Chave de transferência automática (ATS): finalidade e classificação

Os sistemas ATS são usados ​​para o fornecimento ininterrupto de energia de casas particulares, empresas e outras instalações. O acionamento automático da reserva aumenta o nível de segurança e evita perdas de material. Em algumas situações, elimina ameaças à vida e à saúde humana. Para a escolha correta dos componentes, é necessário familiarizar-se com os princípios de operação de equipamentos especializados.

O que é um dispositivo ATS

A preservação do estado de funcionamento da fonte de alimentação é garantida por meio de soluções especiais de engenharia. Em caso de emergência, a automação liga o gerador. As ações necessárias são realizadas sem controle cuidadoso ou intervenção do usuário.

Os principais componentes funcionais de um sistema ATS típico:

• dispositivos de controle registram mudanças nos parâmetros elétricos da rede de alimentação;
• ao registrar um circuito aberto (curto-circuito) ou um desvio do nível de limite definido, a automação desliga a seção danificada;
• o dispositivo de alarme relata uma violação do modo de operação;
• o grupo de contato conecta a fonte de alimentação em espera.

Além disso, as medidas necessárias são tomadas para restaurar o sistema padrão. A abreviatura (ATS) significa "Automatic Reserve Entry". Além do gerador em serviço, é usada a comutação para uma rede operável ou uma bateria.

Nomeação de ATS

A funcionalidade do sistema é baseada nos princípios de garantir o funcionamento ininterrupto da fonte de alimentação. A automação dos principais processos implica na eliminação das ações do pessoal de manutenção e operacional. Os requisitos profissionais para equipamentos são definidos nas regras da PUE. Em particular, para conectar consumidores de 1ª categoria, é utilizado um circuito ATS para 2 entradas com um seccionalizador nas máquinas automáticas.

A duplicação do quadro de distribuição e outros elementos críticos garantem um alto nível de confiabilidade. Esses blocos são projetados para operação autônoma. Durante a criação da documentação do projeto, a influência mútua é excluída para evitar ações errôneas da chave de transferência automática.     

A necessidade de usar tais sistemas é ilustrada por um exemplo de bom equipamento de uma casa de campo privada. Como regra, um sistema de aquecimento local é instalado nessas instalações. O controle de uma caldeira a gás moderna é feito pela eletrônica. As bombas são utilizadas para a circulação forçada do refrigerante ao longo dos circuitos. A desativação desses componentes em geadas severas provoca a destruição de tubos e radiadores.

O trabalho de reparo e restauração é muito mais caro do que a inicialização automática de um gerador especial. A presença de uma fonte de alimentação de reserva é útil em caso de acidentes nas redes de alimentação. Se a conexão de tensão for rápida o suficiente, os usuários não sentirão desconforto.

Princípio da Operação

Para estudar algoritmos de funcionamento, você pode usar um exemplo de uma montagem em uma base de elemento simples.

• O monitoramento contínuo dos parâmetros elétricos da linha principal é fornecido pelo contator.
• A corrente alternada através do switch em um circuito fechado entra na rede local para os consumidores.
• Se a tensão for perdida, a bobina de indução não será capaz de segurar a haste.
• A mola moverá o grupo de contato da entrada de reserva através do inversor para fechamento.
• Ao mesmo tempo, a máquina principal é desligada.
• Quando a tensão aparece na linha de trabalho, as ações são realizadas na ordem inversa.

As lâmpadas nos circuitos correspondentes sinalizam o início de certos modos.

Requisitos de sistema

A funcionalidade do esquema apresentado é limitada. Se as falhas na linha principal forem acompanhadas por um curto-circuito, o religamento causará danos à carga. As características reativas dos motores elétricos têm uma certa influência. Ao conectar uma máquina ou um ventilador potente, uma queda de tensão pode causar um falso acionamento do sistema de proteção.

Separadamente, você deve considerar a velocidade de conexão da fonte de backup. Em intervalos de tempo significativos, os esquemas de proteção local são acionados em alguns dispositivos conectados. Tais situações são acompanhadas de avarias. Provocam quebras, desgaste acelerado dos drives.

Para eliminar as deficiências, são utilizados circuitos lógicos de controle, criados a partir de blocos eletrônicos com software especializado. Alguns componentes são equipados com travas mecânicas. Esses elementos permanecem operacionais quando a fonte de alimentação principal e de emergência é totalmente desconectada.

Requisitos básicos para o ATS de um nível moderno:

• confiabilidade de conectar uma fonte de alimentação sobressalente (IP) em cargas de pico e mudanças significativas nos parâmetros operacionais da rede;
• velocidade suficiente para excluir danos aos consumidores de eletricidade;
• ajuste ajustável dos níveis de limiar de ativação do sistema de proteção;
• bloqueio de conexão a um circuito com curto-circuito e conexão paralela de duas entradas;
• atuação única;
• verificação automática do estado funcional do IP de backup.

A comutação suave é garantida pela adição de transformadores ao circuito.

Escolha de automação

O equipamento industrial e o equipamento da categoria profissional estão equipados com equipamento automático de série. No mínimo, eles oferecem uma caixa com um conjunto de contatores para reproduzir o algoritmo de proteção. Um botão de emergência é colocado na zona de disponibilidade. Se necessário, desligue a unidade manualmente com um movimento rápido.

Um quadro de distribuição especializado ATS pode ser adquirido montado ou você mesmo pode criar um analógico funcional. Ao escolher um produto acabado, você deve prestar atenção à reputação do fabricante. Um estudo preliminar das avaliações dos clientes e das opiniões de especialistas experientes será útil.

Produtos de origem duvidosa são apresentados na faixa de preço inferior. Se um ATS monofásico custa até 1.500 a 2.000 rublos, dificilmente se pode contar com uma longa vida útil e alta confiabilidade. As falsificações são caracterizadas por uma montagem inadequada e grupos de contato de baixa qualidade. Frequentemente, chaves eletrônicas de baixa potência são utilizadas em tais modelos, que não são adaptados a surtos de tensão e cargas com características indutivas pronunciadas.

De 4.000 a 8.000 rublos você pode encontrar AVRs de qualidade de marcas pouco conhecidas. Kits de equipamentos confiáveis ​​usam componentes funcionais eletromecânicos.

Na faixa de 20.000 rublos. e acima são os produtos de fabricantes responsáveis. Esses produtos vêm com garantia oficial. O desempenho e outros parâmetros importantes são controlados em cada remessa individual.

Automação sem controlador

A decodificação da designação enfatiza a principal característica dos equipamentos desta categoria. A maneira "automática" de conectar um backup de última geração não significa apenas nenhuma intervenção do usuário. O controlador eletrônico fornece uma verificação on-line do estado da rede de alimentação e backup.Bloqueia a execução de operações erradas, evita a ocorrência de situações potencialmente perigosas. Ao escolher um ATS, você deve verificar a presença deste componente útil no kit.

ATS em redes de 0,4 kV

Para comutação de circuitos de energia em redes com uma tensão relativamente baixa (0,4 kV), são usados ​​contatores seriais com uma unidade magnética. Também usei starters completos com AB. Os componentes do circuito são selecionados levando em consideração as cargas atuais (consumo de energia).

Dispositivos de medição de eletricidade, dispositivos de proteção contra surtos de tensão de impulso, um relé com função de retardo para criar um intervalo de tempo adicional antes de conectar a carga são instalados em placas ATS típicas para 2 entradas.

Classificação ATS e opções de implementação

Os seguintes esquemas para organizar algoritmos de trabalho são aplicados:

• Unilateral significa conectar uma entrada de backup, se necessário. Por exemplo, para fornecimento de energia temporário da bateria.
• No projeto de dupla face, ambas as seções são equivalentes. Essa solução é usada se for possível mudar para uma rede de backup com parâmetros semelhantes.

A lógica do processo de recuperação é determinada separadamente. Usar:

• conexão automatizada subsequente com a linha principal;
• transferir para fonte de alimentação de backup com mudança de modo manual.

Características de trabalhar com geradores domésticos

A popularidade de tal solução deve-se à simplicidade de escolha do equipamento com a potência necessária. No segmento de mercado correspondente, oferecem geradores movidos a motores a gasolina (diesel, gás) para conexão a redes monofásicas e trifásicas. Eles são projetados para operação contínua de longo prazo sem monitoramento cuidadoso. Na verdade, a autonomia depende apenas do suprimento de combustível.

Para iniciar a unidade de potência, o armário de automação seccional é equipado com uma unidade de controle especializada. Ele fornece energia ao starter de acordo com o algoritmo estabelecido. Em particular, o programa pode ser configurado para pré-aquecer o motor diesel em condições de inverno.

ATS em acumuladores

Essas fontes de alimentação de backup fornecem corrente contínua para a linha. Um inversor é usado para converter em uma senoide de uma certa amplitude (220 ou 380 V). A autonomia limitada desta opção deve ser entendida. No entanto, ao conectar várias baterias em paralelo, você pode fornecer o intervalo de tempo necessário. Uma direção promissora é o armazenamento de energia de íons de lítio. Eles são superiores aos equivalentes de chumbo-ácido nas principais características técnicas. O alto preço limita seu uso generalizado. No entanto, conforme a demanda aumenta e a produção se expande, os fabricantes começam a oferecer produtos de qualidade a um custo aceitável.

Conectar a bateria é mais fácil em comparação com o gerador. Nesta versão, o ATS pode ser montado de acordo com o esquema padrão sem uma unidade especial de controle de partida do motor.

Aplicação do controlador lógico

Esses blocos são usados ​​para ajustar o algoritmo das operações de trabalho. Reguladores especiais definem a porcentagem permitida de desvio de tensão em relação ao nominal, intervalos de tempo e outros parâmetros. Os circuitos de sinal de controle são conectados a dispositivos de comutação.

Organização da chave de transferência automática em circuitos de alta tensão

Para simplificar o controle dos parâmetros operacionais da rede, um transformador abaixador é usado. Com um certo número de voltas, a tensão é reduzida de 1000 para 100 V. Se um relé de controle de fase for adicionado ao circuito de controle, a reserva será conectada quando pelo menos uma linha for interrompida.

Diagramas de conexão

A melhor opção é escolhida levando em consideração:

• parâmetros operacionais da rede de alimentação;
• tipo de cargas;
• requisitos especiais para a velocidade de transferência da reserva e outros parâmetros.

Para redes monofásicas ao conectar uma residência particular ou uma pequena instalação comercial, você pode usar a opção mais simples em contatores modulares com AB de dois pólos. Um circuito ATS com um relé de controle de fase para duas entradas é usado ao conectar cargas potentes.Na versão correspondente, além do nível de tensão, são monitoradas a distorção da sinusóide e o correto faseamento. Se ele deve funcionar com várias fontes (mais de duas), crie um sistema com o número necessário de entradas.