Princípy činnosti prepínača automatického prenosu

An automatický prepínač prenosu(ATS) je zariadenie používané na presmerovanie napájania za zvláštnych okolností. Napríklad počas prírodnej katastrofy môže verejné napájanie vypadnúť z nemocnice a prepínač automatického prenosu spustí záložný generátor. S takýmto prenosom súvisí veľa problémov - v neposlednom rade je to rozhodovanie o tom, kedy je bezpečné prejsť späť na verejnoprospešnú sieť.

ATS sa používajú na zabezpečenie kontinuity napájania, aj keď to môže v rôznych situáciách znamenať rôzne veci. V typickom dome, malom podniku alebo inštitúcii môže nepretržité napájanie znamenať, že možno tolerovať krátke prerušenie.

Napríklad, ak sa záložný generátor používa na napájanie záložného energie pri výpadku napájania z verejnej siete, pri spustení generátora dôjde k pauze. V nemocnici môže byť každé prerušenie na viac ako niekoľko sekúnd katastrofické.

Existuje niekoľko spôsobov, ako môže ATS zabezpečiť, aby bolo prerušenie veľmi krátke - vrátane batérií vyplniť medzeru od zastavenia verejnej energie po spustenie záložného generátora zásobovanie. Niektoré automatické prepínače snímajú dočasné poklesy a skoky vo verejnom napájaní, ktoré predchádzajú poruche, a naštartujú generátor pred úplným výpadkom verejného napájania.

Inžinieri zvyčajne inštalujú prepínače na prepínanie záťaže medzi dvoma rôznymi zdrojmi elektrického prúdu. Niektoré sú ručné a je možné ich aktivovať, keď používateľ prepne prepínač, zatiaľ čo iné, napríklad prepínače automatického prenosu, sa prepínajú podľa toho, ako sa zmení zdroj napájania. Pri výpadku zdroja elektrickej energie môže spínač automatického prenosu fungovať na napájanie budovy.

ATS môže riadiť, keď záložný generátor závisí od napätia v primárnom zdroji pre budovu. Keď to urobia, musia tiež preniesť záťaž do záložného generátora. Fungujú tak, že blokujú záložný generátor, aby sa nestal zdrojom elektrickej energie, kým samotný generátor nebude dočasne napájaný.

Jedným príkladom postupného procesu, ktorý môže ATS použiť, je:

1. Keď v budove vypadne elektrický prúd, ATS spustí záložný generátor. To spôsobí, že sa generátor pripraví na dodávanie elektrickej energie do domu.
2. Keď je generátor pripravený pracovať, ATS prepne núdzové napájanie na záťaž.
3. ATS potom vydá príkazu, aby sa generátor vypol, keď sa obnoví sieťové napájanie.

Ak dôjde k výpadku napájania, prepínač automatického prenosu vydá príkaz na spustenie generátora. Keď je generátor pripravený na napájanie, ATS prepne núdzové napájanie na záťaž. Po obnovení sieťového napájania sa ATS prepne na sieťové napájanie a vypne generátor príkazov.

Ak by váš dom mal ATS, ktorý riadil záložný generátor, ATS by spustil generátor, keď by došlo k výpadku napájania, a záložný generátor by začal dodávať energiu. Inžinieri zvyčajne navrhujú domy a prepínače tak, aby generátor zostal oddelený od systému, ktorý distribuuje energiu v celej budove. Chráni generátor pred preťažením. Ďalším ochranným opatrením, ktoré inžinieri používajú, je to, že majú „ochladzovacie“ časy, aby zabránili prehriatiu generátora.

Dizajn ATS niekedy umožňuje zníženie zaťaženia alebo zmenu priority iných obvodov. Toto umožňuje cirkuláciu elektriny a energie spôsobmi, ktoré sú optimálnejšie alebo užitočnejšie pre účely budovy. Tieto možnosti môžu byť užitočné, aby sa zabránilo prehriatiu alebo preťaženiu generátorov, dosiek plošných spojov ovládača motora a iných komponentov.

Mäkké načítanie je metóda, ktorá umožňuje ľahší prenos záťaže z utility na synchronizované generátory, čo môže tiež minimalizovať stratu napätia počas týchto prenosov.

Energetickí inžinieri a elektrotechnici majú vedomosti, skúsenosti a zručnosti na vytvorenie vlastných prepínačov automatického prenosu. Jednotlivci bez tohto typu poverenia alebo kvalifikácie by sa nemali pokúšať vytvoriť si vlastnú, pretože nemajú potrebné školenie. Stále existujú spôsoby, ako si môžete vytvoriť vlastné panelové dosky s ističmi, ktoré sa budú zaoberať elektrickými signálmi medzi zariadeniami na rôzne účely.

Vyžaduje všeobecné vybavenie používané v elektrotechnických procesoch vrátane prepínača automatického prenosu sám, obvodová doska, merač striedavého prúdu, ističe, prípojnice, lišty DIN, LED svetlá a spájkovacia technika. Tieto kroky nevykonávajte, pokiaľ nemáte bezpečnostné opatrenia na ochranu pred prúdom.

Všeobecné kroky pri výrobe vlastnej dosky s plošnými spojmi s automatickým prepínačom prenosu sú:

1. Nainštalujte lištu DIN na montáž ističov do nádoby, ktorá bude krytom spínača automatického prenosu. DIN lišty sa používajú pri stavbe prístrojov a elektroniky, ktoré používajú priemyselné zariadenia, ako sú dosky plošných spojov a vodiče. Dbajte na to, aby ste ho pevne utiahli a aby v ňom bol otvor, cez ktorý budú môcť káble prejsť do nádoby.
2. Potom môžete nainštalovať neutrálne a uzemnené prípojnice. Tieto prípojnice sa používajú ako prerušovače, kovové pásy, ktoré sa používajú v spínacích zariadeniach, aby sa prúd primerane distribuoval v celom zariadení. Môžete tiež použiť vhodné izolačné materiály, aby ste sa ubezpečili, že potenciál medzi neutrálnymi a bezpečnostnými uzemňovacími prípojnicami je vždy nulový. To je nevyhnutné pre prerušenie a vytvorenie obvodov medzi generátormi detekciou výkonových rozdielov medzi nimi.
3. Pripojte prípojnice k svojej inštalácii. Môžete použiť lankový vodič, aby ste zabránili výraznému poklesu napätia medzi prerušovačmi spínača automatického prenosu a zvyškom vašej inštalácie.
4. Ak chcete, môžete pridať LED indikátory medzi ističe a prichádzajúce zdroje napájania. To vám pomôže zistiť, či je istič zatvorený alebo nie.
5. Pridajte do inštalácie samotný prepínač automatického prenosu a merač striedavého prúdu. Transformátor, ktorý mení prúd, by mal byť okolo výstupu spínača automatického prenosu. Merač striedavého prúdu by mal zistiť, aké napätie používa inštalácia. Uschovajte ho pevne a bezpečne, aby ste zabránili úniku napätia a iným problémom.
6. Pred implementáciou otestujte svoje nastavenie z hľadiska bezpečnosti. Ak existuje nadmerné teplo z rezistorov, ktoré by mohlo spôsobiť problémy, ako je prehriatie, opravte ich že zmenou odporu alebo použitím ďalších bezpečnostných opatrení, ako je zmena nastavenia obvodu rozbíjače.

Inštalácie ATS môžu používať viac generátorov na ochranu elektrických operácií, ktoré prebiehajú súčasne v oblastiach, ktoré sú od seba ďaleko. Tieto systémy používajú viac nastavení ATS, aby sa správali, akoby existoval jeden ATS s jedným generátorom. To umožňuje, aby systémy ATS pracovali s viacerými generátormi napríklad na účely rôznych budov alebo rôznych typov architektonických návrhov.

Každý ATS potrebuje ovládač, ktorý zaisťuje bezpečný a efektívny prenos energie medzi energetickými zdrojmi a generátormi. Musia byť testované v oboch smeroch a podľa toho rozdeľovať výkon. Musia sa uistiť, že zohľadňujú aj nepatrné časové rozdiely medzi napájaním rôznych budov alebo rôznych generátorov. Pri niektorých operáciách môže aj milisekundy bez napájania poškodiť účely rôznych návrhov budov.

Okrem dizajnov ATS s mäkkým zaťažením existujú otvorený prechod, uzavretý prechod a prepínač statického prenosu vzory pre rôzne účely prenosových prepínačov. Otvorené prenosové spínače, vrátane ATS, alebo prenosové spínače prerušené pred vykonaním prevádzky fungujú tak, že sa preruší kontakt s jedným zdrojom energie a vytvorí sa kontakt s druhým. To zabraňuje nežiaducemu spätnému napájaniu, toku elektrického prúdu nežiaducim smerom, ako aj použitiu energie z dvoch zdrojov, ktoré si navzájom konkurujú.

Naproti tomu uzavreté prepínače alebo prepínače pred prestávkou prenášajú energiu bez toho, aby spôsobovali akékoľvek prerušenie. To je obzvlášť užitočné pre budovy a elektrické zariadenia, ktoré sa spoliehajú na svoju energiu takým spôsobom, že aj prerušenie na zlomok sekundy môže byť škodlivé. Na rozdiel od spínačov s otvoreným prenosom, spínače s uzavretým napájaním nachádzajú spôsoby, ako zaťažiť energiu, aby sa zabezpečilo, že generátor môže a skutočne dodáva energiu pred prerušením spojenia s jedným zdrojom energie do druhého.

Tieto typy prepínačov sú zložitejšie ako otvorené a musia monitorovať tok energie počas prechodu a odvádzať energiu pomocou obtokových kondenzátorov, aby sa zabránilo spätnému toku.

Inžinieri označujú rôzne zdroje energie synchronizované, keď je medzi nimi rozdiel napätia menej ako 5% alebo majú frekvenčné rozdiely menšie ako 0,2 Hz. Isochrónne regulátory riadia tento posun moc. Uzavreté spínače zabezpečujú, že k týmto prenosom energie môže dôjsť za týchto okolností a niekedy v časoch kratších ako 100 milisekúnd. Ak nie je možný uzavretý prenos, tieto prepínače sa zmenia na otvorené prepínače.

Nakoniec prepínače statického prenosu používajú na prenos záťaže medzi zdrojmi polovodiče, ako sú usmerňovače riadené kremíkom. Tieto sústavy využívajú energiu pohybu elektrónov v týchto polovodičoch na to, aby umožnili prenos takmer okamžite. Sú veľmi spoľahlivé a fungujú nezávisle od dostupných zdrojov energie, ale musia byť testované, aby chránili záťaž pred prerušením frekvencie napájania.

Pri určovaní veľkosti ATS a zásad automatického ovládania štartovania, ktoré je potrebné použiť, zohľadňujú inžinieri rôzne druhy prúdu. Štartér motora a účel, ktorý má v systéme, upravuje: nárazový prúd, množstvo prúdu, ktoré obvod používa na napájanie zariadenia napájaného striedavým prúdom pri prvom použití prúdu.

Domy používajú ATS ako súčasť svojho núdzového systému prostredníctvom týchto metód. Inžinieri a architekti ich navrhujú tak, aby sa ubezpečili, že sú spoľahlivé, prispôsobivé, efektívne, efektívne a že nie sú náchylné na poškodenie. Pravidelne testujú spôsoby prenosu bremien v domácnostiach, aby sa ubezpečil, že fungujú správne.

Dizajny ATS sa líšia od použitia na niekoľkých okruhoch po celý dom, ak sa používajú v architektúre domu. Dva ističe môžu pracovať súčasne, aby bolo zaistené, že k prepnutiu dôjde bez straty napätia alebo napájania. Tento prevod vykonávajú automatické prevody a po obnovení napájania používajú proces „ochladenia“, aby zabránili prehriatiu.

Spoločnosti ako Generac všeobecne ponúkajú 100 A alebo 200 A ATS systémy. Môžu stáť až 600 dolárov.

Elektrárne používajú uzavreté ističe rovnako ako domy pre svoje potreby. Výskum alebo zariadenia, ktoré sa spoliehajú na nepretržité napájanie, používajú prepínače automatického prenosu v komplikovanejších riešeniach na splnenie svojich jedinečných potrieb. Proces inštalácie automatického prepínača generátora musí využívať tieto usporiadania na splnenie individuálnych potrieb domácností a budov.

Elektrotechnici môžu vytvoriť tieto návrhy pre samotné zariadenia a vytvoriť riadiace miestnosti na rôzne účely, napríklad v nemocniciach alebo dátových centrách. Môžu sa tiež použiť v núdzových svetlách, ktoré v prípade potreby smerujú jednotlivcov k východom, nebezpečné vetranie na odstránenie toxických chemikálií z miestností a dokonca aj alarmy pri monitorovaní zariadení na požiare.

Spôsob, akým tieto návrhy automatických spínačov fungujú, môže zahŕňať alarmy, ktoré menej signalizujú výkon. Toto povie prepínačom automatického prenosu, aby spustili záložné generátory a potom, čo zistia, že ich majú začali, nastavenia distribuovali energiu po celej budove pri navrhovaní prepínača automatického prenosu generátora inštalácia.

Medzi niektorých výrobcov ATS patria APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric a Western Telematic. Tieto spoločnosti pracujú na tom, aby ponúkali produkty prenosových prepínačov na rôzne účely a zároveň ich podporovali a udržiavali po inštalácii.