Automatischer Transferschalter (ATS): Zweck und Klassifizierung

ATS-Systeme werden zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Privathäusern, Unternehmen und anderen Einrichtungen eingesetzt. Automatisches Einschalten der Reserve erhöht die Sicherheit, verhindert Materialverluste. In einigen Situationen beseitigt es Bedrohungen für das Leben und die Gesundheit von Menschen. Für die richtige Auswahl der Komponenten ist es notwendig, sich mit den Funktionsprinzipien von Spezialgeräten vertraut zu machen.

Was ist ein ATS-Gerät?

Die Erhaltung des Betriebszustandes der Stromversorgung wird durch spezielle technische Lösungen sichergestellt. Im Notfall schaltet die Automation den Generator ein. Die erforderlichen Aktionen werden ohne sorgfältige Kontrolle oder Eingriffe des Benutzers ausgeführt.

Die wichtigsten Funktionskomponenten eines typischen ATS-Systems:

• Steuergeräte erfassen Änderungen der elektrischen Parameter des Stromversorgungsnetzes;
• wenn ein offener Stromkreis (Kurzschluss) oder eine Abweichung vom eingestellten Schwellenwert registriert wird, schaltet die Automatisierung den beschädigten Abschnitt ab;
• das Alarmgerät meldet eine Verletzung des Betriebsmodus;
• die Kontaktgruppe verbindet die Standby-Stromversorgung.

Weiterhin werden die notwendigen Maßnahmen zur Wiederherstellung des Standardsystems ergriffen. Die Abkürzung (ATS) steht für „Automatic Reserve Entry“. Neben dem Generatorbetrieb wird auf ein betriebsbereites Netz oder ein Batteriepack umgeschaltet.

Ernennung von ATS

Die Funktionalität des Systems basiert auf den Grundsätzen der Gewährleistung eines unterbrechungsfreien Betriebs der Stromversorgung. Die Automatisierung der Hauptprozesse impliziert die Eliminierung der Maßnahmen des Wartungs- und Betriebspersonals. Berufliche Anforderungen an die Ausrüstung sind in den Regeln der PUE festgelegt. Insbesondere zum Anschluss von Verbrauchern der 1. Kategorie wird an Automaten eine ATS-Schaltung für 2 Eingänge mit einem Trennschalter verwendet.

Die Verdoppelung von Schaltanlagen und anderen kritischen Elementen gewährleistet ein hohes Maß an Zuverlässigkeit. Solche Blöcke sind für den autonomen Betrieb ausgelegt. Bei der Erstellung der Konstruktionsdokumentation wird eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen, um Fehlhandlungen des Umschalters zu vermeiden.     

Die Notwendigkeit, solche Systeme einzusetzen, wird am Beispiel einer guten Ausstattung eines privaten Landhauses veranschaulicht. In solchen Einrichtungen wird in der Regel ein Nahwärmesystem installiert. Die Steuerung eines modernen Gaskessels übernimmt die Elektronik. Zur Zwangsumwälzung des Kühlmittels entlang der Kreisläufe werden Pumpen eingesetzt. Die Deaktivierung dieser Komponenten bei starkem Frost führt zur Zerstörung von Rohren und Heizkörpern.

Reparatur- und Restaurierungsarbeiten sind im Vergleich zum Autostarten eines speziellen Generators viel teurer. Das Vorhandensein einer Standby-Stromquelle ist bei Unfällen in Stromversorgungsnetzen nützlich. Wenn die Spannungsverbindung schnell genug hergestellt wird, werden Benutzer keine Beschwerden verspüren.

Arbeitsprinzip

Um Arbeitsalgorithmen zu untersuchen, können Sie ein Beispiel einer Baugruppe auf einer einfachen Elementbasis verwenden.

• Die ständige Überwachung der elektrischen Parameter der Hauptleitung erfolgt durch das Schütz.
• Wechselstrom durch den Schalter in einem geschlossenen Stromkreis gelangt in das lokale Netz zu den Verbrauchern.
• Wenn die Spannung verloren geht, kann die Induktionsspule den Schaft nicht halten.
• Die Feder bewegt die Kontaktgruppe des Reserveeingangs durch den Antrieb zum Schließen.
• Gleichzeitig wird die Hauptmaschine ausgeschaltet.
• Wenn Spannung in der Arbeitsleitung auftritt, werden die Aktionen in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt.

Lampen in den entsprechenden Stromkreisen signalisieren den Start bestimmter Modi.

System Anforderungen

Die Funktionalität des vorgestellten Schemas ist eingeschränkt. Wenn Fehler in der Hauptleitung von einem Kurzschluss begleitet werden, führt das Wiedereinschalten zu Schäden an der Last. Einen gewissen Einfluss haben die reaktiven Eigenschaften von Elektromotoren. Beim Anschluss einer Maschine oder eines leistungsstarken Ventilators kann ein Spannungsabfall zu einer Fehlauslösung des Schutzsystems führen.

Unabhängig davon sollten Sie die Verbindungsgeschwindigkeit der Backup-Quelle berücksichtigen. In signifikanten Zeitintervallen werden in einigen angeschlossenen Geräten lokale Schutzschemata ausgelöst. Solche Situationen gehen mit Fehlfunktionen einher. Sie provozieren Ausfälle, beschleunigten Verschleiß von Antrieben.

Um die Mängel zu beseitigen, werden Steuerlogikschaltungen verwendet, die auf der Grundlage elektronischer Blöcke mit spezieller Software erstellt werden. Einige Komponenten sind mit mechanischen Verriegelungen ausgestattet. Solche Elemente bleiben betriebsbereit, wenn die Haupt- und Notstromversorgung vollständig getrennt ist.

Grundvoraussetzungen für das ATS eines modernen Niveaus:

• Zuverlässigkeit des Anschlusses einer Ersatzstromversorgung (IP) bei Spitzenlasten und erheblichen Änderungen der Betriebsparameter des Netzwerks;
• ausreichende Geschwindigkeit, um Schäden an Stromverbrauchern auszuschließen;
• einstellbare Einstellung von Schwellenwerten für die Aktivierung des Schutzsystems;
• Sperrung des Anschlusses an einen Stromkreis mit Kurzschluss und Parallelschaltung von zwei Eingängen;
• Einzelbetätigung;
• automatisierte Überprüfung des Funktionszustandes der Backup-IP.

Das reibungslose Schalten wird durch Hinzufügen von Transformatoren zum Stromkreis sichergestellt.

Wahl der Automatisierung

Industrieanlagen und Geräte der Profikategorie sind serienmäßig mit Automatik ausgestattet. Sie bieten mindestens eine Box mit einem Satz Schütze an, um den Schutzalgorithmus zu reproduzieren. In der Verfügbarkeitszone befindet sich ein Notrufknopf. Schalten Sie das Gerät bei Bedarf mit einer schnellen Bewegung von Hand aus.

Eine spezialisierte ATS-Schalttafel kann zusammengebaut gekauft werden, oder Sie können selbst ein funktionsfähiges Analogon erstellen. Bei der Auswahl eines fertigen Produkts sollten Sie auf den Ruf des Herstellers achten. Eine Vorstudie der Kundenbewertungen und der Meinungen erfahrener Experten ist hilfreich.

Produkte zweifelhafter Herkunft werden in der unteren Preisklasse präsentiert. Wenn ein einphasiges ATS bis zu 1500-2000 Rubel kostet, kann man kaum mit einer langen Lebensdauer und einer hohen Zuverlässigkeit rechnen. Fälschungen zeichnen sich durch schlechte Montage, geringe Qualität der Kontaktgruppen aus. Häufig werden in solchen Modellen elektronische Schlüssel mit geringer Leistung verwendet, die nicht an Spannungsstöße und Belastungen mit ausgeprägten induktiven Eigenschaften angepasst sind.

Von 4.000 bis 8.000 Rubel Sie können Qualitäts-AVRs von wenig bekannten Marken finden. Zuverlässige Gerätesätze verwenden elektromechanische Funktionskomponenten.

Im Bereich von 20.000 Rubel. und höher sind die Produkte verantwortungsbewusster Hersteller. Diese Produkte werden mit einer offiziellen Garantie geliefert. Leistung und andere wichtige Parameter werden in jeder einzelnen Sendung kontrolliert.

Automatisierung ohne Controller

Die Entschlüsselung der Bezeichnung unterstreicht das Hauptmerkmal der Geräte dieser Kategorie. Die „automatische“ Anbindung eines State-of-the-Art-Backups bedeutet nicht nur keinen Benutzereingriff. Die elektronische Steuerung bietet eine Online-Überprüfung des Zustands des Versorgungs- und Backup-Netzwerks.Es blockiert die Ausführung fehlerhafter Operationen und verhindert das Auftreten potenziell gefährlicher Situationen. Bei der Auswahl eines ATS sollten Sie das Vorhandensein dieser nützlichen Komponente im Kit überprüfen.

ATS in 0,4 kV Netzen

Zum Schalten von Stromkreisen in Netzen mit relativ niedriger Spannung (0,4 kV) werden Reihenschütze mit Magnetantrieb verwendet. Auch gebrauchte Anlasser komplett mit AB. Die Komponenten der Schaltung werden unter Berücksichtigung der Strombelastungen (Leistungsaufnahme) ausgewählt.

In typischen ATS-Boards für 2 Eingänge sind Stromzähler, Schutzgeräte gegen Stoßspannungsspitzen, ein Relais mit Verzögerungsfunktion zur Schaffung eines zusätzlichen Zeitintervalls vor dem Zuschalten der Last eingebaut.

ATS-Klassifizierung und Implementierungsoptionen

Die folgenden Schemata zur Organisation von Arbeitsalgorithmen werden angewendet:

• Einseitig bedeutet ggf. Anschluss eines Backup-Eingangs. Zum Beispiel zur temporären Stromversorgung aus der Batterie.
• Bei doppelseitiger Ausführung sind beide Abschnitte gleichwertig. Eine solche Lösung wird verwendet, wenn es möglich ist, auf ein Backup-Netzwerk mit ähnlichen Parametern umzuschalten.

Die Logik des Wiederherstellungsprozesses wird separat festgelegt. Benutzen:

• anschließender automatischer Anschluss an die Hauptleitung;
• Umschaltung auf Notstromversorgung mit manuellem Moduswechsel.

Merkmale der Arbeit mit Haushaltsgeneratoren

Die Popularität einer solchen Lösung ist auf die einfache Auswahl der Geräte mit der erforderlichen Leistung zurückzuführen. Im entsprechenden Marktsegment bieten sie mit Benzinmotoren (Diesel, Gas) angetriebene Generatoren zum Anschluss an ein- und dreiphasige Netze an. Sie sind für den langfristigen Dauerbetrieb ohne sorgfältige Überwachung ausgelegt. Autonomie hängt eigentlich nur von der Kraftstoffversorgung ab.

Zum Starten des Aggregats ist der Sektionalautomationsschrank mit einer speziellen Steuereinheit ausgestattet. Es versorgt den Starter nach dem etablierten Algorithmus mit Strom. Insbesondere kann das Programm so eingestellt werden, dass der Dieselmotor im Winter vorgewärmt wird.

ATS auf Akkumulatoren

Solche Notstromversorgungen versorgen die Leitung mit Gleichstrom. Ein Wechselrichter wird verwendet, um in eine Sinuskurve einer bestimmten Amplitude (220 oder 380 V) umzuwandeln. Die begrenzte Autonomie dieser Option sollte verstanden werden. Durch Parallelschalten mehrerer Batterien können Sie jedoch das erforderliche Zeitintervall bereitstellen. Eine vielversprechende Richtung ist die Lithium-Ionen-Energiespeicherung. Sie sind Bleisäure-Pendants in den wichtigsten technischen Eigenschaften überlegen. Der hohe Preis schränkt die weite Verbreitung ein. Mit steigender Nachfrage und wachsender Produktion beginnen die Hersteller jedoch, Qualitätsprodukte zu akzeptablen Kosten anzubieten.

Das Anschließen der Batterie ist im Vergleich zum Generator einfacher. In dieser Version kann das ATS nach dem Standardschema ohne spezielles Motorstartsteuergerät montiert werden.

Logik-Controller-Anwendung

Solche Blöcke werden verwendet, um den Algorithmus der Arbeitsvorgänge fein abzustimmen. Spezielle Regler stellen den zulässigen Prozentsatz der Spannungsabweichung vom Nennwert, Zeitintervallen und anderen Parametern ein. Steuersignalkreise sind mit Schaltgeräten verbunden.

Organisation des automatischen Netzumschalters in Hochspannungskreisen

Um die Steuerung der Betriebsparameter des Netzes zu vereinfachen, wird ein Abwärtstransformator verwendet. Bei einer bestimmten Windungszahl reduziert sich die Spannung von 1000 auf 100 V. Wird der Steuerkreis um ein Phasenregelrelais erweitert, wird die Reserve bei mindestens einer Unterbrechung zugeschaltet.

Anschlusspläne

Die beste Option wird ausgewählt unter Berücksichtigung von:

• Betriebsparameter des Stromversorgungsnetzes;
• Art der Lasten;
• besondere Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit der Reserve und anderer Parameter.

Für einphasige Netze beim Anschluss eines Privathauses oder einer kleinen Gewerbeanlage können Sie die einfachste Möglichkeit an modularen Schützen mit zweipoligem AB verwenden. Beim Anschluss von leistungsstarken Lasten wird eine ATS-Schaltung mit einem Phasenregelrelais für zwei Eingänge verwendet.In der entsprechenden Ausführung werden neben dem Spannungspegel auch die Verzerrung der Sinuskurve und die richtige Phasenlage überwacht. Wenn es mit mehreren Quellen (mehr als zwei) arbeiten soll, erstellen Sie ein System mit der erforderlichen Anzahl von Eingängen.