Σε κανονική λειτουργία τροφοδοσίας, η ενέργεια παρέχεται από το βοηθητικό πρόγραμμα και παραδίδεται στο σημείο χρήσης. Όταν η κύρια πηγή του παύει να λειτουργεί, η ισχύς από τη δεύτερη είσοδο δικτύου ή την εφεδρική γεννήτρια που χρησιμοποιείται πρέπει να παρέχεται χειροκίνητα ή αυτόματα στα φορτία, για τα οποία εξυπηρετεί το σύστημα ATS (αυτόματη μεταφορά εφεδρείας). Το κύριο καθήκον του είναι να αναδιανέμει την ισχύ από το σύστημα ισχύος σε μια εφεδρική πηγή ενέργειας.
III κατηγορία αξιοπιστίας τροφοδοτικού
Όπως γνωρίζετε, οι εταιρείες παροχής ενέργειας χωρίζουν όλους τους καταναλωτές τους, δηλαδή τα πρόσωπα (νομικά και φυσικά), με τα οποία συνάπτουν συμβάσεις για την προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας, σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με το βαθμό αξιοπιστίας της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Η κατηγορία 3 έχει τη χαμηλότερη αξιοπιστία. Ένας τέτοιος πελάτης της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας παρέχεται μόνο με μία τριφασική είσοδο τάσης 6 ή 10 kV (μερικές φορές 400 V) ή μονοφασική είσοδο 230 V από μία παροχήυποσταθμούς, αλλά το κόστος σύνδεσης των φορτίων στο δίκτυο σε αυτήν την κατηγορία είναι ελάχιστο - αρκεί να εγκαταστήσετε έναν απλό υποσταθμό μετασχηματιστή πακέτου μονού μετασχηματιστή και να τον συνδέσετε στην πλησιέστερη γραμμή μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Χρειάζομαι ένα σύστημα ATS για την Κατηγορία III;
Το PUE επιτρέπει τη δυνατότητα τροφοδοσίας σύμφωνα με ένα τέτοιο σχήμα, εάν οι μηχανικοί ηλεκτρικής ενέργειας εγγυώνται την αποκατάσταση της ισχύος μετά από ατυχήματα σε όχι περισσότερο από μία ημέρα. Κι αν δεν είναι; Στη συνέχεια, χρειάζεστε μια εφεδρική πηγή ενέργειας, η οποία είναι συνήθως μια μονάδα που λειτουργεί με φυσικό αέριο ή μια γεννήτρια ντίζελ. Παλιότερα, οι καταναλωτές συνέδεαν χειροκίνητα τα φορτία τους σε αυτά και τα ξεκινούσαν. Αλλά καθώς αναπτύχθηκε η αυτοματοποίηση αυτών των προϊόντων, κατέστη δυνατή η κυκλοφορία τους χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.
Και επειδή είναι δυνατή η αυτόματη εκκίνηση μιας γεννήτριας ντίζελ, τότε με τον ίδιο τρόπο είναι δυνατή η σύνδεση φορτίων καταναλωτή σε αυτήν. Έτσι προέκυψε η σύγχρονη ιδέα ενός ATS δύο εισόδων, το ηλεκτρικό κύκλωμα του οποίου, που δίνεται παρακάτω, γίνεται ήδη το πρότυπο για την παροχή ρεύματος σε μια ιδιωτική κατοικία.
Κατηγορία II: Χρειάζεται ATS
Αν ένας καταναλωτής παραγγείλει δύο εισόδους ρεύματος, τότε πηγαίνει στην επόμενη κατηγορία - τη δεύτερη. Σε αυτή την περίπτωση, οι μηχανικοί ηλεκτρικής ενέργειας, κατά κανόνα, απαιτούν από τους πελάτες να πληρώσουν για την κατασκευή ενός υποσταθμού δύο μετασχηματιστών. Στην απλούστερη έκδοση, περιέχει δύο τμήματα ζυγών (αυτοί είναι απλώς ταινίες αλουμινίου ή, στην καλύτερη περίπτωση, χάλκινες λωρίδες) υψηλής τάσης με τους διακόπτες εισόδου τους, καθένας από τους οποίους συνδέεται μόνο με έναν από τουςείσοδοι υψηλής τάσης (6 ή 10 kV). Μεταξύ των τμημάτων βρίσκεται ο λεγόμενος διακόπτης τομής. Εάν είναι ανοιχτό, τότε κάθε είσοδος υψηλής τάσης μπορεί να τροφοδοτήσει μόνο έναν μετασχηματιστή (κατά κανόνα, μόνο ένας από τους δύο είναι σε λειτουργία, ο δεύτερος είναι σε αποθεματικό - και αυτό είναι επίσης μια τυπική απαίτηση των μηχανικών ισχύος). Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος σε μία από τις εισόδους, ο ηλεκτρολόγος του καταναλωτή μπορεί να ενεργοποιήσει χειροκίνητα τον διακόπτη τομής και να φορτώσει τον μετασχηματιστή που λειτουργεί συνεχώς από άλλη είσοδο υψηλής τάσης.
Αυτοί οι πελάτες δεν χρειάζονται πραγματικά ATS. Ωστόσο, την τελευταία δεκαετία, οι μηχανικοί ηλεκτρικής ενέργειας συχνά τους πρότειναν να τα εγκαταστήσουν σε τυπικούς υποσταθμούς δύο μετασχηματιστών στην πλευρά της χαμηλής τάσης. Μια τέτοια θωράκιση ATS έχει δύο εισόδους από τις περιελίξεις χαμηλής τάσης διαφορετικών μετασχηματιστών (και οι δύο πρέπει να είναι ενεργοποιημένοι, αλλά μόνο ένας από αυτούς φορτίζεται ανά πάσα στιγμή) και μία έξοδο στους διαύλους χαμηλής τάσης, στους οποίους συνδέονται όλα τα φορτία.
I-η κατηγορία - Το ATS είναι υποχρεωτικό
Αλλά εάν ο καταναλωτής, καταρχήν, δεν είναι ικανοποιημένος με τη χρονική καθυστέρηση για τη χειροκίνητη εναλλαγή των εισόδων, τότε αναγκάζεται να χρησιμοποιήσει χωρίς αποτυχία ATS και να μεταβεί στην επόμενη κατηγορία αξιοπιστίας τροφοδοσίας - την πρώτη. Στην απλούστερη έκδοση, το διάγραμμα κυκλώματος ATS μπορεί να περιέχει δύο εισόδους από τα ίδια δύο τμήματα των λεωφορείων υψηλής τάσης του υποσταθμού και ένα μπλοκ για την ενεργοποίηση ενός διακόπτη τομής (συνήθως κενού). Εάν η τάση εξαφανιστεί στην είσοδο τροφοδοσίας, τότε ο αυτοματισμός απενεργοποιεί τον διακόπτη εισόδου του καιπεριλαμβάνει τομή. Μετά από αυτό, τροφοδοτείται τάση στους συνδυασμένους διαύλους από τη δεύτερη είσοδο. Το ATS για δύο εισόδους σε αυτήν την περίπτωση μπορεί επίσης να εκτελεστεί στην πλευρά χαμηλής τάσης του υποσταθμού, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Αλλά μεταξύ των καταναλωτών της 1ης κατηγορίας, το PUE ξεχωρίζει τη λεγόμενη ειδική ομάδα, η οποία δεν περιλαμβάνει αρκετές εισόδους ισχύος δικτύου, αλλά απαιτείται επίσης μια τρίτη εφεδρική είσοδος, που συνήθως εκτελείται από μια γεννήτρια ντίζελ. Σε αυτή την περίπτωση απαιτείται ATS για 3 εισόδους. Το κύκλωμά του εκτελείται σε χαμηλή τάση.
Πώς λειτουργεί το ATS εισόδου γεννήτριας
Πρόσφατα, πολλές συσκευές αυτόματης πλεονασμού με ελεγκτή μικροεπεξεργαστή εμφανίστηκαν στην αγορά. Από αυτή την άποψη, οι ελεγκτές ρελέ ελέγχου της σειράς Easy που κατασκευάζονται από την Moeller είναι πολύ δημοφιλείς. Αναλύοντας τα σήματα από τους αισθητήρες τάσης, ο μικροελεγκτής εντοπίζει μια διακοπή ρεύματος και ξεκινά τη διαδικασία εκκίνησης του κινητήρα της γεννήτριας (συνήθως σύγχρονη). Μόλις φτάσει στην ονομαστική τάση και συχνότητα, το σύστημα ελέγχου αλλάζει το φορτίο του καταναλωτή στην τροφοδοσία από αυτό. Από την άποψη της ηλεκτρολογίας, η σύνδεση ATS για κρίσιμα και ισχυρά φορτία είναι μια αρκετά δύσκολη εργασία, καθώς οι αναπόφευκτες χρονικές καθυστερήσεις και άλλες τεχνικές δυσκολίες καθιστούν δύσκολη την απόκτηση άμεσης εφεδρικής ισχύος.
Συχνότητα ελέγχου και τάση
Μία από τις κύριες λειτουργίες μιας συσκευής ATS είναι να ανιχνεύει πτώση τάσης ή πλήρηαπώλεια της κύριας πηγής ενέργειας. Κατά κανόνα, όλες οι φάσεις του δικτύου τροφοδοσίας παρακολουθούνται εξωτερικά μέσω ρελέ υπότασης (ρελέ παρακολούθησης φάσης). Το σημείο αστοχίας καθορίζεται από την πτώση τάσης κάτω από το ελάχιστο επιτρεπόμενο επίπεδο σε οποιαδήποτε από τις φάσεις. Πληροφορίες σχετικά με την τάση και τη συχνότητα μεταδίδονται στην ασπίδα ATS, όπου προσδιορίζεται εάν είναι δυνατή η συνέχιση της τροφοδοσίας των φορτίων. Η επιτρεπόμενη ελάχιστη τάση και συχνότητα πρέπει να ξεπεραστεί πριν τεθεί σε ισχύ τα φορτία από τη γεννήτρια αναμονής, η ισχύς της οποίας θα πρέπει να παρέχεται.
Κύρια καθυστέρηση
Το κύκλωμα ATS έχει συνήθως τη δυνατότητα να προσαρμόζει ευρέως τον χρόνο καθυστέρησης της λειτουργίας του. Αυτή είναι μια απαραίτητη λειτουργία για να μπορείτε να σταματήσετε τις αδικαιολόγητες αποσυνδέσεις από τις κύριες πηγές τροφοδοσίας σε περίπτωση βραχυπρόθεσμων διαταραχών. Η πιο επικρατούσα χρονική καθυστέρηση παρακάμπτει τυχόν στιγμιαίες διακοπές, ώστε να μην προκληθούν άσκοπες εκκινήσεις των κινητήρων κίνησης της γεννήτριας και μεταφορά φορτίου σε αυτούς. Αυτή η καθυστέρηση κυμαίνεται από 0 έως 6 δευτερόλεπτα, με το ένα δευτερόλεπτο να είναι το πιο συνηθισμένο. Θα πρέπει να είναι σύντομο, αλλά επαρκές για τη σύνδεση των φορτίων των καταναλωτών σε τροφοδοτικά αναμονής. Πολλές εταιρείες αγοράζουν τώρα ισχυρά, αδιάλειπτα τροφοδοτικά με μπαταρίες που παρέχουν τη χαμηλότερη δυνατή καθυστέρηση σύνδεσης.
Επιπλέον χρονικές καθυστερήσεις
Μετά την αποκατάσταση της κύριας ισχύος, κάποια προσωρινήη καθυστέρηση είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί ότι το φορτίο είναι αρκετά σταθερό ώστε να αποσυνδεθεί από την τροφοδοσία αναμονής. Κατά κανόνα, είναι από μηδέν έως τριάντα λεπτά. Το ATS για τη γεννήτρια θα πρέπει να παρακάμψει αυτόματα αυτή τη χρονική καθυστέρηση στην επιστροφή στην κύρια πηγή, εάν το αντίγραφο ασφαλείας αποτύχει και το main λειτουργεί ξανά καλά.
Η τρίτη πιο κοινή χρονική καθυστέρηση περιλαμβάνει την περίοδο ψύξης του κινητήρα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το σύστημα ελέγχου της γεννήτριας ντίζελ ελέγχει τον κινητήρα χωρίς φορτίο μέχρι να σταματήσει.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι συνήθως επιθυμητό να μεταφέρονται τα φορτία σε μια γεννήτρια αναμονής όταν έχουν επιτευχθεί τα κατάλληλα επίπεδα τάσης και συχνότητας. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, οι τελικοί χρήστες θέλουν μια ακολουθία μεταφορών διαφορετικών φορτίων στη γεννήτρια αναμονής. Όταν απαιτείται, πολλά κυκλώματα ATS για τη γεννήτρια εκτελούνται με μεμονωμένες χρονικές καθυστερήσεις, έτσι ώστε τα φορτία να μπορούν να συνδεθούν στη γεννήτρια με οποιαδήποτε επιθυμητή σειρά.
Εκτελεστικές μονάδες αποθεματικών συστημάτων εισροών
Το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας της εξεταζόμενης κατηγορίας συσκευών είναι η μεταγωγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων, η εναλλαγή τους από την κύρια είσοδο στην εφεδρική. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, στους ηλεκτρικούς υποσταθμούς, το κύκλωμα ATS μπορεί να εφαρμοστεί τόσο στην πλευρά της υψηλής όσο και της χαμηλής τάσης. Στην πρώτη περίπτωση, τα εκτελεστικά του στοιχεία είναι τυπικοί διακόπτες υψηλής τάσης. Στη δεύτερη περίπτωση, που περιλαμβάνει τη μεταγωγή φορτίων στην είσοδο της γεννήτριας, η μεταγωγή πραγματοποιείται με χαμηλή τάσησυσκευές.
Μπορούν είτε να αποτελούν μέρος του εξοπλισμού θωράκισης (πίνακας) ATS είτε να είναι εξωτερικά σε αυτόν και να αποτελούν μέρος του κυκλώματος τροφοδοσίας συνολικού φορτίου. Στην πρώτη περίπτωση, είναι δυνατή η χρήση μαγνητικών εκκινητήρων - χρησιμοποιείται σε εφεδρικές συσκευές για μη βιομηχανικούς καταναλωτές με ισχύ φορτίου έως αρκετές δεκάδες kW. Σε υψηλότερες ισχύς, το AVR χρησιμοποιείται σε επαφές. Το διάγραμμα κυκλώματος της συσκευής είναι το ίδιο και στις δύο περιπτώσεις.
Εξωτερικές συσκευές χαμηλής τάσης των εφεδρικών κυκλωμάτων εισόδου είναι διακόπτες ισχύος με ηλεκτρομαγνητικές μονάδες κίνησης. Η λειτουργία της ίδιας της συσκευής ATS σε αυτή την περίπτωση περιορίζεται στο σχηματισμό και την έκδοση κατάλληλων σημάτων ενεργοποίησης/απενεργοποίησης σε αυτές.
Τυπικό μπλοκ ATS για 3 εισόδους. Σχέδιο και αλγόριθμος εργασίας
Έχει σχεδιαστεί για να υλοποιεί συνεχή τροφοδοσία φορτίων με τάση 0,4 kV από τρεις πηγές ισχύος: δύο εισόδους τριφασικού δικτύου και μια τριφασική είσοδο μιας γεννήτριας ντίζελ. Οι εκτελεστικές συσκευές είναι κανονικοί διακόπτες κυκλώματος Q1, Q2 και Q3 για κάθε μία από τις εισόδους, προστατεύοντας φορτία της 1ης κατηγορίας αξιοπιστίας τροφοδοσίας.
Ο αλγόριθμος λειτουργίας μπλοκ είναι ο εξής:
1. Υπάρχει τάση στην κύρια είσοδο. Στη συνέχεια, το Q1 είναι ενεργοποιημένο και το Q2 και το Q3 είναι απενεργοποιημένα.
2. Δεν υπάρχει τάση στην κύρια είσοδο, αλλά είναι στην εφεδρική είσοδο. Στη συνέχεια, το Q2 είναι ενεργοποιημένο και το Q1 και το Q3 είναι απενεργοποιημένα.
3. Στις κύριες και εφεδρικές εισόδουςκαμία ένταση. Στη συνέχεια, το Q3 είναι ενεργοποιημένο και το Q1 και το Q2 απενεργοποιούνται.
