Överföringsbrytare

3-fas överföringsbrytare enkellinjediagram

Intelligent överföringsbrytare

En överföringsomkopplare är en elektrisk strömbrytare som växlar en last mellan två källor. Vissa överföringsomkopplare är manuella, i det att en operatör utför överföringen genom att kasta en strömbrytare, medan andra är automatiska och triggar när de känner av att en av källorna har förlorat eller fått ström.

En Automatic Transfer Switch (ATS) installeras ofta där en reservgenerator är placerad, så att generatorn kan tillhandahålla tillfällig elektrisk ström om nätkällan går sönder.

Manövrering av en överföringsomkopplare

Förutom att överföra belastningen till reservgeneratorn kan en ATS också beordra reservgeneratorn att starta, baserat på spänningen som övervakas på primärkällan. Överföringsbrytaren isolerar reservgeneratorn från elnätet när generatorn är på och tillhandahåller tillfällig ström. Styrförmågan hos en överföringsomkopplare kan endast vara manuell, eller en kombination av automatisk och manuell. Switchövergångsläget (se nedan) för en överföringsomkopplare kan vara öppen övergång (OT) (den vanliga typen) eller sluten övergång (CT)).

Till exempel, i ett hem utrustat med en reservgenerator och en ATS, när ett elnätsavbrott inträffar, kommer ATS att säga till reservgeneratorn att starta. När ATS ser att generatorn är redo att ge el, bryter ATS hemmets anslutning till elverket och ansluter generatorn till hemmets elcentral. Generatorn levererar ström till hemmets elektriska last, men är inte ansluten till elnätet. Det är nödvändigt att isolera generatorn från distributionssystemet för att skydda generatorn från överbelastning i strömförsörjningsbelastningar i huset och för säkerheten, eftersom allmännyttiga arbetare förväntar sig att ledningarna är döda.

När strömförsörjningen återgår under en minsta tid, kommer överföringsomkopplaren att överföra huset tillbaka till strömförsörjning och beordra generatorn att stängas av, efter ytterligare en specificerad tid av "nedkylning" utan belastning på generatorn.

En överföringsomkopplare kan ställas in för att endast ge ström till kritiska kretsar eller till hela elektriska (under)paneler. Vissa överföringsbrytare möjliggör belastningsbortfall eller prioritering av valfria kretsar, såsom värme- och kylutrustning. Mer komplexa nödställverk som används i stora reservgeneratorinstallationer tillåter mjuk belastning, vilket gör att belastningen smidigt kan överföras från verktyget till de synkroniserade generatorerna och tillbaka; sådana installationer är användbara för att minska efterfrågan på toppbelastning från ett kraftverk.

Typer

Öppen övergång

En överföringsbrytare för öppen övergång kallas också en brytare innan överföring. En överföringsbrytare som bryter före fabrikat bryter kontakten med en kraftkälla innan den får kontakt med en annan. Det förhindrar återmatning från till exempel en nödgenerator tillbaka till elledningen. Ett exempel är en automatisk överföringsomkopplare med öppen övergång (ATS). Under splitsekunden av kraftöverföringen avbryts flödet av elektricitet. Ett annat exempel är en manuell strömbrytare eller strömbrytare med tre lägen, med nätström på ena sidan, generatorn på den andra och "av" i mitten, vilket kräver att användaren växlar genom hela läget "av" innan du gör nästa anslutning.

Stängd övergång

En sluten övergångsöverföringsomkopplare (CTTS) kallas också en överföringsomkopplare för att göra-före-avbrott.

Ett typiskt nödsystem använder öppen övergång, så det finns ett inneboende momentant avbrott av ström till lasten när den överförs från en tillgänglig källa till en annan (tänk på att överföringen kan ske av andra skäl än total strömförlust) . I de flesta fall är detta avbrott oviktigt, särskilt om det är mindre än 1/6 av en sekund.

Det finns dock vissa belastningar som påverkas av även den minsta effektförlust. Det finns även driftsförhållanden där det kan vara önskvärt att överföra laster utan effektavbrott när förhållandena tillåter. För dessa applikationer kan slutna överföringsomkopplare tillhandahållas. Omkopplaren kommer att fungera i ett gör-före-brott-läge förutsatt att båda källorna är acceptabla och synkroniserade. Typiska parametrar som bestämmer synkronisering är: spänningsskillnad mindre än 5 %, frekvensskillnad mindre än 0,2 Hz och maximal fasvinkel mellan källorna på 5 grader. Detta innebär att motorn som driver generatorn som försörjer en av källorna i allmänhet måste styras av en isokron regulator.

Det krävs i allmänhet att den slutna övergången, eller överlappningstiden, är mindre än 100 millisekunder. Om någon av källorna inte är närvarande eller inte är acceptabel (t.ex. vid normal strömavbrott) måste omkopplaren fungera i ett break-before-make-läge (standard öppen övergångsdrift) för att säkerställa att ingen återmatning inträffar.

Sluten övergångsöverföring gör kod-mandat månatlig testning mindre stötande eftersom det eliminerar avbrottet i kritiska belastningar som uppstår under traditionell öppen övergångsöverföring.

Med sluten övergångsöverföring kopplas motorgeneratorset på plats tillfälligt parallellt med strömkällan. Detta kräver godkännande från det lokala elbolaget.

Typiska lastomkopplingstillämpningar för vilka sluten övergångsöverföring är önskvärd inkluderar databehandling och elektroniska laster, vissa motor- och transformatorlaster, lastbegränsningssystem eller var som helst lastavbrott av även den kortaste varaktigheten är obehagliga. En CTTS är inte en ersättning för en UPS (uninterruptible power supply); en UPS har en inbyggd lagrad energi som ger ström under en föreskriven tidsperiod vid strömavbrott. En CTTS i sig säkerställer helt enkelt att det inte blir någon tillfällig effektförlust när belastningen överförs från en strömkälla till en annan.

Mjuk belastning

En soft-loading transfer switch (SLTS) använder sig av en CTTS och används vanligen för att synkronisera och driva generering på plats parallellt med elkraft och för att överföra belastningar mellan de två källorna samtidigt som spännings- eller frekvenstransienter minimeras.

Statisk överföringsomkopplare (STS)

En statisk överföringsomkopplare använder effekthalvledare som kiselkontrollerade likriktare (SCR) för att överföra en last mellan två källor. Eftersom det inte finns några mekaniska rörliga delar kan överföringen slutföras snabbt, kanske inom en kvartscykel av effektfrekvensen. Statiska överföringsomkopplare kan användas där pålitliga och oberoende kraftkällor är tillgängliga, och det är nödvändigt att skydda belastningen från till och med ett fåtal strömfrekvenscykler avbrottstid, eller från eventuella överspänningar eller sänkningar i huvudströmkällan.

Hembruk

Hem med standby-generatorer kan använda en överföringsomkopplare för ett fåtal kretsar eller hela hemmet. Olika modeller finns tillgängliga, med både manuell och automatisk överföring. Ofta använder små överföringsomkopplarsystem strömbrytare med en extern manöverkoppling som kopplingsmekanism. Länksystemet driver två strömbrytare i tandem, stänger den ena samtidigt som den öppnar den andra. Tillverkare av överföringsomkopplare kan tillhandahålla installationsguider för att välja storlek på omkopplaren och ge rekommenderade installationsprocedurer.