ATS021-ATS022Conmutacin automtica de redes
White Paper
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 1
ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes
ndice
1. Introduccin ...............................................................................2
2. Descripcin del ATS ...................................................................3
Lgicas de conmutacin..........................................................6
Transformador para la lnea principal y generador para la
lnea de emergencia .............................................................7
Transformador para la lnea principal y transformador para
la lnea de emergencia ........................................................12
Uso de acoplamiento de barras para la exclusin
de cargas no prioritarias (con ATS022) ................................16
Uso de acoplamiento de barras para gestionar dos lneas
de alimentacin independientes (con ATS022) .....................20
3. mbito de aplicacin ...............................................................25
4. Ejemplo de aplicacin...............................................................27
2 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
1. Introduccin
En los ltimos aos, la continuidad del servicio en instalaciones elctricas de baja tensin ha ido adquiriendo un papel cada vez ms importante. De hecho, este requisito es una caracterstica fundamental a la hora de crear instalaciones eficientes desde el punto de vista econmico y funcional. Un sistema capaz de conmutar la alimentacin de la lnea principal a una de emergencia reduce al mnimo los problemas provocados por fallos en la red pblica.
Estas maniobras, que suelen conocerse como conmutacin automtica, incluyen secuencias que controlan automticamente los componentes de la instalacin (los interruptores automticos tienen un papel fundamental) sin intervencin del operador. Para garantizar que se suministra energa a las cargas, un requisito fundamental de una instalacin consiste en tener redundancia en las fuentes de alimentacin de tipo N+1, que normalmente consisten en un transformador y un generador de emergencia (o, de forma alternativa, un segundo transformador).
Una instalacin con un sistema de conmutacin automtica:evita los paros de los procesos de produccin industrialproporcionaalimentacincontensindealtacalidadsila
red principal no est operativareducelosefectoscausadosporfallosdelaredenciertas
partes de la instalacin (la reduccin de tensin provoca
una prdida de estabilidad en las mquinas giratorias, una mayor cada de tensin, fallos en el equipo, etc.)
ofreceunptimoequilibrioentrefiabilidad,simplicidadyrentabilidad
proporcionaalpersonaldemantenimientoyalsistemadegestin una fuente de alimentacin capaz de alimentar la instalacin o parte de ella mientras se estn llevando a cabo operaciones de mantenimiento en el transformador.
Para realizar la conmutacin automtica, la instalacin puede dotarse de un equipo para conmutaciones automticas de redes ATS (Automatic Transfer Switch, disponible en las versiones 021 y 022) con tecnologa de microprocesador. En caso de prdida de la lnea principal, este dispositivo puede controlar la puesta en marcha del generador y conmutar de una red a otra transmitiendo rdenes a los interruptores automticos. Esta solucin se ha diseado a efectos de garantizar un grado mucho mayor de fiabilidad que las soluciones tradicionales de lgica cableada (con rels de retardo, contactores, sensores de tensin, etc.), que suelen ser complicadas de fabricar y dependen de la integracin de varios dispositivos.Este documento aborda el concepto de conmutacin automtica en instalaciones elctricas y prosigue con un anlisis prctico para explicar cmo se integran las unidades ATS con todos los dispositivos que intervienen en el proceso de conmutacin.
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2. Descripcin del ATS
Como se ha mencionado anteriormente, la conmutacin automtica puede lograrse dotando a la instalacin de un equipo para conmutaciones automticas de redes ATS (disponible en las versiones 021 y 022) basado en microprocesador. Esta solucin permite garantizar un elevado grado de fiabilidad gracias a los sistemas de seguridad intrnsecos vinculados al funcionamiento del software y el hardware. Si el estado de un interruptor automtico (o un interruptor-seccionador) que funciona como actuador del sistema no admite la orden transmitida por el ATS, se inhibe la lgica de conmutacin y se activa una alarma. Adems, el uso de un enclavamiento mecnico evita un funcionamiento en paralelo de la lnea principal y la de emergencia.
La unidad ATS monitoriza constantemente el valor de tensin del sistema y cambia automticamente al generador o transformador, despus de un retardo predefinido. Este retardo permite regular el tiempo de activacin del procedimiento en caso de fallos, lo que evita conmutaciones no deseadas debido a variaciones de tensin aceptadas por la instalacin.*Cuando la tensin principal vuelve a lmites aceptables, el ATS transmite una seal para activar la conmutacin inversa y volver a las condiciones iniciales.**
Estas fases pueden resumirse de la siguiente manera:
* este anlisis debe realizarse segn el tipo de carga y el tipo de instalacin en cuestin** es posible decidir si se sigue conmutado a la lnea de emergencia una vez restablecidas las condiciones iniciales mediante la activacin de la funcin especfica
(ajuste no priority line a on).
Alim. principaldisponible
Ausenciaalim. principal
Puesta en marchagenerador
Alim. emergenciadisponible
Alim. desdelnea de
emergencia
Ausencia de generador
CONMUTACIN:
CONMUTACIN INVERSA:
Recuperacin de alim. principal
Apertura deint. autom. en
lnea de emerg.
Alim. desde
lnea principal
Desconexingenerador
(si est presente)
4 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
2. Descripcin del ATS
El ATS (021 o 022) activa el procedimiento de conmutacin cuando se detecta uno de los fallos siguientes a travs de sus sensores internos:
Estos fallos pueden provocar daos irreparables en una instalacin elctrica. Basta con pensar en dispositivos elctricos/electrnicos alimentados por tensiones por encima o por debajo de la tensin nominal de empleo, o en fallos que afectan a maquinaria elctrica:
esfuerzotrmico
aumentodelatemperaturainterna
variacionesenlavelocidadolarotacinquetambinafectan a los dispositivos conectados
interferenciadurantelapuestaenmarcha
Redes elctricas que puede gestionar el ATS Las caractersticas de las redes controladas debern especificarse con precisin para que el ATS funcione correctamente en la planta en la que se instale.Las unidades ATS pueden gestionar sistemas trifsicos con o sin neutro o sistemas monofsicos. Adems, el ATS no requiere alimentacin auxiliar, pues puede obtener tensin directamente de la red (como se muestra en la tabla, con el ATS021 la fuente de alimentacin en paralelo debe conectarse a los terminales correspondientes).Con el ATS022, la alimentacin auxiliar slo es necesaria en estos casos: uso de comunicacin Modbus RS485 uso en sistemas con una frecuencia asignada de
16 2/3 Hz uso en sistemas monofsicos con Un de 57,5 a
109 V CAPuede utilizarse una fuente de alimentacin de emergencia de 24 V CC a 110 V CC (10%, +15%).
La tensin mxima de empleo para el ATS021 y el ATS022 es de 480 V CA. Los transformadores deben utilizarse con valores de tensin mayores. Consulte los manuales tcnicos con los CDIGOS 1SDH000759R0001 (para ATS021) y 1SDH000760R0001 (para ATS022) en referencia a los ajustes adecuados.
Ajustes
Control de tensin mxima y mnimaU
UL1 UL2 UL3
t
Con ATS021:MIN/MAX: +/-10%, +/-15%, +/-20%, +/-30%
Con ATS022:MIN: -30%-5% Un, MAX: +5%+30% Un con escaln 1% Un
Desequilibrio de tensinU
t
UL1 UL2 UL3
No se requiere ajuste
Control de frecuencia mxima y mnimaU
t
Con ATS021:MIN/MAX: 0,9 fn > f > 1,1 fn
Con ATS022:MIN: -10%-1% fnMAX: +1%+10% fncon escaln 1%
Prdida de fase
U
t
UL1 UL2 UL3
IL3
No se requiere ajuste
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ATS021 ATS022
Sistema trifsico con conductor
neutro
Conexiones
X11
4321 L1
L2L3N
LN1 LN2Med
iciones
Med
iciones L1
L2L3N
X12
4321
Alim
entacin
Alim
entacin
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 L2 L3 NLNEA 1
L1 L2 L3 NLNEA 2
X12
43
21L1
L2L3N
LN2
L1 L2 L3 NLNEA 1
X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X4121 L
N
L1 L2 L3 NLNEA 2
Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
Med
icio
nes
Med
icio
nes
Alim
enta
cin
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
3 phases with N
Sistema trifsico sin conductor
neutro
Conexiones
L1 L2 L3LNEA 2
X11
4321 L1
L2L3N
LN1 LN2
L1L2L3N
X12
4321
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 L2 L3LNEA 1
(*) (*)Med
icione
sAlim
entacin
Med
icione
sAlim
entacin
X12
43
21L1
L2L3N
LN2X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X41
21 L
N
L1 L2 L3LNEA 1
L1 L2 L3LNEA 2
Med
icion
es
Med
icion
es
Alim
enta
cinAlim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus requerida
- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
3 phases without N
Sistema monofsico
Conexiones
X11
4321 L1L2L3N
LN1 LN2
L1L2L3N
X12
4321
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 NLNEA 1
L1 NLNEA 2
Med
iciones
Alim
entacin
Med
iciones
Alim
entacin
L1 NLNEA 2
X12
43
21L1
L2L3N
LN2X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X4121 L
N
L1 NLNEA 1
Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
Med
icio
nes
Med
icio
nes
Alim
enta
cin
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
1 phase
* Las caractersticas del transformador externo para alimentacin exclusiva del ATS021 incluyen: - transformador (de tensin de red a tensin de fase) - transformador de aislamiento o aislador - el valor Sn del transformador debe ser de 40 VA.NOTA: El ATS022 permite ajustar las redes principal y de emergencia como dos tipos distintos de redes (p. ej. lnea principal 3P+N y lnea de emergencia PN).
En la tabla siguiente se muestran las conexiones a la fuente de alimentacin para las lneas principal y de emergencia.
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2. Descripcin del ATS
Lgicas de conmutacin Puesto que el ATS puede controlar distintas configuraciones de intalacin en las pginas siguientes se describen las se-cuencias de maniobras realizadas por esta unidad. Se presta una atencin especial a las configuraciones de instalacin ms habituales que puede gestionar el ATS. Estas configura-ciones incluyen:untransformadorparalalneaprincipalyungeneradorpara
la de emergencia
untransformadorparalalneaprincipalyotrotransformadorpara la de emergencia
usodeunacoplamientodebarrasparalaexclusindecargas no prioritarias (slo con ATS022)
usodeunacoplamientodebarrasparagestionardoslneasde alimentacin independientes (slo con ATS022).
En la tabla siguiente se muestran los ajustes de tiempo nece-sarios para implementar las lgicas de conmutacin descritas en las pginas siguientes:
Rango de ajustes
Retardos de tiempo Descripcin ATS021 ATS022 Comentarios
TS
Retardo de tiempo antes del inicio del pro-cedimiento de conmutacin. En ausencia de un generador, este tiempo corresponde al retardo de apertura del interruptor auto-mtico en la lnea principal. Si se instala un generador, este tiempo corresponde al re-tardo de puesta en marcha del generador.
0...30 sEl retardo, de unos segundos, evita que se inicie el procedimien-to de conmutacin por cadas transitorias de la tensin.
ATS021
ATS022
TF
TCE
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado del gene-rador o del transformador.
3,5 sfijo
0...60 sSe recomienda seleccionar un retardo breve para reducir la interrupcin de la alimentacin hacia las cargas.
TBS
Retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automtico en el lado del gene-rador o del transformador (inicio del proce-dimiento de conmutacin inversa).
0...30 so
300 s
0...59 s1, 2, 3...30 min
El retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor autom-tico en el lado de emergencia, despus de recuperar la tensin principal, debe ser lo ms prolongado posible para garantizar una estabilizacin completa de la tensin principal.
ATS021
ATS022
TF
TCN
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en la lnea principal.
3,5 sfijo
0...60 s
El retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor au-tomtico en la lnea principal, despus de que se haya abierto el interruptor automtico en el lado de emergencia, debe ser lo ms corto posible para reducir al mnimo el tiempo durante el cual no se alimentan las cargas.
TCRetardo de tiempo antes de que se cierre el acoplamiento de barras (si est instalado).
Slo ATS022:0...60 s
El tiempo TC slo debe ajustarse para la gestin de dos lneas de alimentacin independientes separadas por un acoplamiento de barras. Para ms informacin, vase la pgina 20.
TGoffTiempo de desconexin del generador (si est instalado).
0...30 so
300 s
0...59 s1, 2, 3...30 min
El retardo de tiempo antes de que se desconecte el generador (si est instalado) debe ser lo bastante prolongado para garantizar que seguir funcionando en caso de que se produzca otro corte del suministro elctrico en la red principal.
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En la tabla siguiente se proporcionan ejemplos de los ajus-tes del retardo de tiempo (con ATS022) para una red con un transformador para la lnea principal y un generador para la lnea de emergencia:
Retardos de tiempo DescripcinRango de ajustes
Ejemplos de ajustes
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se inicie el procedimiento de conmutacin al arrancar el generador.
0...30 s 5 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado del generador.
0...60 s 1 sTS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automtico en el lado del generador (inicio del procedimiento de conmutacin inversa).
0...59 s, 1, 2, 330
min45 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado de la lnea principal.
0...60 s 1 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoffTiempo de desconexin del generador.
0...59 s, 1, 2, 3...30
min5 min
Como puede apreciarse, desde el momento en el que se produce un fallo en la red principal, suponiendo que el generador se pone en marcha en 10 segundos, la alimentacin de cargas prioritarias se suministra en unos 16 segundos (TS+10 s+TCE).
Transformador para la lnea principal y generador para la lnea de emergenciaDe conformidad con la lgica de funcionamiento, en condiciones normales la red se alimenta a travs del transformador TR1 y, si se produce un fallo, las cargas se alimentan a travs de la lnea de emergencia mediante el GS1 (el generador puede suministrar la misma corriente que el transformador).
Diagrama de conexiones Lgica de conmutacin
hacia las cargas
TR1lneanormal
QF1 QF2
GS1lnea auxiliar
ATS
G
QF3
QF1 QF2
O ONormal I OEmergencia O I
O = interruptor automtico abierto
I = interruptor automtico cerrado
En condiciones de funcionamiento normales, el ATS monitoriza la red principal y, si se produce un fallo, transmite una seal para poner en marcha el generador despus de un tiempo TS. Cuando la lnea de emergencia pasa a estar disponible, el ATS activa la apertura del interruptor automtico de la lnea principal y el cierre del interruptor automtico de la lnea de emergencia despus de un tiempo TCE (TF para ATS021). Desde ese momento, la red se alimenta a travs del generador y QF2 se convierte en el interruptor automtico principal de la instalacin.Cuando los parmetros elctricos de la lnea principal vuelven a lmites aceptables (en funcin del ajuste) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS activa los procedimientos de conmutacin inversa abriendo el interruptor automtico QF2 en la lnea de emergencia y posteriormente cerrando el interruptor automtico QF1 en la lnea principal despus de que transcurra el retardo ajustado TCN (TF para ATS021). Cuando la instalacin recibe alimentacin de la red principal, el ATS ordena la desconexin del generador una vez transcurrido el tiempo TGoff.
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En la tabla siguiente se muestran las secuencias de funciona-miento y las diversas rdenes con las que trabaja el ATS:
2. Descripcin del ATS
Conmutacin de TR1 a GS1
hacia las cargas
V
TR1lnea normal
QF1(cerrado)
QF2(abierto)
GS1lnea auxiliar
ATS
GFallo detectado en la red prin-cipal.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
V
TR1
QF1 QF2
GS1
GATS
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado) (abierto)
lnea auxiliar
El ATS transmite una orden que activa el generador. La alimentacin de emergencia est disponible cuando se completa la puesta en marcha.
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
lnea normal
(abierto)(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF1 en el momento en que la lnea de alimentacin de emergencia est disponible.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCE (TF para ATS021) definido.
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado)(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre delinterruptor automtico QF2.
Conmutacin inversa de GS1 a TR1
V
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado)(abierto)
lnea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a lmites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido.
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
lnea normal
(abierto) (abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF2 de la lnea de emergencia. TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCN (TF para ATS021) definido.
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado) (abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre delinterruptor automtico QF1.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TGoff definido
TR1
QF1 QF2
GS1
G VATS
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado) (abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena el paro del generador.
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Desde el punto de vista operativoPara implementar la lgica de conmutacin, adems de las unidades ATS021-022, los interruptores automticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automtico): unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales uncontactodeapertura/cierreyuncontactoderel
disparado o, alternativamente, un contacto S51 si est disponible
encasodeinterruptoresautomticosextrables,uncontacto sealizacin int. automtico insertado/extrado
unenclavamientomecnico.La lista de materiales tambin podra completarse con
dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automticos. El nmero y el tipo de los componentes no slo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentacin de emergencia para energizar los mandos motores, sino tambin de los tipos de interruptores automticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:1SDM000087R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos en caja moldeada Tmax XT1SDM000086R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos abiertos Emax, interruptores automticos Tmax e interruptores automticos T7 y X1.
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS021 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes (sistema trifsico + conductor neutro).
DI3DI1DI2DI
Lgica activada/desactivada
Alimentacin
X31
43
21
X22
32
1 COMD03D04
X61 1
X21
32
1 COMD01D02
X25
32
1COMD07D08
COMD06
D06
X24
32
1
COMD05
D05
X23
32
1
Sealizacin de alarma
Salida de control de marcha/paro del generador
ATS 021
X14
21L
N
Alim
entacin
Conexin a tierra
Sealizacin de modo manual/auto
Lgica activada
X12 2
1L1L2
34
L3N
LN2LN1
Med
icione
s
Med
icione
sL1L2L3N
X112
13
4
X13
21 L
N
Alim
entacin
L1 L2 L3 NL1 L2 L3 N
LNEA 2
LNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M
Salida a QF2 de control
Estado de QF1-QF2
Entrada act./desact. de lgica COM
10 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
LNEA 2
Alimentacin
L1 L2 L3 N
LNEA 1
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexin a tierra X61
1
DI13DI11DI12DI
Alimentacin
X31
43
21
COMD03D04
X22
32
1
COMD03D04
X21
32
1X
412
1 +
ATS 022
X51
32
1DATA BDATA A
CND
Modbus
X29 4
32
15
67
D06D07D08
COM
D09D010D012
Salida para controlar el tercer interruptor automtico, en este caso sin cablesX
243
21D011
D011COM
D005 Marcha
D005 ParoCOM
X23
32
1
Salida de control de marcha/paro del generador
L1L2
34
L3N
LN2
X12 2
13
4
L1 L2 L3 N
AUX*
*
LN1L1L2L3N
X112
13
4
X31
1 Entrada act./desact. de lgica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
X32
1 Estado de QF3 (sin cables)
2 Entrada programable
3 Orden para forzar conm. de redes
4 Alarma del generador
5 QF2 insertado
6 QF1 insertado
7 QF2 disparado
8 QF1 disparado
9 COM
X29
1 Sealizacin de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Sealiz. de alarma int. automtico
5 Sealizacin de modo manual
6 Sealizacin de act./desact. de lgica
7 COM
Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
CP-E 24/0.75
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entacin
Salida a QF1 de control
Salida a QF2 de control
2. Descripcin del ATS
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes (sistema trifsico + conductor neutro).
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 11
Configuracin de la redEspecificacin de la red:lnea del transformador: 400 V CA, trifsica + Nlnea del generador: 400 V CA, trifsica + N frecuencia: 50 Hz
Configuracin del sistema con ATS021
Configuracin del sistema con ATS022
Generador en uso
ON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
Generator in use
Cancel Edit
Sistema elctrico3F+N
ON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 1/6Rated voltage
Number of phases line 1 Rated frequency
Number of phases
3 phases with N
Cancel Edit
ON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 1/6
Number of phases line 1 Number of phases line 2
Rated frequency
3 phases with N
Number of phases
Cancel Edit
Frecuencia nominal50 Hz
ON DIP
1 2 3 4
S23System configuration 1/6Rated voltageRated frequencyNumber of phases
Rated frequency
50 Hz
Cancel Edit
Dispositivos de proteccin
No deben realizarse ajustes
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
2 CBs
Cancel Edit
Tensin de red
ON DIP
1 2 3 4
S23
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
12 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
Transformador para la lnea principal y transformador para la lnea de emergenciaDe conformidad con la lgica de funcionamiento, en condiciones normales la red se alimenta a travs del transformador mientras que en caso de fallos las cargas se alimentan a travs de la red de emergencia. Esta clase de red se compone de un transformador con la misma potencia que el transformador de la lnea principal.
El ATS monitoriza la red principal y, cuando tiene lugar un fallo, espera a que transcurra el tiempo TS ajustado para transmitir una orden de apertura al interruptor automtico QF1 (interruptor de la alimentacin principal). Si hay una fuente de alimentacin de emergencia disponible, una vez transcurrido el tiempo TCE ajustado (TF para ATS021) el ATS transmite una orden de cierre al interruptor automtico (QF2) en la lnea de emergencia. En estas condiciones, la instalacin se alimenta a travs del transformador TR2 y el interruptor automtico QF2 pasa a ser el interruptor automtico en el lado de la alimentacin de todas las salidas.
Cuando los parmetros elctricos de la lnea principal vuelven a lmites aceptables (en funcin del ajuste) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS activa los procedimientos de conmutacin inversa abriendo el interruptor automtico QF2 en la lnea de emergencia y posteriormente cerrando el interruptor automtico QF1 en la lnea principal despus de que transcurra el retardo ajustado TCN (TF para ATS021).
En la tabla siguiente se muestran las secuencias de funciona-miento y las diversas rdenes con las que trabaja el ATS:
2. Descripcin del ATS
Diagrama de conexiones Lgica de conmutacin
hacia las cargas
TR1lnea normal
QF1 QF2
ATS
QF3
TR2lnea auxiliar
QF1 QF2
O ONormal I OEmergencia O I
O = interruptor automtico abierto
I = interruptor automtico cerrado
Conmutacin de TR1 a TR2
V
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
lnea normal
(cerrado) (abierto)
lnea auxiliar
Fallo detectado en la red principal.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(abierto)(abierto)
lnea normal
lnea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF1 en la lnea principal
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCEdefinido (TF para ATS021)
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(cerrado)(abierto)
lnea normal
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF2
Conmutacin inversa de TR2 a TR1
V
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(cerrado)(abierto)
lnea normal
lnea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a lmites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(abierto) (abierto)
lnea normal
lnea auxiliar
Despus de que transcurra el retardo de tiempo TBS, el ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF2 en la lnea de emergencia.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCN (TF para ATS021) definido
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(cerrado) (abierto)
lnea normal
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF1.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 13
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lgica de conmutacin, adems de las unidades ATS021-022, los interruptores automticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automtico): unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobrasma-
nuales uncontactodeapertura/cierreyuncontactodereldispa-
rado o, alternativamente, un contacto S51 si est disponi-ble
encasodeinterruptoresautomticosextrables,uncontac-to sealizacin int. automtico insertado/extrado
unenclavamientomecnico.La lista de materiales tambin podra completarse con dispo-sitivos externos que no son accesorios de los interruptores
automticos. El nmero y el tipo de los componentes no slo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentacin de emergencia para energizar los mandos motores, sino tambin de los tipos de interruptores automticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:1SDM000087R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos en caja moldeada Tmax XT1SDM000086R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos abiertos Emax, interruptores automticos Tmax e interruptores automticos T7 y X1.
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS021 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes.
DI3DI1DI2DI
Lgica activada/desactivada
Alimentacin
X31
43
21
X22
32
1 COMD03D04
X61 1
X21
32
1 COMD01D02
X25
32
1COMD07D08
COMD06
D06 X24
32
1
COMD05
D05
Salida de control de marcha/paro del generador (sin cables)
ATS 021
X14
21L
N
Conexin a tierra
Sealizacin de modo manual/auto
Lgica activada
X12 2
1L1L2
34
L3N
LN2LN1L1L2L3N
X112
13
4
X13
21 L
N
L1 L2 L3 NL1 L2 L3 N
LNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M
Salida a QF2 de control
X31
1 Entrada act./desact. de lgica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
LNEA 2
X23
32
1
Alim
entacin
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entacin
Sealizacin de alarma
14 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
2. Descripcin del ATS
Alimentacin
L1 L2 L3 N
LNEA 1
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentacin
X31
43
21
COMD03D04
X22
32
1
COMD03D04
X21
32
1X
412
1 +
ATS 022
X51
32
1DATA BDATA A
CND
Modbus
X29 4
32
15
67
D06D07D08
COM
D09D010D012
Salida para controlar el tercer interruptor automtico, en este caso sin cablesX24
32
1D011
D011COM
D005 Marcha
D005 ParoCOM
X23
32
1
Salida de control de marcha/paro del generador (sin cables)
L1L2
34
L3N
LN2
X12 2
13
4
L1 L2 L3 N
AUX*
LN1L1L2L3N
X112
13
4
LNEA 2
CP-E 24/0.75
Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
X31
1 Entrada act./desact. de lgica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
X32
1 Estado de QF3 (sin cables)
2 Entrada programable
3 Orden para forzar conm. de redes
4 Alarma del generador
5 QF2 insertado
6 QF1 insertado
7 QF2 disparado
8 QF1 disparado
9 COM
X29
1 Sealizacin de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Sealiz. alarma de int. automtico
5 Sealizacin de modo manual
6 Sealizacin de act./desact. de lgica
7 COM
Salida a QF2 de control
Salida a QF1 de control
Conexin a tierra
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entacin
*
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 15
Configuracin de la redEspecificacin de la red:lnea del transformador 1: 400 V CA, trifsica + Nlnea del transformador 2: 400 V CA, trifsica + N frecuencia: 50 Hz
Configuracin del sistema con ATS021
Configuracin del sistema con ATS022
Generador no utilizadoON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
No generator
Cancel Edit
Sistema elctrico3F+N
ON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 1/6Rated voltage
Number of phases line 1 Rated frequency
Number of phases
3 phases with N
Cancel Edit
ON DIP
1 2 3 4
S24System configuration 1/6
Number of phases line 1 Number of phases line 2
Rated frequency
3 phases with N
Number of phases
Cancel Edit
Frecuencia nominal50 Hz
ON DIP
1 2 3 4
S23System configuration 1/6Rated voltageRated frequencyNumber of phases
Rated frequency
50 Hz
Cancel Edit
Dispositivos de proteccin
No deben realizarse ajustes
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
2 CBs
Cancel Edit
Tensin de red
ON DIP
1 2 3 4
S23
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
16 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
2. Descripcin del ATS
Diagrama de conexiones Lgica de conmutacin
cargas no prioritarias
TR1lnea normal
QF1 QF2
QF3
GS1lnea auxiliar
cargas prioritarias
GQF1 QF2 QF3
O O ONormal I O IEmergencia O I OO = interruptor automtico
abierto
I = interruptor automtico
cerrado
Uso de acoplamiento de barras para la exclusin de cargas no prioritarias (con ATS022)Segn la lgica de funcionamiento, en condiciones normales las cargas se alimentan a travs del transformador y el QF3 de acoplamiento de barras est cerrado. Si se producen fallos, las cargas se alimentan a travs de la red de emergencia (generador) con el acoplamiento de barras abierto. El generador se dimensiona para alimentar continuamente tan slo las cargas prioritarias, por lo que su potencia es menor que la del transformador.
Para este tipo de configuracin debe utilizarse la versin 022 del ATS.Las secuencias de funcionamiento son las mismas que las anteriores (en funcin de si est instalado un generador o un transformador). La nica diferencia radica en que la funcin CB+NPL Bus Tie se activa a travs de la pantalla y existe un fallo de tensin de red, y aparte de transmitir la orden de apertura al interruptor automtico principal, el ATS tambin transmite una orden de apertura al acoplamiento de barras (despus de que haya transcurrido el retardo de tiempo TC).Cuando las condiciones de la red vuelven a estar dentro de los parmetros nominales, el ATS inicia los procedimientos de conmutacin inversa para permitir que la instalacin recupere sus condiciones iniciales (interruptor principal y acoplamiento de barras cerrados).
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lgica de conmutacin, adems de la unidad ATS022, los interruptores automticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automtico): unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales uncontactodeapertura/cierreyuncontactoderel
disparado o, alternativamente, un contacto S51 si est disponible
encasodeinterruptoresautomticosextrables,uncontacto sealizacin int. automtico insertado/extrado
un enclavamiento mecnico (para los interruptores automticos QF1 y QF2).
La lista de materiales tambin podra completarse con dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automticos. El nmero y el tipo de los componentes no slo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentacin de emergencia para energizar los mandos motores, sino tambin de los tipos de interruptores automticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:1SDM000087R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos en caja moldeada Tmax XT1SDM000086R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos abiertos Emax, interruptores automticos Tmax e interruptores automticos T7 y X1.
Dado que tambin es necesario controlar el tercer interruptor, utilizado como acoplamiento de barras, debe efectuarse una conexin adicional para incluir los contactores y los rels de retardo de tiempo. Consulte el documento 1SDM000088R0001.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 17
En la tabla siguiente se muestra la secuencia de funciona-miento y las diversas rdenes transmitidas por el ATS:
Conmutacin de TR1 a GS1
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
VTR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
lnea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
lnea auxiliar
Fallo detectado en la red principal.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
VTR1
QF1 QF 2
GS1G
QF3
ATS
V
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS transmite una orden que pone en marcha el generador. La alimentacin de emergencia est disponible cuando se completa la puesta en marcha.
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(abierto)
(abierto)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena la apertura de los interruptores automticos QF1 y QF3 en el momento en que la alimentacin de emergencia est disponible.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCE definido.
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(cerrado)(abierto)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF2.
Conmutacin inversa de GS1 a TR1
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
V
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(cerrado)(abierto)
(abierto)
lnea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a lmites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(abierto)(abierto)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF2 en la lnea de emergencia.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCN definido
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(cerrado)
(abierto)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS ordena el cierre de los interruptores automticos QF1 y QF3.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo de tiempo TGoff.
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
V
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
lnea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
lnea auxiliar
El ATS para el generador
18 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
2. Descripcin del ATS
LNEA 1
Alimentacin
L1 L2 L3 N
LNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexin a tierra X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentacin
X31
43
21
COMD03D04
X22
32
1
COMD03D04
X21
32
1X
412
1 +
ATS 022
X51
32
1DATA BDATA A
CND
Modbus
X29 4
32
15
67
D06D07D08
COM
D09D010D012
X24
32
1D011
D011COM
D005 Marcha
D005 ParoCOM
X23
32
1
Salida de control de marcha/paro del generador
L1L2
34
L3N
LN2
X12 2
13
4
L1 L2 L3 N
AUX*
*
LN1L1L2L3N
X112
13
4
Salida a QF2 de control
YO
+o
Salida a QF3 de control
CP-E 24/0.75
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entacin
X31
1 Entrada act./desact. de lgica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
X32
1 Estado de QF3
2 Entrada programable
3 Orden para forzar conm. de redes
4 Alarma del generador
5 QF2 insertado
6 QF1 insertado
7 QF2 disparado
8 QF1 disparado
9 COM
X29
1 Sealizacin de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Sealiz. alarma de int. automtico
5 Sealizacin de modo manual
6 Sealizacin de act./desact. de lgica
7 COM
Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 19
Configuracin del sistema con ATS022
Generador en uso
System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
Generator in use
Cancel Edit
Sistema elctrico3F+N
System configuration 1/6Rated voltage
Number of phases line 1 Rated frequency
Number of phases
3 phases with N
Cancel Edit
System configuration 1/6
Number of phases line 1 Number of phases line 2
Rated frequency
3 phases with N
Number of phases
Cancel Edit
Frecuencia nominal50 Hz
System configuration 1/6Rated voltageRated frequencyNumber of phases
Rated frequency
50 Hz
Cancel Edit
Dispositivos de proteccin
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
Cancel Edit
3 CBs NPL-BUS TIE
Tensin de red
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
Configuracin de la redEspecificacin de la red:lnea del transformador 1: 400 V CA, trifsica + Nlnea del generador 2: 400 V CA, trifsica + N frecuencia: 50 Hz
20 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
2. Descripcin del ATS
Uso de acoplamiento de barras para gestionar dos lneas de alimentacin independientes (con ATS022)Segn la lgica de funcionamiento, en condiciones normales las semibarras de distribucin se alimentan a travs de los correspondientes transformadores aguas arriba (acoplamiento de barras abierto). Si se producen fallos en una de las dos lneas y puesto que ambos transformadores estn dimensionados para la potencia total absorbida por la instalacin, se cerrar el acoplamiento de barras y la alimentacin la proporcionar el transformador que no haya sido afectado por el fallo.
Diagrama de conexiones Lgica de conmutacin
TR1lnea normal
QF1
QF3
TR2lnea normal
QF 2
QF1 QF2 QF3
O O ONormal I I OFallo TR1 O I IFallo TR2 I O IO = interruptor automtico
abierto
I = interruptor automtico cerrado
El ATS monitoriza las redes (TR1 y TR2) y, si tiene lugar un fallo en uno de los dos transformadores, el ATS022 empieza a contar el tiempo de conformidad con el retardo TS ajustado, para a continuacin transmitir una orden de apertura al interruptor automtico en el secundario del transformador afectado por el fallo. Una vez transcurrido el retardo de tiempo TC, el ATS cierra el QF3 de acoplamiento de barras. De este modo, todas las cargas se alimentan a travs de la lnea (transformador) sin fallos.Cuando los parmetros elctricos de la lnea defectuosa vuelven a unos lmites aceptables (segn los ajustes efectuados) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS inicia el procedimiento de conmutacin inversa. Abre el QF3 de acoplamiento de barras y seguidamente, despus de que haya transcurrido el retardo de tiempo TCN, ordena el cierre del interruptor automtico en el secundario de la lnea defectuosa.
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lgica de conmutacin, adems de la unidad 2, los interruptores automticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automtico): unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales uncontactodeapertura/cierreyuncontactoderel
disparado o, alternativamente, un contacto S51 si est disponible
encasodeinterruptoresautomticosextrables,uncontacto sealizacin int. automtico insertado/extrado
unenclavamientomecnicodetipoC.
La lista de materiales tambin podra completarse con dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automticos. El nmero y el tipo de los componentes no slo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentacin de emergencia para energizar los mandos motores, sino tambin de los tipos de interruptores automticos utilizados. Consulte el siguiente documento para obtener detalles sobre estas condiciones:1SDM000086R0001paraconmutacinentreinterruptores
automticos abiertos Emax, interruptores automticos Tmax T e interruptores automticos T7 y X1.
Dado que tambin es necesario controlar el tercer dispositivo, utilizado como acoplamiento de barras (QF3), debe efectuarse una conexin adicional para incluir los contactores y los rels de retardo de tiempo. Consulte el documento 1SDM000088R0001.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 21
La tabla siguiente muestra las secuencias de funcionamiento y las diversas rdenes transmitidas por el ATS (en el ejemplo, la lnea 1 es la lnea defectuosa):
Conmutacin - de TR1 a TR2
cargas prioritarias
VTR1lnea normal
QF1(cerrado)
QF2(cerrado)
TR2lnea normal
QF3(abierto)
cargas no prioritarias
ATS
V
Fallo detectado en la lnea 1.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
TR1lnea normal
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2lnea auxiliar
QF3(abierto)
cargas no prioritarias
ATS
cargas prioritarias
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF1.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC Transcurre TC.
TR1
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2
QF3(cerrado)
cargas no prioritarias
ATS
lnea normal
lnea auxiliar
cargas prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF3.
Conmutacin inversa de TR2 a TR1
cargas prioritarias
TR1lnea normal
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2lnea normal
QF3(cerrado)
ATS
V
cargas no prioritarias
Las condiciones de la lnea 1 vuelven a lmites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido.
TR1
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2
QF3(abierto)
ATS
cargas prioritarias
lnea normal
cargas no prioritarias
lnea normal
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF3.
TR1lnea normal
QF1(cerrado)
QF2(cerrado)
TR2
QF3(abierto)
ATS
cargas prioritarias
lnea normal
cargas no prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF1 en la lnea 1.
22 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
Fallo en la lnea 2
Conmutacin - de TR1 a TR2
VTR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
Vlnea normallnea normal
(cerrado)(cerrado)
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
Fallo detectado en la lnea 2.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
TR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
lnea normal
(abierto)(cerrado)
lnea auxiliar
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF2.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TCEl ATS espera a que transcurra el retardo TC definido.
TR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
lnea normal
(abierto)(cerrado)
(cerrado)
lnea auxiliar
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF3.
Conmutacin inversa de TR2 a TR1
TR1lnea N
QF1 QF2
QF3
ATS
VTR2lnea N
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
Las condiciones de la lnea 2 vuelven a lmites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido.
TR1lnea N
QF1(cerrado)
QF2(abierto)
QF3
ATS
TR2lnea N
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
(abierto)
El ATS ordena la apertura del interruptor automtico QF3.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCE definido.
TR1lnea N
QF1(cerrado) (cerrado)
QF2
QF3
ATS
TR2lnea N
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
(abierto)
El ATS ordena el cierre del interruptor automtico QF1 en la lnea 2.
2. Descripcin del ATS
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 23
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutacin de redes.
Alimentacin
L1 L2 L3 N
LNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexin a tierra X61
1
DI13DI11DI12DI
Alimentacin
X31
43
21
COMD03D04
X22
32
1
COMD03D04
X21
32
1X
412
1 +
ATS 022
X51
32
1DATA BDATA A
CND
Modbus
X29 4
32
15
67
D06D07D08
COM
D09D010D012
X24
32
1D011
D011COM
D005 Marcha
D005 ParoCOM
X23
32
1
Salida de control de marcha/paro del generador (sin cables)
L1L2
34
L3N
LN2
X12 2
13
4
L1 L2 L3 N
AUX*
LN1L1L2L3N
X112
13
4
Salida a QF2 de control
YO
+o
Salida a QF3 de control
LNEA 2
CP-E 24/0.75
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entacin
X29
1 Sealizacin de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Sealiz. alarma de int. automtico
5 Sealizacin de modo manual
6 Sealizacin de act./desact. de lgica
7 COM
X32
1 Estado de QF3
2 Entrada programable
3 Orden para forzar conm. de redes
4 Alarma del generador
5 QF2 insertado
6 QF1 insertado
7 QF2 disparado
8 QF1 disparado
9 COM
X31
1 Entrada act./desact. de lgica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
* Alim. AUX externa obligatoria slo con:- comunicacin Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
24 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
Configuracin del sistema con ATS022
Generador no utilizado
System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
No generator
Cancel Edit
Sistema elctrico3F+N
System configuration 1/6Rated voltage
Number of phases line 1 Rated frequency
Number of phases
3 phases with N
Cancel Edit
System configuration 1/6
Number of phases line 1 Number of phases line 2
Rated frequency
3 phases with N
Number of phases
Cancel Edit
Frecuencia nominal50 Hz
System configuration 1/6Rated voltageRated frequencyNumber of phases
Rated frequency
50 Hz
Cancel Edit
Dispositivos de proteccin
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
3 CBs BUS TIE
Cancel Edit
Tensin de red
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
Configuracin de la redEspecificacin de la red:lnea del transformador 1: 400 V CA, trifsica + Nlnea del transformador 2: 400 V CA, trifsica + N frecuencia: 50 Hz
2. Descripcin del ATS
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 25
3. mbito de aplicacin
Como ya se ha mencionado anteriormente, un nmero creciente de instalaciones elctricas industriales incluye sistemas capaces de realizar conmutaciones automticas de redes.Las caractersticas de funcionamiento de estos sistemas varan segn el caso porque dependen de los tipos de cargas que deben alimentar en caso de emergencia.Por ejemplo, es evidente que en una instalacin en que la continuidad del servicio sea un aspecto fundamental no pueden permitirse cortes sbitos provocados por interrupciones de la alimentacin principal.
Por lo tanto, antes de analizar cmo se gestionan los tiempos de corte en la normativa (vanse las pginas siguientes), es aconsejable informarse del modo en que la norma sobre instalaciones elctricas (IEC60364) clasifica los tipos de alimentacin que caracterizan un sistema elctrico de baja tensin. En una instalacin de baja tensin, la alimentacin puede dividirse en los tipos siguientes:alimentacin de seguridad incluye todos los
componentes elctricos (fuentes, circuitos y componentes) cuyo propsito es garantizar que se suministre energa a equipos o partes de instalaciones necesarios para la seguridad del personal
alimentacin auxiliar tipo de alimentacin cuyo propsito no es la seguridad del personal, sino por ejemplo conseguir la continuidad de la alimentacin de cargas para la produccin.
Una definicin genrica, que engloba los dos tipos anteriores de alimentacin, consiste en llamar "alimentacin de emergencia" a cualquier alimentacin que represente una alternativa a la alimentacin principal y que se use cuando sea necesario, sin importar la carga que alimente.
Mientras que la alimentacin de seguridad se clasifica segn el tiempo durante el cual est disponible para las cargas (vanse las pginas siguientes), no existen normas de este tipo para la alimentacin auxiliar, ya que el rendimiento funcional suele analizarse y adaptarse de mutuo acuerdo entre el cliente y el diseador de ingeniera de la planta, para adecuarse a la importancia especfica de cada caso.No obstante, no hay nada que impida utilizar tambin estas categoras en caso de alimentacin auxiliar. De hecho, esta distincin puede ser til para evaluar los ajustes del retardo de tiempo del ATS en referencia a los tipos de carga.
Aparte de indicar las precauciones que deben adoptarse para evitar la conexin en paralelo entre el generador y la red, la norma IEC 60364 tambin incluye una clasificacin que define 5 tipos de conmutacin de redes segn los perodos de tiempo en los cuales la alimentacin auxiliar pasa a estar disponible para las cargas prioritarias. Como ya se ha mencionado, esta distincin se refiere a la alimentacin de servicios de seguridad.En particular, la alimentacin de seguridad automtica puede clasificarse de este modo:sincorte:alimentacindisponiblesinningncortecortemuybreve:alimentacindisponibleen0,15scortebreve:alimentacindisponibleenunintervalode
tiempo de 0,15 s a 0,5 scorteintermedio:alimentacindisponibledespusdems
de 0,5 s pero menos de 15 scortelargo:alimentacindisponibledespusdemsde
15 s.
Segn esta clasificacin, por lo menos es posible obtener una alimentacin con cortes intermedios ajustando todos los retardos de tiempo del ATS al mnimo. En las tablas siguientes se ofrecen ejemplos de ello:
Retardos de tiempo DescripcinRango de ajustes
Ejemplo de ajuste
TS
Retardo de tiempo antes de que empiece el procedimiento de conmutacin.
0...30 s 1 s
ATS021
ATS022
TF
TCE
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado del generador
0...60 s(TF = 3,5 s)
1 s(con TF = 3,5 s)
total2 s
(4,5 s con ATS021)
Como puede apreciarse, el ATS proporciona alimentacin auxiliar a las cargas en unos 2 s (con ATS022) y 4,5 s (con ATS021). Si hay un generador en la lnea de emergencia, tambin hay que tener en cuenta el tiempo necesario para suministrar tensin a las cargas.
26 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
La alimentacin durante cortes del suministro de duracin media y prolongada, que se obtiene utilizando solamente el equipo generador, es un tipo utilizado habitualmente en plantas industriales y en el sector servicios, donde se requiere continuidad del servicio pero no necesariamente para intervalos cortos.De hecho, cuando se requieren alimentaciones automticas sin cortes, con cortes breves o muy breves, la instalacin debe contar con dispositivos capaces de suministrar energa de inmediato, alimentando las cargas prioritarias con un SAI (sistema de alimentacin ininterrumpida). Este SAI garantizara una fuente de alimentacin lista para el uso que, aun teniendo una limitacin temporal, pudiera compensar el tiempo necesario para poner en marcha el generador.
Los ejemplos de aplicaciones en que la continuidad del servicio es esencial incluyen:hospitalesprocesamientodedatos(centrosdedatos,estacionesde
trabajo, servidores, etc.)sistemasdetelecomunicacionescontroldeprocesosindustrialesiluminacindeseguridadenentornosespeciales.
En la figura siguiente se muestra una aplicacin tpica en la cual se utilizan SAI para alimentar cargas prioritarias.
G GeneradorATS
Red380 V 50Hz
cargas prioritarias
SAI
cargas no prioritarias
GATSRed380 V 50Hz
cargas prioritarias
SAI
cargas no prioritarias
Generador
3. mbito de aplicacin
Sgen = SStrafo Sgen < SStrafo
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 27
4. Ejemplo de aplicacin
El ejemplo de aplicacin que se muestra en las pginas siguientes pretende explicar y proporcionar ms informacin sobre las conexiones entre los componentes implicados en la conmutacin (contactos auxiliares, mando motor, etc.) y la unidad ATS. Adems, se ofrecen indicaciones sobre los ajustes de retardo de tiempo necesarios para una conmutacin adecuada. El ejemplo no entra en detalles sobre cmo interactuar con el men de visualizacin del ATS022 porque no es el tema de este documento (esta informacin se facilita en el documento 1SDH000760R0001).
En este caso, queremos describir una aplicacin industrial de 400 V CA en un sistema trifsico con neutro distribuido, consistente en un transformador para la lnea principal y un generador para la de emergencia. La instalacin incluye cargas no prioritarias (iluminacin exterior, planta de aire acondicionado, etc.) y cargas prioritarias conectadas al ciclo de produccin.
El uso de un acoplamiento de barras permite dividir la lnea de carga en dos semibarras de distribucin de modo que, en caso de emergencia, el generador slo alimente las cargas prioritarias.
La necesidad de gestionar el tercer dispositivo implica el uso del ATS022, ya que, como se ha mencionado anteriormente, el ATS ordena la apertura simultnea del interruptor automtico de la lnea principal (QF1) y el acoplamiento de barras (QF3), as como su reconexin simultnea si se restablecen las condiciones iniciales (vanse las maniobras de conmutacin en la pgina 16). El sistema elctrico en cuestin se muestra en el siguiente diagrama simplificado:
G GENTRAFO
cargas no prioritarias cargas prioritarias
T5D 400QF3
T4N 320 PR222 In=320QF2
T5N 630 PR222 In=630QF1
28 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
4. Ejemplo de aplicacin
En la tabla siguiente se muestra la lista completa de materiales, tenindose en cuenta la eleccin de interruptores automticos extrables y todos los componentes necesarios para la conexin con el ATS022 (220 V CA, alimentacin de fase-neutro):
Cant. PRODUCTO DESCRIPCIN ABREVIATURA CDIGO
1 ATS 022 Dispositivo de conmutacin automtica ATS 022 1SDA065524R1
1 T5N 630 PR222 LSIG In=630 Interruptor automtico QF1 QF1 1SDA054403R1
1 T5 630 W FP EF Interruptor automtico extrable parte fija (QF1) (con terminales EF) - 1SDA054771R1
1 KIT W MP T5 630 Kit para convertir un interruptor automtico fijo en la parte mvil de uno extrable (QF1) - 1SDA054850R1
1 T4N 320 PR222 LSIG In=320 Interruptor automtico QF2 QF2 1SDA054124R1
1 T4 W FP EF 4p Interruptor automtico extrable parte fija (QF2) (con terminales EF) - 1SDA054746R1
1 KIT W MP T4 Kit para convertir un interruptor automtico fijo en la parte mvil de uno extrable (QF2) - 1SDA054842R1
1 T5D 400 Interruptor-seccionador QF3 QF3 1SDA054600R1
1 T5 400 W FP EF Interruptor automtico extrable parte fija (QF3) (con terminales EF) - 1SDA054758R1
1 KIT W MP T5 400 Kit para convertir un interruptor automtico fijo en la parte mvil de uno extrable (QF3) - 1SDA054846R1
3 ADP Adaptador de 10 pines (lado izquierdo) para QF1-QF2-QF3 - 1SDA054924R1
1 ADP Adaptador de 12 pines (lado derecho) para QF3 - 1SDA054923R1
2 ADP Adaptador de 6 pines (lado derecho) para QF1-QF2 - 1SDA054922R1
3 MOE Mando motor de energa acumulada T4-T5 (para interruptores automticos QF1-QF2 y acoplamiento de barras QF3)
- 1SDA054897R1
3 MOL-M Bloqueo de proteccin contra maniobras manuales de MOE para T4-T5 (para interruptor automtico QF2 y acoplamiento de barras QF3)
- 1SDA054909R1
2 AUX 250 V CA/CC 1 contacto conmutado de apertura/cierre + 1 contacto conmutado de rel disparado (ste ltimo no se utiliza) para QF1-QF2
Q/1 1SDA054910R1
2 AUX SA 250 V CA 1 contacto de sealizacin disparo SA de rel electrnico (para QF1-QF2) S51 1SDA055050R1
2 AUP-I Contacto de sealizacin interruptor automtico insertado para versiones enchufables y extrables (para interruptores automticos QF1 y QF2)
S75I/1 1SDA054918R1
1 AUX 250 V CA/CC 3 contactos conmutados de apertura/cierre + 1 contacto conmutado de rel disparado (que slo utiliza 2 contactos conmutados) para interruptor-seccionador QF3
Q/1 Q/2
1SDA054911R1
1 Unidad de bastidor MIR-HB Enclavamiento mecnico horizontal (para enclavar QF1 con QF2) - 1SDA054946R1
1 Placas MIR-P Placas para enclavamiento mecnico - 1SDA054950R1
2 S204P C6 Interruptores modulares tetrapolares Q61/1 y Q61/2 (Ik monofsico 16 kA) Q61/1Q61/2
2CDS284001R0064
2 NF22E-13 Contactores K1-K2 utilizados para el cableado externo del ATS K1K2
1SBH 137 001 R1322
2 CT-AWE Rels temporizados para rdenes del interruptor-seccionador QF3 (intervalo de retardo sugerido de 200 a 300 ms)
KO3KC3
1SVR 550 141 R1100
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 29
X22
ATS022
X11
X41
X21
X61
1
2
001
002
003
004
1
234
X12
N L1 L2 L35
3
1
7
6
4
2
8
Q61/2N L1 L2 L35
3
1
7
6
4
2
8
Q61/1
Alimentacin de emergencia del generador
Alimentacin normaldel transformador
M MQF2QF1
1
234
A
13
14K1
13
14K2
K1
21
22K2
A1
A2K2
A1
A2
43
44K1
43
44K2
M
QF1 XAB 1
S3
S2
S1
A17
YC
1
23
21
22K1
XAB 5 3 4 2
M
QF2 XAB 1
S3
S2
S1
A17
YC
XAB 5 3 4 2
1
23
Vase el diagrama de conexiones en el documento 1SDM000086R0001. Adems, este documento contiene todos los diagramas para la conmutacin de redes entre interruptores automticos Emax, Tmax y entre interruptores automticos T7 y X1.Los diagramas de conexiones del documento se han dividido en funcin de si se utiliza o no una fuente de alimentacin
auxiliar para alimentar los mandos motores. Para esta instalacin especfica deben efectuarse las conexiones mostradas en las pginas siguientes, ya que la tensin de alimentacin auxiliar se deriva desde la lnea principal o la de emergencia (no hay una fuente de alimentacin auxiliar para alimentar los motores).
Las conexiones siguientes se refieren a la parte de alimentacin del mando motor y medicin de la instalacin:
30 ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes | ABB
4. Ejemplo de aplicacin
Estas ENTRADAS y SALIDAS del ATS tambin deben conectarse para completar la conexin.
* las funciones siguientes pueden asociarse a esta entrada a travs del men de visualizacin:puestaenmarchaforzadadelgeneradoractivacindelalgicadeconmutacinautomticarearmeremotobloqueodeemergencia
X2/XA2Q/1X2/XA215
X11
X611
234
X12
1234
12 X
41
123
X21 001
002
123
X22 001
002
123
ATS022
1
2
3
X32
4
51 4
S13
S14
S15
61 4
S751/1
7
XV
S751/1
XV
XV XV
X2/XA2 S51 X2/XA2
8X2/XA2 S51 X2/XA2
7 4
7 4
9
3X2/XA2Q/1X2/XA2
15
2X2/XA2Q/1X2/XA2
15Contacto de estado QF1
1
3
S11
X31
123
X51
D06
D07D08D09
D010D012
X29
1234567
X24
123
X23
D011
D05
Contacto de estado QF3
Entrada programable*
Entrada de orden para forzar conm. de redes
Entrada de alarma de generador mod
bus
Lgica desactivada/activada
Sealizacin de alarma de ATS022Sin utilizarSin utilizarSealizacin de alarma de int. automticoSealizacin de alarma de modo manualSealizacin de act./desact. de lgica
Orden de arranque del generador
Orden de paro del generador
Orden QF3
Vase la pgina anterior
Vase la pgina anterior
Vase la pgina anterior
Vase la pgina anterior
Vase la pgina siguiente
Contacto insertado/extrado QF2
Contacto insertado/extrado QF1
Contacto de rel disparado QF2
Contacto de rel disparado QF1 Contacto de estado QF2
La alim. AUX de seguridad es obligatoria con:- comunicacin Modbus RS485- uso en sistemas con frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofsicos con Un = 57,5.109 V CA
ABB | ATS021-ATS022 Conmutacin automtica de redes 31
Retardos de tiempo Descripcin Rango de ajustes
Ejemplo de ajuste
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Retardo de tiempo antes de que se inicie el procedimiento de conmutacin al arrancar el generador.
0...30 s 2 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado del generador.
0...60 s 1 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automtico en el lado del generador (inicio del procedimiento de conmutacin inversa).
0...59 s1, 2, 3...30 min
15 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automtico en el lado de la lnea principal.
0...60 s 1 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Tiempo que tarda el generador en desconectarse.
0...59 s1, 2, 3...30 min
5 min
Adems, el ATS debe conectarse del modo siguiente para dar rdenes al interruptor-seccionador utilizado como acoplamiento de barras:
Una vez que se han realizado las conexiones y se han especificado los ajustes principales del ATS para la red (tensin, sistema, presencia de generador, acoplamiento de barras, etc.), deben especificarse los ajustes de retardo de tiempo con precisin para garantizar una correcta conmutacin.En la tabla siguiente se proporcionan retardos de tiempo a ttulo indicativo:
Como puede apreciarse, desde el momento en el que se produce un fallo en la red principal, suponiendo que el generador se pone en marcha en 10 segundos, la alimentacin de cargas prioritarias se suministra en unos 13 segundos (TS+10 s+TCE).
ATS022
X24
A
XA2 2
X2 2
XV 21
1
23
XV 24
X2 4
XA2 4
A1 Y2
kO3A1 Y2
A2 A2
kC3
22
3
3
Q2QF3
XAB 1
XAB
XV
5
16 18KO3
15
Impulso a desconexin
16 18KC3
15
Impulso a desconexin
3 4 2
S1
S2
A17
YC
QF3
XV
S3
M
* *
* Tiempo sugerido de 200 a 300 ms
1SD
C00
7408
G02
01 -
07/
2012
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