В нормален режим на захранване енергията се осигурява от помощната програма и се доставя до мястото на използване. Когато основният му източник спре да работи, захранването от втория мрежов вход или използвания резервен генератор трябва да се подава ръчно или автоматично към товарите, за които служи схемата ATS (автоматично прехвърляне на резерва). Основната му задача е да преразпредели мощността от енергийната система към резервен източник на захранване.
III категория надеждност на захранването
Както знаете, енергийните дружества разделят всички свои потребители, т.е. лицата (юридически и физически), с които сключват договори за доставка на електроенергия, в три категории според степента на надеждност на електроснабдяването. Категория 3 има най-ниска надеждност. Такъв клиент от енергетиката е осигурен само с един трифазен вход за напрежение 6 или 10 kV (понякога 400 V) или еднофазен вход от 230 V от едно захранванеподстанции, но цената за свързване на товари към мрежата в тази категория е минимална - достатъчно е да инсталирате обикновена трансформаторна подстанция с един трансформатор и да я свържете към най-близкия електропровод.
Имам ли нужда от ATS схема за категория III?
PUE позволява възможност за захранване по такава схема, ако енергетиците гарантират възстановяване на захранването след аварии за не повече от един ден. Ами ако не е? Тогава имате нужда от резервен източник на захранване, който обикновено е агрегат, захранван с газ или дизелов генератор. В старите времена потребителите ръчно свързваха своите товари към тях и ги пускаха. Но с развитието на автоматизацията на тези продукти стана възможно пускането им на пазара без човешка намеса.
И тъй като е възможно да се стартира автоматично дизелов генератор, тогава по същия начин е възможно да се свържат потребителски товари към него. Така възникна модерната концепция за двувходов ATS, чиято електрическа верига, дадена по-долу, вече се превръща в стандарт за захранване на частна къща.
Категория II: Има ли нужда от ATS
Ако потребител поръча два входа на мрежово захранване, тогава той преминава към следващата категория - втората. В този случай енергийните инженери, като правило, изискват от клиентите да плащат за изграждането на двутрансформаторна подстанция. В най-простата версия той съдържа две секции от шини (това са само алуминиеви или в най-добрия случай медни ленти) с високо напрежение с техните входни превключватели, всеки от които е свързан само към един отвходове за високо напрежение (6 или 10 kV). Между секциите е така нареченият секционен превключвател. Ако е отворен, тогава всеки високоволтов вход може да захранва само един трансформатор (като правило само един от двата работи, вторият е в резерв - и това също е типично изискване на енергетиците). В случай на прекъсване на захранването на един от входовете, електротехникът на потребителя може ръчно да включи секционния превключвател и да зареди постоянно работещия трансформатор от друг вход с високо напрежение.
Тези клиенти всъщност не се нуждаят от ATS. Въпреки това през последното десетилетие енергийните инженери често им предлагат да ги инсталират в типични двутрансформаторни подстанции от страната на ниско напрежение. Такъв ATS щит има два входа от нисковолтови намотки на различни трансформатори (и двата трябва да бъдат захранени, но само един от тях е натоварен по всяко време) и един изход към шините за ниско напрежение, към които са свързани всички товари.
I-та категория - ATS е задължителен
Но ако потребителят по принцип не е доволен от времето за ръчно превключване на входовете, тогава той е принуден да използва ATS безпроблемно и да премине към следващата категория надеждност на захранването - първата. В най-простата версия схемата на ATS може да съдържа два входа от същите две секции на високоволтовите шини на подстанцията и блок за включване на секционен превключвател (обикновено вакуумен). Ако напрежението изчезне на входа на захранването, тогава автоматиката изключва входния превключвател ивключва секционни. След това напрежението се подава към комбинираните шини от втория вход. ATS за два входа в този случай може да се извърши и от страната на ниско напрежение на подстанцията, както е описано по-горе.
Но сред консуматорите от 1-ва категория, PUE отделя така наречената специална група, която не включва достатъчно два мрежови входа за захранване, но е необходим и трети резервен вход, обикновено изпълняван от дизелов генератор. В този случай се изисква ATS за 3 входа. Веригата му се изпълнява при ниско напрежение.
Как работи генераторният вход ATS
Напоследък на пазара се появиха много устройства за автоматично резервиране с микропроцесорен контролер. В тази връзка контролерите реле-контролери от серията Easy, произведени от Moeller, са много популярни. Чрез анализиране на сигналите от сензорите за напрежение, микроконтролерът открива прекъсване на захранването и започва процедурата за стартиране на двигателя на генератора (обикновено синхронен). Веднага след като достигне номиналното напрежение и честота, системата за управление превключва товара на консуматора към захранване от него. От гледна точка на електротехниката, свързването на ATS за критични и мощни товари е доста трудна задача, тъй като неизбежните закъснения и други технически трудности затрудняват получаването на незабавно резервно захранване..
Контролна честота и напрежение
Една от основните функции на ATS устройството е да открие спад на напрежението или пълнозагуба на основния източник на захранване. По правило всички фази на захранващата мрежа се наблюдават външно с помощта на реле за ниско напрежение (фазово контролно реле). Точката на повреда се определя от спада на напрежението под минималното допустимо ниво на някоя от фазите. Информацията за напрежението и честотата се предава към щита на ATS, където се определя дали е възможно да продължи захранването на товарите. Допустимото минимално напрежение и честота трябва да бъдат преодолени преди превключване на товарите към захранване от резервния генератор, чиято мощност трябва да бъде осигурена.
Основно забавяне на времето
Веригата ATS обикновено има способността да регулира широко времето на забавяне на своята работа. Това е необходима функция, за да може да спре неоправдано прекъсване от основните източници на захранване в случай на краткотрайни смущения. Най-преобладаващото закъснение отменя всички моментни прекъсвания, за да не предизвика ненужни стартирания на двигателите на генератора и прехвърляне на натоварване към тях. Това забавяне варира от 0 до 6 секунди, като една секунда е най-често срещаната. Той трябва да е кратък, но достатъчен за свързване на потребителски товари към резервни захранвания. Много компании сега купуват мощни, захранвани от батерии непрекъсваеми захранвания, които осигуряват възможно най-ниската латентност на връзката.
Допълнителни закъснения
След възстановяването на основното захранване, някои временнизакъснението е необходимо, за да се гарантира, че товарът е достатъчно стабилен, за да бъде изключен от захранването в режим на готовност. По правило е от нула до тридесет минути. ATS за генератора трябва автоматично да заобиколи това забавяне във времето за връщане към основния източник, ако резервното копие се провали и главният отново работи добре.
Третото най-често срещано забавяне включва периода на охлаждане на двигателя. През този период системата за управление на дизеловия генератор контролира разтоварения двигател, докато спре.
В повечето случаи обикновено е желателно да се прехвърлят товари към резервен генератор, след като се достигнат подходящите нива на напрежение и честота. Въпреки това, в някои ситуации крайните потребители искат последователност от прехвърляния на различни товари към резервния генератор. Когато е необходимо, няколко ATS вериги за генератора се изпълняват с отделни времеви закъснения, така че товарите да могат да бъдат свързани към генератора в произволен ред.
Изпълнителни единици на схеми за резервно въвеждане
Крайният резултат от работата на разглеждания клас устройства е превключването на електрически вериги, тяхното превключване от основния вход към резервния. Както бе отбелязано по-горе, в електрическите подстанции веригата ATS може да бъде изпълнена както от страната на високото, така и от ниското напрежение. В първия случай неговите изпълнителни елементи са стандартни високоволтови прекъсвачи. Във втория случай, който включва превключване на товари към входа на генератора, превключването се извършва от ниско напрежениеустройства.
Те могат да бъдат или част от оборудването на ATS щит (панел), или могат да бъдат външни за него и да бъдат част от общата захранваща верига за натоварване. В първия случай е възможно да се използват магнитни стартери - той се използва в резервни устройства за неиндустриални потребители с мощност на натоварване до няколко десетки kW. При по-високи мощности AVR се използва на контактори. Схемата на устройството е една и съща и в двата случая.
Външни нисковолтови устройства на резервни входни вериги са силови прекъсвачи с електромагнитни задвижвания. Функцията на самото ATS устройство в този случай се свежда до формиране и издаване на подходящи сигнали за включване/изключване към тях.
Типичен ATS блок за 3 входа. Схема и алгоритъм на работа
Проектиран е за осъществяване на непрекъснато захранване на товари с напрежение 0,4 kV от три източника на захранване: два трифазни мрежови входа и трифазен вход на дизел генератор. Изпълнителните устройства са редовни прекъсвачи Q1, Q2 и Q3 на всеки от входовете, защитаващи товари от 1-ва категория надеждност на захранването.
Алгоритъмът за блокова операция е както следва:
1. На главния вход има напрежение. Тогава Q1 е активиран и Q2 и Q3 са забранени.
2. На главния вход няма напрежение, но е на резервния вход. Тогава Q2 е активиран и Q1 и Q3 са забранени.
3. На главния и резервния входникакво напрежение. Тогава Q3 е активиран и Q1 и Q2 са забранени.
