บทนำสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติ

ในสังคมสมัยใหม่ความมั่นคงของแหล่งจ่ายไฟเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินงานตามปกติของการผลิตการเงินและชีวิตประจำวันของผู้คนสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติเรียกว่า ATS เป็นอุปกรณ์สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าความต่อเนื่องและความน่าเชื่อถือของระบบแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉิน ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับการโหลดที่สำคัญสามารถรับประกันได้ในช่วงเวลาวิกฤตหรือไม่ บทความนี้จะแนะนำหลักการทำงานองค์ประกอบและการเลือกพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องของ ATS โดยละเอียดเพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจอุปกรณ์สำคัญนี้อย่างเต็มที่

สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติซีรีส์ UEQ5

1. ภาพรวมของหลักการทำงาน

สวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติเรียกว่า ATS ซึ่งเป็นตัวย่อของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติ
สวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติส่วนใหญ่จะใช้ในระบบจ่ายไฟฉุกเฉินเพื่อสลับวงจรโหลดจากแหล่งพลังงานหนึ่งไปยังแหล่งพลังงาน (สำรอง) อื่นโดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ต่อเนื่องและเชื่อถือได้ของโหลดที่สำคัญ ดังนั้นสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติจึงมักใช้ในสถานที่การใช้พลังงานที่สำคัญและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
เมื่อการแปลงล้มเหลวมันจะทำให้หนึ่งในสองอันตรายต่อไปนี้: การลัดวงจรระหว่างแหล่งพลังงานหรือความล้มเหลวของพลังงานของโหลดที่สำคัญ (แม้กระทั่งความล้มเหลวของพลังงานสั้น ๆ ) และผลที่ตามมาก็ร้ายแรง สิ่งนี้จะไม่เพียง แต่นำความสูญเสียทางเศรษฐกิจ (การระงับการผลิตและอัมพาตทางการเงิน) แต่ยังอาจทำให้เกิดปัญหาสังคม (ชีวิตและความปลอดภัยกำลังตกอยู่ในอันตราย) ดังนั้นประเทศที่พัฒนาแล้วในอุตสาหกรรมได้จดทะเบียนการผลิตและการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติเป็นผลิตภัณฑ์หลักและ จำกัด และควบคุม

2. องค์ประกอบของสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ

โดยทั่วไปสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติประกอบด้วยสองส่วน: สวิตช์ตัว + ตัวควบคุม ตัวสวิตช์แบ่งออกเป็นระดับพีซี (ประเภทรวม) และระดับ CB (เบรกเกอร์)

（1） ระดับ PC: โครงสร้างแบบรวม (ประเภทสามจุด)

มันเป็นสวิตช์พิเศษสำหรับการสลับพลังงานคู่โดยมีข้อดีของโครงสร้างง่ายขนาดเล็กการขัดด้วยตนเองความเร็วในการสลับอย่างรวดเร็ว (ภายใน 0.2s) ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ แต่จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องใช้ไฟฟ้าป้องกันไฟลัดวงจร .

（2) ระดับ CB: สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติที่ติดตั้งรีลีสกระแสเกิน

ผู้ติดต่อหลักสามารถเชื่อมต่อและใช้เพื่อตัดการเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจร มันประกอบด้วยสองเบรกเกอร์วงจรบวกกับการเชื่อมต่อกลไกและมีฟังก์ชั่นการป้องกันการลัดวงจร;
ตัวควบคุมส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับสภาพการทำงานของแหล่งจ่ายไฟที่ถูกตรวจสอบ (สองบรรทัด) เมื่อแหล่งจ่ายไฟที่ได้รับการตรวจสอบล้มเหลว (เช่นความล้มเหลวของเฟสใด ๆ , ค่าแรงต่ำเกินไป, การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าหรือการเบี่ยงเบนความถี่) คอนโทรลเลอร์จะออกคำสั่งการกระทำและตัวสวิตช์จะสลับจากแหล่งจ่ายไฟหนึ่งไปยังอีกด้วยโหลด ความจุของแหล่งจ่ายไฟสำรองโดยทั่วไปเพียง 20% ~ 30% ของกำลังการผลิตของแหล่งจ่ายไฟทั่วไป
ตัวควบคุมของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติควรมีฟังก์ชั่นการเลือกโหลดที่ไม่สำคัญ คอนโทรลเลอร์ยังมีสองรูปแบบ: หนึ่งประกอบด้วยรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบดั้งเดิม อีกอย่างคือผลิตภัณฑ์อัจฉริยะอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล มันมีข้อดีของประสิทธิภาพที่ดีพารามิเตอร์ที่ปรับได้และความแม่นยำสูงความน่าเชื่อถือสูงและการใช้งานง่าย

（3) การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ ATS ระดับ CB และระดับพีซีระดับ

แนวคิดการออกแบบเชิงกลของทั้งสองนั้นแตกต่างกัน

ระดับ CB ประกอบด้วยเบรกเกอร์วงจรและเบรกเกอร์วงจรมีหน้าที่ในการทำลายส่วนโค้งซึ่งต้องใช้เครื่องจักรในการเดินทางอย่างรวดเร็ว ดังนั้นกลไกเบรกเกอร์จึงมีปัญหาในการลื่นไถลและปุ่มอีกครั้ง ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ระดับพีซีไม่มีปัญหานี้ ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ระดับพีซีนั้นสูงกว่าผลิตภัณฑ์ระดับ CB มาก

เบรกเกอร์วงจรไม่ได้มีการลัดวงจรทนต่อกระแสไฟฟ้าและแรงดันสัมผัสมีขนาดเล็ก

เมื่อมีการลัดวงจรเกิดขึ้นในวงจรจ่ายไฟหน้าสัมผัสจะถูกขับไล่เพื่อ จำกัด กระแสไฟฟ้าดังนั้นจึงทำลายกระแสไฟฟ้าลัดวงจร และสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติระดับพีซีควรทนต่อกระแสโอเวอร์โหลดที่ 20ie ขึ้นไป แรงดันการสัมผัสมีขนาดใหญ่และไม่ง่ายที่จะขับไล่ดังนั้นการติดต่อจึงไม่ง่ายที่จะเชื่อม คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบจ่ายไฟดับเพลิง

มีปัญหาของการซ้อนทับพลังงานในระหว่างกระบวนการแปลงของแหล่งจ่ายไฟทั้งสอง

ATSE ระดับพีซีจะพิจารณาปัจจัยนี้อย่างเต็มที่ ระยะห่างไฟฟ้าและระยะการคืบของ ATSE ระดับพีซีคือ 180% และ 150% (ข้อกำหนดมาตรฐาน) ดังนั้น ATSE ระดับพีซีจึงปลอดภัยกว่า

มุมการเลือกของวัสดุสัมผัสแตกต่างกัน

เบรกเกอร์วงจรมักจะเลือกวัสดุทังสเตนเงินและซิลเวอร์ทังสเตนคาร์ไบด์ให้เข้ากันซึ่งเอื้อต่อการทำลายส่วนโค้ง
อย่างไรก็ตามวัสดุการติดต่อประเภทนี้ง่ายต่อการออกซิไดซ์และผู้ติดต่อสำรองจะสัมผัสกับภายนอกเป็นเวลานานซึ่งง่ายต่อการสร้างออกไซด์ที่ขัดขวางการนำไฟฟ้าและยากที่จะลบออก เมื่อมีการใช้งานอะไหล่อะไหล่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของหน้าสัมผัสจะเพิ่มขึ้นซึ่งสามารถทำให้สวิตช์ถูกไฟไหม้หรือระเบิดได้อย่างง่ายดาย และ ATSE ระดับพีซีจะพิจารณาผลที่ตามมาของการเกิดออกซิเดชันของวัสดุติดต่ออย่างเต็มที่

4. การเลือกพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติระดับพีซี

การเลือกหมวดหมู่

ปัจจุบันมีการใช้งานสองประเภทของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติระดับพีซีในตลาดจีน หนึ่งเหมาะสำหรับ AC-33B; อื่น ๆ เหมาะสำหรับ AC-31B; หมวดหมู่การใช้งานของสวิตช์แสดงถึงความสามารถในการควบคุมการโหลด
①. C-33B/A*: ใช้ได้กับโหลดมอเตอร์ผสม มันรวมถึงมอเตอร์โหลดความต้านทานและหลอดไส้ต่ำกว่า 30%, การเชื่อมต่อและกระแสขาดการเชื่อมต่อคือ 6ie, cosj = 0.5;
②. C-31B/A*: ใช้ได้กับโหลดที่ไม่ใช่การเหนี่ยวนำหรืออุปนัยเล็กน้อยกระแสเชื่อมต่อและการเชื่อมต่อคือ 1.5ie, cosj = 0.8; (*B: ระบุการดำเนินการไม่บ่อยนัก; A: ระบุการทำงานบ่อยครั้ง)
เนื่องจากเป็นเรื่องยากสำหรับสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติเพื่อผ่านการทดสอบ AC-33B ผู้ผลิตบางรายจึงลดข้อกำหนดสำหรับการใช้สวิตช์และเลือกหมวดหมู่การใช้ AC-31B เห็นได้ชัดว่ามันปลอดภัยกว่าและน่าเชื่อถือในการเลือกสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติโดยใช้ AC-33B มากกว่าเลือก ATSE โดยใช้ AC-31B
สวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติความจุขนาดเล็ก (≤100a) มักจะแปลงโหลดมอเตอร์โดยตรง (เช่นปั๊มดับเพลิง) และเป็นการดีที่สุดที่จะมีตัวบ่งชี้ AC-3 (เชื่อมต่อโดยตรงและตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์กรงกระรอก) และได้รับการประเมินตามข้อกำหนดของข้อกำหนดของข้อกำหนด การเชื่อมต่อ 10ie/ตัดการเชื่อมต่อ 8ie/cosj = 0.45 ปลอดภัยกว่าที่จะใช้ผลิตภัณฑ์นี้

การเลือกอุปกรณ์ป้องกันการลัดวงจร

สวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติระดับพีซีไม่มีฟังก์ชั่นการป้องกันการลัดวงจรดังนั้นจึงจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการลัดวงจร
โดยทั่วไปมีอุปกรณ์ป้องกันการลัดวงจรสองประเภทฟิวส์หรือเบรกเกอร์วงจร เนื่องจากฟิวส์มีประสิทธิภาพการ จำกัด ปัจจุบันที่ดีและความสามารถในการ จำกัด กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่แข็งแกร่งพวกเขามักจะใช้ในสถานที่ที่ระบบมีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดหวังขนาดใหญ่ ในขณะที่เบรกเกอร์วงจรมีประสิทธิภาพการ จำกัด ปัจจุบันที่ไม่ดีและความสามารถในการ จำกัด กระแสไฟฟ้าลัดวงจรต่ำ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนดโดยผลิตภัณฑ์ ATSE ของ บริษัท ต่าง ๆ นั้นแตกต่างกัน ตารางต่อไปนี้แสดงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนดโดย RTQ1 (TP1) เครื่องใช้ไฟฟ้าการถ่ายโอนอัตโนมัติ
เมื่อเลือกค่ากระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของเครื่องใช้ไฟฟ้าการป้องกันการลัดวงจรหลักการทั่วไปคือค่ากระแสเฟรมที่จัดอันดับของอุปกรณ์ไฟฟ้าป้องกันการลัดวงจร (ฟิวส์หรือเบรกเกอร์) สอดคล้องกับค่ากระแสเฟรมที่ได้รับการป้องกัน อุปกรณ์ (ATSE) (เช่น 1: 1)

เซ็กเมนต์และการเลือกสามขั้นตอน

การติดต่อหลักของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติแบบสองขั้นตอนมีเพียงสองตำแหน่งการทำงานคือ "ตำแหน่งแหล่งจ่ายไฟปกติ" และ "ตำแหน่งแหล่งจ่ายไฟสำรอง" ภาระจะไม่ประสบกับการหยุดทำงานในระยะยาวความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟสูงและเวลาในการสลับการดำเนินการอย่างรวดเร็ว
การติดต่อหลักของสวิตช์ ATSE สามขั้นตอนมีสามตำแหน่งการทำงานและหลายตำแหน่ง“ ตำแหน่งศูนย์ (หมายถึงสถานะไฟฟ้า)” นั่นคือการติดต่อหลักอยู่ในความเป็นกลาง คือ 2-3 เท่าของเวลาปิดการใช้งานของประเภทสองขั้นตอน
“ ตำแหน่งศูนย์” สามขั้นตอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ“ หยุดชั่วคราว” เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าเมื่อสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติสลับด้วยปฏิกิริยาอุปนัยสูงหรือโหลดมอเตอร์ขนาดใหญ่ มันไม่ได้ใช้สำหรับการแยกระหว่างการบำรุงรักษาโหลด การแยกระหว่างการบำรุงรักษาจะต้องเลือกสวิตช์แยกซึ่งปลอดภัยกว่า เนื่องจากสวิตช์แยกต้องมีฟังก์ชั่นต่อไปนี้: ①หน้าสัมผัสที่เคลื่อนไหวสามารถล็อคหรือมองเห็นได้เมื่ออยู่ในตำแหน่งที่ไม่เชื่อมต่อ; ②มันมีแรงกระตุ้นที่สูงขึ้นทนต่อแรงดันไฟฟ้า (1.25 ครั้ง); ③ไม่ว่าในกรณีใดกระแสการรั่วไหลของขีด จำกัด ไม่ควรเกิน 6mA

5. การเลือกเวลาการกระทำของ ATS

มี 5 ครั้งในการดำเนินการเพื่อวัดความเร็วในการแปลงของสวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติ (ดู GB/T14048.11) ATSE ควรให้เวลาการดำเนินการอย่างน้อยหนึ่งครั้งแก่ผู้ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกให้ผู้ใช้เลือกตามข้อกำหนดการใช้งาน

ติดต่อเวลาแปลง

วัดเวลาจากชุดติดต่อหลักชุดแรกที่ตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟปกติไปยังชุดที่สองของการติดต่อหลักปิดแหล่งจ่ายไฟสำรอง

การสลับเวลาดำเนินการ

วัดเวลาจากช่วงเวลาที่แหล่งจ่ายไฟหลักถูกตรวจพบในขณะที่การติดต่อหลักปิดแหล่งจ่ายไฟสำรอง (รวมถึงเวลาการดำเนินการของกลไก) ไม่รวมความล่าช้าที่แนะนำโดยคอนโทรลเลอร์

เวลาดำเนินการทั้งหมด

ผลรวมของเวลาดำเนินการสลับและความล่าช้าที่แนะนำโดยคอนโทรลเลอร์

ส่งคืนเวลาสลับ

เวลาจากช่วงเวลาที่แหล่งจ่ายไฟทั่วไปได้รับการฟื้นฟูอย่างเต็มที่เป็นปกติจนถึงช่วงเวลาที่ชุดของผู้ติดต่อหลักปิดแหล่งจ่ายไฟทั่วไปรวมถึงความล่าช้าที่แนะนำโดยคอนโทรลเลอร์

เวลาไฟฟ้าล้มเหลว

วัดเวลากระบวนการสลับจากช่วงเวลาที่อาร์คของแต่ละเฟสถูกดับลงในช่วงเวลาที่ผู้ติดต่อหลักปิดแหล่งจ่ายไฟอื่นรวมถึงความล่าช้าที่แนะนำโดยคอนโทรลเลอร์

ผู้ใช้ทั่วไปควรให้ความสนใจกับ“ เวลาดำเนินการทั้งหมด” หรือ“ เวลาดำเนินการแปลง” เพื่อตอบสนองความต้องการของระบบการกระจายพลังงานที่แตกต่างกัน เวลาดำเนินการทั้งหมดของ ATSE ระดับพีซีสองขั้นตอนโดยทั่วไปคือ 50-250ms;
เวลาดำเนินการทั้งหมดของ ATSE ระดับพีซีสามขั้นตอนโดยทั่วไปคือ 350-600ms;
เวลาดำเนินการทั้งหมดของ ATSE ระดับ CB โดยทั่วไปคือ 2000-3000ms

สวิตช์การถ่ายโอน UEQ5 ของ UEQ5

ผ่านการวิเคราะห์เชิงลึกของ ATS ข้างต้นเราสามารถเข้าใจบทบาทหลักของ ATS ในระบบพลังงานที่ทันสมัยอย่างชัดเจน ATS ไม่เพียง แต่ต้องสลับระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักอย่างรวดเร็วและแม่นยำและแหล่งจ่ายไฟสำรองเพื่อรับมือกับความล้มเหลวของพลังงานอย่างฉับพลัน แต่ยังมั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือตลอดกระบวนการแปลง ไม่ว่าจะเป็น ATS ระดับพีซีหรือระดับ CB พวกเขาแต่ละคนมีแนวคิดการออกแบบที่ไม่ซ้ำกันและสถานการณ์แอปพลิเคชัน การเลือก ATS ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่าแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องของโหลดพลังงานที่สำคัญ