تابلو برق ATS (Automatic Transfer Switch) یا کلید انتقال خودکار، به طور خودکار بین دو منبع تغذیه، معمولاً شبکه برق و دیزل ژنراتور، سوئیچ میکند تا برق برای بار همیشه در دسترس باشد. در این نوشته، به بررسی عملکرد، انواع مدل ها، نقشه های مونتاژ و نکات مهم در تابلو برق ATS خواهیم پرداخت.
تابلو برق ATS چیست؟
در دنیای پرسرعت امروز، جایی که برق اساس تقریباً هر عملیاتی است، اطمینان از تأمین برق بدون وقفه بسیار مهم است. تابلوهای برق انتقال خودکار (ATS) نقش حیاتی در دستیابی به این هدف دارند.تابلو برق ATS یک تابلو برق است که بهطور خودکار بار را بین دو منبع تغذیه(معمولاً شبکه برق و دیزل ژنراتور پشتیبان)انتقال میدهد. این تابلو اطمینان میدهد که وقتی منبع برق اصلی دچار مشکل میشود یا ولتاژ آن به طور قابل توجهی کاهش مییابد، می تواند بهطور خودکار به ژنراتور پشتیبان سوئیچ کرده و تأمین برق را برای سیستمها و تجهیزات حیاتی ادامه دهد.
عملکرد تابلو برق ATS
عملکرد تابلو برق ATS را میتوان به چند مرحله کلیدی تقسیم کرد:
- نظارت بر منابع برق: ATS بهطور مداوم ولتاژ و سلامت کلی منبع تغذیه اصلی را زیر نظر دارد. این دستگاه برای شناسایی هرگونه اختلال یا کاهش قابل توجه ولتاژ طراحی شده است.در صورت تشخیص هرگونه اختلال، مانند قطع برق یا افت ولتاژ، این تابلو به سرعت واکنش نشان میدهد.
- انتقال خودکار: پس از شناسایی قطع برق یا کاهش ولتاژ، تابلو ATS بهطور خودکار فرایند راهاندازی ژنراتور پشتیبان را آغاز میکند. پس از روشن شدن و تثبیت ژنراتور، ATS بار را از منبع اصلی به پشتیبان منتقل میکند. این فرآیند معمولاً در عرض چند ثانیه انجام میشود، که برای سیستمهای حساس بسیار حیاتی است.
- بازگشت به منبع اصلی: هنگامی که منبع اصلی دوباره فعال و پایدار شود، تابلو ATS بهطور خودکار بار را به برق شبکه بازمیگرداند و از این طریق اتصال بدون وقفه ای را برای بار ایجاد میکند.
- آزمایش و نگهداری: بسیاری از تابلوهای ATS دارای ویژگیهای خودآزمایی هستند که امکان بررسیهای منظم عملکرد سیستم را فراهم میکنند و اطمینان حاصل میکنند که هر دو منبع اصلی و پشتیبان عملیاتی هستند.
انواع تابلو های برق ATS به همراه نقشه
با توجه به شرایط توپولوژی های مختلفی را می توان برای تابلو برق های ATS در نظر گرفت. در اینجا ما فرض می کنیم یک دیزل ژنراتور 100 کاوا داریم که جریان خروجی معادل با 140 آمپر دارد. حداکثر مصرف بار هم حدود 110 آمپر در نظر گرفته شده است. انتخاب قطعات و کلی های قدرت بر اساس این میزان از توان خواهد بود. نکته مهم: حتما حفاظت های کافی مانند کلید های اتوماتیک، کنترل فاز و … در خروجی مدار های رسم شده در پایین را در نظر بگیرد.
1) تابلو برق با کلید ATS
کلید ATS نوعی از کلید های قدرت هستند که دارای دو ورودی بوده و در قسمت خروجی به بار متصل می شوند. این کلید ها بدون نیاز به مدار فرمان اضافی و یا کنترلر خاصی اقدام به تعویض بین دو منبع تغذیه می کنند. معمولا استفاده از این مدل کلید ها در تابلو برق باعث راحتی در سیم کشی می شود اما هزینه بالاتری نسبت به مدل های دیگر کلید ATS دارند. در حال حاضر در بازار برند های هیمل و JBH موجود هستند و می توانید از بین آن ها یک گزینه را انتخاب کنید. برند JBH به دلیل ایرانی بودن هزینه پایین تری نسبت به برند های دیگر دارد اما اگر به دنبال کیفیت هستید قطعا باید کلید های هیمل را انتخاب کنید.
| نام کلید چنج آوری اتوماتیک | قیمت (تومان) |
| کلید دوطرفه ژنراتور برق شهری JBH | 51,700,000 |
| کلید چنج اور موتوری خودکار چهار پل 400 آمپر (ATS) هیمل | 75,000,000 |
کلید های ATS به صورت خودکار جابجایی بین منابع تغذیه را انجام می دهند و فقط نیاز به تنظیم دارند. به همین دلیل در اینجا مدار خاصی برای قسمت فرمان در نظر گرفته نشده است و فقط مدار قدرت رسم شده. البته ذکر این نکته ضروری است که برد کنترل دیزل ژنراتور باید بتواند به شبکه برق متصل باشد تا در صورت قطع برق دیزل را استارت کند.
2) تابلو برق با کلید های موتوردار
همانطور که می دانید کلید های اتوماتیک کمپکت (MCCB) به صورت دستی قطع و وصل می شوند. ما می توانیم برای خروجی دیزل ژنراتور و برق شهر هر کدام یک کلید اتوماتیک در نظر بگیریم و هنگامی که نیاز بود بین آن ها جابجا شویم. برای اینکه این جابجایی به صورت خودکار انجام شود و توسط دست انسان صورت نگیرد باید از موتور برای این کلید های اتوماتیک استفاده کنیم. موتور کلید اتوماتیک می تواند با استفاده از انرژی برق یک فنر را در حالتی خاص قرار دهد و هنگام دریافت فرمان کلید اتوماتیک را قطع و یا وصل کند. برای این مدار از دو عدد کلید اتوماتیک کمپکت برند اشنایدر با ظرفیت 200 آمپر استفاده می کنیم. بر روی هر کدام از این کلید ها یک موتور قرار دارد که می تواند وضعیت کلید را به روشن و یا خاموش تغییر دهد. مدار قدرت به شکل زیر می باشد:
دیزل ژنراتور ها معمولا مجهز به یک برد کنترلی هستند که می توان با استفاده از همین برد کنترلر سیستم ATS را پیاده سازی کرد. ما در اینجا در نظر میگیرم که دیزل ژنراتور به برد کنترلی DSE6010 یا DSE6020 از برند دیپسی مجهز باشد. این برد ها می توانند به شبکه برق اصلی متصل شده و در صورت قطع برق دستور راه اندازی دیزل را داده و سپس شبکه برق را جدا کنند. البته اصول کار خیلی تفاوتی نمی کند و می توانید از کنترلر های دیگر مانند دیپسی 4520 و یا برند های دیگر مانند PCC و یا دیتاکام استفاده کنید.
این روش تنها متکی به عملکرد برد کنترلی است. برای اطمینان از عملکرد برد کنترلی دیزل ژنراتور می توانید از حفاظت های مکانیکی مانند قراردادن کلید گردان بر سر راه فرمان قطع و یا وصل MCCB ها استفاده کنید. البته در صورتی که برنامه ریزی برد کنترلی به صورت صحیح انجام شده باشد، با اطمینان بالایی می توانید از این سیستم استفاده کنید.
3) تابلو برق ATS با کنتاکتور
در این نوع مدار میتوان مدار تغییر منبع جریان را از مدار حفاظت جدا کرد. با این روش ممکن است هزینه عملیاتی بالا رود و علاوه بر کلید های حفاظتی نیاز به کنتاکتور های قدرت بزرگتر هم باشد اما با توجه به جدا بودن حفاظت های مدار، کنترل راحت تر و قابلیت اطمینان بیشتر است. تصمیم گیری در مورد مدار عملیاتی با توجه به شرایط و نیاز های کارفرما تعیین می شود و موضوع مورد بحث ما در این مقاله نیست. مدار قدرت به صورت زیر می باشد:
برای مدار فرمان در نظر میگیرم که دیزل ژنراتور به برد کنترلی DSE6010 یا DSE6020 از برند دیپسی مجهز باشد. مدار فرمان به شکل زیر خواهد بود. در این مدار حفاظت های کافی برای عدم عملکرد همزمان دو کنتاکتور دیده شده است به این صورت که برد کنترلی باید تنظیم شود تا به صورت همزمان برق را متصل نکند اما باز هم برای اطمینان بیشتر می توان از یک تایمر به شکل زیر استفاده کرد.
در این مدار علاوه بر حفاظت های ذکر شده دو عدد تایمر هم در نظر گرفته شده است. این تایمر ها هنگامی که دستور وصل به کنتاکتور می رسد شروع به شمارش می کنند و پس از مدتی اقدام به وصل نمودن مدار کرده و باعث می شوند که امکان خطا کاهش پیدا کند. با در نظر گرفتن همه شرایط استفاده از این نوع مدار علاوه بر هزینه های پایین تر، ضریب اطمینان بالاتری هم دارد.
4) تابلو برق ATS با برد کنترلی بدون فیدبک
هشدار : این روش استاندارد نیست و ممکن است به تجهیزات و یا افراد آسیب وارد کند.
ممکن است برد کنترلی دیزل ژنراتور قابلیت استارت خودکار دیزل هنگام قطع برق را نداشته باشد. برد هایی مانند DSE710 هیچ نمونه ای از برق شهر دریافت نمی کنند و برای استارت دیزل ژنراتور باید به صورت دستی عمل کرد. در این صورت باز هم می توان با استفاده از مدار زیر یک تابلو برق ATS ساخت تا هنگام قطع برق دیزل ژنراتور را روشن کرده و بین دو منبع سوییچ کند. برد کنترلی استفاده شده در این مدار از نوع دیپسی 710 است که نمونه های چینی فراوانی دارد و با قیمت پایینی می توانید آن را تهیه کنید.
مدار قدرت دقیقا شبیه مدار کنتاکتوری است یعنی کنتاکتور KM برق شهر و کنتاکتور KG برق دیزل ژنراتور را متصل می کند. عملکرد این مدار به این صورت است که هنگام متصل بودن برق شهر ورودی LM برقدار می شود و پس از شمارش تایمر T3 کنتاکتور برق شهر متصل می شود. در صورت قطع برق شهر، کنتاکتور KM خاموش شده و از طریق یکی از کنتاکت های بسته آن(کنتاکت KM که به پایه 8 کنترلر متصل است) فرمان استارت برای دیزل ارسال می شود. پس از روشن شدن دیزل، ورودی برق UG برقدارد شده و پس از شمارش یک تایمر، برق دبزل به بار متصل می شود. در صورت وصل دوباره برق شهری، رله R1 باعث قطع مدار کنتاکتور دیزل شده و پس از شمارش تایمر برق شهر متصل می شود. با وصل شدن برق شهر و عدم استفاده از دیزل ژنراتور، دیزل به صورت خودکار خاموش خواهد شد.
