Funktionsprinciperna för en automatisk överföringsomkopplare

Ett automatisk överföringsomkopplare(ATS) är en enhet som används för att omdirigera ström under speciella omständigheter. Till exempel, under en naturlig katastrof kan den allmänna elnätet gå ut på ett sjukhus och den automatiska överföringsomkopplaren startar reservgeneratorn. Det finns många frågor som är inblandade i en sådan överföring - inte minst fattar beslutet om när det är säkert att byta tillbaka till allmännyttig kraft.

ATS används för att försäkra strömförsörjningens kontinuitet, även om detta kan betyda olika saker i olika situationer. I ett typiskt hem, ett litet företag eller en institution kan kontinuerlig makt innebära att ett kort avbrott kan tolereras.

Till exempel, om en reservgenerator används för att leverera reservkraft när strömförsörjningen till allmänheten misslyckas, kommer det att vara en paus medan generatorn startar. På ett sjukhus kan avbrott på mer än några sekunder vara katastrofalt.

Det finns flera sätt som ATS kan försäkra sig om att avbrottet är mycket kort - inklusive batterier för att fylla i klyftan från upphörandet av elnätet till början av reservgeneratorn tillförsel. Vissa automatiska omkopplare känner av tillfälliga nedgångar och spikar i allmännyttig kraft som föregår fel och startar upp generatorn innan det allmänna kraftavbrottet slutar.

Ingenjörer installerar vanligtvis överföringsbrytare för att växla en last mellan två olika källor till elektrisk ström. Vissa är manuella och kan aktiveras när användaren vänder en omkopplare medan andra, som automatiska överföringsbrytare, byter beroende på hur strömkällan ändras. När källan för elkraft misslyckas kan den automatiska överföringsomkopplaren träda i kraft för att driva en byggnad.

En ATS kan styra när en reservgenerator beror på spänningen i huvudbyggnaden för en byggnad. När de gör detta måste de också överföra belastningen till reservgeneratorn. De fungerar genom att blockera reservgeneratorn från att bli en källa till elektrisk kraft tills generatorn själv är på för tillfällig ström.

Ett exempel på en steg-för-steg-process som en ATS kan använda är:

1. När elkraften i en byggnad slocknar startar ATS reservgeneratorn. Detta gör att generatorn förbereder sig för att leverera elkraft till huset.
2. När generatorn är redo att utföra växlar ATS nödkraften till lasten.
3. ATS beordrar sedan generatorn att stängas av när strömmen återställs.

När strömmen avbryts befaller den automatiska överföringsomkopplaren generatorn att starta. När generatorn är redo att leverera ström, byter ATS nödkraft till lasten. När strömmen är återställd växlar ATS till strömförsörjning och kommandon för avstängning av generator.

Om ditt hus hade en ATS som styrde en reservgenerator, skulle ATS starta generatorn när ett strömavbrott inträffade och reservgeneratorn skulle börja leverera ström. Ingenjörer utformar vanligtvis hus och överföringsbrytare så att generatorn förblir separat från systemet som distribuerar kraft genom hela byggnaden. Detta skyddar generatorn från överbelastning. En annan skyddsåtgärd som ingenjörer använder är att de har "svalnatider" för att förhindra att generatorn överhettas.

ATS-konstruktioner möjliggör ibland lastbortfall eller förändring av andra kretsars prioritet. Detta gör att el och kraft kan cirkulera på sätt som är mer optimala eller användbara för byggnadens ändamål. Dessa alternativ kan vara till nytta för att förhindra att generatorer, kretskort för motorstyrenheter och andra komponenter överhettas eller överbelastas med el.

Mjuk belastning är en metod som gör det lättare att överföra lasten från verktyget till de synkroniserade generatorerna, vilket också kan minimera spänningsförlust under dessa överföringar.

Kraftsystem och elingenjörer har kunskapen, erfarenheten och färdigheterna för att skapa sina egna automatiska överföringsbrytare. Individer utan denna typ av referenser eller kvalifikationer bör inte försöka skapa sina egna eftersom de inte har nödvändig utbildning. Ändå finns det sätt du kan skapa egna brytarkort för att hantera elektriska signaler mellan enheter för olika ändamål.

Det kräver allmän utrustning som används i elektrotekniska processer inklusive automatisk överföringsomkopplare sig själv, ett kretskort, en växelströmsmätare, brytare, samlingsskenor, DIN-skenor, LED-lampor och lödutrustning. Utför inte dessa steg om du inte har säkerhetsåtgärder för att skydda dig mot ström.

De allmänna stegen för att skapa ditt eget kretskort med en automatisk överföringsomkopplare är:

1. Installera en DIN-skena för att montera effektbrytare i en behållare som kommer att vara höljet för den automatiska överföringsomkopplaren. DIN-skenor används när du bygger enheter och elektronik som använder industriell utrustning som kretskort och ledningar. Se till att säkra den ordentligt och att det finns ett hål för att släppa kablar i behållaren.
2. Sedan kan du installera de neutrala och jordade skenorna. Dessa samlingsskenor används som brytare, metallremsor som används i switchutrustning för att låta ström fördela sig på rätt sätt genom utrustningen. Du kan också använda lämpliga isoleringsmaterial för att se till att potentialen mellan de neutrala järnskenorna och säkerhetsjärnskenorna alltid är noll. Detta är viktigt för att bryta och skapa kretsar mellan generatorer genom att upptäcka effektskillnaderna mellan dem.
3. Anslut samlingsskenorna till din installation. Du kan använda trådad tråd för att förhindra betydande spänningsfall mellan brytarna för den automatiska överföringsomkopplaren och resten av din installation.
4. Om du vill kan du lägga till LED-indikatorer mellan brytare och inkommande nätaggregat. Detta hjälper dig att upptäcka om en brytare är stängd eller inte.
5. Lägg till den automatiska överföringsomkopplaren och växelströmsmätaren till installationen. Transformatorn som ändrar strömmen bör ligga runt utgången från den automatiska överföringsomkopplaren. AC-mätaren ska upptäcka hur mycket spänning installationen använder. Håll det tätt och säkert för att förhindra spänningsläckage och andra problem.
6. Testa din inställning för säkerhet innan du implementerar den. Om det finns överflödig värme från motstånden som kan orsaka problem som överhettning, se till att fixa att genom att ändra motstånd eller använda fler säkerhetsåtgärder som att ändra inställningen av kretsen brytare.

ATS-inställningar kan använda flera generatorer för att skydda elektriska operationer som sker samtidigt i områden som ligger långt ifrån varandra. Dessa system använder flera ATS-inställningar för att fungera som om det fanns en enda ATS med en enda generator. Detta låter ATS-systemen agera med flera generatorer för ändamål för till exempel olika byggnader eller olika typer av arkitektoniska mönster.

Varje ATS behöver en styrenhet för att säkerställa att strömmen överförs säkert och effektivt mellan energikällorna och generatorerna. De måste testas i båda riktningarna och fördela kraften därefter. De måste se till att de tar hänsyn till även de små tidsskillnaderna mellan att driva olika byggnader eller olika generatorer. För vissa operationer kan även millisekunder utan ström skada syftet med olika byggnadskonstruktioner.

Förutom mjukt laddade ATS-mönster finns det öppen övergång, sluten övergång och statisk överföringsomkopplare design för olika ändamål för överföringsbrytare. Öppna överföringsbrytare, inklusive ATS-brytare, eller övergångsbrytare innan brytning innan fabriken fungerar genom att avbryta kontakten med en kraftkälla och skapa kontakt med en annan. Detta förhindrar oönskad återmatning, strömmen av elektrisk ström i en oönskad riktning samt användning av kraft från två källor som konkurrerar mot varandra.

Däremot överför stängda överföringsomkopplare eller make-före-brytare kraft utan att orsaka någon form av avbrott. Detta är särskilt användbart för byggnader och elektrisk utrustning som är beroende av sin kraft på ett sådant sätt att även ett avbrott i en bråkdel av en sekund kan vara skadligt. Till skillnad från öppna överföringsbrytare hittar slutna strömbrytare sätt att ladda ström för att se till att generatorn kan och levererar ström innan den bryter anslutningen med en kraftkälla till den andra.

Dessa typer av omkopplare är mer komplexa än öppna, och de måste övervaka strömflödet under övergången och avleda strömmen - med hjälp av bypasskondensatorer - för att förhindra återflöde.

Ingenjörer hänvisar till olika kraftkällor som synkroniserade när spänningsskillnaden mellan dem är mindre än 5% eller har frekvensskillnader mindre än 0,2 Hz. Isokrona guvernörer kontrollerar denna förändring kraft. De slutna brytarna säkerställer att dessa kraftöverföringar kan ske under dessa omständigheter och ibland inom tider på mindre än 100 millisekunder. Dessa omkopplare kommer att förvandlas till öppna överföringsomkopplare om den stängda överföringen inte är möjlig.

Slutligen använder statiska överföringsomkopplare halvledare som kiselstyrda likriktare för att överföra belastningar mellan källor. Dessa inställningar använder energin från elektronernas rörelse i dessa halvledare för att möjliggöra överföringen nästan omedelbart. De är mycket tillförlitliga och fungerar oberoende av tillgängliga källor, men de måste testas för att skydda belastningen från avbrott i effektfrekvensen.

När man bestämmer storleken på ATS och de automatiska startkontrollprinciperna som behöver användas tar ingenjörerna hänsyn till olika typer av ström. En motorstartare och syftet med systemet reglerar startström, den mängd ström som kretsen använder för att aktivera en växelströmsdriven enhet första gången du tillför ström till den.

Hem använder ATS som en del av sitt nödsystem genom dessa metoder. Ingenjörer och arkitekter designar dem för att se till att de är pålitliga, anpassningsbara, effektiva, effektiva och inte mottagliga för skador. De testar rutinmässigt hur de överför laster i hem för att se till att de fungerar korrekt.

ATS-design varierar från användning över några kretsar till ett helt hem när det används i husarkitektur. Två strömbrytare kan arbeta tillsammans samtidigt för att säkerställa att omkopplaren sker utan spänning eller strömavbrott. Automatiska överföringar utför denna omkopplare, och efter att de har återställt strömmen använder de en "nedkylning" -process för att förhindra överhettning.

Företag som Generac erbjuder i allmänhet 100 ATS eller 200 ATS-system. De kan kosta mer än $ 600.

Kraftverk använder slutna brytare precis som hus gör för deras behov. Forskning eller utrustning som är beroende av kontinuerlig ström använder automatiska överföringsbrytare i mer komplicerade arrangemang för att möta deras unika behov. Generatorns automatiska omkopplarinstallationsprocess måste använda dessa arrangemang för att möta hushållens och byggnadernas individuella behov.

Elektrotekniker kan skapa dessa konstruktioner för själva anläggningarna och skapa kontrollrum för sina olika ändamål, till exempel på sjukhus eller datacenter. Dessa kan också användas i nödljus som pekar individer mot utgångar vid behov, farlig ventilation för att ta bort giftiga kemikalier från rum och till och med larm vid övervakning av anläggningar för bränder.

Det sätt som dessa automatiska brytarkonstruktioner fungerar kan innebära larm som signalerar mindre effekt. Detta styr de automatiska överföringsomkopplarna för att starta backupgeneratorerna och efter att ha upptäckt att de har startade, distribuerar inställningarna kraften över byggnaden när generatorn kopplar om den automatiska överföringen installation.

Vissa ATS-tillverkare inkluderar APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric och Western Telematic. Dessa företag arbetar för att erbjuda överföringsbrytare för olika användningsområden samtidigt som de stöder och underhåller dem efter installationen.