No modo de fornecimento de energia normal, a energia é fornecida pela concessionária e entregue ao ponto de uso. Quando sua fonte principal deixa de funcionar, a energia da segunda entrada de rede ou do gerador de reserva utilizado deve ser fornecida manual ou automaticamente às cargas, para as quais serve o esquema ATS (transferência automática de reserva). Sua principal tarefa é redistribuir a energia do sistema de energia para uma fonte de energia de backup.
III categoria de confiabilidade da fonte de alimentação
Como sabem, as empresas de fornecimento de energia dividem todos os seus consumidores, ou seja, as pessoas (jurídicas e singulares), com quem celebram contratos de fornecimento de energia eléctrica, em três categorias de acordo com o grau de fiabilidade do fornecimento de energia eléctrica. A categoria 3 tem a menor confiabilidade. Esse cliente da indústria de energia é fornecido com apenas uma entrada de tensão trifásica de 6 ou 10 kV (às vezes 400 V) ou uma entrada monofásica de 230 V de uma fontesubestações, mas o custo de conectar cargas à rede nesta categoria é mínimo - basta instalar uma subestação transformadora de pacote simples de transformador único e conectá-la à linha de transmissão de energia mais próxima.
Preciso de um esquema ATS para a Categoria III?
PUE permite a possibilidade de fornecimento de energia de acordo com tal esquema, se os engenheiros de energia garantirem a restauração da energia após acidentes em não mais de um dia. E se não for? Então você precisa de uma fonte de energia de backup, que geralmente é uma unidade movida a gás ou um gerador a diesel. Antigamente, os consumidores conectavam manualmente suas cargas a eles e os iniciavam. Mas à medida que a automação desses produtos se desenvolveu, tornou-se possível lançá-los sem intervenção humana.
E como é possível iniciar um gerador a diesel automaticamente, da mesma forma é possível conectar cargas de consumo a ele. Foi assim que surgiu o conceito moderno de um ATS de duas entradas, cujo circuito elétrico, apresentado a seguir, já está se tornando o padrão para fornecimento de energia a uma residência particular.
Categoria II: Ela precisa de ATS
Se um consumidor encomendar duas entradas de alimentação principal, então ele vai para a próxima categoria - a segunda. Nesse caso, os engenheiros de energia, via de regra, exigem que os clientes paguem pela construção de uma subestação de dois transformadores. Na versão mais simples, contém duas seções de barramentos (estas são apenas tiras de alumínio ou, na melhor das hipóteses, cobre) de alta tensão com seus interruptores de entrada, cada um conectado a apenas um dosentradas de alta tensão (6 ou 10 kV). Entre as seções está o chamado interruptor seccional. Se estiver aberto, cada entrada de alta tensão pode alimentar apenas um transformador (como regra, apenas um dos dois está em operação, o segundo está em reserva - e isso também é um requisito típico dos engenheiros de energia). Em caso de falha de energia em uma das entradas, o eletricista do consumidor pode ligar manualmente a chave seccional e carregar o transformador em constante funcionamento de outra entrada de alta tensão.
Esses clientes não precisam de um ATS. No entanto, na última década, os engenheiros de energia muitas vezes ofereceram a eles a instalação em subestações típicas de dois transformadores no lado de baixa tensão. Tal blindagem ATS tem duas entradas dos enrolamentos de baixa tensão de diferentes transformadores (ambos devem ser energizados, mas apenas um deles é carregado a qualquer momento) e uma saída para os barramentos de baixa tensão, aos quais todas as cargas estão conectadas.
I-th categoria - ATS é obrigatório
Mas se o consumidor, em princípio, não estiver satisfeito com o atraso de comutação manual das entradas, ele será forçado a usar o ATS sem falhas e passar para a próxima categoria de confiabilidade da fonte de alimentação - a primeira. Na versão mais simples, o diagrama de circuito ATS pode conter duas entradas das mesmas duas seções dos barramentos de alta tensão da subestação e um bloco para ligar uma chave seccional (geralmente a vácuo). Se a tensão desaparecer na entrada de alimentação, o automatismo desliga o seu interruptor de entrada einclui seccional. Depois disso, a tensão é fornecida aos barramentos combinados a partir da segunda entrada. ATS para duas entradas neste caso também pode ser realizado no lado de baixa tensão da subestação, conforme descrito acima.
Mas entre os consumidores da 1ª categoria, o PUE destaca o chamado grupo especial, que não inclui duas entradas de energia de rede suficientes, mas também é necessária uma terceira entrada de backup, normalmente realizada a partir de um gerador a diesel. Neste caso, é necessário um ATS para 3 entradas. Seu circuito é realizado em baixa tensão.
Como funciona o ATS de entrada do gerador
Recentemente, muitos dispositivos de redundância automática com controlador microprocessado surgiram no mercado. A este respeito, os controladores de relé de controle da série Easy fabricados pela Moeller são muito populares. Ao analisar os sinais dos sensores de tensão, o microcontrolador detecta uma falha de energia e inicia o procedimento de partida do motor do gerador (geralmente síncrono). Assim que atinge a tensão e a frequência nominais, o sistema de controle comuta a carga do consumidor para a energia dele. Do ponto de vista da engenharia elétrica, a conexão de ATS para cargas críticas e potentes é uma tarefa bastante difícil, pois os inevitáveis atrasos e outras dificuldades técnicas dificultam a obtenção de energia de backup instantânea.
Controle de frequência e tensão
Uma das principais funções de um dispositivo ATS é detectar uma queda de tensão ouperda da fonte de alimentação principal. Via de regra, todas as fases da rede de alimentação são monitoradas externamente por meio de um relé de subtensão (relé de monitoramento de fase). O ponto de falha é determinado pela queda de tensão abaixo do nível mínimo permitido em qualquer uma das fases. As informações sobre tensão e frequência são transmitidas para a blindagem ATS, onde é determinado se é possível continuar alimentando as cargas. A tensão e frequência mínimas permitidas devem ser superadas antes de alternar as cargas para a energia do gerador de reserva, cuja energia deve ser fornecida.
Atraso de tempo principal
O circuito ATS geralmente tem a capacidade de ajustar amplamente o tempo de atraso de sua operação. Esta é uma função necessária para poder interromper desconexões injustificadas das principais fontes de alimentação em caso de distúrbios de curto prazo. O atraso de tempo mais prevalente anula quaisquer interrupções momentâneas para não causar partidas desnecessárias dos motores de acionamento do gerador e transferências de carga para eles. Esse atraso varia de 0 a 6 segundos, sendo um segundo o mais comum. Deve ser curto, mas suficiente para conectar as cargas do consumidor às fontes de alimentação em espera. Muitas empresas estão comprando fontes de alimentação ininterruptas poderosas e alimentadas por bateria que fornecem a menor latência de conexão possível.
Atrasos de tempo adicionais
Após a restauração da energia principal, algunso atraso é necessário para garantir que a carga esteja estável o suficiente para ser desconectada da alimentação de reserva. Como regra, é de zero a trinta minutos. O ATS para o gerador deve ignorar automaticamente este atraso de tempo no retorno à fonte principal se o backup falhar e o principal estiver funcionando bem novamente.
O terceiro atraso de tempo mais comum envolve o período de resfriamento do motor. Durante este período, o sistema de controle do gerador a diesel controla o motor sem carga até que ele pare.
Na maioria dos casos, geralmente é desejável transferir cargas para um gerador de reserva assim que os níveis apropriados de tensão e frequência forem atingidos. No entanto, em algumas situações, os usuários finais desejam uma sequência de transferências de diferentes cargas para o gerador de reserva. Quando necessário, vários circuitos ATS para o gerador são executados com temporizações individuais para que as cargas possam ser conectadas ao gerador em qualquer ordem desejada.
Unidades executivas de esquemas de entrada de reserva
O resultado final do trabalho da classe de dispositivos considerada é a comutação de circuitos elétricos, sua comutação da entrada principal para a de backup. Como observado acima, em subestações elétricas, o circuito ATS pode ser implementado tanto no lado de alta quanto de baixa tensão. No primeiro caso, seus elementos executivos são disjuntores de alta tensão padrão. No segundo caso, que inclui a comutação de cargas para a entrada do gerador, a comutação é realizada por baixa tensãodispositivos.
Eles podem fazer parte do equipamento de blindagem ATS (painel) ou podem ser externos a ele e fazer parte do circuito de alimentação de carga geral. No primeiro caso, é possível usar partidas magnéticas - são usadas em dispositivos de backup para consumidores não industriais com potência de carga de várias dezenas de kW. Em potências mais altas, o AVR é usado em contatores. O diagrama de circuito do dispositivo é o mesmo em ambos os casos.
Os dispositivos externos de baixa tensão dos circuitos de entrada de reserva são disjuntores de potência com acionamentos eletromagnéticos. A função do próprio dispositivo ATS neste caso é reduzida à formação e emissão de sinais liga/desliga apropriados para eles.
Bloco ATS típico para 3 entradas. Esquema e algoritmo de trabalho
Destina-se a implementar alimentação contínua de cargas com tensão de 0,4 kV a partir de três fontes de alimentação: duas entradas de rede trifásica e uma entrada trifásica de um gerador a diesel. Os dispositivos executivos são disjuntores regulares Q1, Q2 e Q3 de cada uma das entradas, protegendo cargas da 1ª categoria de confiabilidade de alimentação.
O algoritmo de operação do bloco é o seguinte:
1. Há tensão na entrada principal. Então Q1 é habilitado e Q2 e Q3 são desabilitados.
2. Não há tensão na entrada principal, mas na entrada reserva. Então Q2 é habilitado e Q1 e Q3 são desabilitados.
3. Nas entradas principal e de backupnenhuma tensão. Então Q3 é habilitado e Q1 e Q2 são desabilitados.
