Los interruptores de transferencia son un componente crítico de los sistemas de energía de emergencia. Por lo general, cualquier grupo electrógeno que se use como fuente de energía de reserva se conectará a un interruptor de transferencia en caso de un corte de energía. Los generadores y los interruptores de transferencia se usan juntos para asegurar la continuidad de la energía eléctrica vital. Los interruptores y generadores de transferencia pueden ayudar a evitar la pérdida de ingresos al parar tu negocio o empresa por un corte de luz.
Sin un sistema de energía del generador de emergencia instalado correctamente, incluso unos pocos minutos de pérdida de energía pueden ser devastadores para e tu empresas. Además de eso, los generadores y los interruptores de transferencia pueden ayudar a prevenir la pérdida de vidas en aplicaciones hospitalarias, policiales y de seguridad o aeroportuarias. En los hospitales, las fallas de energía pueden ser fatales para los pacientes que dependen de unidades de cuidados intensivos, quirófanos y otros equipos de soporte vital que dependen de la electricidad. Sin un interruptor de transferencia confiable, un generador de emergencia no podrá realizar su función principal de proporcionar energía durante una falla en la red eléctrica.
El propósito de un interruptor de transferencia es cambiar la fuente de energía durante el evento de una pérdida de energía de la red a energía de una fuente secundaria como un generador de emergencia. La energía de emergencia puede ser suministrada por múltiples servicios públicos o por un generador en el sitio.
Existen varios tipos de interruptores de transferencia, como interruptores manuales, interruptores de transferencia automática de transición abierta (retardada), interruptores de transferencia automática de transición cerrada e interruptores de transferencia de aislamiento de derivación.
Los interruptores de transferencia manual generalmente se usan para cargas de tipo que no sean de emergencia, ya que requieren que el personal opere manualmente el interruptor para cambiar las fuentes de energía. Algunas aplicaciones típicas para interruptores manuales serían el uso residencial, ciertos centros de control o instalaciones de atención médica no críticas. También son populares entre los grupos electrógenos portátiles que se pueden enrollar en un edificio y luego transferir la energía. Los interruptores de transferencia manual a menudo se deben operar sin condiciones de carga, lo que significa que la carga se debe desconectar abriendo los interruptores u otra interrupción de carga antes de que el interruptor se accione para pasar a la alimentación del generador.
Los interruptores de transferencia automática, a diferencia de los interruptores manuales, detectan la pérdida de energía y automáticamente cambian la energía a la fuente de energía secundaria, a menudo un generador de emergencia. Hay 7 funciones principales para un interruptor de transferencia automática; transportar la corriente continuamente, detectar fallas de energía, iniciar la fuente alternativa, como un generador, transferir la carga al generador, detectar la restauración de la fuente de energía normal, volver a transferir la carga del generador a la fuente normal, y también poder para soportar y cerrar corrientes de falla. Como sugiere la oración anterior, la transferencia de poder no ocurre instantáneamente. Los interruptores de transferencia automática de transición abierta cambian la energía a la fuente de energía secundaria (generador), pero primero el generador recibe una señal del ATS que necesita para arrancar su motor, y luego una vez que alcanza el voltaje y la frecuencia adecuados, la energía se conmuta al generador. Una vez que el ATS detecta que la energía regresa de la fuente de energía primaria, el interruptor se opera nuevamente para recuperar esa fuente de energía primaria y envía una señal al generador para que se apague. Este retraso de la fuente de energía primaria al generador generalmente dura menos de 10 segundos, sin embargo, el retraso del generador de emergencia a la fuente de energía primaria a menudo se establece en 30 minutos. Esto es para permitir que la fuente primaria se estabilice antes de transferir la carga desde el generador de emergencia a la fuente primaria (típicamente una empresa de servicios públicos). El ATS siempre se alimenta desde la fuente a la que se transfiere la carga. Esto significa que un interruptor de transferencia automática siempre tiene corriente que lo atraviesa.
Los interruptores de transferencia automática de transición cerrada en realidad son paralelos a las fuentes de alimentación primaria y secundaria durante un período de tiempo no mayor a 100 milisegundos. Esto significa que la carga eléctrica no se desconecta de la alimentación durante una transferencia. Los interruptores de transferencia de transición cerrados a menudo se usan en previsión de un corte de energía, lo que los hace excelentes para probar un sistema generador de emergencia. Sin embargo, la transición cerrada requiere que tanto el sistema generador de emergencia como la fuente de energía primaria estén sincronizados con su voltaje, frecuencia y ángulo de fase. Estos tipos de interruptores se utilizan cuando puede haber una interrupción de energía cero. Para garantizar que la carga del generador de emergencia esté sincronizada para este tipo de transferencia, se requerirá que el motor del generador sea controlado por un gobernador isócrono. El diferencial de voltaje debe estar dentro del 5%, el diferencial de frecuencia debe estar dentro de .2 Hz, y la diferencia de ángulo de fase debe estar dentro de los 5 grados para que funcione correctamente. Las aplicaciones típicas para este tipo de interruptor de transferencia serían centros de datos, ciertas cargas de motor y transformador, o cualquier tipo de carga donde una interrupción de energía sería objetable.
Los interruptores de transferencia automática con aislamiento de derivación significa que la unidad tiene un interruptor de transferencia automático y manual. El interruptor de derivación suele ser el interruptor manual. Estos tipos de unidades son los interruptores más caros mencionados en este artículo. Son excelentes para fines de prueba y mantenimiento, ya que puede transferir manualmente una carga y luego realizar el mantenimiento en el interruptor de transferencia automática sin romper la carga eléctrica. También permite la transferencia manual de la carga si falla la energía cuando el ATS se desconecta de la carga. Hay tres tipos principales de interruptores de aislamiento de derivación; uno interrumpe momentáneamente la carga eléctrica durante la derivación, otro omite sin ninguna interrupción de carga, y el tipo final está construido con 2 interruptores de transferencia automática que están en paralelo juntos. Tenga en cuenta que este tipo de interruptores de transferencia ocupan mucho más espacio que un interruptor de transferencia sin capacidad de aislamiento de derivación, y generalmente se especifica que debe haber espacio para el acceso frontal y posterior para el mantenimiento.
Hay varios factores a considerar al elegir qué tipo de interruptor de transferencia usar en un sistema dado. Lo más importante, un ATS determinado debe ser capaz de realizar las tareas enumeradas a continuación.
1) Cierre contra altas corrientes de entrada
Como se mencionó anteriormente, la fuente secundaria de energía (generador) puede no estar siempre sincronizada con la fuente primaria. Si la carga que se requiere tiene un alto consumo de corriente inicial, como una carga del motor, el ATS debe poder cerrar hasta 13-20 veces la corriente de funcionamiento normal (amperios) del motor.
2) Corriente de interrupción.
Cuando los contactos dentro de un interruptor de transferencia cambian de la fuente de alimentación primaria al generador, o viceversa, puede haber un pequeño arco que se extrae de la fuente de la que salen los contactos. Este arco debe extinguirse antes de que los contactos cambien a la carga del generador, o existe una alta posibilidad de un cortocircuito. El interruptor de transferencia debe poder interrumpir el arco antes de realizar el cambio. Esto se hace típicamente teniendo un espacio de arco suficientemente amplio entre los contactos que cambian la potencia. Otra forma de interrumpir el arco es tener lo que se llaman divisores de arco, dentro del interruptor de transferencia. Estos divisores son atraídos magnéticamente hacia el arco cuando se forma, y ayudan a extinguir el arco al contacto.
3) Lleve la corriente nominal completa de forma continua.
Los interruptores de transferencia son diferentes de otros equipos dentro de un sistema eléctrico, ya que transportan continuamente una carga eléctrica, ya sea que la fuente de energía provenga de un generador de emergencia o de un servicio público. Los interruptores de transferencia generalmente facilitan un flujo de energía continuo para una vida mínima de 20 a 40 años. Esto tiene en cuenta todos los cambios que se producirán como resultado de las pruebas de mantenimiento regulares y en el caso de que haya un corte de energía real. La unidad del interruptor de transferencia tiene que realizar su trabajo. La confiabilidad es crítica tanto para el interruptor de transferencia como para el grupo electrógeno de emergencia, ya que representan un gasto sin sentido si no funcionan durante un corte de energía. Para evitar fallas en el equipo, asegúrese de ver qué cargas se espera que maneje el interruptor de transferencia para evitar el sobrecalentamiento. Esto se remonta a ser capaz de manejar una repentina corriente de corriente. Al elegir un interruptor de transferencia, o un grupo electrógeno para el caso, también es importante tener en cuenta si se agregarán cargas al sistema eléctrico en el futuro, especialmente si serán cargas críticas que se esperará que el grupo generador genere. para suministrar energía en caso de emergencia.
4) Resistir y cerrar contra corrientes de falla.
Una corriente de falla es una corriente eléctrica anormal que pasa a través de un sistema eléctrico. Los interruptores de transferencia deben ser capaces de manejar instancias de alto calor y estrés magnético que pueden enviarse en su dirección. La sobrecorriente existe cuando la corriente que pasa por un sistema excede la clasificación de los conductores o el equipo en ese sistema. Las causas de sobrecorriente pueden ser un cortocircuito o falla a tierra. Los interruptores de transferencia deben poder resistir y cerrar la corriente de falla disponible en su ubicación hasta que un dispositivo de protección contra sobrecorriente, como un disyuntor o fusible, elimine la falla. La persona o entidad que diseñó el sistema eléctrico debería poder determinar cuál debería ser la clasificación necesaria del interruptor de transferencia, basándose en el cálculo de la magnitud de la corriente de falla simétrica (relación X / R), el cuadrado medio raíz (RMS) de la simétrica corriente de falla, el voltaje en la ubicación del interruptor de transferencia y el tipo de dispositivo de eliminación de fallas que estará presente. Si estos cálculos no se realizan correctamente, pueden producirse tamaños y clasificaciones inadecuados de un interruptor de transferencia.
Los gabinetes en un interruptor de transferencia son tan críticos como los gabinetes de un grupo electrógeno. Sin la carcasa adecuada, un interruptor de transferencia puede dañarse fácilmente y hacer que el sistema de energía de emergencia sea inútil. No muy diferente de los grupos electrógenos, existen varios tipos de gabinetes diferentes para los interruptores de transferencia, según la aplicación. Los gabinetes están clasificados por la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA). Si bien hay una variedad de tipos de recintos para casi todos los entornos del planeta, algunos de los más comunes son los siguientes.
Los gabinetes tipo 1 están construidos para uso en interiores y evitan que la mayoría del polvo y los escombros entren y afecten las partes mecánicas. Este recinto también evita que los operadores estén directamente expuestos a las partes mecánicas y eléctricas a menos que el recinto esté abierto. Tenga en cuenta que esto está diseñado para uso en interiores, no en exteriores. Si se deja afuera, no estará suficientemente protegido de la lluvia, aguanieve, nieve o polvo que caiga.
Los gabinetes tipo 3R están clasificados para uso en interiores y exteriores. Son capaces de soportar la lluvia que cae, el aguanieve, la nieve y la mayoría de las partículas de polvo. Este recinto también evita que los operadores se expongan directamente a las partes mecánicas y eléctricas a menos que el recinto esté abierto y cualquier animal pequeño que intente ingresar. El gabinete 3R es un tipo muy común de gabinete para exteriores, y es un estándar mínimo en la mayoría de las especificaciones de construcción si el interruptor de transferencia se va a colocar en el exterior.
Los gabinetes tipo 4X están clasificados para uso en interiores y exteriores, tienen la misma protección que un gabinete tipo 3R y también pueden resistir la oxidación y la corrosión. Estos tipos de recintos a menudo se usan cerca del océano o en lugares muy húmedos. Los recintos que se encuentran en este tipo de entornos pueden oxidarse rápidamente debido al soplo de agua salada y al alto contenido de humedad en el aire.
Es importante asegurarse de que el interruptor de transferencia en un sistema dado tenga la carcasa adecuada para proteger el interruptor de transferencia de cualquier elemento al que esté expuesto. Si instala un interruptor de transferencia para un proyecto, asegúrese de verificar las especificaciones del edificio, ya que generalmente se escribirá en qué tipo de recinto requiere el proyecto. Además de eso, verifique con la entidad que diseñó el sistema eléctrico dónde se colocará el interruptor de transferencia para evitar problemas con la caja del interruptor de transferencia.
