribuisce l'energia in tutto l'edificio. Questo protegge il generatore dal sovraccarico. Un'altra misura protettiva utilizzata dagli ingegneri è che hanno tempi di "raffreddamento" per evitare il surriscaldamento del generatore.
I progetti ATS a volte consentono l'eliminazione del carico o la modifica della priorità di altri circuiti. Ciò consente all'elettricità e alla potenza di circolare nei modi più ottimali o utili ai fini dell'edificio. Queste opzioni possono tornare utili per evitare che generatori, schede di controllo motore e altri componenti si surriscaldino o si sovraccarichino di elettricità.
Il caricamento graduale è un metodo che consente di trasferire più facilmente il carico dall'utenza ai generatori sincronizzati, che può anche ridurre al minimo la perdita di tensione durante questi trasferimenti.
Crea il tuo circuito con un interruttore di trasferimento automatico
Gli ingegneri dei sistemi di alimentazione e degli elettrici hanno le conoscenze, l'esperienza e le competenze per creare i propri interruttori di trasferimento automatici. Gli individui senza questo tipo di credenziali o qualifiche non dovrebbero tentare di crearne di propri in quanto non possiedono la formazione necessaria. Tuttavia, ci sono modi in cui puoi creare le tue schede del pannello degli interruttori automatici per gestire i segnali elettrici tra i dispositivi per vari scopi.
Richiede attrezzature generali utilizzate nei processi di ingegneria elettrica, compreso l'interruttore di trasferimento automatico stesso, un circuito stampato, un contatore CA, interruttori automatici, sbarre collettrici, guide DIN, luci a LED e apparecchiature di saldatura. Non eseguire questi passaggi a meno che non si disponga di precauzioni di sicurezza per proteggersi dalla corrente.
I passaggi generali per creare il proprio circuito con un interruttore di trasferimento automatico sono:
- Installare una guida DIN per montare gli interruttori di circuito in un contenitore che sarà l'involucro dell'interruttore di trasferimento automatico. Le guide DIN vengono utilizzate quando si costruiscono dispositivi ed elettronica che utilizzano apparecchiature industriali come circuiti stampati e cavi. Assicurati di fissarlo saldamente e che ci sia un foro per far passare i cavi nel contenitore.
- Quindi è possibile installare le sbarre di neutro e terra. Queste sbarre vengono utilizzate come interruttori, strisce metalliche utilizzate nelle apparecchiature di commutazione per consentire alla corrente di distribuirsi in modo appropriato in tutta l'apparecchiatura. È inoltre possibile utilizzare materiali isolanti appropriati per assicurarsi che il potenziale tra il neutro e le sbarre di messa a terra di sicurezza sia sempre zero. Questo è essenziale per interrompere e creare circuiti tra generatori rilevando le differenze di potenza tra di loro.
- Collega le sbarre al tuo impianto. È possibile utilizzare un cavo intrecciato per evitare cadute di tensione significative tra gli interruttori per l'interruttore di trasferimento automatico e il resto dell'installazione.
- Se lo desideri, puoi aggiungere indicatori LED tra gli interruttori e gli alimentatori in ingresso. Questo ti aiuterà a rilevare se un interruttore è chiuso o meno.
- Aggiungere l'interruttore di trasferimento automatico stesso e il contatore CA all'installazione. Il trasformatore che altera la corrente dovrebbe trovarsi intorno all'uscita dell'interruttore di trasferimento automatico. Il misuratore CA dovrebbe rilevare la quantità di tensione utilizzata dall'installazione. Tienilo stretto e sicuro per evitare perdite di tensione e altri problemi.
- Testa la tua configurazione per sicurezza prima di implementarla. Se c'è un eccesso di calore dai resistori che potrebbe causare problemi come il surriscaldamento, assicurati di risolvere che modificando la resistenza o utilizzando più precauzioni di sicurezza come la modifica della configurazione del circuito interruttori.
Come funzionano gli interruttori di trasferimento automatico con più generatori?
Le configurazioni ATS possono utilizzare più generatori per proteggere le operazioni elettriche che si verificano contemporaneamente in aree distanti l'una dall'altra. Questi sistemi utilizzano più configurazioni ATS per agire come se ci fosse un singolo ATS con un unico generatore. Ciò consente ai sistemi ATS di agire con più generatori per scopi, ad esempio, di diversi edifici o diversi tipi di progetti architettonici.
Ogni ATS ha bisogno di un controller per assicurarsi che la potenza si trasferisca in modo sicuro ed efficace tra le fonti di utilità e i generatori. Devono essere testati in entrambe le direzioni e distribuire la potenza di conseguenza. Devono assicurarsi di prendere in considerazione anche le minuscole differenze di tempo tra l'alimentazione di diversi edifici o diversi generatori. Per alcune operazioni, anche millisecondi senza alimentazione possono danneggiare gli scopi di diversi progetti di edifici.
Quali tipi di commutatori di trasferimento automatici esistono?
Oltre ai modelli ATS a caricamento morbido, ci sono transizione aperta, transizione chiusa e commutatore di trasferimento statico design per diversi scopi di commutatori di trasferimento. Gli interruttori di trasferimento aperti, compresi quelli ATS, o gli interruttori di trasferimento break-before-make funzionano cessando il contatto con una fonte di alimentazione e creando contatto con un'altra. Ciò impedisce il backfeeding indesiderato, il flusso di corrente elettrica in una direzione indesiderata, nonché l'utilizzo di energia da due fonti che competono l'una contro l'altra.
Al contrario, gli interruttori di trasferimento chiusi o gli interruttori di pre-interruzione trasferiscono la potenza senza causare alcun tipo di interruzione. Ciò è particolarmente utile per edifici e apparecchiature elettriche che dipendono dalla loro potenza in modo tale che anche un'interruzione per una frazione di secondo può essere dannosa. A differenza degli interruttori di trasferimento aperti, gli interruttori di alimentazione chiusi trovano il modo di caricare l'energia per assicurarsi che il generatore possa e fornisca energia prima di interrompere la connessione con una fonte di alimentazione all'altra.
Questi tipi di interruttori sono più complessi di quelli aperti e devono monitorare il flusso di alimentazione durante la transizione e deviare l'alimentazione, utilizzando condensatori di bypass, per prevenire il riflusso.
Gli ingegneri si riferiscono a diverse fonti di alimentazione come sincronizzate quando la differenza di tensione tra di loro è inferiori al 5% o hanno differenze di frequenza inferiori a 0,2 Hz. I governatori isocroni controllano questo spostamento in energia. Gli interruttori chiusi assicurano che questi trasferimenti di potenza possano avvenire in queste circostanze e talvolta entro tempi inferiori a 100 millisecondi. Questi interruttori si trasformeranno in interruttori di trasferimento aperti se il trasferimento chiuso non è possibile.
Infine, gli interruttori di trasferimento statici utilizzano semiconduttori come i raddrizzatori controllati al silicio per trasferire i carichi tra le sorgenti. Queste configurazioni utilizzano l'energia del movimento degli elettroni in questi semiconduttori per consentire che il trasferimento avvenga quasi istantaneamente. Sono molto affidabili e funzionano indipendentemente dalle fonti di alimentazione disponibili, ma devono essere testati per proteggere il carico dalle interruzioni della frequenza di alimentazione.
Ruolo del motorino di avviamento in ATS
Nel determinare la dimensione dell'ATS e i principi di controllo dell'avviamento automatico che devono essere utilizzati, gli ingegneri prendono in considerazione diversi tipi di corrente. Un avviatore motore e lo scopo che ha nel sistema governa il corrente di spunto, la quantità di corrente utilizzata dal circuito per alimentare un dispositivo alimentato a corrente alternata la prima volta che gli si applica corrente.
Circuiti dell'interruttore di trasferimento automatico fatti in casa
Le case usano ATS come parte del loro sistema di emergenza attraverso questi metodi. Ingegneri e architetti li progettano per assicurarsi che siano affidabili, adattabili, efficienti, efficaci e non soggetti a danni. Testano regolarmente i modi in cui trasferiscono i carichi nelle case per assicurarsi che funzionino in modo appropriato.
I progetti ATS variano dall'uso su pochi circuiti a un'intera casa quando vengono utilizzati nell'architettura domestica. Due interruttori automatici possono lavorare insieme contemporaneamente per garantire che l'interruttore avvenga senza tensione o perdita di potenza. I trasferimenti automatici eseguono questo passaggio e, dopo aver ripristinato l'alimentazione, utilizzano un processo di "raffreddamento" per evitare il surriscaldamento.
Aziende come Generac generalmente offrono sistemi ATS da 100 o 200 ampere. Possono costare fino a $ 600.
Installazione dell'interruttore di trasferimento automatico del generatore
Le centrali elettriche utilizzano interruttori di circuito chiusi proprio come fanno le case per le loro esigenze. La ricerca o le apparecchiature che si basano sull'alimentazione continua utilizzano gli interruttori di trasferimento automatici in disposizioni più complicate per soddisfare le loro esigenze specifiche. Il processo di installazione dell'interruttore automatico del generatore deve utilizzare queste disposizioni per soddisfare le esigenze individuali delle famiglie e degli edifici.
Gli ingegneri elettrici possono creare questi progetti per le strutture stesse e creare sale di controllo per i loro diversi scopi, come negli ospedali o nei data center. Questi potrebbero essere utilizzati anche nelle luci di emergenza che indicano alle persone le uscite quando necessario, ventilazione pericolosa per rimuovere sostanze chimiche tossiche dalle stanze e persino allarmi durante il monitoraggio delle strutture per gli incendi.
Il modo in cui funzionano questi progetti di interruttori automatici può comportare allarmi che segnalano meno potenza. Questo comanda ai commutatori di trasferimento automatici di avviare i generatori di backup e, dopo aver rilevato che hanno avviato, le configurazioni distribuiscono energia in tutto l'edificio durante la progettazione dell'interruttore di trasferimento automatico del generatore installazione.
Alcuni produttori di ATS includono APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric e Western Telematic. Queste aziende lavorano per offrire prodotti di commutazione del trasferimento per usi diversi, supportandoli e mantenendoli dopo l'installazione.