Автомат перемикання резерву (ATS) для аварійного електропостачання

У гіді про §551 (аварійні генератори) та в гіді про навантажувальне випробування генератора розглядаються сам генератор і його випробування під повним навантаженням. Ця стаття розглядає перемикач, який визначає, яке джерело — мережа чи генератор — фактично живить установку: автомат перемикання резерву (Automatic Transfer Switch, ATS), вимоги до перемикання якого закріплені в IEC 60947-6-1.

Перемикання з розривом: break-before-make

Найпоширеніша конструкція ATS працює за принципом break-before-make («спочатку розрив, потім замикання»): навантаження повністю від'єднується від одного джерела до підключення іншого, з коротким проміжком часу, протягом якого обидва перемикачі розімкнені. Це запобігає ненавмисному паралельному увімкненню мережевого живлення та резервного генератора — ситуації, яка може призвести до небезпечного струму короткого замикання або зворотного живлення мережі (див. також гід про заземлення переносних агрегатів про ризики заземлення генератора, некоректно від'єднаного від мережі).

Перемикання без розриву: короткочасна паралельна робота

В ATS із перемиканням без розриву (closed transition) обидва джерела на дуже короткий період перекриття залишаються синхронізованими й працюють паралельно — наприклад, щоб перемкнути чутливу електроніку або безперервний процес взагалі без будь-якої перерви. Це вимагає додаткової перевірки синхронізації (частота, фаза, напруга), що підтверджує достатню відповідність обох джерел, перш ніж перекриття буде дозволено — тому ATS із перемиканням без розриву значно складніша й дорожча за конструкцію з розривом і застосовується лише там, де навіть короткочасна перерва при перемиканні з розривом уже неприйнятна.

Час перемикання

Загальний час перемикання ATS (від втрати мережевої напруги до появи напруги від генератора) складається з: часу виявлення зникнення мережі, часу відключення перемикача з боку мережі, часу запуску/прогріву генератора до номінальної напруги/частоти та часу замикання перемикача з боку генератора. Для критичних застосувань (наприклад, аварійне освітлення, див. гід про аварійні світильники) часто використовується окремий ДБЖ для перекриття часу до виходу генератора на робочу напругу, оскільки перемикання ATS на холодний запуск генератора зазвичай надто повільне для таких застосувань (див. також гід про безперервність живлення ДБЖ).

Зверніть увагу: ця стаття наводить принцип перемикання. Точний час перемикання, необхідні допуски синхронізації при перемиканні без розриву та точні вимоги до випробувань відрізняються залежно від виробу й застосування та визначаються IEC 60947-6-1 і документацією виробника.

Практична значущість

При проєктуванні резервного електропостачання необхідно заздалегідь визначити, чи може підключене навантаження витримати короткочасну перерву (перемикання з розривом), чи потрібен безперебійний перехід (перемикання без розриву або окремий ДБЖ для перекриття) — цей вибір визначає як необхідний тип ATS, так і потребу в додатковому ДБЖ.

Часті помилки

Застосування ATS із перемиканням без розриву без коректного налаштування необхідної перевірки синхронізації — недостатньо контрольоване перекриття між мережею та генератором може призвести до струму короткого замикання замість безшовного переходу.
Припущення, що будь-яке перемикання ATS достатньо швидке для аварійного освітлення чи інших критичних за часом застосувань — холодний запуск генератора зазвичай вимагає часу, що значно перевищує допустимий час перерви для такого застосування.
Робота генератора напряму паралельно з мережею «для тесту» без коректного ATS чи пристрою синхронізації — це одна з найпоширеніших причин зворотного живлення мережі та небезпеки для персоналу мережевої компанії.

Автомат перемикання резерву (ATS) для аварійного електропостачання (IEC 60947-6-1)