Nella modalità di alimentazione normale, l'energia viene fornita dall'utenza e consegnata al punto di utilizzo. Quando la sua fonte principale smette di funzionare, l'alimentazione dal secondo ingresso di rete o dal generatore di backup utilizzato deve essere fornita manualmente o automaticamente ai carichi, per i quali serve lo schema ATS (trasferimento automatico della riserva). Il suo compito principale è ridistribuire l'energia dal sistema di alimentazione a una fonte di alimentazione di riserva.
III categoria di affidabilità dell'alimentazione
Come sapete, le società di fornitura di energia dividono tutti i loro consumatori, ovvero quelle persone (legali e fisiche), con cui stipulano contratti per la fornitura di energia elettrica, in tre categorie in base al grado di affidabilità della fornitura di energia elettrica. La categoria 3 ha l'affidabilità più bassa. Tale cliente dell'industria energetica dispone di un solo ingresso di tensione trifase di 6 o 10 kV (a volte 400 V) o di un ingresso monofase di 230 V da un'unica alimentazionesottostazioni, ma il costo di collegamento dei carichi alla rete in questa categoria è minimo: è sufficiente installare una semplice sottostazione di trasformazione a pacchetto con trasformatore singolo e collegarla alla linea di trasmissione dell'energia più vicina.
Ho bisogno di uno schema ATS per la categoria III?
PUE consente la possibilità di alimentazione secondo tale schema, se i tecnici dell'energia garantiscono il ripristino dell'alimentazione dopo gli incidenti in non più di un giorno. E se non lo fosse? Quindi è necessaria una fonte di alimentazione di riserva, che di solito è un'unità alimentata a gas o un generatore diesel. In passato, i consumatori collegavano manualmente i loro carichi e li avviavano. Ma con lo sviluppo dell'automazione di questi prodotti, è diventato possibile lanciarli senza l'intervento umano.
E poiché è possibile avviare automaticamente un generatore diesel, allo stesso modo è possibile collegare ad esso carichi di consumo. Nasce così il moderno concetto di ATS a due ingressi, il cui circuito elettrico, di seguito riportato, sta già diventando lo standard per l'alimentazione di una casa privata.
Categoria II: ha bisogno di ATS
Se un consumatore ordina due ingressi di alimentazione di rete, passa alla categoria successiva, la seconda. In questo caso, gli ingegneri energetici, di norma, richiedono ai clienti di pagare per la costruzione di una sottostazione a due trasformatori. Nella versione più semplice contiene due sezioni di sbarre (queste sono solo strisce di alluminio o, nella migliore delle ipotesi, di rame) di alta tensione con i relativi interruttori di ingresso, ognuna delle quali è collegata ad uno solo diingressi ad alta tensione (6 o 10 kV). Tra le sezioni c'è il cosiddetto interruttore sezionale. Se è aperto, ogni ingresso ad alta tensione può alimentare un solo trasformatore (di norma solo uno dei due è in funzione, il secondo è di riserva - e anche questo è un requisito tipico dei tecnici dell'energia). In caso di interruzione di corrente su uno degli ingressi, l'elettricista del consumatore può accendere manualmente l'interruttore sezionale e caricare il trasformatore costantemente funzionante da un altro ingresso ad alta tensione.
Questi clienti in re altà non hanno bisogno di un ATS. Tuttavia, nell'ultimo decennio, gli ingegneri energetici hanno spesso offerto loro di installarli in tipiche sottostazioni a due trasformatori sul lato della bassa tensione. Tale schermo ATS ha due ingressi dagli avvolgimenti di bassa tensione di diversi trasformatori (entrambi devono essere alimentati, ma solo uno di essi viene caricato in qualsiasi momento) e un'uscita ai bus di bassa tensione, a cui sono collegati tutti i carichi.
I-esima categoria - ATS è obbligatorio
Ma se il consumatore, in linea di principio, non è soddisfatto del ritardo per la commutazione manuale degli ingressi, è costretto a utilizzare l'ATS senza fallo e passare alla categoria successiva di affidabilità dell'alimentazione: la prima. Nella versione più semplice, lo schema elettrico ATS può contenere due ingressi provenienti dalle stesse due sezioni dei bus ad alta tensione di cabina e un blocco per l'accensione di un sezionatore (solitamente in vuoto). Se la tensione scompare all'ingresso di alimentazione, l'automazione spegne il suo interruttore di ingresso einclude sezionale. Successivamente, la tensione viene fornita ai bus combinati dal secondo ingresso. L'ATS per due ingressi in questo caso può essere effettuato anche sul lato bassa tensione della cabina, come descritto sopra.
Ma tra i consumatori della 1a categoria, il PUE individua il cosiddetto gruppo speciale, che comprende non abbastanza due ingressi di alimentazione di rete, ma è richiesto anche un terzo ingresso di backup, solitamente eseguito da un generatore diesel. In questo caso è necessario un ATS per 3 ingressi. Il suo circuito è eseguito a bassa tensione.
Come funziona il generatore di ingressi ATS
Di recente sono comparsi sul mercato molti dispositivi di ridondanza automatica con controller a microprocessore. A questo proposito, sono molto apprezzati i controller-relè di controllo della serie Easy prodotti da Moeller. Analizzando i segnali dei sensori di tensione, il microcontrollore rileva un'interruzione di corrente e avvia la procedura di avviamento del motore del generatore (solitamente sincrono). Non appena raggiunge la tensione e la frequenza nominali, il sistema di controllo commuta il carico dell'utenza in alimentazione da esso. Dal punto di vista dell'ingegneria elettrica, il collegamento di ATS per carichi critici e potenti è un compito piuttosto difficile, poiché gli inevitabili ritardi temporali e altre difficoltà tecniche rendono difficile l'ottenimento dell'energia di backup istantanea.
Frequenza e voltaggio di controllo
Una delle funzioni principali di un dispositivo ATS è rilevare una caduta di tensione o un esaurimentoperdita della fonte di alimentazione principale. Di norma, tutte le fasi della rete di alimentazione vengono monitorate esternamente tramite un relè di minima tensione (relè di monitoraggio delle fasi). Il punto di guasto è determinato dalla caduta di tensione al di sotto del livello minimo consentito su una qualsiasi delle fasi. Le informazioni su tensione e frequenza vengono trasmesse allo schermo ATS, dove viene determinato se è possibile continuare ad alimentare i carichi. La tensione e la frequenza minime consentite devono essere superate prima di commutare i carichi all'alimentazione dal generatore di riserva, la cui potenza deve essere fornita.
Ritardo temporale principale
Il circuito ATS di solito ha la capacità di regolare ampiamente il tempo di ritardo del suo funzionamento. Questa è una funzione necessaria per poter fermare le disconnessioni ingiustificate dalle principali fonti di alimentazione in caso di disturbi di breve durata. Il ritardo di tempo più prevalente prevale su eventuali interruzioni momentanee in modo da non causare avviamenti non necessari dei motori di azionamento del generatore e trasferimenti di carico ad essi. Questo ritardo varia da 0 a 6 secondi, con un secondo che è il più comune. Dovrebbe essere breve, ma sufficiente per collegare i carichi dei consumatori agli alimentatori in standby. Molte aziende stanno ora acquistando potenti gruppi di continuità alimentati a batteria che forniscono la latenza di connessione più bassa possibile.
Ritardi aggiuntivi
Dopo il ripristino dell'alimentazione principale, alcuni temporaneiil ritardo è necessario per garantire che il carico sia sufficientemente stabile da poter essere scollegato dall'alimentazione in standby. Di norma, va da zero a trenta minuti. L'ATS per il generatore dovrebbe bypassare automaticamente questo ritardo nel tornare alla sorgente principale se il backup fallisce e il principale funziona di nuovo correttamente.
Il terzo ritardo più comune riguarda il periodo di raffreddamento del motore. Durante questo periodo, il sistema di controllo del generatore diesel controlla il motore scarico fino all'arresto.
Nella maggior parte dei casi, di solito è desiderabile trasferire i carichi a un generatore di riserva una volta raggiunti i livelli di tensione e frequenza appropriati. Tuttavia, in alcune situazioni, gli utenti finali desiderano una sequenza di trasferimenti di carichi diversi al generatore di riserva. Quando richiesto, vengono eseguiti diversi circuiti ATS per il generatore con tempi di ritardo individuali in modo che i carichi possano essere collegati al generatore nell'ordine desiderato.
Unità esecutive di schemi di input di riserva
Il risultato finale del lavoro della classe di dispositivi considerata è la commutazione dei circuiti elettrici, la loro commutazione dall'ingresso principale a quello di backup. Come notato in precedenza, nelle cabine elettriche il circuito ATS può essere implementato sia sul lato di alta che di bassa tensione. Nel primo caso, i suoi elementi esecutivi sono gli interruttori standard di alta tensione. Nel secondo caso, che prevede la commutazione dei carichi all'ingresso del generatore, la commutazione avviene in bassa tensionedispositivi.
Possono essere parte dell'apparecchiatura di schermatura (pannello) ATS oppure possono essere esterni ad essa e far parte del circuito di alimentazione del carico complessivo. Nel primo caso, è possibile utilizzare avviatori magnetici: viene utilizzato in dispositivi di backup per consumatori non industriali con una potenza di carico fino a diverse decine di kW. A potenze superiori, l'AVR viene utilizzato sui contattori. Lo schema elettrico del dispositivo è lo stesso in entrambi i casi.
I dispositivi esterni a bassa tensione dei circuiti di ingresso di riserva sono interruttori automatici con azionamenti elettromagnetici. La funzione del dispositivo ATS stesso in questo caso si riduce alla formazione e all'emissione di opportuni segnali di accensione/spegnimento agli stessi.
Tipico blocco ATS per 3 ingressi. Schema e algoritmo di lavoro
È progettato per implementare l'alimentazione continua di carichi con una tensione di 0,4 kV da tre fonti di alimentazione: due ingressi di rete trifase e un ingresso trifase di un generatore diesel. I dispositivi esecutivi sono i normali interruttori Q1, Q2 e Q3 di ciascuno degli ingressi, a protezione dei carichi della 1a categoria di affidabilità dell'alimentazione.
L'algoritmo di operazione del blocco è il seguente:
1. C'è tensione sull'ingresso principale. Quindi Q1 è abilitato e Q2 e Q3 sono disabilitati.
2. Non c'è tensione all'ingresso principale, ma è all'ingresso di riserva. Quindi Q2 è abilitato e Q1 e Q3 sono disabilitati.
3. Sugli ingressi principale e di backupnessuna tensione. Quindi Q3 è abilitato e Q1 e Q2 sono disabilitati.
