Omschakelautomaat (ATS) voor noodstroomvoorzieningen (IEC 60947-6-1)
Omschakelautomaat (ATS) voor noodstroomvoorzieningen
De noodstroomaggregaten-551-gids en de noodstroomaggregaat-belastingtest-gids behandelen het aggregaat zelf en de test van de volledige belasting. Dit artikel behandelt de schakelaar die bepaalt welke bron — net of aggregaat — daadwerkelijk de installatie voedt: de Automatic Transfer Switch (ATS), ook wel omschakelautomaat genoemd, waarvan de schakeleisen zijn vastgelegd in IEC 60947-6-1.
Open-transitie: break-before-make
De meest gebruikte ATS-uitvoering werkt volgens het break-before-make- principe: de belasting wordt eerst volledig losgekoppeld van de ene bron voordat de andere bron wordt aangesloten, met een korte tussenpozetijd waarin beide schakelaars open staan. Dit voorkomt dat de netvoeding en het noodaggregaat ooit onbedoeld parallel komen te staan — een situatie die tot een gevaarlijke kortsluitstroom of een terugvoeding richting het net kan leiden (zie ook de draagbare-aggregaten-aarding-gids voor de aardingsrisico's van een aggregaat dat niet correct is losgekoppeld van het net).
Gesloten-transitie: kortstondig parallel
Bij een gesloten-transitie-ATS (closed transition) blijven beide bronnen voor een zeer korte overlaptijd wél parallel gesynchroniseerd — bijvoorbeeld om gevoelige elektronica of een continuproces zonder enige onderbreking over te laten schakelen. Dit vereist een aanvullende synchronisatiecontrole (frequentie, fase, spanning) die bevestigt dat beide bronnen voldoende overeenkomen vóórdat de overlap wordt toegestaan — een gesloten-transitie-ATS is daarmee aanzienlijk complexer en duurder dan een open-transitie-uitvoering, en wordt daarom alleen toegepast waar de korte onderbreking van een open-transitie- schakeling zelf al onaanvaardbaar is.
Omschakeltijd
De totale omschakeltijd van een ATS (van het wegvallen van de netspanning tot het weer beschikbaar zijn van spanning via het aggregaat) is een optelsom van: de detectietijd van de netuitval, de uitschakeltijd van de netzijde-schakelaar, de opstart-/opwarmtijd van het aggregaat tot nominale spanning/frequentie, en de insteltijd van de aggregaatzijde-schakelaar. Voor kritieke toepassingen (bijvoorbeeld noodverlichting, zie de noodverlichtingsarmaturen-gids) wordt vaak een aparte UPS ingezet om de overbruggingstijd tot het aggregaat op spanning is te overbruggen, omdat een ATS-omschakeling naar een koud startend aggregaat doorgaans te lang duurt voor die toepassingen (zie ook de ups-noodstroomcontinuiteit-gids).
Let op: dit artikel geeft het schakelprincipe. De exacte omschakeltijd, de vereiste synchronisatietoleranties bij gesloten-transitie en de precieze testeisen zijn per product en toepassing verschillend en volgen uit IEC 60947-6-1 en de productdocumentatie van de fabrikant.
Praktische relevantie
Bij het ontwerpen van een noodstroomvoorziening moet vooraf worden vastgesteld of de aangesloten belasting een korte onderbreking (open- transitie) kan verdragen, of dat een ononderbroken overgang (gesloten-transitie, of een aparte UPS als overbrugging) noodzakelijk is — deze keuze bepaalt zowel het benodigde ATS-type als de eventuele noodzaak van een aanvullende UPS.
Veelgemaakte fouten
- Een gesloten-transitie-ATS toepassen zonder de vereiste synchronisatiecontrole correct in te stellen — een onvoldoende gecontroleerde overlap tussen net en aggregaat kan tot een kortsluitstroom leiden in plaats van een naadloze overgang.
- Aannemen dat elke ATS-omschakeling snel genoeg is voor noodverlichting of andere tijdkritieke toepassingen — een koud startend aggregaat heeft doorgaans een opstarttijd die veel langer is dan de toegestane onderbrekingstijd voor die toepassing.
- Het aggregaat direct parallel aan het net laten draaien "voor de test" zonder een correcte ATS of synchronisatievoorziening — dit is een van de meest voorkomende oorzaken van terugvoeding naar het net en een risico voor netbeheerderspersoneel.