V normálním režimu napájení je energie dodávána ze sítě a dodávána do místa použití. Když přestane fungovat jeho hlavní zdroj, musí být napájení z druhého síťového vstupu nebo použitého záložního generátoru ručně nebo automaticky dodáváno do zátěží, k čemuž slouží schéma ATS (automatický přenos rezervy). Jeho hlavním úkolem je přerozdělit energii ze systému napájení do záložního zdroje energie.
III kategorie spolehlivosti napájecího zdroje
Jak víte, energetické společnosti rozdělují všechny své spotřebitele, tedy osoby (právnické i fyzické), se kterými uzavírají smlouvy o dodávkách elektřiny, do tří kategorií podle stupně spolehlivosti dodávky elektřiny. Kategorie 3 má nejnižší spolehlivost. Takový zákazník energetiky má k dispozici pouze jeden třífázový napěťový vstup 6 nebo 10 kV (někdy 400 V) nebo jednofázový vstup 230 V z jednoho zdroje.rozvodny, ale náklady na připojení zátěže do sítě této kategorie jsou minimální - stačí nainstalovat jednoduchou jednotransformátorovou trafostanici a připojit ji k nejbližšímu vedení pro přenos elektrické energie.
Potřebuji schéma ATS pro kategorii III?
PUE umožňuje možnost napájení podle takového schématu, pokud energetici zaručí obnovení napájení po haváriích do jednoho dne. Co když ne? Pak potřebujete záložní zdroj energie, kterým bývá plynový agregát nebo dieselagregát. Za starých časů k nim spotřebitelé ručně připojovali své zátěže a spouštěli je. Ale jak se automatizace těchto produktů vyvíjela, bylo možné je spustit bez lidského zásahu.
A protože je možné automaticky spustit dieselový generátor, stejným způsobem je možné k němu připojit spotřebiče. Tak vznikl moderní koncept dvouvstupového ATS, jehož elektrický obvod, uvedený níže, se již stává standardem pro napájení soukromého domu.
Kategorie II: Potřebuje ATS
Pokud si spotřebitel objedná dva síťové vstupy, přejde do další kategorie – do druhé. V tomto případě energetici zpravidla vyžadují, aby zákazníci zaplatili výstavbu dvoutransformátorové rozvodny. V nejjednodušší verzi obsahuje dva úseky přípojnic (jedná se pouze o hliníkové nebo v lepším případě měděné pásy) vysokého napětí s jejich vstupními spínači, z nichž každý je připojen pouze k jednomuvysokonapěťové vstupy (6 nebo 10 kV). Mezi sekcemi je tzv. sekční výhybka. Pokud je rozepnutý, pak každý vysokonapěťový vstup může napájet pouze jeden transformátor (zpravidla je v provozu jen jeden ze dvou, druhý je v záloze - a to je také typický požadavek energetiků). V případě výpadku proudu na jednom ze vstupů může elektrikář spotřebitele ručně zapnout sekční spínač a načíst trvale pracující transformátor z jiného vysokonapěťového vstupu.
Tito zákazníci ve skutečnosti ATS nepotřebují. V posledním desetiletí jim však energetici často nabízeli jejich instalaci do typických dvoutransformátorových rozvoden na straně nízkého napětí. Takový ATS štít má dva vstupy z nízkonapěťových vinutí různých transformátorů (oba musí být pod napětím, ale vždy je zatížen pouze jeden z nich) a jeden výstup na nízkonapěťové sběrnice, na které jsou připojeny všechny zátěže.
I. kategorie – ATS je povinná
Pokud ale spotřebitel v zásadě není spokojen s časovou prodlevou pro ruční přepínání vstupů, je nucen bezpodmínečně použít ATS a přejít do další kategorie spolehlivosti napájení - první. V nejjednodušším provedení může schéma zapojení ATS obsahovat dva vstupy ze stejných dvou sekcí vysokonapěťových sběrnic rozvodny a blok pro zapnutí sekčního spínače (obvykle vakuového). Pokud napětí na napájecím vstupu zmizí, automatika vypne svůj vstupní spínač azahrnuje sekční. Poté je z druhého vstupu přivedeno napětí na kombinované sběrnice. ATS pro dva vstupy lze v tomto případě provést také na nízkonapěťové straně rozvodny, jak je popsáno výše.
Mezi spotřebiteli 1. kategorie však PUE vyčleňuje tzv. speciální skupinu, která nezahrnuje dostatek dvou síťových napájecích vstupů, ale je vyžadován i třetí záložní vstup, obvykle prováděný z dieselagregátu. V tomto případě je vyžadován ATS pro 3 vstupy. Jeho obvod se provádí při nízkém napětí.
Jak funguje ATS vstup generátoru
V poslední době se na trhu objevilo mnoho automatických redundantních zařízení s mikroprocesorovým řadičem. V tomto ohledu jsou velmi oblíbené řídicí reléové ovladače řady Easy vyráběné firmou Moeller. Analýzou signálů z napěťových senzorů detekuje mikrokontrolér výpadek napájení a zahájí proceduru spouštění motoru generátoru (obvykle synchronního). Jakmile dosáhne jmenovitého napětí a frekvence, řídicí systém přepne zátěž spotřebiče na napájení z něj. Z hlediska elektrotechniky je připojení ATS pro kritické a výkonné zátěže poměrně obtížným úkolem, protože nevyhnutelné časové prodlevy a další technické potíže ztěžují získání okamžité záložní energie.
Ovládací frekvence a napětí
Jednou z hlavních funkcí zařízení ATS je detekovat pokles napětí nebo plné napětíztráta hlavního zdroje energie. Zpravidla jsou všechny fáze napájecí sítě hlídány externě pomocí podpěťového relé (fázové monitorovací relé). Bod poruchy je určen poklesem napětí pod minimální přípustnou úroveň na kterékoli z fází. Informace o napětí a frekvenci se přenáší do štítu ATS, kde se zjišťuje, zda je možné nadále napájet zátěže. Před přepnutím zátěže na napájení ze záložního generátoru, jehož výkon by měl být zajištěn, musí být překonáno přípustné minimální napětí a frekvence.
Hlavní časové zpoždění
Obvod ATS má obvykle schopnost široce upravit dobu zpoždění své činnosti. Je to funkce nezbytná k tomu, aby bylo možné zastavit neodůvodněné odpojení od hlavních zdrojů napájení v případě krátkodobých poruch. Nejčastěji převažující časové zpoždění potlačí jakékoli momentální výpadky, aby nezpůsobilo zbytečné spouštění hnacích motorů generátoru a přenos zátěže na ně. Toto zpoždění se pohybuje od 0 do 6 sekund, přičemž jedna sekunda je nejčastější. Mělo by být krátké, ale dostatečné pro připojení spotřebičů k záložním zdrojům napájení. Mnoho společností nyní nakupuje výkonné nepřerušitelné zdroje napájení na baterie, které poskytují nejnižší možnou latenci připojení.
Další časová zpoždění
Po obnovení hlavního napájení nějaké dočasnézpoždění je nutné, aby bylo zajištěno, že zátěž je dostatečně stabilní, aby mohla být odpojena od pohotovostního napájení. Zpravidla je to od nuly do třiceti minut. ATS pro generátor by měl automaticky obejít tuto časovou prodlevu při návratu k hlavnímu zdroji, pokud zálohování selže a hlavní zdroj opět funguje dobře.
Třetí nejčastější časová prodleva zahrnuje období ochlazování motoru. Během této doby řídí řídicí systém dieselového generátoru nezatížený motor, dokud se nezastaví.
Ve většině případů je obvykle žádoucí přenést zátěže do záložního generátoru, jakmile je dosaženo příslušných úrovní napětí a frekvence. V některých situacích však koncoví uživatelé chtějí sekvenci přenosů různých zátěží do záložního generátoru. V případě potřeby je provedeno několik obvodů ATS pro generátor s individuálním časovým zpožděním, takže zátěže mohou být připojeny ke generátoru v libovolném pořadí.
Výkonné jednotky rezervních vstupních schémat
Konečným výsledkem práce uvažované třídy přístrojů je přepínání elektrických obvodů, jejich přepínání z hlavního vstupu na záložní. Jak bylo uvedeno výše, v elektrických rozvodnách může být obvod ATS implementován na straně vysokého i nízkého napětí. V prvním případě jsou jeho výkonnými prvky standardní vysokonapěťové jističe. Ve druhém případě, který zahrnuje spínání zátěží na vstup generátoru, se spínání provádí pomocí nízkého napětízařízení.
Mohou být buď součástí štítového (panelového) zařízení ATS, nebo mohou být externí a mohou být součástí celkového napájecího obvodu zátěže. V prvním případě je možné použít magnetické startéry - používá se v záložních zařízeních pro neprůmyslové spotřebiče s jejich zatěžovacím výkonem až několik desítek kW. Při vyšších výkonech se na stykačích používá AVR. Schéma zapojení zařízení je v obou případech stejné.
Externí nízkonapěťová zařízení záložních vstupních obvodů jsou výkonové jističe s elektromagnetickými pohony. Funkce samotného zařízení ATS je v tomto případě omezena na vytváření a vydávání příslušných signálů zapnutí / vypnutí.
Typický blok ATS pro 3 vstupy. Schéma a algoritmus práce
Je určen k realizaci trvalého napájení zátěží o napětí 0,4 kV ze tří zdrojů napájení: dvou třífázových síťových vstupů a třífázového vstupu dieselagregátu. Výkonnými zařízeními jsou běžné jističe Q1, Q2 a Q3 každého ze vstupů, které chrání zátěže 1. kategorie spolehlivosti napájení.
Algoritmus blokové operace je následující:
1. Na hlavním vstupu je napětí. Poté je povolena Q1 a Q2 a Q3 jsou zakázány.
2. Na hlavním vstupu není napětí, ale na rezervním vstupu je. Poté je povolena Q2 a deaktivována Q1 a Q3.
3. Na hlavním a záložním vstupužádné napětí. Poté je povolena Q3 a deaktivována Q1 a Q2.
