Een automatische transfer schakelaar(ATS) is een apparaat dat wordt gebruikt om stroom om te leiden in speciale omstandigheden. Tijdens een natuurramp kan bijvoorbeeld de stroom van het openbare nutsbedrijf in een ziekenhuis uitvallen en start de automatische omschakelaar de back-upgenerator. Bij een dergelijke overdracht komen veel zaken kijken, niet in de laatste plaats om de beslissing te nemen over wanneer het veilig is om weer over te schakelen op energie van het openbaar nut.
ATS worden gebruikt om de continuïteit van de stroomvoorziening te verzekeren, hoewel dit in verschillende situaties verschillende dingen kan betekenen. In een typisch huis, klein bedrijf of instelling kan continue stroom betekenen dat een korte onderbreking kan worden getolereerd.
Als bijvoorbeeld een back-upgenerator wordt gebruikt om back-upstroom te leveren wanneer de stroomvoorziening van het openbare nutsbedrijf uitvalt, zal er een pauze zijn terwijl de generator opstart. In een ziekenhuis kan elke onderbreking van meer dan een paar seconden catastrofaal zijn.
Er zijn verschillende manieren waarop ATS kan verzekeren dat de onderbreking zeer kort is – inclusief batterijen om de leemte op te vullen vanaf de stopzetting van de openbare nutsvoorziening tot de start van de back-upgenerator levering. Sommige automatische schakelaars detecteren de tijdelijke dalingen en pieken in de stroomvoorziening van het openbare nutsbedrijf die voorafgaan aan een storing en starten de generator op voordat de openbare stroomvoorziening volledig uitvalt.
Ingenieurs installeren doorgaans overdrachtsschakelaars om een belasting tussen twee verschillende bronnen van elektrische stroom te schakelen. Sommige zijn handmatig en kunnen worden geactiveerd wanneer de gebruiker een schakelaar omdraait, terwijl andere, zoals automatische overdrachtschakelaars, schakelen afhankelijk van hoe de stroombron verandert. Wanneer de bron voor elektrische stroom uitvalt, kan de automatische omschakelaar in werking treden om een gebouw van stroom te voorzien.
Principes voor automatische startcontrole
Een ATS kan regelen wanneer een back-upgenerator afhankelijk is van de spanning in de primaire voeding voor een gebouw. Wanneer ze dit doen, moeten ze ook de belasting overdragen aan de back-upgenerator. Ze werken door te voorkomen dat de back-upgenerator een bron van elektrische stroom wordt totdat de generator zelf aan staat voor tijdelijke stroom.
Een voorbeeld van een stapsgewijs proces dat een ATS kan gebruiken is:
- Wanneer de elektrische stroom in een gebouw uitvalt, start de ATS de back-upgenerator. Dit zorgt ervoor dat de generator zichzelf klaarmaakt om elektrische stroom aan het huis te leveren.
- Wanneer de generator klaar is om te presteren, schakelt de ATS de noodstroom naar de belasting.
- De ATS geeft vervolgens de generator het bevel om uit te schakelen wanneer de netspanning is hersteld.
Wanneer de stroom uitvalt, geeft de automatische omschakelaar opdracht aan de generator om te starten. Wanneer de generator klaar is om stroom te leveren, schakelt de ATS de noodstroom naar de belasting. Zodra de netvoeding is hersteld, schakelt ATS over op de netvoeding en geeft de generator het commando om uit te schakelen.
Als uw huis een ATS had die een back-upgenerator aanstuurde, zou de ATS de generator starten wanneer de stroom uitvalt en de back-upgenerator stroom gaan leveren. Ingenieurs ontwerpen huizen en overdrachtsschakelaars over het algemeen zodanig dat de generator gescheiden blijft van het systeem dat de stroom door het gebouw verdeelt. Dit beschermt de generator tegen overbelasting. Een andere beschermende maatregel die ingenieurs gebruiken, is dat ze "afkoeltijden" hebben om te voorkomen dat de generator oververhit raakt.
ATS-ontwerpen maken soms belastingafschakeling of het wijzigen van de prioriteit van andere circuits mogelijk. Hierdoor kunnen de elektriciteit en stroom circuleren op manieren die meer optimaal of nuttig zijn voor de doeleinden van het gebouw. Deze opties kunnen van pas komen om te voorkomen dat generatoren, printplaten van motorcontrollers en andere componenten oververhit raken of overbelast raken met elektriciteit.
Softloading is een methode waarmee de belasting gemakkelijker kan worden overgedragen van het hulpprogramma naar de gesynchroniseerde generatoren, wat ook het spanningsverlies tijdens deze overdrachten kan minimaliseren.
Maak je eigen printplaat met een automatische omschakelaar
Energiesysteem- en elektrotechnici hebben de kennis, ervaring en vaardigheden om hun eigen automatische omschakelaars te maken. Personen zonder dit soort referenties of kwalificaties zouden niet moeten proberen om hun eigen te creëren, omdat ze niet over de nodige training beschikken. Toch zijn er manieren waarop u uw eigen stroomonderbrekerpanelen kunt maken om elektrische signalen tussen apparaten voor verschillende doeleinden te verwerken.
Het vereist algemene apparatuur die wordt gebruikt in elektrotechnische processen, inclusief de automatische omschakelaar zelf, een printplaat, een AC-meter, stroomonderbrekers, rails, DIN-rails, LED-verlichting en soldeerapparatuur. Voer deze stappen alleen uit als u veiligheidsmaatregelen heeft genomen om uzelf tegen stroom te beschermen.
De algemene stappen om uw eigen printplaat te maken met een automatische omschakelaar zijn:
- Installeer een DIN-rail om stroomonderbrekers te monteren in een container die de behuizing van de automatische omschakelaar zal zijn. DIN-rails worden gebruikt bij het bouwen van apparaten en elektronica die industriële apparatuur zoals printplaten en draden gebruiken. Zorg ervoor dat het stevig vastzit en dat er een gat is om kabels door de container te laten gaan.
- Vervolgens kunt u de neutrale en grondrails installeren. Deze rails worden gebruikt als stroomonderbrekers, metalen strips die worden gebruikt in schakelapparatuur om de stroom zich op de juiste manier door de apparatuur te laten verdelen. U kunt ook geschikte isolatiematerialen gebruiken om ervoor te zorgen dat de potentiaal tussen de nulleider en de veiligheidsaardingsrails altijd nul is. Dit is essentieel voor het onderbreken en maken van circuits tussen generatoren door de vermogensverschillen daartussen te detecteren.
- Sluit de rails aan op uw installatie. U kunt gevlochten draad gebruiken om een aanzienlijke spanningsval tussen de stroomonderbrekers voor de automatische omschakelaar en de rest van uw installatie te voorkomen.
- Als je wilt, kun je LED-indicatoren toevoegen tussen de stroomonderbrekers en inkomende voedingen. Dit zal u helpen detecteren of een stroomonderbreker gesloten is of niet.
- Voeg de automatische omschakelaar zelf en de AC-meter toe aan de installatie. De transformator die de stroom verandert, moet zich rond de uitgang van de automatische omschakelaar bevinden. De AC-meter moet detecteren hoeveel spanning de installatie gebruikt. Houd het stevig en veilig om spanningslekken en andere problemen te voorkomen.
- Test uw installatie op veiligheid voordat u deze implementeert. Als er overtollige warmte van de weerstanden is die problemen zoals oververhitting kan veroorzaken, moet u deze repareren dat door de weerstand te veranderen of meer veiligheidsmaatregelen te nemen, zoals het veranderen van de setup van het circuit brekers.
Hoe werken automatische omschakelaars met meerdere generatoren?
ATS-opstellingen kunnen meerdere generatoren gebruiken om elektrische operaties te beschermen die gelijktijdig plaatsvinden in gebieden die ver van elkaar verwijderd zijn. Deze systemen gebruiken meerdere ATS-opstellingen om te doen alsof er een enkele ATS is met een enkele generator. Hierdoor kunnen de ATS-systemen met meerdere generatoren werken voor bijvoorbeeld verschillende gebouwen of verschillende soorten architecturale ontwerpen.
Elke ATS heeft een controller nodig om ervoor te zorgen dat de stroom veilig en effectief wordt overgedragen tussen de nutsbronnen en de generatoren. Ze moeten in beide richtingen worden getest en de stroom dienovereenkomstig verdelen. Ze moeten ervoor zorgen dat ze zelfs rekening houden met de minuscule tijdsverschillen tussen het aandrijven van verschillende gebouwen of verschillende generatoren. Voor sommige bewerkingen kunnen zelfs milliseconden zonder stroom de doelen van verschillende gebouwontwerpen schaden.
Welke soorten automatische overdrachtschakelaars zijn er?
Naast soft-loaded ATS-ontwerpen zijn er: open overgang, gesloten overgang en statische omschakelaar ontwerpen voor verschillende doeleinden van overdrachtschakelaars. Open omschakelaars, inclusief ATS-schakelaars, of onderbrekingsschakelaars voor het maken van een schakelaar werken door het contact met de ene stroombron te beëindigen en contact te maken met een andere. Dit voorkomt ongewenste terugvoeding, het vloeien van elektrische stroom in een ongewenste richting en het gebruik van stroom van twee bronnen die met elkaar concurreren.
Gesloten omschakelaars of make-before-break-schakelaars daarentegen brengen stroom over zonder enige vorm van onderbreking te veroorzaken. Dit is vooral handig voor gebouwen en elektrische apparatuur die zo afhankelijk zijn van hun stroom dat zelfs een onderbreking van een fractie van een seconde schadelijk kan zijn. In tegenstelling tot open overdrachtsschakelaars, vinden gesloten stroomschakelaars manieren om stroom te laden om ervoor te zorgen dat de generator stroom kan en zal leveren voordat de verbinding met de ene stroombron naar de andere wordt verbroken.
Dit soort schakelaars is complexer dan open schakelaars en ze moeten de stroomstroom tijdens de overgang bewaken en de stroom omleiden - met behulp van bypass-condensatoren - om terugstroom te voorkomen.
Ingenieurs verwijzen naar verschillende energiebronnen als gesynchroniseerd wanneer het spanningsverschil ertussen is: minder dan 5% of frequentieverschillen hebben van minder dan 0,2 Hz. Isochrone gouverneurs beheersen deze verschuiving in macht. De gesloten schakelaars zorgen ervoor dat deze vermogensoverdrachten onder deze omstandigheden en soms binnen tijden van minder dan 100 milliseconden kunnen plaatsvinden. Deze schakelaars veranderen in open overdrachtsschakelaars als de gesloten overdracht niet mogelijk is.
Ten slotte gebruiken statische overdrachtsschakelaars halfgeleiders zoals siliciumgestuurde gelijkrichters om belastingen tussen bronnen over te dragen. Deze opstellingen gebruiken de energie van de beweging van elektronen in deze halfgeleiders om de overdracht bijna onmiddellijk te laten plaatsvinden. Ze zijn zeer betrouwbaar en werken onafhankelijk van de beschikbare stroombronnen, maar ze moeten worden getest om de belasting te beschermen tegen onderbrekingen in de stroomfrequentie.
Rol van motorstarter in ATS
Bij het bepalen van de grootte van ATS en de principes van automatische startcontrole die moeten worden gebruikt, houden ingenieurs rekening met verschillende soorten stroom. Een motorstarter en het doel dat deze in het systeem heeft, bepaalt de inschakelstroom, de hoeveelheid stroom die het circuit gebruikt om een AC-aangedreven apparaat van stroom te voorzien wanneer u er voor het eerst stroom op toepast.
Zelfgemaakte automatische omschakelcircuits
Huizen gebruiken ATS via deze methoden als onderdeel van hun noodsysteem. Ingenieurs en architecten ontwerpen ze om ervoor te zorgen dat ze betrouwbaar, aanpasbaar, efficiënt, effectief en ongevoelig zijn voor schade. Ze testen routinematig de manieren waarop ze ladingen in huizen overbrengen om er zeker van te zijn dat ze op de juiste manier werken.
ATS-ontwerpen variëren van gebruik over een paar circuits tot een heel huis bij gebruik in huisarchitectuur. Twee stroomonderbrekers kunnen tegelijkertijd samenwerken om ervoor te zorgen dat de schakelaar zonder spannings- of stroomverlies plaatsvindt. Automatische overdrachten voeren deze omschakeling uit en, nadat ze de stroom hebben hersteld, gebruiken ze een "afkoelproces" om oververhitting te voorkomen.
Bedrijven zoals Generac bieden over het algemeen 100 amp of 200 amp ATS-systemen aan. Ze kunnen meer dan $ 600 kosten.
Installatie automatische omschakelaar generator
Energiecentrales gebruiken gesloten stroomonderbrekers, net zoals huizen dat doen voor hun behoeften. Onderzoek of apparatuur die afhankelijk is van continu vermogen, gebruiken automatische omschakelaars in meer gecompliceerde opstellingen om aan hun unieke behoeften te voldoen. Het installatieproces van de generator automatische schakelaar moet deze regelingen gebruiken om te voldoen aan de individuele behoeften van huishoudens en gebouwen.
Elektrotechnici kunnen deze ontwerpen voor de faciliteiten zelf maken en controlekamers creëren voor hun verschillende doeleinden, zoals in ziekenhuizen of datacenters. Deze kunnen ook worden gebruikt in noodverlichting die personen indien nodig naar een uitgang wijst, gevaarlijke ventilatie om giftige chemicaliën uit kamers te verwijderen en zelfs alarmen bij het bewaken van faciliteiten voor branden.
De manier waarop deze automatische schakelaarontwerpen werken, kan gepaard gaan met alarmen die minder vermogen signaleren. Dit geeft de automatische overdrachtsschakelaars de opdracht om de back-upgeneratoren op te starten en, na te hebben gedetecteerd dat ze begonnen, verdelen de opstellingen de stroom over het gebouw bij het ontwerpen van de automatische omschakelaar van de generator installatie.
Sommige ATS-fabrikanten zijn APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric en Western Telematic. Deze bedrijven werken aan het aanbieden van omschakelaarproducten voor verschillende toepassingen, terwijl ze deze na installatie ondersteunen en onderhouden.