Quellenumschalter erhöhen Versorgungssicherheit

Die richtige Technologie und Lösung eines Quellenumschalter ist abhängig von der Anforderung der zu versorgenden Last oder Applikation an die Umschaltzeit. So können Quellenumschaltgeräte die Versorgungssicherheit der zur versorgenden Applikation signifikant erhöhen. Die gebräuchlichsten Anwendungen für Quellenumschalter sind die Umschaltung von Netz auf Generator, Netz auf Netz oder Generator auf Generator.

Der Quellenumschalter hat zwei Eingänge, an denen verschiedene elektrische Versorgungsquellen angeschlossen werden können. Die Umschaltung erfolgt von einer nicht stabilen oder verlorenen Quelle zu einer Ersatzquelle. Die schnelle und definierte Umschaltzeit gewährleistet eine unterbrechungsfreie oder eine definierte Umschaltung und minimiert das Risiko des Ausfall der zu versorgenden kritischen Last und die mit einem ungeplanten Stromausfall verbundenen Kosten. Die Integration der Quellenumschaltung und Steuerung in einem Gerät ermöglicht die hohe Leistungsfähigkeit und einfache Inbetriebnahme. Unterschieden werden die Quellenumschalter in statische Transferschalter (STS), bei denen die Umschaltung elektronisch über Thyristorschalter realisiert wird und damit eine unterbrechungsfreie Umschaltung möglich ist. Diese Anwendung wird vor allem bei IT Applikationen als Last von 16A einphasig bzw. zu 4.000A dreiphasig favorisiert. Die Quellenumschaltung, bei denen die Anwendung in einer definierten Zeit von der einen auf die andere Quelle erfolgen soll, sind als manuelle, motorisierte oder automatisierte Umschalter verfügbar. Im Folgenden sollen Lastumschalter in einem Leistungsbereich von 40 bis 6.300A vorgestellt werden, die motorisiert oder automatisiert die Umschaltung durchführen können. Quellenumschalter sind nach den internationalen Produktnormen IEC 60947-3 und 60947-6-1 zu entwickeln, zu prüfen und umfassend zu erproben. Die sich hieraus ergebende hohe Maß an Konformität garantiert ein für Trenn-, Lastschalt- und Umschaltfunktionen geeignetes Produkt.

Bild: Vergleich einer Standard Lösung und einer Quellenumschaltung für den Einsatz von zwei Einspeisungen jeweils mit Transformator und Generator. Im Beispiel 1 wurde die Lösung traditionell im Beispiel 2 mit einem Quellenumschalter realisiert. Bild: Socomec GmbH

Vollständig integrierte Lösung

Von Socomec wurde eine vollständig integrierte Lösung eines Quellenumschalters unter Berücksichtigung der genannten Produktnormen entwickelt. Eine für die Benutzung vorbereitete Komplettlösung aus Umschalter 2 oder 4 polig und der Steuerung bietet ein minimales Risiko in der Montage und Verdrahtung. Die Konformität zur IEC Norm 60947-6-1 verspricht eine Garantie für die Zuverlässigkeit des wartungsfreien Schalters. Für ein Maximum an Sicherheit der Installation sorgen mechanisch und elektrisch doppelte Verriegelungen. Der Bediener oder Anwender einer solchen Niederspannungslösung kann mit einem Hand-Notgriff alle Situationen vom einfachen bis intuitiven manuellen Notfallbetrieb beeinflussen. Die aktuelle Schaltstellung wird dem Betriebspersonal über zwei mechanische Schaltstellungsanzeigen für eine übersichtliche und sichere Anwendung mitgeteilt. Die Schaltstellung 0 auch durch ein Vorhängeschloss zu verriegeln und ermöglicht damit das sichere Freischalten der Last. Vor der Installation kann jede Position des Umschalters zur Verriegelung mit einem Vorhängeschloss konfiguriert werden. Die Geräteverfügbarkeit wird Produktabhängig durch eine Watchdog-Funktion sichergestellt.

Parameter Leistungsfähigkeit

Um einen unkomplizierten und sicheren Einsatz zu gewährleisten ist die Entwicklung eines Quellenumschalters für das Öffnen und Schließen unter Last für verschiedene Lasttypen, einschließlich der induktiven AC 33 Lasten auszulegen. Die Eigenstromversorgung des Schalters ist nur für die Vorbereitung der eigentlichen Schaltvorgänge erforderlich. Die Schaltstellungen sind so stabil zu konstruieren, dass diese unempfindlich gegenüber Spannungsschwankungen im Netz reagieren. Die dynamische Festigkeit realisiert die notwendige Sicherheit beim Schalten auf einen Kurzschluss. Typische Werte können für die Baugrößen von 800A bei einem Icw (1s) von 26kA und bei einem 1.600A Quellenumschalter bei 50kA liegen und übertreffen damit gängige Leistungsschalter.

Eine extrem geringe Lastausfallzeit (zum Beispiel <90ms beim Produkttyp ATyS d M wird durch die selbstreinigenden Drehkontakte der eingesetzten elektromagnetischen Regler Technologie gewährleistet.

Leicht zu installieren

Die Quellenumschalter lassen sich je nach Baugröße einfach auf DIN Schiene oder Montageplatte im Schaltschrank montieren. Bei der Installation ist durch die die Käfigklemmen eine einfach Verdrahtung und durch vorgesehenen Überbrückungsschienen auch die Schaffung eines abgehenden Sammelpunktes realisierbar. Durch die Überbrückungsklemmen wird die Anschlusskapazität der Käfigklemmen nicht gemindert. Die Einbautiefe ist gering. Die automatischen Varianten bieten standardmäßig eine integrierte Selbstkonfiguration, die durch Messfunktionen eine automatische Einstellung der Netz Nennspannung und –frequenz ermöglicht. Angewendet werden diese wartungsfreien Lösungen für die Umschaltung industrieller oder gebäudetechnischer Anwendungen.

Bild: Socomecs ATyS t M und ATyS g M – automatisches Umschaltsystem von 40 bis 160 A Bild: Socomec GmbH

Beim Lösungsangebot ATyS t M handelt es sich um einen dreiphasigen automatischen Lastumschalter mit einer Schaltstellungsanzeige. Der ATyS g M ist auch als zweipoliges Produkt verfügbar. Die Umschalter mit der integrierten Steuerung sind für den Einsatz in Niederspannungssystemen mit temporärer Unterbrechung der Hauptstromversorgung ausgelegt und sind für die automatische Umschaltung von zwei Netzen (ATyS t M) oder Netz / Generatoranwendungen (ATyS g M) anwendbar. Die integrierte Steuerung des ATyS g M bietet spezielle Funktionen für die Anwendung eines Generatorstarts oder Lasttests sowie die Überwachung von Spannung und Frequenz beider Quellen in ein- und dreiphasigen Netzen. Die Anwendung des ATyS t M ist neben der Überwachung von Spannung und Frequenz im dreiphasigen Netz für den Betrieb mit und ohne Priorität und Auswahl einer bevorzugten Stromquelle entwickelt worden. Die Inbetriebnahme dieser Schalter kann in zwei bis drei Minuten bereits abgeschlossen sein. Mit nur einem Potentiometer und vier DIP Schaltern lässt sich die Inbetriebnahme und Konfiguration nur mit einem Schraubendreher durchführen. Unabsichtliche Änderungen der Konfiguration können durch eine plombierbare Abdeckung verhindert werden.