V normálnom režime napájania energiu dodáva sieť a dodáva ju na miesto použitia. Keď jeho hlavný zdroj prestane fungovať, napájanie z druhého sieťového vstupu alebo použitého záložného generátora sa musí manuálne alebo automaticky privádzať do záťaží, na čo slúži schéma ATS (automatický prenos rezervy). Jeho hlavnou úlohou je prerozdeľovať energiu zo systému napájania do záložného zdroja energie.
III kategória spoľahlivosti napájania
Ako viete, energetické spoločnosti rozdeľujú všetkých svojich odberateľov, teda tie osoby (právnické aj fyzické), s ktorými uzatvárajú zmluvy o dodávke elektriny, do troch kategórií podľa stupňa spoľahlivosti dodávky elektriny. Kategória 3 má najnižšiu spoľahlivosť. Takýto zákazník elektroenergetiky má k dispozícii iba jeden trojfázový napäťový vstup 6 alebo 10 kV (niekedy 400 V) alebo jednofázový vstup 230 V z jedného zdroja.rozvodne, ale náklady na pripojenie záťaže do siete v tejto kategórii sú minimálne - stačí nainštalovať jednoduchú jednotransformátorovú trafostanicu a pripojiť ju k najbližšiemu elektrickému vedeniu.
Potrebujem schému ATS pre kategóriu III?
PUE umožňuje možnosť napájania podľa takejto schémy, ak energetici zaručia obnovenie napájania po nehodách do jedného dňa. Čo ak nie? Potom potrebujete záložný zdroj energie, ktorým je zvyčajne plynový agregát alebo dieselový generátor. Za starých čias spotrebitelia ručne pripájali svoje záťaže a spúšťali ich. Ale ako sa automatizácia týchto produktov rozvíjala, bolo možné ich spustiť bez ľudského zásahu.
A keďže je možné automaticky spustiť dieselový generátor, rovnakým spôsobom je možné k nemu pripojiť spotrebiče. Tak vznikol moderný koncept dvojvstupového ATS, ktorého elektrický obvod, uvedený nižšie, sa už stáva štandardom pre napájanie súkromného domu.
Kategória II: Potrebuje ATS
Ak si spotrebiteľ objedná dva sieťové vstupy, prejde do ďalšej kategórie – do druhého. V tomto prípade energetici spravidla požadujú od zákazníkov, aby zaplatili výstavbu dvojtransformátorovej rozvodne. V najjednoduchšej verzii obsahuje dve sekcie prípojníc (sú to len hliníkové alebo v lepšom prípade medené pásiky) vysokého napätia s ich vstupnými spínačmi, z ktorých každá je pripojená len k jednémuvysokonapäťové vstupy (6 alebo 10 kV). Medzi sekciami je takzvaný sekčný spínač. Ak je otvorený, tak každý vysokonapäťový vstup môže napájať len jeden transformátor (spravidla je v prevádzke len jeden z dvoch, druhý je v zálohe - a to je tiež typická požiadavka energetikov). V prípade výpadku prúdu na jednom zo vstupov môže elektrikár spotrebiteľa manuálne zapnúť sekčný spínač a načítať neustále pracujúci transformátor z iného vysokonapäťového vstupu.
Títo zákazníci v skutočnosti ATS nepotrebujú. V poslednom desaťročí im však energetici často ponúkali ich inštaláciu do typických dvojtransformátorových rozvodní na strane nízkeho napätia. Takýto štít ATS má dva vstupy z nízkonapäťových vinutí rôznych transformátorov (oba musia byť pod napätím, ale vždy je zaťažený iba jeden z nich) a jeden výstup na nízkonapäťové zbernice, ku ktorým sú pripojené všetky záťaže.
I. kategória – ATS je povinná
Ak však spotrebiteľ v zásade nie je spokojný s časovým oneskorením manuálneho prepínania vstupov, je nútený bezpodmienečne použiť ATS a prejsť do ďalšej kategórie spoľahlivosti napájania - prvej. V najjednoduchšej verzii môže schéma zapojenia ATS obsahovať dva vstupy z rovnakých dvoch sekcií vysokonapäťových zberníc rozvodne a blok na zapnutie sekčného spínača (zvyčajne vákuového). Ak napätie na vstupe napájania zmizne, automatizácia vypne svoj vstupný spínač azahŕňa sekčné. Potom sa z druhého vstupu privádza napätie do kombinovaných zberníc. ATS pre dva vstupy v tomto prípade možno vykonať aj na nízkonapäťovej strane rozvodne, ako je popísané vyššie.
Spomedzi spotrebiteľov 1. kategórie však PUE vyčleňuje takzvanú špeciálnu skupinu, ktorá nezahŕňa dostatočné dva sieťové napájacie vstupy, ale vyžaduje sa aj tretí záložný vstup, zvyčajne vykonávaný z dieselového generátora. V tomto prípade je potrebný ATS pre 3 vstupy. Jeho obvod sa vykonáva pri nízkom napätí.
Ako funguje ATS vstupu generátora
V poslednej dobe sa na trhu objavilo mnoho automatických redundantných zariadení s mikroprocesorovým radičom. V tomto smere sú veľmi obľúbené riadiace relé-ovládače radu Easy od spoločnosti Moeller. Analýzou signálov z napäťových snímačov mikrokontrolér deteguje výpadok napájania a iniciuje postup na spustenie motora generátora (zvyčajne synchrónne). Hneď ako dosiahne menovité napätie a frekvenciu, riadiaci systém prepne záťaž spotrebiča na napájanie z neho. Z hľadiska elektrotechniky je pripojenie ATS pre kritické a výkonné záťaže pomerne náročnou úlohou, pretože nevyhnutné časové oneskorenia a iné technické ťažkosti sťažujú získanie okamžitej záložnej energie.
Frekvencia a napätie ovládania
Jednou z hlavných funkcií zariadenia ATS je detekovať pokles alebo plné napätiestrata hlavného zdroja energie. Spravidla sú všetky fázy napájacej siete monitorované externe pomocou podpäťového relé (fázové monitorovacie relé). Miesto poruchy je určené poklesom napätia pod minimálnu prípustnú úroveň na ktorejkoľvek z fáz. Informácie o napätí a frekvencii sa prenášajú do štítu ATS, kde sa zisťuje, či je možné pokračovať v napájaní záťaží. Prípustné minimálne napätie a frekvencia musia byť prekonané pred prepnutím záťaže na napájanie z pohotovostného generátora, ktorého výkon by mal byť zabezpečený.
Hlavné oneskorenie
Obvod ATS má zvyčajne schopnosť široko upravovať čas oneskorenia svojej činnosti. Ide o funkciu nevyhnutnú na zastavenie neodôvodnených odpojení od hlavných zdrojov napájania v prípade krátkodobých porúch. Najviac prevládajúce časové oneskorenie potlačí akékoľvek momentálne výpadky, aby nespôsobilo zbytočné štarty hnacích motorov generátora a prenosy záťaže na ne. Toto oneskorenie sa pohybuje od 0 do 6 sekúnd, pričom jedna sekunda je najbežnejšia. Mal by byť krátky, ale dostatočný na pripojenie spotrebičov k záložným zdrojom napájania. Mnoho spoločností teraz nakupuje výkonné neprerušiteľné zdroje napájania na batérie, ktoré poskytujú najnižšiu možnú latenciu pripojenia.
Dodatočné oneskorenia
Po obnovení hlavného napájania, niektoré dočasnéoneskorenie je potrebné, aby sa zabezpečilo, že záťaž je dostatočne stabilná na odpojenie od pohotovostného napájania. Spravidla je to od nuly do tridsať minút. ATS pre generátor by mal automaticky obísť toto časové oneskorenie pri návrate k hlavnému zdroju, ak záloha zlyhá a hlavný zdroj opäť funguje dobre.
Tretie najčastejšie oneskorenie zahŕňa obdobie ochladzovania motora. Počas tohto obdobia riadi riadiaci systém dieselového generátora nezaťažený motor, kým sa nezastaví.
Vo väčšine prípadov je zvyčajne žiaduce preniesť záťaže na záložný generátor, keď sa dosiahnu príslušné úrovne napätia a frekvencie. V niektorých situáciách však koncoví používatelia požadujú sekvenciu prenosov rôznych záťaží do pohotovostného generátora. V prípade potreby sa vykoná niekoľko obvodov ATS pre generátor s individuálnymi časovými oneskoreniami, takže záťaže môžu byť pripojené ku generátoru v ľubovoľnom poradí.
Výkonné jednotky vstupných rezervných schém
Konečným výsledkom práce uvažovanej triedy zariadení je spínanie elektrických obvodov, ich prepínanie z hlavného vstupu na záložný. Ako je uvedené vyššie, v elektrických rozvodniach môže byť obvod ATS implementovaný na strane vysokého aj nízkeho napätia. V prvom prípade sú jeho výkonnými prvkami štandardné vysokonapäťové ističe. V druhom prípade, ktorý zahŕňa spínanie záťaže na vstup generátora, sa spínanie vykonáva pomocou nízkeho napätiazariadenia.
Môžu byť buď súčasťou zariadenia štítu (panelu) ATS, alebo môžu byť externé a môžu byť súčasťou celkového napájacieho obvodu záťaže. V prvom prípade je možné použiť magnetické štartéry - používa sa v zálohovacích zariadeniach pre nepriemyselných spotrebiteľov s ich zaťažovacím výkonom do niekoľkých desiatok kW. Pri vyšších výkonoch sa na stykačoch používa AVR. Schéma zapojenia zariadenia je v oboch prípadoch rovnaká.
Externé nízkonapäťové zariadenia záložných vstupných obvodov sú výkonové ističe s elektromagnetickými pohonmi. Funkcia samotného zariadenia ATS je v tomto prípade redukovaná na vytváranie a vydávanie príslušných signálov zapnutia / vypnutia.
Typický blok ATS pre 3 vstupy. Schéma a algoritmus práce
Je určený na realizáciu nepretržitého napájania záťaží s napätím 0,4 kV z troch zdrojov energie: dvoch trojfázových sieťových vstupov a trojfázového vstupu dieselagregátu. Výkonnými zariadeniami sú bežné ističe Q1, Q2 a Q3 každého zo vstupov, ktoré chránia záťaže 1. kategórie spoľahlivosti napájania.
Algoritmus blokovej operácie je nasledujúci:
1. Na hlavnom vstupe je napätie. Potom je povolený Q1 a Q2 a Q3 sú zakázané.
2. Na hlavnom vstupe nie je napätie, ale na rezervnom vstupe je. Potom je povolená Q2 a deaktivovaná Q1 a Q3.
3. Na hlavnom a záložnom vstupežiadne napätie. Potom sa aktivuje Q3 a deaktivujú sa Q1 a Q2.
