ELEKTROKOMPONENTY: Přepínače sítí

V průmyslu ale i v civilním sektoru existuje řada aplikací, kde je nutné zajistit nepřerušené napájení elektrickým proudem pro případy výpadku hlavní elektrické sítě. Může se jednat o technologie, kde zastavení výroby i na krátkou dobu přináší obrovské ztráty, nebo provozy typu nemocnic, rizikových pracovišť či zemědělských farem, kde při výpadku elektrického proudu hrozí ohrožení lidských životů nebo úhyn velkého počtu užitkových zvířat.

Řešením tohoto problému je nasazení systémů vzájemného záskoku zdrojů, kde přepínače umožňují přepnutí mezi normálním a záložním zdrojem a zároveň brání jejich současnému připojení. Typickým případem bývá přepínání mezi síťovým napájením a napájením z dieselového motorgenerátoru. V takovém případě se jako technické řešení zpravidla používá automatická řídící jednotka, která monitoruje přítomnost napětí na hlavní síti a v případě výpadku, který splňuje předem nastavená kritéria, sama rozběhne a následně přifázuje motorgenerátor. Po obnovení hlavního napájení přepne opět nazpět a zastaví motorgenerátor.

V případě, že řešíme pouze vlastní přepnutí mezi dvěma sítěmi, použijeme přepínač sestavený z dvou výkonových odpínačů. Musíme se pouze rozhodnout, zda bude obsluha přepínač ovládat ručně nebo dálkově. V druhém případě je pak technickým řešením přepínač sítí s motorovým pohonem.

V dalším textu se budeme podrobně věnovat jednotlivým variantám přepínání sítí s použitím přístrojů firem Tecnoelettra, Technoelectric a Katko.

1. PŘEPÍNÁNÍ SÍTÍ S JEDNOTKOU PRO AUTOMATICKÉ ŘÍZENÍ MOTORGENERÁTORU
Firma Technoelecttra, zavedený italský výrobce systémů pro záskoky napájení, nabízí ve svém sortimentu univerzální jednotku TE808 pro automatické a manuální řízení motorgenerátorů.
Jednotka TE808 se vyrábí ve 4 provedeních : Silver – Gold – Titanium – Platinum. Tato provedení se od sebe liší komfortem výbavy a některými funkcemi.

V podstatě se dá říci, že zlatou střední volbou pro naprostou většinu aplikací bude T808 GOLD. Od ekonomického typu SILVER se liší vlastními klávesami pro volbu manuálního a ručního ovládání, klávesou test a vypnuto na ovládacím panelu vedle displeje.

Jednotka T808 TITAN je určena pro aplikace, kde se požaduje komunikace a přenos naměřených parametrů. Nabízí komunikaci po sběrnici s protokolem Can Bus, má výstup RS485 a alarmové výstupy pro signalizaci nestandardních stavů.

Pokud máme aplikaci, kde se požaduje funkce synchronizace sítí, pak je řešením nasazení jednotky TE808 PLATINUM. U ní nalezneme všechny typy synchronizačních systémů: synchronizace mezi generátory, mezi generátorem a hlavní napájecí sítí, synchronizace dynamická, progresivní, sdílení zátěže nebo maxima.

Společnou charakteristikou všech čtyř modelů T808 je vysoká odolnost vůči vlivům okolí. Čelní panel s obrazovkou je vodotěsný (stupeň krytí IP65). Jednotka je plně funkční při teplotách okolí od -30° až do +70°C. Jednotky T808 jsou navíc otestované metodu HALT (Highly Accelerated Life Test, velmi zrychlený test životnosti). Pomocí metody HALT se testuje odolnost přístrojů vůči extrémním změnám teplot a zároveň výrazným vibracím, to vše za plného provozu. Jednotka T808 fungovala spolehlivě v teplotním rozsahu –60°C až +120°C při změně teploty 60°C/min a při zatížení vibracemi 30g.
Kromě toho je T808 otestována podle norem na elektromagnetickou kompatibilitu a lze instalovat v obytných a obchodních komplexech.

Důležitou vlastností jednotky T808 jsou široké možnosti komunikace a přenosu dat. Tecnoelettra nabízí snadný systém dálkového řízení, u TE808 je vše automatické. Pomocí modemu GSM přístroj odešle na 5 telefonních čísel textovou zprávu s alarmovým hlášením. Dálkové monitorování a řízení jednotky lze realizovat pomocí sítě Ethernet, přes rozhraní RS485 nebo CanBus. K jednotce T808 se dodává vlastní monitorovací software. Počítač je možné připojit i do USB vstupu na jednotce.

2. PŘEPÍNÁNÍ SÍTÍ VÝKONOVÝMI ODPÍNAČI S MOTOROVÝM POHONEM
Vlastní fyzické přepínání mezi hlavní sítí a záložním zdrojem ovládané dálkovým signálem je možné realizovat několika způsoby: dvěma stykači, dvěma jističi s motorovým pohonem nebo dvěma výkonovými odpínači s motorovým pohonem. Důležité je zajistit, aby nenastala situace současného připojení sítě a záložního zdroje. Vzhledem k jednotlivým koncepcím řešení by k tomuto nebezpečnému stavu za určitých okolností mohlo dojít u aplikace stykačů nebo jističů. V praxi se to proto řeší použitím speciálního vzájemného mechanického blokování. Naproti tomu u kompletu přepínače sítí s výkonovými odpínači zajišťuje funkci vzájemného blokování přímo přepínací mechanismus, jedná se tedy o bezpečnější řešení. Zároveň je tato volba zpravidla výhodnější i ekonomicky: vysoká vypínací schopnost obdobná jako u jističů a přitom nižší cena na úrovni stykačového řešení.

Firma Technoelectric je výrobcem třípólových a čtyřpólových přepínačů sítí CMO s motorovým pohonem. Řadu tvoří 14 velikostí odpínačů ve jmenovitých proudech od 160A až do 3150A.

3- a 4- pólové přepínače se dále dělí na typové provedení "CS", kde jsou dva výkonové odpínače v kompletu přepínače umístěny vertikálně nad sebou, a provedení "CO" s horizontálním řazením výkonových odpínačů vedle sebe.

U vertikálního provedení CS je možné ještě volit mezi různými variantami podle napájecího napětí : MSX (24VDC), MSX1 (12VDC), MSY (220VAC). Horizontální provedení CO je multinapěťové s označením MS (24VDC, 110/220/380VAC). Přepínače pro jiná napájecí napětí se dodávají na zakázku.

Motorizovaný přepínač se skládá z dvou výkonových odpínačů Visualcompact mechanicky propojených přepínacím mechanismem a motorového pohonu. Vlastní přepínání pod zátěží (AC22, AC23) se děje mezi pozicemi "1", "0", "2" elektricky pomocí motorového pohonu nebo manuálně (nouzové přepnutí), možné je i přímé přepnutí z polohy "1" do polohy "2" a naopak.

Na čelním panelu motorového pohonu je digitální indikace polohy na displeji a současně i mechanický indikátor (verze MS).

Z bezpečnostních důvodů lze uzamknout přepínač visacím zámkem, čímž je znemožněná jakákoliv mechanická nebo elektrická operace. Dále je na přístroji přepínač se zámkem pro volbu elektrického nebo ručního ovládání (verze MS).

Jednotlivé polohy "1", "0" a "2" také signalizují výstupní přepínací kontakty, které lze použít k externí signalizaci aktuálního stavu přepínače.

Vlastní přepnutí z polohy "1" do "2" nebo opačně je velmi rychlé. Pohybuje se od 1,8 do 3,8 sekundy, v závislosti na velikosti odpínačů (1,8 sekundy přepínač 500A, 3,8 sekundy přepínač 3.150A).

Logika dálkového ovládání přepínače se volí pomocí mikropřepínače na zadní straně pohonu, kde jsou také všechny svorkovnice. Lze zvolit ovládání impulzem (min. 150ms) nebo trvale sepnutým kontaktem.

K přepínačům řady CMO se dodává jako příslušenství několik typů propojovacích můstků a ručních ovládacích pák.

3. RUČNÍ PŘEPÍNÁNÍ SÍTÍ VÝKONOVÝMI ODPÍNAČI
Vedle výše uvedeného existuje celá řada aplikací, kde se nejedná o záskokové napájení při výpadku hlavní sítě a není tudíž nutné dálkové ani automatické přepínání sítí. Jedná se o pouhou volbu napájení z jednoho nebo druhého zdroje při jmenovitých velikostech proudu zpravidla řádově v desítkách Ampér.

Finská firma KATKO nabízí pro takové použití několik variant ručního přepínače sítí:

Nejnovějším řešením uvedeným na trh v loňském roce je sada KU3/4P VV. Pomocí ní a s použitím řady výkonových odpínačů KU je možné sestavit buď 3- nebo 4 pólový přepínač sítí 1-0-2 16–125A v AC-22/23 415 (16-80A AC22/23 690V). Sada má velmi kompaktní design a instalace je jednoduchá, Ovladač lze zvolit v černém nebo červeném provedení.

Klasickým řešením přepínače sítí v sortimentu KATKO jsou sady VV 1-2 a VV 1-0-2 pro výkonové odpínače řady KU nebo VKA, které umožňují vytvoření 3- nebo 4-pólového přepínače sítí 16–160A v AC-22/23 415 (16-80A AC22/23 690V). Sada je kompatibilní i s uzamykatelnými pákami LK11 a LK12.

V případě požadavku 2-, 3- nebo 4-pólového přepínače sítí ve skříni s vysokým krytím je v sortimentu KATKO velmi kompaktní řada TKM 16-40A, polykarbonát, IP66, rozměry 96,4x130,4x106mm.

Standardním řešením 2-, 3- nebo 4-pólového přepínače sítí ve skříni je řada

• KEM VV 16-160 A (polykarbonát)
• KEA VV 16-160 A (hliník)

Všechny typy skříní jsou UV stabilní, vhodné pro chemicky znečistěné prostředí, snášejí extrémní teploty okolí v rozsahu -20 až 60°C (80°C).

Závěrem lze tedy konstatovat, že s přístroji firem Tecnoelettra, Technoelectric a Katko je možné uspokojivě vyřešit široké spektrum požadavků na přepínání dvou sítí. Od automatického řízení záskoku se spuštěním záložního motorgenerátoru, přes dálkové ovládané přepínače velkých výkonů až po malé kompaktní přepínače pro ruční přepínání dvou nezávislých zdrojů elektrické energie. Přístroje jsou výkonné, rychlé a nadstandardně odolné nepříznivému vlivu prostředí a klimatickým podmínkám.