Consultanță - specificarea inginerului Înțelegerea funcționării comutatorului de transfer

Inginerii consultanți ar trebui să înțeleagă construcția comutatorului de transfer, cerințele de performanță, criteriile de selecție și funcționarea dorită pentru a se asigura că sistemele și echipamentele critice sunt furnizate cu energie de rezervă fiabilă atunci când este necesar.

Obiective de invatare:

Explicați funcționarea de bază a comutatorului de transfer.
Descrieți tipurile de sisteme de așteptare și cerințele comutatorului de transfer.
Comparați tipurile de comutatoare de transfer și operațiunile acestora.
Evaluează cerințele de construcție și performanță ale întrerupătorului de transfer.

Când alimentarea cu energie electrică este întreruptă, defectarea sistemului de alimentare nu este o opțiune pentru multe facilități. Sistemele de alimentare de așteptare au multe componente, inclusiv întrerupătoare de transfer care trebuie proiectate corect. În timpul tranzițiilor de putere, sincronizarea și secvența comutatorului de transfer sunt esențiale pentru a asigura funcționarea corectă a sistemului. Inginerii consultanți trebuie să înțeleagă tipurile de comutatoare de transfer, cerințele de sincronizare, calificările și tipurile de sisteme de așteptare în care comutatoarele de transfer sunt utilizate pentru transferul la puterea de rezervă. Baza acestui articol este NFPA 70-2014: Codul electric național (NEC), cu excepția cazului în care se menționează altfel.

Funcționarea de bază a comutatorului de transfer

Comutatoarele de transfer sunt responsabile pentru tranziția energiei electrice de la sursa primară la o sursă secundară în caz de întrerupere, întreținere sau defecțiune a sursei primare. Sursa primară constă cel mai frecvent în serviciul utilitar. Sursa secundară constă de obicei din sursa de rezervă sau de urgență. Secvența de operație are loc de obicei după cum urmează:

Sursa primară este întreruptă sau eșuează.
Când sursa secundară este stabilă și se încadrează în toleranțe de tensiune și frecvență, comutatorul de transfer trece la sursa secundară de energie. Această tranziție poate avea loc automat sau manual.
Când sursa primară este restabilită și stabilizată, comutatorul de transfer trece înapoi la sursa primară și se reia în funcțiune normală. Această tranziție înapoi la sursa primară poate avea loc automat sau manual.

Tipuri de sistem de așteptare

Tipurile de sistem de așteptare includ sisteme de urgență, sisteme de așteptare obligatorii din punct de vedere legal, sisteme de așteptare opționale, sisteme de alimentare cu operații critice (COPS) și sisteme care susțin facilitățile de îngrijire a sănătății (vezi Figura 1).

Sisteme de urgență (articolul 700 NEC): Sistemele de urgență sunt definite de NFPA ca fiind „destinate să furnizeze automat iluminare, energie electrică sau ambele, zonelor și echipamentelor desemnate în caz de eșec al alimentării normale sau în cazul unui accident la elementele unui sistem destinat alimentării, distribuie și controlează puterea și iluminarea esențiale pentru siguranța vieții umane. " Aceste sisteme pot include sisteme de detectare și alarmă a incendiilor, ascensoare, pompe de incendiu și iluminat de ieșire.

Echipamentele de transfer, inclusiv întrerupătoarele de transfer, trebuie să fie automate, identificate pentru uz de urgență și aprobate de autoritatea competentă (AHJ). Echipamentele de transfer trebuie proiectate și instalate pentru a preveni conectarea simultană accidentală a surselor de alimentare primare și secundare. Echipamentul de transfer trebuie să furnizeze numai sarcini ale sistemului de urgență. Puterea trebuie transferată la sursa secundară în 10 secunde sau mai puțin.

Sisteme de așteptare obligatorii din punct de vedere legal (articolul 701 al NEC): Sistemele de așteptare obligatorii din punct de vedere legal sunt definite de NFPA ca fiind „destinate să furnizeze automat energie sarcinilor selectate (altele decât cele clasificate drept sisteme de urgență) în cazul defectării sursei normale”. Aceste sisteme pot include sisteme de încălzire și refrigerare, sisteme de comunicații, sisteme de ventilație și eliminare a fumului și alte procese care, atunci când sunt oprite în cazul întreruperii sursei primare, ar putea crea pericole sau pot împiedica operațiunile de salvare sau stingere a incendiilor.

Echipamentele de transfer, inclusiv întrerupătoarele de transfer, trebuie să fie automate, identificate pentru utilizarea în regim de așteptare și aprobate de AHJ. Echipamentele de transfer trebuie proiectate și instalate pentru a preveni conectarea simultană accidentală a surselor de alimentare primare și secundare. Puterea trebuie transferată la sursa secundară în 60 sec sau mai puțin.

Sisteme opționale de așteptare (articolul 702 al NEC): Sistemele opționale de așteptare sunt definite de NFPA ca „destinate alimentării cu energie a instalațiilor sau proprietăților publice sau private în care siguranța vieții nu depinde de performanța sistemului”. Aceste sisteme pot include sisteme de procesare și comunicare a datelor și sisteme critice pentru misiune care nu sunt impuse de AHJ din punct de vedere legal.

Echipamentele de transfer, inclusiv întrerupătoarele de transfer, pentru sistemele opționale de așteptare nu sunt restricționate la aceleași cerințe ca și echipamentele de transfer de urgență și cerute de lege. Cu toate acestea, echipamentele de transfer trebuie proiectate și instalate pentru a preveni conectarea simultană accidentală a surselor de alimentare primare și secundare. Nu există cerințe de cod pentru ca puterea să fie transferată la sursa secundară într-un anumit interval de timp.

Sisteme de alimentare cu operațiuni critice (COPS) (articolul 708 al NEC): Întreruperile sau întreruperile către zonele operaționale critice desemnate pot avea un impact negativ asupra securității naționale, economiei, sănătății publice sau siguranței. Cerința de a respecta articolul 708 din NEC este furnizată de orice agenție guvernamentală care are jurisdicție sau de o unitate care furnizează documentația care stabilește necesitatea unui astfel de sistem. Aceste sisteme pot include sisteme de alimentare, HVAC, alarmă de incendiu, securitate și comunicații în aceste zone. NFPA 1600-2013: Standardul privind gestionarea dezastrelor/urgențelor și programele de continuitate a afacerii conține informații suplimentare despre acest subiect.

Echipamentele de transfer, inclusiv întrerupătoarele de transfer, trebuie să fie automate și identificate pentru utilizarea în regim de așteptare. Echipamentele de transfer trebuie proiectate și instalate pentru a preveni conectarea simultană accidentală a surselor de alimentare primare și secundare.

Tipuri de comutatoare de transfer

Tipurile de comutatoare de transfer includ deschidere, închis, închis rapid, tranziție închisă moale și bypass/izolare.

Comutatoare de transfer în tranziție deschisă: Transferul de tranziție deschisă este descris în mod obișnuit ca „pauză înainte de realizare”. Aceasta înseamnă că comutatorul de transfer se deconectează de la sursa primară înainte de a stabili conexiunea la sursa secundară (vezi Figura 2). Există o întrerupere de scurtă durată a sistemului electric în timpul acestei tranziții. În plus, tranziția deschisă, prin proiectare, nu permite paralelizarea celor două surse în același timp. Comutatoarele de transfer cu tranziție deschisă sunt tipul cel mai des utilizat. Sunt mai puțin costisitoare decât alte opțiuni.

Comutatoare de transfer cu tranziție închisă: Transferul cu tranziție închisă este descris în mod obișnuit ca „make-before-break”. Aceasta înseamnă că comutatorul de transfer creează o conexiune la sursa secundară în timp ce este conectat la sursa primară (vezi Figura 3). Când conexiunea la sursa secundară este stabilită, sursa primară se va deconecta. Acest lucru permite o sursă continuă de alimentare a sistemului electric, deoarece cele două surse sunt paralele între ele. Sursele paralele (sau interconectate) trebuie să respecte articolul 705 din NEC: Surse de producere a energiei electrice interconectate, care abordează cerințele de siguranță de bază legate de funcționarea în paralel a generatoarelor și a surselor normale/primare (de obicei serviciul de utilități).