QUÉ ES IMPORTANTE SABER SOBRE LOS INTERRUPTORES DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICOS Y LOS CONTROLADORES ATS.

Un Interruptor de Transferencia Automático (ATS) es un dispositivo de conmutación que transfiere automáticamente circuitos de carga monofásicos a trifásicos desde su fuente de alimentación principal a una fuente de alimentación de respaldo cuando detecta una falla o interrupción en la fuente principal mediante un controlador ATS integrado o externo. Al recuperarse la fuente principal, los circuitos de carga se transfieren de nuevo para recibir alimentación de ella.

Cuando se produce una falla en una fuente de energía primaria, el ATS activa una fuente de energía de reserva, como otra línea de la red eléctrica o un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI). El ATS también puede poner en marcha sistemas de energía de respaldo a largo plazo, como generadores diésel, para alimentar equipos eléctricos hasta que se restablezca el suministro eléctrico.

Los precios de los ATS pueden variar entre decenas y miles de dólares según el tipo, la tarifa eléctrica, las características y las opciones. Por lo tanto, es fundamental saber cómo encontrar el adecuado para cada aplicación.

Hay algunos tipos diferentes de dispositivos ATS que tienen diversos diseños, diagramas de conexión, modos de trabajo, principios de conmutación, características y opciones que se describirán brevemente a continuación.

Diseño

Normalmente consta de dos partes principales que pueden ensamblarse en la misma carcasa del dispositivo o por separado:

• Controlador electrónico ATS para monitorización de fase de red. Controla un dispositivo de conmutación de carga y envía una señal remota de inicio/parada a un controlador de generador.

• Dispositivo de conmutación de carga (Par de contactores, conmutadores motorizados, semiconductores de alta potencia). Según el tipo, pueden conmutar la alimentación de una fuente a otra en un plazo de 0,01 a 5 segundos. Estos dispositivos pueden tener de 1 a 4 polos de conmutación y diferentes potencias.

Funcionamiento de un interruptor de transferencia

Además de transferir la carga al generador de respaldo, el ATS también puede enviarle una orden de control de arranque/parada. El interruptor de transferencia aísla el generador de respaldo de la red eléctrica cuando está encendido y suministra energía temporalmente. El interruptor de transferencia puede controlarse tanto automática como manualmente.

Por ejemplo, en una vivienda equipada con un generador de emergencia y un ATS, ante un corte de suministro eléctrico, el ATS le indicará al generador de emergencia que arranque. Una vez que el ATS detecta que el generador está listo para suministrar energía, interrumpe la conexión de la vivienda a la red eléctrica y lo conecta al panel eléctrico principal. El generador suministra energía a la carga eléctrica de la vivienda, pero no está conectado a las líneas eléctricas. Esto se debe a que es necesario aislar el generador del sistema de distribución para protegerlo de sobrecargas al alimentar las cargas de la vivienda y por seguridad, ya que los trabajadores de la red eléctrica esperan que las líneas estén inactivas.

Cuando la energía de la red eléctrica regresa por un tiempo mínimo, el interruptor de transferencia transferirá la casa nuevamente a la energía de la red eléctrica y ordenará al generador que se apague, después de otro período específico de tiempo de "enfriamiento" sin carga en el generador.

Un interruptor de transferencia puede configurarse para suministrar energía únicamente a circuitos críticos o a subpaneles eléctricos completos. Algunos interruptores de transferencia permiten la desconexión de carga o la priorización de circuitos opcionales, como equipos de calefacción y refrigeración. Los equipos de conmutación de emergencia más complejos, utilizados en grandes instalaciones de generadores de respaldo, permiten una carga suave, lo que permite una transferencia fluida de la carga desde la red eléctrica a los generadores sincronizados y viceversa. Estas instalaciones son útiles para reducir la demanda de carga máxima de la red eléctrica.

Tipos de controladores ATS

• Controladores ATS de monitoreo monofásicos y trifásicos. Los controladores de monitoreo monofásicos pueden causar problemas en redes bifásicas y trifásicas al cambiar de una fuente de alimentación a otra con una tensión de fase no monitoreada.

• Controladores ATS analógicos y controladores ATS con microprocesador digital. Los controladores analógicos solo pueden monitorear la disponibilidad de la tensión de fase, pero no los rangos de valores aceptables ni la frecuencia. Este tipo de controlador no ofrece ajustes configurables por el usuario, o estos son mínimos. Los controladores ATS con microprocesador digital, el tipo más avanzado de controlador ATS, ofrecen numerosos ajustes configurables por el usuario, como retardos de conmutación, monitoreo de rangos de tensión, frecuencia y corriente, etc.

• Controladores ATS alimentados por CC, CA y CA/CC. Los controladores de CC deben contar con una fuente de alimentación ininterrumpida de CC externa (batería recargable de CC + cargador de batería). Los controladores ATS de CA se alimentan directamente de las fuentes de alimentación principal y de respaldo, sin necesidad de una fuente de alimentación de CC adicional. Los controladores ATS de CA/CC combinan los tipos de CA y CC mencionados anteriormente, pero presentan algunas funciones limitadas sin la fuente de alimentación de CC conectada.

• Los controladores ATS pueden montarse en panel frontal y en riel DIN. La diferencia está en dónde debe montarse: dentro del panel o en el lateral del panel frontal.

Tipos de transición de conmutadores ATS

• Tipo de transición abierta. Un interruptor de transferencia de transición abierta también se denomina interruptor de transferencia de apertura anticipada. Este interruptor interrumpe el contacto con una fuente de energía antes de que esta haga contacto con otra. Por ejemplo, evita la retroalimentación de un generador de emergencia a la red eléctrica. Un ejemplo es un interruptor de transferencia automático (ATS) de transición abierta. Durante la fracción de segundo que dura la transferencia de energía, se interrumpe el flujo eléctrico. Otro ejemplo es un interruptor manual de tres posiciones o disyuntor, con la red eléctrica en un lado, el generador en el otro y la posición de apagado en el medio. Esto requiere que el usuario pase por la posición de desconexión total antes de realizar la siguiente conexión.

• Tipo de transición cerrada. Un interruptor de transferencia de transición cerrada (CTTS) también se denomina interruptor de transferencia de conexión previa a la interrupción. Un sistema de emergencia típico utiliza una transición abierta, por lo que existe una interrupción momentánea inherente de la alimentación de la carga cuando esta se transfiere de una fuente disponible a otra (teniendo en cuenta que la transferencia puede ocurrir por razones distintas a una pérdida total de energía). En la mayoría de los casos, esta interrupción es insignificante, especialmente si dura menos de 1/6 de segundo. Sin embargo, algunas cargas se ven afectadas incluso por la más mínima pérdida de energía. También existen condiciones operativas en las que puede ser conveniente transferir cargas sin interrupción de energía cuando las condiciones lo permitan. Para estas aplicaciones, se pueden proporcionar interruptores de transferencia de transición cerrada. El interruptor funcionará en modo de conexión previa a la interrupción siempre que ambas fuentes sean aceptables y estén sincronizadas. Los parámetros típicos que determinan la sincronización son: diferencia de tensión inferior al 5 %, diferencia de frecuencia inferior a 0,2 Hz y un ángulo de fase máximo entre las fuentes de 5 grados eléctricos. Esto significa que el motor que impulsa el generador que alimenta una de las fuentes generalmente debe estar controlado por un regulador isócrono. Generalmente se requiere que la transición cerrada, o tiempo de solapamiento, sea menor a 100 milisegundos. Si alguna de las fuentes no está presente o no es aceptable (como cuando falla la energía normal), el interruptor debe operar en un modo de interrupción previa al cierre (operación de transición abierta estándar) para garantizar que no se produzca retroalimentación. La transferencia de transición cerrada hace que las pruebas mensuales exigidas por el código sean menos objetables porque elimina la interrupción de las cargas críticas que ocurre durante la transferencia de transición abierta tradicional. Con la transferencia de transición cerrada, el grupo electrógeno del motor en sitio se conecta momentáneamente en paralelo con la fuente de la red eléctrica. Esto requiere obtener la aprobación de la compañía eléctrica local. Las aplicaciones típicas de conmutación de carga para las que es deseable la transferencia de transición cerrada incluyen procesamiento de datos y cargas electrónicas, ciertas cargas de motores y transformadores, sistemas de reducción de carga o cualquier lugar donde las interrupciones de carga, incluso de la duración más corta, sean objetables. Un CTTS no es un sustituto de un SAI (sistema de alimentación ininterrumpida); Un SAI cuenta con un sistema de almacenamiento de energía integrado que proporciona energía durante un periodo determinado en caso de un corte de suministro eléctrico. Un CTTS por sí solo garantiza que no habrá una pérdida momentánea de energía al transferir la carga de una fuente de alimentación activa a otra.

• Tipo de carga suave. Un interruptor de transferencia de carga suave (SLTS) utiliza un CTTS y se utiliza comúnmente para sincronizar y operar la generación in situ en paralelo con la red eléctrica, así como para transferir cargas entre ambas fuentes, minimizando al mismo tiempo los transitorios de voltaje o frecuencia.

Interruptores ATS Tipos mecánicos

• Interruptores basados ​​en solenoides. Estos interruptores se activan mediante el movimiento de un solenoide electromagnético.

• Interruptores motorizados. Este tipo se activa mediante motor eléctrico y engranaje.

• Interruptores basados ​​en contactores. Consiste en dos contactores que tienen enclavamiento mecánico y eléctrico para evitar que ambas fuentes de energía se conecten entre sí.

Tipos eléctricos de interruptores ATS

• Basado en disyuntor (clase CB). Estos interruptores utilizan disyuntores con un enlace de operación externo como mecanismo de conmutación. El enlace opera dos disyuntores simultáneamente, cerrando uno y abriendo el otro.

• Interruptores-seccionadores (clase PC). Este tipo se basa en 2 grupos de contactos estáticos que se cierran alternativamente mediante un mecanismo de conmutación.

• Interruptor de transferencia estático (STS). Un interruptor de transferencia estático utiliza semiconductores de potencia, como rectificadores controlados por silicio (SCR), para transferir una carga entre dos fuentes. Al no tener piezas mecánicas móviles, la transferencia puede completarse rápidamente, incluso en un cuarto de ciclo de la frecuencia de alimentación. Los interruptores de transferencia estáticos se pueden utilizar donde se dispone de fuentes de alimentación fiables e independientes, y es necesario proteger la carga incluso de interrupciones de unos pocos ciclos de la frecuencia de alimentación, o de sobretensiones o caídas de tensión en la fuente de alimentación principal.