Otomatik Faz Değiştirme Anahtarı, elektrik kesintilerini otomatik olarak tarayan ve insan müdahalesi olmadan alternatif güç kaynağına geçiş yapan bir cihazdır; böylece aktif besleme kaynakları arızalansa bile elektrik yükünüzün çalışır durumda kalmasını sağlar. Yükünüzü korumanın yanı sıra, anahtar değişimi için gereken kısa süre boyunca (genellikle sadece saniyeler veya kesirler) elektrik yükünün sürekliliğini de sağlar. Otomatik faz değiştirme anahtarı hakkında müşteriler arasında en yaygın yanlış anlamalardan biri, faz transferinin uygulanmasının ne kadar süreceğidir. Ancak, müşterilerin dikkat etmesi gereken diğer değişken, ünitedeki kutup sayısıdır; bu, sistemin güvenliği ve maliyeti ile Elektrikçi için kurulum ve bakım gereksinimlerini doğrudan etkiler.
Faz değiştirme anahtarı, akımı bir kaynaktan (giriş) diğerine (çıkış) iki veya daha fazla kaynak arasında otomatik olarak geçiren (veya transfer eden) bir cihazdır. Faz değiştirme anahtarları manuel, motorlu veya otomatik olarak temin edilebilir ve otomatik tip, bakım ve onarım prosedürleri için kullanımı kolay bir manuel bypass içerebilir. Üç fazlı konfigürasyonlar düşünüldüğünde, her faz için dört kutup gereklidir; her faz için bir kutup ve ayrı bir nötr/toprak kutbu. Anahtarın transfer süresi, sınıflandırılmasını belirler: bağlanan ekipmanın hassasiyetine bağlı olarak, hassas cihazlar için genellikle 60 mikrosaniyeden daha kısa bir transfer süresine ve jeneratörler için yaklaşık 1 saniye ile 3 saniye arasında bir transfer süresine sahiptir.
Cihazın gerçekte yaptığı şey
Değiştirici anahtarı içinde insanların gözden kaçırdığı iki bileşen vardır: 1, gelen beslemedeki arızaları izleyen ve kontrol eden bir kontrol rölesi, ve 2, fiziksel bir transferin gerçekleşmesini sağlayan, yani kontaktörlerin açılıp kapanmasını sağlayan kilitli bir çift kontaktör. Kontrol bileşeni, düşük voltaj, faz kaybı, faz arızası ve faz sırası hataları gibi gelen beslemedeki kusurları izler. Bir arıza tespit edildiğinde, kontrolör mantığı, iyi güç kaynağına bağlı kontaktörün önce açılmasını ve ardından gelen beslemenin kontaktörünün kapanmasını sağlar. Kontaktörlerin kilitli yapısı, her iki kaynağın aynı anda asla bağlanmamasını garanti eder.
Değiştirici anahtarı genellikle iki konfigürasyonda çalışır. Otomatik konfigürasyon, anahtarın kendisinin transfer veya değişimi yaptığı normal çalışma modudur. Baypas modu ise kontrolörün devre dışı bırakıldığı ve teknisyenin bakım kolu kullanarak anahtarı çalıştırdığı bakım modudur. Baypas, ancak, çok önemli bir çalışma modudur; olmadan teknisyen, canlı bir pano üzerindeki bir kontaktörü değiştirmek için tüm beslemeyi kapatmak zorunda kalırdı.
Spesifikasyonlarda sıkça tekrar eden eski bir alternatif manuel transfer anahtarıdır: aynı donanım, algılama elektroniği yoktur. Daha ucuzdur ve gelen besleme tek başarısız olan kaynak olduğunda ve bir insan orada bulunduğunda doğru cevaptır. Bir asansör veya sunucu odası için yanlış cevaptır.
Değiştirici anahtarların kullanıldığı yerler ve talebin yöneldiği alanlar
Mevcut teknoloji eski ve heyecansızdır: pompalar, asansörler, jeneratörler, kazan beslemeleri ve fabrika giriş birimleri. Bu sistemler güvenilirdir. Aslında, sektördeki büyüme diğer kaynaklardan gelmektedir.
Şu anda veri merkezleri ve kolokasyon, sadece birkaç milisaniyelik tek fazlı transferin, tüm olası yukarı akış olayları için yeterince büyük bir batarya paketi kullanmak yerine, güç kesintisi sırasında rafın kapanmasını önlemesi nedeniyle lider konumdadır. Sağlık sektörü ikinci sıradadır, çünkü kritik bakım alanlarında kesintisiz tedarik sağlamak bir gerekliliktir, seçenek değil. Asansörler ise, bir kontrolörün bir asansör grubunu kontrol edeceği yeni teknoloji tarafından hareketlerin devralınmasının muhtemel olduğu üçüncü pozisyondadır.
Hukuki konular ve bazı küçük trendler ele alınmalıdır. Müşteri binaları, sadece iki yönlü seçenekler yerine üç yönlü transfer kullanan PV ve batarya sistemlerini entegre etmektedir. Büyük elektrikli araçlar, şebekenin her zaman yönetemediği büyük güç tüketimine neden olmakta ve bu da sürekli açıp kapatmak yerine güç kaynağına doğrudan bağlanmayı gerektirmektedir.
Kabaca konuşmak gerekirse, yük yaklaşık 7 kW’ın üzerinde olduğunda üç fazlı mı yoksa tek fazlı mı tercih edileceği seçeneğiniz olmaz ve bu ayrım şu konuda ele alınmıştır: tek fazlı ve üç fazlı karşılaştırması.
Türler ve sınıflar
Üç fazlı değişim anahtarlarının üç prensibinin veri kitabı kısaltmalarını öğrenmek önemlidir.
İlk boyutta – kutup sayısı, 3 kutuplu bir anahtar, nötrü bağlı tutarken üç fazı kapatır. 4 kutuplu bir anahtar ise nötrü de kapatır. Nötr ve toprak ayrı olduğunda, örneğin TT sisteminde, nötrü bağlı tutmak onları ayırmanın amacını bozar — nötr hala toprak elektroduna bağlıdır. ABD dışındaki çoğu kurulumda 4 kutuplu anahtar veya nötr bağlantısını kesen anahtar kullanmak en doğru yoldur.
Teknoloji boyutu, anahtarın açma-kapama hızına ilişkindir. Tedarikçiler bu terimi farklı şekillerde kullanır. IEC 60947-4-1 standardına göre, I sınıfı (iki kesme ve transfer) ve II sınıfı (transfer dahil üç kesme) vardır. Q sınıfı, transferin en fazla on milisaniye sürdüğü anlamına gelir ve elektronik cihazlar için kullanılmalıdır. Schneider ve ABB, transfer süresini dikkate alan farklı sınıf değerleri setlerine sahiptir.
Yapı boyutu, mekanizmanın ana özellikleriyle ilgilidir – elektrikli kilitlemeli düşük voltaj açma, mekanik kilitlemeli elektromıknatıs tipi veya arıza durumunda mekanizmayı otomatik olarak ana beslemeye getiren yay dönüşlü motorlu tip, ki bu tek anahtarlama teknolojisidir. Bu, her zaman net olmayan birçok durumda önemlidir: yay dönüşlü mekanizma normal çalışmaya dönerken, diğer tipler yükünüzü birisi kapatana kadar jeneratörde tutar.
Ana hat A ile ana hat B arasında sadece elektrik transferi yapan ve her iki güç kaynağının da her zaman mevcut olduğu durumlarda, hareketli parçası olmayan ve her iki kaynağı da çalışır durumda tutarak 10 ms’den daha kısa sürede transfer yapan statik anahtar en iyi çözümdür. Ancak, bu seçenek daha pahalıdır ve düzgün çalışması için iki ayrı bağlantı gerektirir.
Satın alma kararını belirleyen teknik özellikler
| Parametre | Alıcıların belirttiği özellikler | Notlar |
|---|---|---|
| Nominal akım | 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600 A | Tam yük akımına göre boyutlandırma, ardından motorlar varsa kalkış akımını kontrol etme |
| Kutup | 3P veya 4P | Nötr ve toprak ayrılmışsa 4P kullanılır |
| Transfer süresi | Q sınıfı 60 ms altında; PC sınıfları 0,5–5 s | Jeneratörler saniyeler, elektronik cihazlar milisaniyeler gerektirir |
| Algılama | Alt/üst voltaj, faz arızası, faz sırası, faz dengesizliği, nötr kaybı | Nötr kaybı algılama sadece 4 kutuplu ünitelerde mevcuttur |
| Ayar aralığı | Tipik olarak nominal voltajın 0,7–1,3 katı | Tolerans zayıf bir beslemede daha önemlidir |
| Kısa devre dayanımı | Icw, tipik olarak çerçeveye bağlı olarak 50–100 kA | Üst akım kesici ile koordine edilmelidir |
| Kasa | IP20 açık çerçeve, IP54/65 kabin | Tezgah montajı bir tesis odasında kabin gerektirir |
| Onaylar | IEC 61439-2, CE ve Kuzey Amerika sahası için UL | UL 508A sadece panoya uygulanır, anahtara tek başına değil |
Kısa devre dayanımı, insanların en son tartıştığı teknik özelliktir ve anahtar çevresindeki kesicilerle ilişki burada somutlaşır: dayanım üst cihazla koordine edilmelidir ve o panelin geri kalanı için terminoloji anahtarın çevresindeki kesicilerle ilişkisi. İki ek bilgi devreye alma mühendisi hazır olana kadar bırakılmalıdır. İlk olarak, korunduğunuz IEC 61000-4-11 dip süresini belirtin; 200 ms’de toparlanma raporlayan bir anahtar 500 ms’lik bir voltaj düşüşünü köprüleyemez. İkinci olarak, nötrlerin düzenini yazılı olarak açıkça belirtin.
Avantajlar ve dezavantajlar
| Avantajlar | Dezavantajlar |
|---|---|
| Beyan edilen transfer süresinden daha uzun yük kesintisi olmadan, gözetimsiz çalışma | Genellikle 50.000 ila 100.000 işlem arasında sınırlı sayıda transferi olan mekanik bir cihazdır. |
| İki besleme kaynağının aynı anda kapatılmasını önleyen kilitli yapıya sahiptir. | Mekanizma aşınması görünmezdir, ancak arıza yaptığında yük düşer. |
| Yay dönüşlü versiyonlar, kimse müdahale etmeden kendiliğinden toparlanır. | Geri dönüşsüz versiyonlar, her kesintiden sonra manuel sıfırlama gerektirir. |
| Basit bir sigorta düzeninin kaçıracağı faz arızası ve sıra hatalarını algılar. | 4 kutuplu versiyonlar daha pahalıdır ve anahtara bir nötr hattı getirilmesi gerekir. |
| Çoğu modern kontrolörde uzaktan durum raporlama mevcuttur. | Uzaktan raporlama için bir besleme ve iletişim hattı gereklidir; izole bir sahada bu, geri dönüşü olmayan bir maliyettir. |
| Manuel bypass, yükü kesmeden bakım yapılmasına olanak tanır. | Manuel konumdaki bypass, operatörün unutabileceği bir durumdur ve bu, tesis odasında gerçek bir risktir. |
Birinci elden bir anlatımı okumadan önce, her zaman ikinci sütunu kontrol etmek gerekir. Önemi iki şeydedir: transfer anahtarı, besleme kaybına karşı sizi korur ancak sistemin kendisinin aşınması nedeniyle arızalanmasına karşı koruma sağlamaz; aşınma, anahtarın ister istemez manuel olarak işletilmesi gerektiği anlamına gelir.
Markalar ve maliyetleri
Kuzey Amerika ve Avrupa operatörleri, spesifikasyon pazarını işgal eden başlıca aktörlerdir: Schneider Electric, Prisma ve Compact serilerini tanıtmış ve ABB, Eaton, Siemens, Hager ve Legrand gibi STK'lar aynı seviyede faaliyet göstermektedir. Kontrol aralıkları, kontrolörlerindeki akım izleme yetenekleri oldukça geniştir ve tüm bunları marka özelliklerini içermeyen müşteri ücretleri karşılığında kurarlar.
Asya üreticileri aynı alanda çalışmakta, ancak fiyatları daha düşüktür. Aşağıdaki, muhafazasız, aşırı/alt voltaj algılamalı motorlu bir cihaz için verilen fiyat teklifleri bu farkın önemsiz olmadığını göstermektedir.
63 Amper kapasiteli üç kutuplu cihazların fiyatı $250 ile $600 arasındadır. 100 Amper kapasiteli dört kutuplu cihazların fiyatı $400 ile $900 arasındadır ve 400 Amper kapasiteli cihazların fiyatı $1,500–4,000 arasındadır. 1600 Amper kapasiteli ve dört kutuplu tasarıma sahip cihazlar ise $10,000’den daha pahalı olacaktır. Yaylı geri dönüş, baypas pozisyonu veya uzaktan kontak eklemek cihazın fiyatını artıracaktır. Tedarikçiden bağımsız olarak, 600 A kapasiteli bir birimin maliyeti aşağıda belirtilmiştir. 600 A dört kutuplu fiyat dökümü.
HUYU şirketi, aynı akım aralığını kapsayan otomatik transfer anahtarları üretmektedir; üç fazlı cihazlar ve daha yüksek akımlar için kalıplı kutu devre kesici kapak çerçevesi üzerine inşa edilmiş devreler bulunmaktadır. İş modeli basittir: tüm birimler aynı IEC 60947-4-1 mekanizma sınıfına dayanır, Çin fiyatlarına göre üretilir ve proje teklifinde uygun bir zafer için yeterli hacme sahiptir.
Nasıl seçilir
Anahtardan önce yükle başlayın. Tam yük akımı çerçeveyi belirler; otobüsteki herhangi bir motorun varlığı, veri sayfasının gösterdiğinden daha yüksek bir kısa devre dayanımı gerekip gerekmediğini belirler.
Ardından zamanlama gelir. Yük, bir asansör kontrolörü, sunucu, laboratuvar test tezgahı veya kondansatör bankaları içeren herhangi bir şey ise, transfer 60 milisaniyeden kısa sürede yapılmalı ve Q tipi bir cihaz belirtilmelidir. Eğer jeneratör seti, kazan besleme pompası veya bir tür atölye ise, bir saniyelik gecikmeler kabul edilebilir ve kullanımı daha kolay olan daha az sofistike yaylı geri dönüş tipi cihaz tercih edilir.
Son olarak, nötr konusu ele alınmalıdır. Nötr ve koruyucu topraklama bir noktada birleştirilmiş mi, yükseltilmiş mi belirleyin. Eğer evet ise, üç kutuplu cihazlar kullanılabilir. Hayır ise, dört kutuplu cihazlar veya nötr kesme cihazı doğru çözüm olacaktır ve bu, özellikler listesindeki herhangi bir özellikten daha fazla etki yapar.
Geri dönüşte ne olacağı da belirlenmelidir. Şebekeye yaylı geri dönüş mü yoksa kapatma talimatı verilene kadar jeneratör ünitesinin tutulması mı? Her iki seçenek de mevcuttur ve özellikle belirtilmelidir, çünkü varsayılan ayar ihtiyacınızla uyuşmayabilir.
Son olarak, ne kadar test yapacağınıza karar verin ve model numarasını erken isteyin. Kompakt bir çerçeve, örneğin otomatik değişim anahtarı 32 ila 63 A aralığındaki bant, küçük panelleri ve küçük jeneratörleri kapsar; yaklaşık 125 A üzeri farklı bir çerçeve ailesine girer ve farklı kısa devre değerlerine sahiptir, ayrıca veri sayfası panel ile uyumlu olmalıdır. Bir değişim anahtarı, devreye alındığında ve ardından düzenli olarak yük altında çalıştırılmalıdır. Çalıştırma aralığı, anahtarın herhangi bir izleme özelliğinden çok daha kritik olup, bakım programında genellikle eksik olan bir unsurdur ve bu nedenle mekanizmanın sınırına fark edilmeden ulaşmasına neden olur.
SSS
Otomatik değişim anahtarı ne yapar?
Cihaz, tek bir güç kaynağını izleyebilir, kaynağın aralık dışına çıktığını veya arızalandığını belirleyerek yükün otomatik olarak başka bir güç kaynağına aktarılmasına olanak tanır. Transfer kilitlidir, bu da iki güç kaynağının bağlanma olasılığını ortadan kaldırır. Ayrıca, çoğu ünitede, faz arızası, faz sırası hatası ve bazı durumlarda dört kutuplu makinelerde nötr kaybı tespiti yapılabilir.
Ev için en iyi otomatik değişim anahtarı nedir?
Otomatik değişim anahtarı nadiren evler için çözümdür. Çoğu tek fazlı konutta yedek bir besleme yoktur ve varsa, bir veya iki ana devre için kilitli bir değişim yeterlidir. Gerçek ev senaryosu, bir jeneratörün bulunduğu ve ısıtma, soğutma, aydınlatma ve bir priz devresi için yapılan değişimin, tam otomatik bir sistemden çok daha az maliyetle tüm sorunları çözdüğü durumdur.
Otomatik değişim ne yapar?
Yük, tespit edildiğinde bir kaynaktan diğerine anında aktarılır ve çoğunlukla otomatik olarak tekrar geri aktarılır. Buradaki anahtar terim otomatiktir; manuel anahtarlama dışarıdan neredeyse aynı görünse de insan müdahalesi gerektirir. Otomatik anahtarlama ekipmanı, yük sürekliliğinin insan müdahalesi olmadan sürdürülmesi gereken asansörler, yangın alarm sistemleri, veri merkezleri, su pompaları ve hastanelerdeki kritik devreler gibi durumlarda kullanılır.
Otomatik değişim anahtarı nasıl bağlanır?
İki giriş bağlantısı iki besleme terminaline bağlanır, yük ortak bağlantılara bağlanır ve kontrol bağlantısı kontrol terminallerine bağlanır. Kablo çekilmeden önce nötrün 3 kutuplu mu yoksa 4 kutuplu bir üniteye mi bağlanacağına karar verilmelidir. Bağlantı, üretici tarafından belirtilen terminaller veya klemensler kullanılarak yapılır ve belirtilen tork değeri uygulanırken bağlantı süresi doğrulanır.
Referanslar
- Schneider Electric — otomatik transfer anahtarı serileri ve transfer sınıfı terminolojisi
- ABB — otomatik transfer anahtarları dahil düşük gerilim anahtarlama donanımları
- Hager — değişim ve transfer anahtarı ürün aileleri
- Legrand — anahtarlama donanımı ve dağıtım panosu çözümleri
- Eaton — IEC 61439 düşük gerilim montajları ve Kuzey Amerika anahtarlama donanımları
- Uluslararası Elektroteknik Komisyonu — IEC 60947-4-1 (transfer anahtarları), IEC 61439 (montajlar), IEC 61000-4-11 (gerilim düşüşleri)
Sonuç
Otomatik bir faz değişim anahtarı için teknik hususları göz ardı ederseniz, anahtarının çalışma prensibini anlamak kolaydır. Anahtarlama mekanizmasıyla ilgili olarak esasen dikkate almanız gereken iki nokta vardır: değişim hızının ne olduğu ve anahtarlama işlemine dahil olan kutup sayısı. Anahtarın doğru kutup sayısına ve değişim hızına sahip olduğunu doğruladıktan sonra, anahtarın geri kalanının nasıl çalıştığını anlamak çok daha kolay olacaktır. Ancak, bir anahtarın yanlış kutup sayısına sahip olduğunu doğrularsanız, tork testini geçse bile güvenlik testini geçemeyecek ve bu çok daha yüksek bir maliyet olabilir.
