Резюме: Тази статия предоставя подробен анализ на това как да се проектира надеждна трифазна система за автоматичен превключвател (ATS). Чрез използване на магнитни контактори, реле за отказ на фаза, релета за време и логика за управление на постоянен ток, системата постига автоматично стартиране на генератора при прекъсване на мрежовото захранване, прехвърляне на товара и безопасно автоматично изключване при възстановяване на мрежовото захранване.
При проектирането на промишлени или търговски системи за захранване, автоматичният превключвател за прехвърляне (ATS) е основният компонент.
Тази схема на проектиране е съвместима с трифазно 400V мрежово захранване и трифазни генератори, използвайки както 230V AC управляващи вериги, така и 12V DC (батерия) управляващи вериги за съвместна работа.
За изграждането на тази система са необходими следните ключови електрически компоненти:
Магнитни контактори x2 : Използват се за управление на главното захранване—един за електрическата мрежа и един за генератора.
Реле за отказ на фаза (PFR) : Използва се за наблюдение на трифазното напрежение, последователността на фазите и грешките при загуба на фаза на входящото захранване.
Релета за време :
Страна на захранването: Използва се за забавяне на стабилизирането и защита на интервала на превключване.
Генераторна страна (AC): Използва се за забавяне на загряването/зареждането.
Генераторна страна (DC 12V): Използва се за забавяне при стартиране, откриване на неизправност при стартиране и забавяне при изключване при охлаждане.
Междинни релета : Включително DPDT (двуполюсни двойно хвърлящи) релета и 5-пинови SPDT релета, използвани за преобразуване на сигнала и логическо блокиране.
Защита на веригата : Двуполюсен прекъсвач (за защита на веригата за управление).
Основната задача на системата е да следи състоянието на електрическата мрежа.
Достъп до захранване и наблюдение : Трифазното основно захранване е свързано към релето за прекъсване на фазата (PFR). Нормално отвореният (NO) контакт на PFR ще се затвори само ако последователността на фазите е правилна и напрежението е нормално (без ниско напрежение/пренапрежение).
Забавяне на стабилизирането (Таймер 1) : След като PFR се затвори, Таймер 1 се задейства. Тук е зададено забавяне от 3-5 минути , за да се гарантира, че захранването е напълно стабилно, предотвратявайки често превключване по време на колебания в мрежата.
Превключване на товара (Таймер 2) : След като таймер 1 изтече, DPDT релето се активира. Това впоследствие задейства Таймер 2 (настроен на 2-3 секунди ), който поддържа интервал 'мъртво време' след прекъсване на захранването на генератора и преди свързване на електрическата мрежа, предотвратявайки къси съединения на захранването.
Включване на контактора : Накрая бобината на мрежовия контактор (A1/A2) се захранва и товарът се свързва към захранващата мрежа.
Ключова блокировка за безопасност : Контролната верига за мрежовия контактор трябва да бъде свързана последователно с нормално затворения (NC) помощен контакт на контактора на генератора, за да се гарантира, че те не могат да се задействат едновременно.
Фигура 1: Схема на свързване на мрежата за наблюдение и контролна верига. Описва подробно логиката на свързване на блокировката за PFR, релетата за време и намотките на контактора.
Когато мрежовото захранване е прекъснато, системата използва 12V батерия на генератора за контролна логика.
Откриване на повреда : Мрежовият контактор се отваря и неговият спомагателен нормално затворен (NC) контакт се затваря, насочвайки 12V DC захранване.
Отказ при стартиране (таймер за стартиране) : Токът се влива в таймера за стартиране, зададен за забавяне от 2-3 секунди, за да се предотврати ненужно стартиране на генератора по време на моментни прекъсвания на захранването.
Изпълнение на старта : След закъснението стартовото реле се включва, свързвайки стартовия двигател на генератора (завъртане). Едновременно с това соленоидът за гориво се отваря.
Изключване на завъртане : След като генераторът установи напрежение (приблизително 3-4 секунди), SPDT релето от страната на генератора работи, прекъсвайки веригата на стартовия двигател, за да защити стартера.
Ако генераторът не успее да стартира в рамките на 5-6 секунди , релето за откриване на неуспешно стартиране (таймер за неуспешно стартиране) ще се задейства, прекъсвайки стартовата верига. Това предотвратява изгарянето на стартера поради продължителна работа и сигнализира за необходимостта от ръчна проверка.
След като генераторът стартира успешно, той не трябва веднага да поема пълното натоварване; необходим е период на загряване.
Закъснение при загряване : Изходното напрежение на генератора задейства AC релето за време. стабилизира . Задава се време за загряване на празен ход от 10-15 секунди, за да се позволи на двигателя да се
Трансфер на мощност : След закъснението бобината на контактора на генератора се захранва и се включва.
Защита от блокиране : По същия начин контролната линия трябва да преминава през нормално затворения (NC) спомагателен контакт на мрежовия контактор, за да се осигури блокировка за електрическа безопасност.
Когато захранването на мрежата бъде възстановено, ATS изпълнява следния процес на нулиране:
Изключете натоварването на генератора :
PFR открива, че мрежовото захранване е нормално -> Закъснението приключва -> DPDT релето работи -> Изключва контактора на генератора.
Свързване към електрическата мрежа : След 2-3 секунди за безопасност, контакторът на електрическата мрежа се включва.
Забавяне на охлаждане (Таймер за охлаждане) : Генераторът вече е разтоварен, но все още работи. Спомагателният нормално отворен (NO) контакт на мрежовия контактор се затваря, задействайки таймера за изключване. Препоръчва се време за охлаждане от 3-5 минути, за да може генераторът да разсее топлината при условия на празен ход.
Изпълнение на спиране : След забавянето на охлаждането спиращото реле работи, прекъсвайки захранването на соленоида за гориво и генераторът се изключва.
Фигура 4: Логическа диаграма за контрол на охлаждане и спиране на генератора. Анализира как се използват помощните контакти на мрежовия контактор за постигане на забавено изключване.
Ръчен режим : Системата поддържа верига за ръчно стартиране или спиране на генератора чрез ключ или бутон, което позволява поддръжка.
Защита на прекъсвача : Уверете се, че сте изключили ръчно прекъсвача за управление на генератора по време на поддръжката, за да предотвратите автоматично случайно зареждане по време на прекъсване на захранването.
Поддръжка на батерията : Проверявайте редовно състоянието на 12V батерия, тъй като тя е основният източник на захранване за логиката на автоматичното стартиране.
Проектирането на цялостна трифазна ATS система зависи от прецизно логическо времево управление и стриктно електрическо блокиране. Чрез правилното конфигуриране на релето за прекъсване на фазата, релетата за време и междинните релета, ние не само постигаме автоматично превключване на мощността, но също така увеличаваме максимално безопасността на генераторния комплект и оборудването за натоварване надолу по веригата.
Аз съм Ерик , електроинженер в екипа на AISIKAI. Ще споделя технически статии за превключватели , , прекъсвачи и други електрически устройства. С 10 години опит в електрическите проекти, аз съм ангажиран да предоставям професионални електрически решения.
