Di S. Hussain Ather
Aggiornato il 24 marzo 2022

Gli interruttori di trasferimento automatico (ATS) svolgono un ruolo fondamentale nel mantenere la continuità dell'alimentazione durante le emergenze. Quando un servizio pubblico si guasta, ad esempio durante un disastro naturale, un ATS reindirizza automaticamente il carico a un generatore di backup, prevenendo tempi di inattività per strutture critiche come gli ospedali.

Principi chiave del controllo dell'avviamento automatico

I sistemi ATS sono progettati per rilevare una perdita di alimentazione di rete e avviare una sequenza di avvio del generatore. Il processo in genere segue questi passaggi:

1. La potenza di rete diminuisce, attivando l'ATS per avviare il generatore.
2. Una volta che il generatore raggiunge la velocità operativa, l'ATS trasferisce il carico dall'utenza al generatore.
3. Quando ritorna l'alimentazione di rete, l'ATS ritorna all'alimentazione principale e segnala al generatore di spegnersi.

Isolando il generatore dal pannello di distribuzione finché non è completamente operativo, ATS protegge il generatore dal sovraccarico e impedisce il ritorno di energia nella rete pubblica.

Gestione del carico e tecniche di carico leggero

I modelli ATS avanzati includono funzioni di riduzione del carico e regolazione della priorità. Queste funzionalità consentono ai circuiti critici di mantenere l'alimentazione mentre i carichi meno essenziali vengono temporaneamente disconnessi, ottimizzando l'uso del generatore e prevenendo il surriscaldamento.

Il trasferimento del carico graduale, noto anche come commutazione "make-before-break", riduce al minimo l'ondulazione di tensione e consente al generatore di assumere il controllo senza interruzioni, il che è essenziale in ambienti in cui anche una breve interruzione può essere pericolosa.

Costruisci il tuo circuito controllato da ATS

La progettazione di un ATS richiede una solida conoscenza dell'ingegneria elettrica. Sebbene gli hobbisti possano creare pannelli di controllo di base utilizzando guide DIN, sbarre collettrici e LED, i protocolli di sicurezza e una corretta messa a terra non sono negoziabili. I passaggi tipici riguardano:

1. Montaggio degli interruttori automatici su una custodia su guida DIN.
2. Installazione di sbarre di neutro e di terra con isolamento adeguato.
3. Collegamento delle sbarre agli ingressi del carico e del generatore.
4. Integrazione di un modulo ATS e un contatore CA per monitorare tensione e corrente.
5. Verifica di surriscaldamento, cadute di tensione e corretto isolamento prima dell'implementazione.

Utilizzo di più generatori con un singolo ATS

Le grandi strutture possono impiegare diversi generatori per supportare i carichi distribuiti. Ogni generatore è collegato al proprio ATS, ma il sistema può coordinarli come un'unica fonte virtuale. La sincronizzazione, garantendo che le differenze di tensione rimangano al di sotto del 5% e le differenze di frequenza al di sotto di 0,2 Hz, è fondamentale per transizioni fluide.

Tipi di commutatori di trasferimento automatico

Esistono diverse configurazioni ATS, ciascuna adatta a diverse applicazioni:

• Transizione aperta (Break‑Before‑Make) – Si disconnette dalla rete prima di collegarsi al generatore, impedendo la retroalimentazione.
• Transizione chiusa (Make-Before-Break) – Mantiene l'alimentazione durante il passaggio, ideale per apparecchiature sensibili.
• Interruttori di trasferimento statici – Utilizza dispositivi a semiconduttore (ad esempio, raddrizzatori controllati al silicio) per il trasferimento istantaneo di potenza.
• ATS a carico leggero – Aumenta gradualmente la potenza del generatore per adattarla all'utenza, riducendo i picchi di tensione.

Considerazioni sugli avviatori motore e sulla corrente di spunto

Quando si dimensiona un ATS, gli ingegneri valutano la corrente di spunto degli avviatori motore. L'ATS deve assorbire il picco di picco che si verifica quando un motore CA è alimentato, garantendo che il generatore possa fornire corrente sufficiente senza far intervenire i dispositivi di protezione.

Soluzioni ATS commerciali e residenziali

I sistemi residenziali utilizzano spesso unità ATS da 100 o 200 A di produttori come Generac, con prezzi che partono da circa $ 600. Le installazioni commerciali possono comportare progetti ATS multibus più grandi in grado di servire data center, ospedali o impianti industriali.

Panoramica dell'installazione per ATS alimentati da generatore

L'installazione di un ATS implica:

1. Integrazione dell'ATS nel pannello di servizio principale dell'edificio.
2. Collegamento del generatore all'ingresso ATS e configurazione delle impostazioni di sincronizzazione.
3. Programmazione della logica ATS per sequenze automatiche di avvio, trasferimento e spegnimento.
4. Implementazione di interblocchi di sicurezza, allarmi e monitoraggio della perdita di carico.
5. Conduzione di test approfonditi e messa in servizio per certificare l'affidabilità.

Produttori rinomati, APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric e Western Telemetry, forniscono soluzioni ATS su misura per le esigenze specifiche del settore, insieme al supporto post-installazione.

Implementando un ATS, le strutture possono garantire che le operazioni critiche continuino ininterrottamente, anche in caso di guasto delle fonti di alimentazione esterne.