في وضع إمداد الطاقة العادي ، يتم توفير الطاقة بواسطة الأداة المساعدة وتوصيلها إلى نقطة الاستخدام. عندما يتوقف مصدرها الرئيسي عن العمل ، يجب تزويد الطاقة من مدخل التيار الكهربائي الثاني أو المولد الاحتياطي المستخدم يدويًا أو تلقائيًا للأحمال ، والتي يخدمها مخطط ATS (النقل التلقائي للاحتياطي). وتتمثل مهمتها الرئيسية في إعادة توزيع الطاقة من نظام الطاقة إلى مصدر طاقة احتياطي.
III فئة موثوقية مزود الطاقة
كما تعلم ، تقسم شركات الإمداد بالطاقة جميع مستهلكيها ، أي الأشخاص (القانونيون والطبيعي) ، الذين تتعاقد معهم لتزويد الكهرباء ، إلى ثلاث فئات حسب درجة موثوقية التزويد بالكهرباء. الفئة 3 لديها أدنى موثوقية. يتم تزويد هذا العميل في صناعة الطاقة بإدخال جهد واحد ثلاثي الطور يبلغ 6 أو 10 كيلو فولت (أحيانًا 400 فولت) أو مدخل أحادي الطور 230 فولت من مصدر واحدالمحطات الفرعية ، لكن تكلفة توصيل الأحمال بالشبكة في هذه الفئة ضئيلة - يكفي تثبيت محطة فرعية بسيطة ذات حزمة محول واحد وتوصيلها بأقرب خط نقل طاقة.
هل أحتاج إلى مخطط ATS للفئة الثالثة؟
PUE يسمح بإمكانية إمداد الطاقة وفقًا لمثل هذا المخطط ، إذا كان مهندسو الطاقة يضمنون استعادة الطاقة بعد الحوادث في مدة لا تزيد عن يوم واحد. ماذا لو لم يكن كذلك؟ إذن فأنت بحاجة إلى مصدر طاقة احتياطي ، والذي عادة ما يكون وحدة تعمل بالغاز أو مولد ديزل. في الماضي ، كان المستهلكون يربطون أحمالهم يدويًا ويبدأون في تشغيلها. لكن مع تطور أتمتة هذه المنتجات ، أصبح من الممكن إطلاقها دون تدخل بشري.
وبما أنه من الممكن بدء تشغيل مولد ديزل تلقائيًا ، فبنفس الطريقة يمكن توصيل أحمال المستهلك به. هذه هي الطريقة التي نشأ بها المفهوم الحديث لـ ATS ثنائي المدخلات ، حيث أصبحت الدائرة الكهربائية ، الواردة أدناه ، بالفعل المعيار لإمداد الطاقة لمنزل خاص.
الفئة الثانية: هل تحتاج ATS
إذا طلب المستهلك مدخلين رئيسيين للطاقة ، فإنه ينتقل إلى الفئة التالية - الثانية. في هذه الحالة ، يطلب مهندسو الطاقة ، كقاعدة عامة ، من العملاء الدفع مقابل إنشاء محطة فرعية ذات محولين. في أبسط إصدار ، يحتوي على قسمين من قضبان التوصيل (هذه فقط من الألومنيوم أو ، في أحسن الأحوال ، أشرطة نحاسية) ذات الجهد العالي مع مفاتيح الإدخال الخاصة بهم ، كل منها متصل بواحد فقط منمدخلات الجهد العالي (6 او 10 ك.ف.). بين الأقسام هو ما يسمى التبديل المقطعي. إذا كان مفتوحًا ، فيمكن لكل مدخل عالي الجهد أن يغذي محولًا واحدًا فقط (كقاعدة عامة ، واحد فقط من الاثنين قيد التشغيل ، والثاني في الاحتياطي - وهذا أيضًا مطلب نموذجي لمهندسي الطاقة). في حالة انقطاع التيار الكهربائي في أحد المدخلات ، يمكن للكهربائي للمستهلك تشغيل المفتاح المقطعي يدويًا وتحميل المحول الذي يعمل باستمرار من إدخال آخر عالي الجهد.
هؤلاء العملاء لا يحتاجون في الواقع إلى ATS. ومع ذلك ، في العقد الماضي ، غالبًا ما عرض عليهم مهندسو الطاقة تركيبها في محطات فرعية نموذجية ذات محولين على جانب الجهد المنخفض. يحتوي درع ATS هذا على مدخلين من لفات الجهد المنخفض لمحولات مختلفة (يجب تنشيط كل منهما ، ولكن يتم تحميل واحد منهما فقط في أي وقت) ومخرج واحد إلى حافلات الجهد المنخفض ، التي تتصل بها جميع الأحمال.
I-th الفئة - ATS إلزامي
ولكن إذا كان المستهلك ، من حيث المبدأ ، غير راضٍ عن التأخير الزمني للتبديل اليدوي للمدخلات ، فإنه يضطر إلى استخدام ATS دون فشل والانتقال إلى الفئة التالية من موثوقية مصدر الطاقة - الأولى. في أبسط إصدار ، قد يحتوي مخطط دائرة ATS على مدخلين من نفس القسمين من حافلات الجهد العالي للمحطة الفرعية وكتلة للتبديل على مفتاح مقطعي (عادةً ما يكون فراغ واحد). إذا اختفى الجهد عند إدخال الإمداد ، فحينئذٍ تقوم الأتمتة بإيقاف تشغيل مفتاح الإدخال الخاص بها ويشمل المقطعية. بعد ذلك ، يتم توفير الجهد للحافلات المدمجة من الإدخال الثاني. يمكن أيضًا إجراء ATS لمدخلين في هذه الحالة على جانب الجهد المنخفض للمحطة الفرعية ، كما هو موضح أعلاه.
لكن من بين مستهلكي الفئة الأولى ، تفرد PUE ما يسمى بالمجموعة الخاصة ، والتي لا تتضمن مدخلين كافيين للطاقة للشبكة ، ولكن يلزم أيضًا إدخال احتياطي ثالث ، وعادة ما يتم إجراؤه من مولد ديزل. في هذه الحالة ، مطلوب ATS لـ 3 مدخلات. يتم تنفيذ دائرتها بجهد منخفض.
كيف يعمل Generator Input ATS
في الآونة الأخيرة ، ظهرت العديد من أجهزة التكرار التلقائي المزودة بوحدة تحكم في المعالجات الدقيقة في السوق. في هذا الصدد ، تحظى أجهزة التحكم في مرحلات التحكم لسلسلة Easy المصنعة من قبل Moeller بشعبية كبيرة. من خلال تحليل الإشارات من مستشعرات الجهد ، يكتشف المتحكم الدقيق انقطاع التيار الكهربائي ويبدأ الإجراء لبدء تشغيل محرك المولد (عادةً ما يكون متزامنًا). بمجرد أن يصل إلى الجهد والتردد المقننين ، يقوم نظام التحكم بتحويل حمل المستهلك إلى الطاقة منه. من وجهة نظر الهندسة الكهربائية ، يعد توصيل ATS للأحمال الحرجة والقوية مهمة صعبة إلى حد ما ، نظرًا لأن التأخيرات الزمنية الحتمية والصعوبات الفنية الأخرى تجعل من الصعب الحصول على طاقة احتياطية فورية.
التحكم في التردد والجهد
تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية لجهاز ATS في اكتشاف انخفاض الجهد أو الامتلاءفقدان مصدر الطاقة الرئيسي. كقاعدة عامة ، تتم مراقبة جميع مراحل شبكة الإمداد خارجيًا عن طريق مرحل انخفاض الجهد (مرحل مراقبة الطور). يتم تحديد نقطة الفشل من خلال انخفاض الجهد إلى ما دون المستوى الأدنى المسموح به في أي مرحلة من المراحل. يتم إرسال المعلومات حول الجهد والتردد إلى درع ATS ، حيث يتم تحديد ما إذا كان من الممكن الاستمرار في تشغيل الأحمال. يجب التغلب على الحد الأدنى المسموح به من الجهد والتردد قبل تحويل الأحمال إلى الطاقة من المولد الاحتياطي ، والذي يجب توفير طاقته.
تأخير الوقت الرئيسي
عادة ما تتمتع دائرة ATS بالقدرة على ضبط وقت تأخير تشغيلها على نطاق واسع. هذه وظيفة ضرورية لتكون قادرًا على إيقاف عمليات الفصل غير المبررة من مصادر إمداد الطاقة الرئيسية في حالة حدوث اضطرابات قصيرة المدى. يتجاوز التأخير الزمني الأكثر شيوعًا أي انقطاع مؤقت حتى لا يتسبب في عمليات تشغيل غير ضرورية لمحركات تشغيل المولد وتحويل الأحمال إليها. يتراوح هذا التأخير من 0 إلى 6 ثوانٍ ، مع كون ثانية واحدة هي الأكثر شيوعًا. يجب أن تكون قصيرة ، لكنها كافية لتوصيل أحمال المستهلك بمصادر الطاقة الاحتياطية. تشتري العديد من الشركات الآن مصادر طاقة غير متقطعة قوية تعمل بالبطارية توفر أقل زمن انتقال ممكن للاتصال.
تأخير وقت إضافي
بعد استعادة القوة الرئيسية ، بعض مؤقتالتأخير ضروري لضمان ثبات الحمولة بما يكفي لفصلها عن الطاقة الاحتياطية. كقاعدة عامة ، من صفر إلى ثلاثين دقيقة. يجب أن يتجاوز ATS للمولد تلقائيًا هذا التأخير الزمني في العودة إلى المصدر الرئيسي إذا فشل النسخ الاحتياطي وعمل الجهاز الرئيسي بشكل جيد مرة أخرى.
يتضمن التأخير الزمني الثالث الأكثر شيوعًا فترة تبريد المحرك. خلال هذه الفترة ، يتحكم نظام التحكم في مولد الديزل في المحرك الذي تم تفريغه حتى يتوقف.
في معظم الحالات ، من المستحسن عادةً نقل الأحمال إلى مولد احتياطي بمجرد الوصول إلى مستويات الجهد والتردد المناسبة. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يريد المستخدمون النهائيون تسلسل عمليات نقل الأحمال المختلفة إلى المولد الاحتياطي. عند الحاجة ، يتم تنفيذ العديد من دوائر ATS للمولد بتأخيرات زمنية فردية بحيث يمكن توصيل الأحمال بالمولد بأي ترتيب مرغوب.
الوحدات التنفيذية لمخططات الإدخال الاحتياطي
النتيجة النهائية لعمل فئة الأجهزة المدروسة هي تبديل الدوائر الكهربائية ، وتحويلها من المدخل الرئيسي إلى المدخل الاحتياطي. كما هو مذكور أعلاه ، في المحطات الكهربائية الفرعية ، يمكن تنفيذ دائرة ATS على جانبي الجهد العالي والمنخفض. في الحالة الأولى ، تكون عناصره التنفيذية عبارة عن قواطع قياسية للتيار الكهربائي عالي الجهد. في الحالة الثانية ، والتي تتضمن تحويل الأحمال إلى مدخلات المولد ، يتم التبديل بجهد منخفضالأجهزة.
يمكن أن تكون إما جزءًا من معدات درع (لوحة) ATS ، أو يمكن أن تكون خارجها وتكون جزءًا من دائرة إمداد طاقة الحمل الإجمالية. في الحالة الأولى ، من الممكن استخدام المشغلات المغناطيسية - يتم استخدامها في أجهزة النسخ الاحتياطي للمستهلكين غير الصناعيين بقدرة تحميل تصل إلى عدة عشرات من كيلووات. في الصلاحيات الأعلى ، يتم استخدام AVR على الملامسات. مخطط الدائرة للجهاز هو نفسه في كلتا الحالتين
الأجهزة الخارجية ذات الجهد المنخفض لدوائر الإدخال الاحتياطي عبارة عن قواطع دوائر كهربائية مزودة بمحركات كهرومغناطيسية. يتم تقليل وظيفة جهاز ATS نفسه في هذه الحالة لتشكيل وإصدار إشارات تشغيل / إيقاف مناسبة لهم.
كتلة ATS نموذجية لـ 3 مدخلات. مخطط وخوارزمية العمل
مصمم لتنفيذ إمداد مستمر للطاقة للأحمال بجهد 0.4 كيلو فولت من ثلاثة مصادر للطاقة: مدخلا شبكة ثلاثية الطور ومدخل ثلاثي الطور لمولد ديزل. الأجهزة التنفيذية عبارة عن قواطع دوائر منتظمة Q1 و Q2 و Q3 لكل من المدخلات ، مما يحمي أحمال الفئة الأولى من موثوقية مصدر الطاقة.
خوارزمية عملية الكتلة هي كما يلي:
1. يوجد جهد على الدخل الرئيسي. ثم يتم تمكين Q1 وتعطيل Q2 و Q3.
2. لا يوجد جهد عند المدخل الرئيسي ، ولكنه عند المدخل الاحتياطي. ثم يتم تمكين Q2 وتعطيل Q1 و Q3.
3. على المدخلات الرئيسية والاحتياطيةلا توتر. ثم يتم تمكين Q3 وتعطيل Q1 و Q2.
