自動転送スイッチはどのように機能しますか?発電機所有者のための明確なガイド

午前 2 時、嵐により地元の電線が寸断されたところです。小さな診療所の中では、照明はほとんどちらつきません。数秒後、スタンバイのディーゼル発電機は通常の騒音に落ち着き、診療所の機器は何事もなかったかのように動作を続けます。これを可能にした装置が自動転送スイッチ (ATS) です。結論は簡単です。ATS は通常の電源を監視し、その電源に障害が発生すると、自動的に建物の電気負荷をバックアップ電源に移動します。通常の電力が戻って安定すると、手動操作なしで負荷が元に戻ります。この自動プロセスは単に便利なだけではありません。これは、停止中に重要な負荷を維持するものです。

自動転送スイッチの機能

ATS は、2 つの電源とそれらが供給する負荷の間に設置されます。通常、主なソースはローカル電力網です。二次電源は通常、ディーゼル発電機セットです。転送スイッチ自体には、スイッチング接点、ロジック コントローラー、および商用電源の供給を継続的に監視するセンサーが含まれています。商用電圧または周波数が設定された期間にわたって事前に設定された許容範囲を超えた場合、ATS は発電機に起動コマンドを送信します。発電機の出力が定格電圧と周波数に達すると、ATS は負荷をユーティリティ バスから発電機バスに転送します。商用電力が回復し、所定の時間安定した状態が続くと、ATS は負荷を元に戻し、追加の冷却期間の後に発電機を停止するように指示します。このシーケンス全体は、安全かつ再現可能で、人間の介入が不要になるように設計されています。

自動転送スイッチのコアコンポーネント

標準の ATS には、次の 4 つの主要なコンポーネント グループがあります。

• コントローラー: 電圧、周波数、位相回転をチェックするロジックセンター。
• スイッチングメカニズム: 通常は、負荷を物理的に移動させるコンタクタまたはモールドケース回路ブレーカーが使用されます。
• 時間遅延リレー: 瞬間的なちらつきによって不要な起動が発生しないように、転送シーケンスの間隔を設定します。
• 補助接点と端子: ATS を発電機の自動始動コントローラーおよび警報システムに接続します。

コントローラーはプログラムする部分です。電圧をどの程度低くする必要があるか、遅延がどのくらい持続する必要があるか、負荷が受け入れられるまでに発電機が何秒間動作する必要があるかを決定します。優れたコントローラーでは、ソースの可用性と負荷ステータスも表示されます。

自動転送スイッチの動作手順ごとの仕組み

実際の完全なシーケンスは次のとおりです。

1. モニター。 コントローラーは公共電源の電圧と周波数を継続的に測定します。
2. 検出する。 電圧が事前に定義された時間にわたって設定値 (おそらく公称値の 80%) を下回ると、ATS はそれを停電として扱います。
3. 始める。 補助接点は発電機のエンジン コントローラーに始動信号を送信します。
4. 確認する。 ATS は、発電機が定格電圧 (通常は 380/480 V) と安定した周波数に達するまで待機します。エンジンに応じて、これには通常 5 ～ 15 秒かかります。
5. 移行。 スイッチング接点は負荷を発電機バスに移動します。移行モードで定義されているように、転送の瞬間には短い中断が含まれる場合があります。
6. 監視して返します。 商用電力が復旧し、事前に設定された期間安定した状態が続くと、ATS は再び動作を開始します。次に、冷却運転後に発電機に停止信号を送信します。

遅延には理由があります。短い電圧低下や落雷は 0.5 秒未満続くことがあります。遅延がなければ、ATS はちらつくたびに発電機を起動し、不必要なエンジン時間と燃料消費を引き起こします。一般的な開始遅延は、停止が検出されてから 1 ～ 3 秒です。グリッドが実際に戻っているかどうかを確認するために、復帰の遅れは通常より長くなり、おそらく 5 ～ 10 分になります。

遷移モード: オープン、クローズ、ソフトロード

基本シーケンスに加えて、ソース間の物理的なハンドオフは遷移モードによって記述されます。 3 つの主なタイプが表示されます。

オープントランジションは、シンプルで安価で、数秒間の切断を許容できる負荷に耐えられるため、ほとんどのディーゼル発電機設置の標準です。クローズドトランジションでは、2 つのソースを一時的に並列させる必要があるため、複雑さが増し、重要なプロセスで使用されます。ソフトローディングは、クローズドトランジションのより高度なバージョンです。急激にブレイクするのではなく、徐々にパワーをシフトしていきます。モーター負荷または発電機のサイズ制限がある場合、移行モードが重要な選択要素になります。

ATS が阻止するもの

ATS は利便性だけを目的とするものではありません。それは安全装置でもあります。最も重要な機能は、発電機と送電網が同時に接続されるのを防ぐことです。発電機が停電した電力線に逆給電すると、電力を復旧する電力会社の作業員が負傷する可能性があります。 ATS は機械的および電気的インターロックを使用して、一度に 1 つのソースのみが接続されるようにします。オープン遷移では、発電機を接続する前に接点が負荷を電力会社から物理的に切断します。これをブレークビフォアメイクと呼びます。クローズド遷移モードまたはソフトローディングモードでは、2 つの電源が意図的に同期され、数サイクル並列化されます。これが安全なのは、同期機器が電圧、周波数、位相角が厳しい制限内で一致していることを確認するためだけです。

ディーゼル発電機セットでの自動切替スイッチの使用

ATS と発電機は 1 つのシステムとして機能する必要があります。 ATS は開始コマンドを提供し、発電機の準備状況を監視して、転送を実行します。発電機側では、エンジンとオルタネーターが 1 つのステップで負荷を受け入れることができなければなりません。これは、発電機セットのタイプ、サイズ、制御システムがすべて重要であることを意味します。以下に、このペアリングが実際に機能する 3 つの一般的な方法を示します。

屋内および騒音に敏感な場所向け

商業ビル、診療所、ホテルでは多くの場合バックアップ電源が必要ですが、騒音も抑制する必要があります。静音タイプのディーゼル発電機セットは、音響エンクロージャを使用して騒音レベルを低減しながら、ATS が一般的な建物の負荷を処理するのに十分な容量を提供します。また、このエンクロージャは発電機を天候や偶然の接触から保護するため、コンパクトな敷地内の ATS の優れたパートナーとなります。たとえば、私たちの 静音型ディーゼル発電機セット 標準の ATS 制御信号を受け入れながら、占有スペースの近くに設置できるように設計されています。

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産業プラントやメンテナンス重視の施設向け

産業プラントでは騒音を気にすることはほとんどありませんが、メンテナンスへのアクセスは気になります。オープンフレームのディーゼル発電機セットにより、整備士は被覆を取り外すことなく、エンジン、ラジエーター、オルタネーターに完全にアクセスできます。これは、ATS が隣接するスイッチルームに配置されており、両方の機器を迅速に保守する必要がある場合に便利です。オープンフレームユニットは軽量で、専用の発電機室での取り扱いも容易です。あなたは私たちを確認することができます オープンフレームディーゼル発電機セット エンジンのオプションと制御の互換性の詳細については、こちらをご覧ください。

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厳しい天候の屋外現場向け

雨、雪、塩分を含んだ空気の中で発電機を屋外に設置する必要がある場合、エンクロージャはオルタネーターと同じくらい重要です。コンテナ型ディーゼル発電機セットは、このような状況に合わせて作られています。追加の制御装置や小型の ATS パネルにも対応できる、耐候性のロック可能なハウジングを備えています。このアプローチにより、現場での建設作業が軽減され、バックアップ電源パッケージ全体が 1 つのユニットに収まります。私たちの コンテナ型ディーゼル発電機セット リモートおよび公開されたインストールでは一般的な選択肢です。

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電力システムに適合する ATS の選択

ATS の選択は、発電機のサイジングと同時に行う必要があります。最大連続負荷と最悪の場合の起動電流を知っておく必要があります。 ATS 定格は、正確な電圧と位相で発電機の出力をカバーする必要があります。三相システムの場合は、定格電流と極数を確認してください。一部の回路ではスイッチ付きニュートラルも必要です。転送時間も別の要因です。ディーゼル発電機の標準的な ATS では、発電機を起動して負荷を転送するまでに通常 2 ～ 10 秒かかります。これは、照明、冷蔵庫、およびほとんどの産業機械には問題ありません。データセンターや医療機器の場合、ATS の前に閉遷移スイッチまたは無停電電源装置が必要になる場合があります。また、ユーティリティが戻ってから転送するまでに、ジェネレータをどれくらいの時間実行するかを決定する必要もあります。これは、ほとんどのコントローラーのユーザー設定です。発電機の容量を計算する場合は、 ディーゼル発電機のサイズを決定する方法に関するステップバイステップのガイド 主要な公式をカバーしています。まだ構成を比較している場合は、 メインジェネレータセットのタイプ は、どのエンクロージャ スタイルが目的の ATS 設置場所に適しているかを示します。

自動転送スイッチは複雑な機械ではありませんが、重要なタスクを実行します。グリッドを監視し、バックアップ ジェネレーターを開始し、バックアップ ソースをテストし、負荷を切り替え、最終的にすべてを通常の状態に戻します。プロセス全体は自動的に行われますが、正しい設定と互換性のある機器によって異なります。待機電力システムを計画するときは、ATS と発電機が 1 つのシステムであることに留意してください。遷移モード、遅延時間、電流定格を慎重に選択してください。そうすれば、次に送電網に障害が発生しても、誰もスイッチに触れずに施設はスムーズに稼働し続けるでしょう。