V običajnem načinu napajanja energijo zagotavlja pripomoček in jo dostavi na mesto uporabe. Ko njegov glavni vir preneha delovati, je treba napajanje iz drugega omrežnega vhoda ali uporabljenega rezervnega generatorja ročno ali samodejno dovajati bremenom, za kar služi shema ATS (samodejni prenos rezerve). Njegova glavna naloga je prerazporediti moč iz električnega sistema v rezervni vir energije.
III kategorija zanesljivosti napajanja
Kot veste, podjetja za oskrbo z električno energijo delijo vse svoje odjemalce, torej tiste osebe (pravne in fizične), s katerimi sklepajo pogodbe o dobavi električne energije, v tri kategorije glede na stopnjo zanesljivosti oskrbe z električno energijo. Kategorija 3 ima najnižjo zanesljivost. Takemu odjemalcu elektroenergetike je na voljo le en trifazni napetostni vhod 6 ali 10 kV (včasih 400 V) ali enofazni vhod 230 V iz enega napajanjatransformatorskih postaj, vendar so stroški priključitve obremenitev na omrežje v tej kategoriji minimalni - dovolj je, da namestimo preprosto enotransformatorsko paketno transformatorsko postajo in jo priključimo na najbližji daljnovod.
Ali potrebujem shemo ATS za kategorijo III?
PUE omogoča možnost oskrbe z električno energijo po takšni shemi, če energetski inženirji zagotovijo obnovo električne energije po nesrečah v največ enem dnevu. Kaj pa če ni? Potem potrebujete rezervni vir energije, ki je običajno enota na plin ali dizelski generator. V starih časih so potrošniki ročno priklopili svoje obremenitve nanje in jih zagnali. Toda ko se je avtomatizacija teh izdelkov razvila, jih je postalo mogoče lansirati brez človeškega posredovanja.
In ker je mogoče dizelski generator samodejno zagnati, je na enak način mogoče nanj priključiti obremenitve potrošnikov. Tako je nastal sodoben koncept dvo-vhodnega ATS-a, katerega električni tokokrog, naveden spodaj, že postaja standard za napajanje zasebne hiše.
Kategorija II: Ali potrebuje ATS
Če potrošnik naroči dva omrežna vhoda, gre v naslednjo kategorijo - drugo. V tem primeru energetski inženirji praviloma zahtevajo od odjemalcev plačilo za gradnjo dvotransformatorske postaje. V najpreprostejši različici vsebuje dva dela zbiralke (to so le aluminijasti ali v najboljšem primeru bakreni trakovi) visoke napetosti z vhodnimi stikali, od katerih je vsak priključen samo na enega odvisokonapetostni vhodi (6 ali 10 kV). Med odseki je tako imenovano sekcijsko stikalo. Če je odprt, lahko vsak visokonapetostni vhod napaja samo en transformator (praviloma deluje le eden od dveh, drugi je v rezervi - in to je tudi tipična zahteva energetskih inženirjev). V primeru izpada električne energije na enem od vhodov lahko porabnikov električar ročno vklopi sekcijsko stikalo in obremeni stalno delujoči transformator iz drugega visokonapetostnega vhoda.
Te stranke dejansko ne potrebujejo ATS. Vendar pa so jim v zadnjem desetletju elektrarji pogosto ponudili, da jih vgradijo v tipične dvotransformatorske postaje na nizkonapetostni strani. Takšen ATS ščit ima dva vhoda iz nizkonapetostnih navitij različnih transformatorjev (oba morata biti pod napetostjo, vendar je v vsakem trenutku obremenjen le eden) in en izhod na nizkonapetostna vodila, na katera so priključene vse obremenitve.
I-ja kategorija - ATS je obvezen
Toda če potrošnik načeloma ni zadovoljen s časovnim zamikom za ročno preklapljanje vhodov, je prisiljen uporabiti ATS brez napak in preiti na naslednjo kategorijo zanesljivosti napajanja - prvo. V najpreprostejši različici lahko shema vezja ATS vsebuje dva vhoda iz istih dveh delov visokonapetostnih vodil postaj in blok za vklop sekcijskega stikala (običajno vakuumskega). Če napetost na napajalnem vhodu izgine, avtomatika izklopi vhodno stikalo invključuje sekcijsko. Po tem se napetost dovaja na kombinirana vodila z drugega vhoda. ATS za dva vhoda se v tem primeru lahko izvede tudi na nizkonapetostni strani postaje, kot je opisano zgoraj.
Toda med porabniki 1. kategorije PUE izpostavlja tako imenovano posebno skupino, ki ne vključuje dovolj dveh omrežnih napajalnih vhodov, ampak je potreben tudi tretji rezervni vhod, običajno iz dizelskega generatorja. V tem primeru je potreben ATS za 3 vhode. Njegovo vezje se izvaja pri nizki napetosti.
Kako deluje vhod generatorja ATS
V zadnjem času se je na trgu pojavilo veliko avtomatskih redundantnih naprav z mikroprocesorskim krmilnikom. V zvezi s tem so zelo priljubljeni krmilni releji-krmilniki serije Easy proizvajalca Moeller. Z analizo signalov napetostnih senzorjev mikrokrmilnik zazna izpad električne energije in sproži postopek za zagon motorja generatorja (običajno sinhroni). Takoj ko doseže nazivno napetost in frekvenco, krmilni sistem preklopi obremenitev porabnika na napajanje iz nje. Z vidika elektrotehnike je povezava ATS za kritične in močne obremenitve precej težka naloga, saj neizogibne časovne zamude in druge tehnične težave otežujejo takojšnjo rezervno moč.
Nadzorna frekvenca in napetost
Ena od glavnih funkcij ATS naprave je zaznavanje padca napetosti ali polne napetostiizguba glavnega vira energije. Vse faze napajalnega omrežja se praviloma nadzorujejo zunanje s pomočjo podnapetostnega releja (fazni nadzorni rele). Točka izpada je določena s padcem napetosti pod najnižjo dovoljeno raven na kateri koli fazi. Podatki o napetosti in frekvenci se posredujejo v ščit ATS, kjer se ugotovi, ali je možno nadaljevati napajanje bremen. Dovoljeno najmanjšo napetost in frekvenco je treba preseči, preden obremenitve preklopite na napajanje iz rezervnega generatorja, katerega moč je treba zagotoviti.
Glavna časovna zamuda
Tokokrog ATS ima običajno možnost širokega prilagajanja časa zakasnitve svojega delovanja. To je nujna funkcija za zaustavitev neupravičenih izklopov iz glavnih virov napajanja v primeru kratkotrajnih motenj. Najbolj prevladujoča časovna zakasnitev preglasi morebitne trenutne izpade, da ne povzroči nepotrebnih zagonov generatorskih pogonskih motorjev in prenosov obremenitve nanje. Ta zamuda se giblje od 0 do 6 sekund, pri čemer je najpogostejša ena sekunda. Biti mora kratek, vendar zadosten za priključitev bremen potrošnikov na rezervne napajalnike. Številna podjetja zdaj kupujejo zmogljive, baterijske neprekinjene napajalnike, ki zagotavljajo najnižjo možno zakasnitev povezave.
Dodatne časovne zamude
Po obnovi glavnega napajanja nekaj začasnihzakasnitev je potrebna, da se zagotovi, da je obremenitev dovolj stabilna, da se lahko izklopi iz napajanja v stanju pripravljenosti. Praviloma je od nič do trideset minut. ATS za generator bi moral samodejno zaobiti to časovno zakasnitev pri vrnitvi na glavni vir, če varnostna kopija ne uspe in glavni ponovno deluje dobro.
Tretja najpogostejša časovna zamuda vključuje obdobje hlajenja motorja. V tem obdobju krmilni sistem dizelskega generatorja nadzoruje neobremenjeni motor, dokler se ne ustavi.
V večini primerov je običajno zaželeno, da se obremenitve prenesejo na rezervni generator, ko so dosežene ustrezne ravni napetosti in frekvence. Vendar pa v nekaterih situacijah končni uporabniki želijo zaporedje prenosov različnih obremenitev na rezervni generator. Po potrebi se izvede več tokokrogov ATS za generator s posameznimi časovnimi zamiki, tako da je mogoče obremenitve priključiti na generator v poljubnem vrstnem redu.
Izvršne enote rezervnih vnosnih shem
Končni rezultat dela obravnavanega razreda naprav je preklapljanje električnih tokokrogov, njihovo preklapljanje z glavnega vhoda na rezervnega. Kot je navedeno zgoraj, se lahko v električnih postajah vezje ATS izvaja tako na strani visoke kot nizke napetosti. V prvem primeru so njegovi izvršilni elementi standardni visokonapetostni odklopniki. V drugem primeru, ki vključuje preklop bremen na vhod generatorja, se preklapljanje izvaja z nizkonapetostnimnaprave.
Lahko so del opreme ATS ščita (plošča) ali pa so zunanji zanjo in so del celotnega napajalnega tokokroga obremenitve. V prvem primeru je mogoče uporabiti magnetne zaganjalnike - uporablja se v rezervnih napravah za neindustrijske porabnike z močjo obremenitve do nekaj deset kW. Pri višjih močeh se AVR uporablja na kontaktorjih. Shema vezja naprave je v obeh primerih enaka.
Zunanje nizkonapetostne naprave rezervnih vhodnih tokokrogov so močnostni odklopniki z elektromagnetnimi pogoni. Funkcija same naprave ATS se v tem primeru zmanjša na oblikovanje in izdajanje ustreznih signalov za vklop/izklop.
Tipičen ATS blok za 3 vhode. Shema in algoritem dela
Zasnovan je za izvajanje neprekinjenega napajanja bremen z napetostjo 0,4 kV iz treh virov napajanja: dveh trifaznih omrežnih vhodov in trifaznega vhoda dizelskega generatorja. Izvršne naprave so redni odklopniki Q1, Q2 in Q3 vsakega od vhodov, ki ščitijo obremenitve 1. kategorije zanesljivosti napajanja.
Algoritem delovanja blokov je naslednji:
1. Na glavnem vhodu je napetost. Nato je Q1 omogočen in Q2 in Q3 sta onemogočena.
2. Na glavnem vhodu ni napetosti, je pa na rezervnem vhodu. Nato je Q2 omogočen in Q1 in Q3 sta onemogočena.
3. Na glavnem in rezervnem vhodubrez napetosti. Nato je Q3 omogočen in Q1 in Q2 sta onemogočena.
