บทคัดย่อ: บทความนี้ให้การวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการออกแบบระบบสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติสามเฟส (ATS) ที่เชื่อถือได้ ด้วยการใช้คอนแทคเตอร์แบบแม่เหล็ก รีเลย์ความล้มเหลวของเฟส รีเลย์เวลา และตรรกะการควบคุม DC ระบบสามารถสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติเมื่อไฟฟ้าหลักขัดข้อง การถ่ายโอนโหลด และการปิดเครื่องอัตโนมัติอย่างปลอดภัยเมื่อไฟฟ้าหลักกลับมาอีกครั้ง
เมื่อออกแบบระบบสำรองพลังงานทางอุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์ สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS) เป็นองค์ประกอบหลัก
รูปแบบการออกแบบนี้เข้ากันได้กับแหล่งจ่ายไฟหลักสามเฟส 400V และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟส โดยใช้ทั้งวงจรควบคุม AC 230V และวงจรควบคุม 12V DC (แบตเตอรี่) สำหรับการทำงานร่วมกัน
ในการสร้างระบบนี้ จำเป็นต้องมีส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่สำคัญต่อไปนี้:
คอนแทคเตอร์แม่เหล็ก x2 : ใช้เพื่อควบคุมแหล่งจ่ายไฟหลัก—อันหนึ่งสำหรับไฟหลักและอีกอันสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
รีเลย์ความล้มเหลวของเฟส (PFR) : ใช้เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าสามเฟส ลำดับเฟส และข้อผิดพลาดการสูญเสียเฟสของแหล่งจ่ายไฟหลักที่เข้ามา
รีเลย์เวลา :
ด้านแหล่งจ่ายไฟหลัก: ใช้สำหรับการหน่วงเวลาการรักษาเสถียรภาพและการสลับการป้องกันช่วงเวลา
ฝั่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (AC): ใช้สำหรับดีเลย์การอุ่นเครื่อง/โหลด
ฝั่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (DC 12V): ใช้สำหรับดีเลย์การเริ่มต้น การตรวจจับความล้มเหลวในการเริ่มต้น และดีเลย์การปิดเครื่อง
รีเลย์ระดับกลาง : รวมถึงรีเลย์ DPDT (Double Pole Double Throw) และรีเลย์ SPDT 5 พิน ใช้สำหรับการแปลงสัญญาณและการประสานลอจิก
การป้องกันวงจร : เบรกเกอร์แบบ 2 ขั้ว (สำหรับป้องกันวงจรควบคุม)
ภารกิจหลักของระบบคือการตรวจสอบสถานะของโครงข่ายไฟฟ้า
การเข้าถึงและการตรวจสอบพลังงาน : แหล่งจ่ายไฟหลักสามเฟสเชื่อมต่อกับรีเลย์ความล้มเหลวของเฟส (PFR) หน้าสัมผัสเปิดตามปกติ (NO) ของ PFR จะปิดก็ต่อเมื่อลำดับเฟสถูกต้องและแรงดันไฟฟ้าเป็นปกติ (ไม่มีแรงดันไฟต่ำ/แรงดันไฟเกิน)
ความล่าช้าในการคงเสถียรภาพ (ตัวจับเวลา 1) : หลังจาก PFR ปิด ตัวจับเวลา 1 จะถูกเปิดใช้งาน การตั้ง ค่าการหน่วงเวลา 3-5 นาที ที่นี่เพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟหลักมีความเสถียรอย่างสมบูรณ์ ป้องกันการสลับบ่อยครั้งในระหว่างที่กริดผันผวน
การสลับโหลด (ตัวจับเวลา 2) : หลังจากตัวจับเวลาหมดเวลา 1 ครั้ง รีเลย์ DPDT จะถูกเปิดใช้งาน ซึ่งจะทริกเกอร์ตัวจับเวลา 2 ในเวลาต่อมา (ตั้งค่าเป็น 2-3 วินาที ) ซึ่งจะรักษาช่วงเวลา 'เวลาตาย' หลังจากที่แหล่งจ่ายไฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกตัดการเชื่อมต่อ และก่อนที่แหล่งจ่ายไฟหลักจะเชื่อมต่อ เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
การมีส่วนร่วมของคอนแทคเตอร์ : ในที่สุด คอยล์คอนแทคเตอร์หลัก (A1/A2) จะถูกจ่ายไฟ และโหลดจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก
กุญแจล็อคเพื่อความปลอดภัย : วงจรควบคุมสำหรับคอนแทคเตอร์หลักจะต้องต่อสายเป็นอนุกรมกับ หน้าสัมผัสเสริมแบบปิดปกติ (NC) ของคอนแทคเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่าไม่สามารถเชื่อมต่อพร้อมกันได้
รูปที่ 1: แผนภาพการเดินสายไฟสำหรับวงจรตรวจสอบและควบคุมแหล่งจ่ายไฟหลัก ให้รายละเอียดเกี่ยวกับลอจิกการเดินสายอินเทอร์ล็อกสำหรับ PFR รีเลย์เวลา และคอยล์คอนแทคเตอร์
เมื่อไฟฟ้าหลักถูกขัดจังหวะ ระบบจะใช้แบตเตอรี่ 12V ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับตรรกะการควบคุม
การตรวจจับข้อผิดพลาด : คอนแทคเตอร์หลักจะเปิดขึ้น และหน้าสัมผัสเสริมปกติปิด (NC) จะปิดลง เพื่อกำหนดเส้นทางไฟ 12V DC
Startup Debounce (Start Timer) : กระแสไหลเข้าสู่ตัวจับเวลาสตาร์ท ตั้ง ค่าหน่วง เวลา 2-3 วินาที เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่จำเป็นเริ่มทำงานในระหว่างที่ไฟฟ้าดับชั่วขณะ
การดำเนินการสตาร์ท : หลังจากการหน่วงเวลา รีเลย์สตาร์ทจะทำงาน โดยเชื่อมต่อมอเตอร์สตาร์ทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (การหมุนเหวี่ยง) โซลินอยด์เชื้อเพลิงจะเปิดพร้อมกัน
การคลายข้อเหวี่ยง : เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างแรงดันไฟฟ้า (ประมาณ 3-4 วินาที) รีเลย์ SPDT ฝั่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำงาน โดยขัดขวางวงจรมอเตอร์สตาร์ทเพื่อปกป้องสตาร์ทเตอร์
หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถสตาร์ทได้ภายใน 5-6 วินาที รีเลย์ตรวจจับความล้มเหลวในการสตาร์ท (Start Fail Timer) จะทำงาน ทำให้วงจรสตาร์ทเสียหาย เพื่อป้องกันไม่ให้มอเตอร์สตาร์ทไหม้เนื่องจากการทำงานเป็นเวลานาน และส่งสัญญาณถึงความจำเป็นในการตรวจสอบด้วยตนเอง
หลังจากที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มทำงานได้สำเร็จแล้ว ไม่ควรรับภาระเต็มทันที จำเป็นต้องมีช่วงอบอุ่นร่างกาย
หน่วงเวลาอุ่นเครื่อง : แรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทริกเกอร์รีเลย์เวลา AC เครื่องยนต์ ทรงตัว ตั้งเวลาอุ่นเครื่องรอบเดินเบา 10-15 วินาทีเพื่อให้
การถ่ายโอนกำลัง : หลังจากการหน่วงเวลา คอยล์คอนแทคเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกจ่ายพลังงานและทำงาน
การป้องกันลูกโซ่ : ในทำนองเดียวกัน สายควบคุมจะต้องผ่าน หน้าสัมผัสเสริมแบบปกติปิด (NC) ของคอนแทคเตอร์หลัก เพื่อให้แน่ใจว่ามีการล็อคทางไฟฟ้าอย่างปลอดภัย
เมื่อแหล่งจ่ายไฟของกริดได้รับการกู้คืน ATS จะดำเนินการกระบวนการรีเซ็ตต่อไปนี้:
ปลดโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า :
PFR ตรวจพบว่ากำลังไฟหลักเป็นปกติ -> การหน่วงเวลาสิ้นสุด -> รีเลย์ DPDT ทำงาน -> ตัดการเชื่อมต่อคอนแทคเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟหลัก : หลังจากช่วงความปลอดภัย 2-3 วินาที คอนแทคเตอร์หลักจะทำงาน
หน่วงเวลาคูลดาวน์ (Cool-down Timer) : ขณะนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ได้โหลดแต่ยังคงทำงานอยู่ หน้าสัมผัสเสริมแบบเปิดตามปกติ (NO) ของคอนแทคเตอร์หลักจะปิดลง กระตุ้นให้ตั้งเวลาปิดเครื่อง แนะนำให้ ใช้เวลาเย็นลง 3-5 นาที เพื่อให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระจายความร้อนภายใต้สภาวะที่ไม่มีโหลด
การดำเนินการหยุด : หลังจากการหน่วงเวลาการทำความเย็น รีเลย์หยุดทำงาน โดยตัดไฟที่ส่งไปยังโซลินอยด์เชื้อเพลิง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะปิดตัวลง
รูปที่ 4: ไดอะแกรมลอจิกควบคุมการคูลดาวน์และหยุดตัวสร้าง วิเคราะห์วิธีการใช้หน้าสัมผัสเสริมของคอนแทคเตอร์หลักเพื่อให้การปิดเครื่องล่าช้า
โหมดแมนนวล : ระบบจะเก็บวงจรไว้สำหรับการสตาร์ทหรือหยุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตนเองผ่านปุ่มหรือปุ่ม เพื่อให้สามารถบำรุงรักษาได้
การป้องกันเบรกเกอร์ : ต้องแน่ใจว่าได้ปิดเบรกเกอร์ควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตนเองระหว่างการบำรุงรักษา เพื่อป้องกันการโหลดโดยไม่ได้ตั้งใจโดยอัตโนมัติระหว่างไฟฟ้าดับ
การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ : ตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่ 12V เป็นประจำ เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับตรรกะในการสตาร์ทอัตโนมัติ
การออกแบบระบบ ATS สามเฟสที่ครอบคลุมนั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมตรรกะเวลาที่แม่นยำและการประสานทางไฟฟ้าที่เข้มงวด ด้วยการกำหนดค่ารีเลย์ขัดข้องของเฟส รีเลย์เวลา และรีเลย์กลางอย่างเหมาะสม เราไม่เพียงแต่สามารถสลับกำลังอัตโนมัติเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความปลอดภัยของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์โหลดดาวน์สตรีมอีกด้วย
ฉันชื่อ Eric วิศวกรไฟฟ้าของทีม AISIKAI ฉันจะแบ่งปันบทความทางเทคนิคเกี่ยวกับ สวิตช์ , เซอร์กิตเบรกเกอร์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ด้วยประสบการณ์ 10 ปีในโครงการไฟฟ้า ฉันมุ่งมั่นที่จะจัดหาโซลูชั่นไฟฟ้าระดับมืออาชีพ
