ATS021-ATS022Conmutación automática de redes
White Paper
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 1
ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes
Índice
1. Introducción ...............................................................................2
2. Descripción del ATS ...................................................................3
Lógicas de conmutación..........................................................6
Transformador para la línea principal y generador para la
línea de emergencia .............................................................7
Transformador para la línea principal y transformador para
la línea de emergencia ........................................................12
Uso de acoplamiento de barras para la exclusión
de cargas no prioritarias (con ATS022) ................................16
Uso de acoplamiento de barras para gestionar dos líneas
de alimentación independientes (con ATS022) .....................20
3. Ámbito de aplicación ...............................................................25
4. Ejemplo de aplicación...............................................................27
2 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
1. Introducción
En los últimos años, la continuidad del servicio en instalaciones eléctricas de baja tensión ha ido adquiriendo un papel cada vez más importante. De hecho, este requisito es una característica fundamental a la hora de crear instalaciones eficientes desde el punto de vista económico y funcional. Un sistema capaz de conmutar la alimentación de la línea principal a una de emergencia reduce al mínimo los problemas provocados por fallos en la red pública.
Estas maniobras, que suelen conocerse como “conmutación automática”, incluyen secuencias que controlan automáticamente los componentes de la instalación (los interruptores automáticos tienen un papel fundamental) sin intervención del operador. Para garantizar que se suministra energía a las cargas, un requisito fundamental de una instalación consiste en tener redundancia en las fuentes de alimentación de tipo N+1, que normalmente consisten en un transformador y un generador de emergencia (o, de forma alternativa, un segundo transformador).
Una instalación con un sistema de conmutación automática:•evita los paros de los procesos de producción industrial•proporcionaalimentacióncontensióndealtacalidadsila
red principal no está operativa•reducelosefectoscausadosporfallosdelaredenciertas
partes de la instalación (la reducción de tensión provoca
una pérdida de estabilidad en las máquinas giratorias, una mayor caída de tensión, fallos en el equipo, etc.)
•ofreceunóptimoequilibrioentrefiabilidad,simplicidadyrentabilidad
•proporcionaalpersonaldemantenimientoyalsistemadegestión una fuente de alimentación capaz de alimentar la instalación o parte de ella mientras se están llevando a cabo operaciones de mantenimiento en el transformador.
Para realizar la conmutación automática, la instalación puede dotarse de un equipo para conmutaciones automáticas de redes ATS (Automatic Transfer Switch, disponible en las versiones 021 y 022) con tecnología de microprocesador. En caso de pérdida de la línea principal, este dispositivo puede controlar la puesta en marcha del generador y conmutar de una red a otra transmitiendo órdenes a los interruptores automáticos. Esta solución se ha diseñado a efectos de garantizar un grado mucho mayor de fiabilidad que las soluciones “tradicionales” de lógica cableada (con relés de retardo, contactores, sensores de tensión, etc.), que suelen ser complicadas de fabricar y dependen de la integración de varios dispositivos.Este documento aborda el concepto de conmutación automática en instalaciones eléctricas y prosigue con un análisis práctico para explicar cómo se integran las unidades ATS con todos los dispositivos que intervienen en el proceso de conmutación.
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2. Descripción del ATS
Como se ha mencionado anteriormente, la conmutación automática puede lograrse dotando a la instalación de un equipo para conmutaciones automáticas de redes ATS (disponible en las versiones 021 y 022) basado en microprocesador. Esta solución permite garantizar un elevado grado de fiabilidad gracias a los sistemas de seguridad intrínsecos vinculados al funcionamiento del software y el hardware. Si el estado de un interruptor automático (o un interruptor-seccionador) que funciona como actuador del sistema no admite la orden transmitida por el ATS, se inhibe la lógica de conmutación y se activa una alarma. Además, el uso de un enclavamiento mecánico evita un funcionamiento en paralelo de la línea principal y la de emergencia.
La unidad ATS monitoriza constantemente el valor de tensión del sistema y cambia automáticamente al generador o transformador, después de un retardo predefinido. Este retardo permite regular el tiempo de activación del procedimiento en caso de fallos, lo que evita conmutaciones no deseadas debido a variaciones de tensión aceptadas por la instalación.*Cuando la tensión principal vuelve a límites aceptables, el ATS transmite una señal para activar la conmutación inversa y volver a las condiciones iniciales.**
Estas fases pueden resumirse de la siguiente manera:
* este análisis debe realizarse según el tipo de carga y el tipo de instalación en cuestión** es posible decidir si se sigue conmutado a la línea de emergencia una vez restablecidas las condiciones iniciales mediante la activación de la función específica
(ajuste “no priority line” a “on”).
Alim. principaldisponible
Ausenciaalim. principal
Puesta en marchagenerador
Alim. emergenciadisponible
Alim. desdelínea de
emergencia
Ausencia de generador
CONMUTACIÓN:
CONMUTACIÓN INVERSA:
Recuperación de alim. principal
Apertura deint. autom. en
línea de emerg.
Alim. desde
línea principal
Desconexióngenerador
(si está presente)
4 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
El ATS (021 o 022) activa el procedimiento de conmutación cuando se detecta uno de los fallos siguientes a través de sus sensores internos:
Estos fallos pueden provocar daños irreparables en una instalación eléctrica. Basta con pensar en dispositivos eléctricos/electrónicos alimentados por tensiones por encima o por debajo de la tensión nominal de empleo, o en fallos que afectan a maquinaria eléctrica:
•esfuerzotérmico
•aumentodelatemperaturainterna
•variacionesenlavelocidadolarotaciónquetambiénafectan a los dispositivos conectados
•interferenciadurantelapuestaenmarcha
Redes eléctricas que puede gestionar el ATS Las características de las redes controladas deberán especificarse con precisión para que el ATS funcione correctamente en la planta en la que se instale.Las unidades ATS pueden gestionar sistemas trifásicos —con o sin neutro— o sistemas monofásicos. Además, el ATS no requiere alimentación auxiliar, pues puede obtener tensión directamente de la red (como se muestra en la tabla, con el ATS021 la fuente de alimentación en paralelo debe conectarse a los terminales correspondientes).Con el ATS022, la alimentación auxiliar sólo es necesaria en estos casos: – uso de comunicación Modbus RS485 – uso en sistemas con una frecuencia asignada de
16 2/3 Hz – uso en sistemas monofásicos con Un de 57,5 a
109 V CAPuede utilizarse una fuente de alimentación de emergencia de 24 V CC a 110 V CC (–10%, +15%).
La tensión máxima de empleo para el ATS021 y el ATS022 es de 480 V CA. Los transformadores deben utilizarse con valores de tensión mayores. Consulte los manuales técnicos con los CÓDIGOS 1SDH000759R0001 (para ATS021) y 1SDH000760R0001 (para ATS022) en referencia a los ajustes adecuados.
Ajustes
Control de tensión máxima y mínimaU
UL1 UL2 UL3
t
Con ATS021:MIN/MAX: +/-10%, +/-15%, +/-20%, +/-30%
Con ATS022:MIN: -30%…-5% Un, MAX: +5%…+30% Un con escalón ±1% Un
Desequilibrio de tensiónU
t
UL1 UL2 UL3
No se requiere ajuste
Control de frecuencia máxima y mínimaU
t
Con ATS021:MIN/MAX: 0,9 fn > f > 1,1 fn
Con ATS022:MIN: -10%…-1% fnMAX: +1%…+10% fncon escalón ±1%
Pérdida de fase
U
t
UL1 UL2 UL3
IL3
No se requiere ajuste
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ATS021 ATS022
Sistema trifásico con conductor
neutro
Conexiones
X11
43
21 L1
L2L3N
LN1 LN2M
edic
ione
s
Med
icio
nes L1
L2L3N
X12
43
21
Alim
enta
ción
Alim
enta
ción
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 L2 L3 NLÍNEA 1
L1 L2 L3 NLÍNEA 2
X12
43
21L1
L2L3N
LN2
L1 L2 L3 NLÍNEA 1
X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X4121 L
N
L1 L2 L3 NLÍNEA 2
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
Med
icio
nes
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
3 phases with N
Sistema trifásico sin conductor
neutro
Conexiones
L1 L2 L3LÍNEA 2
X11
43
21 L1
L2L3N
LN1 LN2
L1L2L3N
X12
43
21
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 L2 L3LÍNEA 1
(*) (*)Med
icio
nes
Alim
enta
ción
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
X12
43
21L1
L2L3N
LN2X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X41
21 L
N
L1 L2 L3LÍNEA 1
L1 L2 L3LÍNEA 2
Med
icio
nes
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
3 phases without N
Sistema monofásico
Conexiones
X11
43
21 L1
L2L3N
LN1 LN2
L1L2L3N
X12
43
21
LN X
14 21
X1321 L
N
L1 NLÍNEA 1
L1 NLÍNEA 2
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
L1 NLÍNEA 2
X12
43
21L1
L2L3N
LN2X11
43
21 L1
L2L3N
LN1
X4121 L
N
L1 NLÍNEA 1
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
Med
icio
nes
Med
icio
nes
Alim
enta
ción
AjustesON DIP
1 2 3 4
S24Number of phases
Cancel Edit
1 phase
* Las características del transformador externo para alimentación exclusiva del ATS021 incluyen: - transformador (de tensión de red a tensión 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. línea principal 3P+N y línea de emergencia PN).
En la tabla siguiente se muestran las conexiones a la fuente de alimentación para las líneas principal y de emergencia.
6 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
Lógicas de conmutación Puesto que el ATS puede controlar distintas configuraciones de intalación en las páginas siguientes se describen las se-cuencias de maniobras realizadas por esta unidad. Se presta una atención especial a las configuraciones de instalación más habituales que puede gestionar el ATS. Estas configura-ciones incluyen:•untransformadorparalalíneaprincipalyungeneradorpara
la de emergencia
•untransformadorparalalíneaprincipalyotrotransformadorpara la de emergencia
•usodeunacoplamientodebarrasparalaexclusióndecargas no prioritarias (sólo con ATS022)
•usodeunacoplamientodebarrasparagestionardoslíneasde alimentación independientes (sólo con ATS022).
En la tabla siguiente se muestran los ajustes de tiempo nece-sarios para implementar las lógicas de conmutación descritas en las páginas siguientes:
Rango de ajustes
Retardos de tiempo Descripción ATS021 ATS022 Comentarios
TS
Retardo de tiempo antes del inicio del pro-cedimiento de conmutación. En ausencia de un generador, este tiempo corresponde al retardo de apertura del interruptor auto-mático en la línea 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 conmutación por caídas transitorias de la tensión.
ATS021
ATS022
TF
TCE
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automático en el lado del gene-rador o del transformador.
3,5 sfijo
0...60 sSe recomienda seleccionar un retardo breve para reducir la interrupción de la alimentación hacia las cargas.
TBS
Retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automático en el lado del gene-rador o del transformador (inicio del proce-dimiento de conmutación inversa).
0...30 so
300 s
0...59 s1, 2, 3...30 min
El retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automá-tico en el lado de emergencia, después de recuperar la tensión principal, debe ser lo más prolongado posible para garantizar una estabilización completa de la tensión principal.
ATS021
ATS022
TF
TCN
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automático en la línea principal.
3,5 sfijo
0...60 s
El retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor au-tomático en la línea principal, después de que se haya abierto el interruptor automático en el lado de emergencia, debe ser lo más corto posible para reducir al mínimo el tiempo durante el cual no se alimentan las cargas.
TCRetardo de tiempo antes de que se cierre el acoplamiento de barras (si está instalado).
Sólo ATS022:0...60 s
El tiempo TC sólo debe ajustarse para la gestión de dos líneas de alimentación independientes separadas por un acoplamiento de barras. Para más información, véase la página 20.
TGoffTiempo de desconexión del generador (si está 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 está instalado) debe ser lo bastante prolongado para garantizar que seguirá funcionando en caso de que se produzca otro corte del suministro eléctrico 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 línea principal y un generador para la línea de emergencia:
Retardos de tiempo DescripciónRango de ajustes
Ejemplos de ajustes
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se inicie el procedimiento de conmutación al arrancar el generador.
0...30 s 5 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automático en el lado del generador.
0...60 s 1 sTS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se abra el interruptor automático en el lado del generador (inicio del procedimiento de conmutación inversa).
0...59 s, 1, 2, 3…30
min45 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automático en el lado de la línea principal.
0...60 s 1 s
TS
TCE
TBS
TCN
TGoffTiempo de desconexión 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 alimentación de cargas prioritarias se suministra en unos 16 segundos (TS+10 s+TCE).
Transformador para la línea principal y generador para la línea de emergenciaDe conformidad con la lógica de funcionamiento, en condiciones normales la red se alimenta a través del transformador TR1 y, si se produce un fallo, las cargas se alimentan a través de la línea de emergencia mediante el GS1 (el generador puede suministrar la misma corriente que el transformador).
Diagrama de conexiones Lógica de conmutación
hacia las cargas
TR1líneanormal
QF1 QF2
GS1línea auxiliar
ATS
G
QF3
QF1 QF2
O ONormal I OEmergencia O I
O = interruptor automático abierto
I = interruptor automático cerrado
En condiciones de funcionamiento normales, el ATS monitoriza la red principal y, si se produce un fallo, transmite una señal para poner en marcha el generador después de un tiempo TS. Cuando la línea de emergencia pasa a estar disponible, el ATS activa la apertura del interruptor automático de la línea principal y el cierre del interruptor automático de la línea de emergencia después de un tiempo TCE (TF para ATS021). Desde ese momento, la red se alimenta a través del generador y QF2 se convierte en el interruptor automático principal de la instalación.Cuando los parámetros eléctricos de la línea principal vuelven a límites aceptables (en función del ajuste) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS activa los procedimientos de conmutación inversa abriendo el interruptor automático QF2 en la línea de emergencia y posteriormente cerrando el interruptor automático QF1 en la línea principal después de que transcurra el retardo ajustado TCN (TF para ATS021). Cuando la instalación recibe alimentación de la red principal, el ATS ordena la desconexión del generador una vez transcurrido el tiempo TGoff.
8 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
En la tabla siguiente se muestran las secuencias de funciona-miento y las diversas órdenes con las que trabaja el ATS:
2. Descripción del ATS
Conmutación – de TR1 a GS1
hacia las cargas
V
TR1línea normal
QF1(cerrado)
QF2(abierto)
GS1línea 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
línea normal
(cerrado) (abierto)
línea auxiliar
El ATS transmite una orden que activa el generador. La alimentación de emergencia está disponible cuando se completa la puesta en marcha.
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
línea normal
(abierto)(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF1 en el momento en que la línea de alimentación de emergencia está 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
línea normal
(cerrado)(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre delinterruptor automático QF2.
Conmutación inversa – de GS1 a TR1
V
TR1
QF1 QF2
GS1G
ATS
hacia las cargas
línea normal
(cerrado)(abierto)
línea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a límites 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
línea normal
(abierto) (abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF2 de la línea 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
línea normal
(cerrado) (abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre delinterruptor automático 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
línea normal
(cerrado) (abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena el paro del generador.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 9
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lógica de conmutación, además de las unidades ATS021-022, los interruptores automáticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automático): •unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales •uncontactodeapertura/cierreyuncontactode“relé
disparado” o, alternativamente, un contacto S51 si está disponible
•encasodeinterruptoresautomáticosextraíbles,uncontacto señalización int. automático insertado/extraído
•unenclavamientomecánico.La lista de materiales también podría completarse con
dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automáticos. El número y el tipo de los componentes no sólo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentación de emergencia para energizar los mandos motores, sino también de los tipos de interruptores automáticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:•1SDM000087R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos en caja moldeada Tmax XT•1SDM000086R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos abiertos Emax, interruptores automáticos Tmax e interruptores automáticos 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 conmutación de redes (sistema trifásico + conductor neutro).
DI3DI1DI2DI
Lógica activada/desactivada
Alimentación
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
Señalización de alarma
Salida de control de marcha/paro del generador
ATS 021
X14
21L
N
Alim
entación
Conexión a tierra
Señalización de modo manual/auto
Lógica activada
X12 2
1L1L2
34
L3N
LN2LN1
Med
icione
s
Med
icione
sL1L2L3N
X112
13
4
X13
21 L
N
Alim
entación
L1 L2 L3 NL1 L2 L3 N
LÍNEA 2
LÍNEA 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 lógica COM
10 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
LÍNEA 2
Alimentación
L1 L2 L3 N
LÍNEA 1
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexión a tierra X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentación
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 automático, 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 lógica
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 Señalización de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Señaliz. de alarma int. automático
5 Señalización de modo manual
6 Señalización de act./desact. de lógica
7 COM
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
CP-E 24/0.75
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entación
Salida a QF1 de control
Salida a QF2 de control
2. Descripción del ATS
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutación de redes (sistema trifásico + conductor neutro).
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 11
Configuración de la redEspecificación de la red:línea del transformador: 400 V CA, trifásica + Nlínea del generador: 400 V CA, trifásica + N frecuencia: 50 Hz
Configuración del sistema con ATS021
Configuración 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 eléctrico3F+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 protección
No deben realizarse ajustes
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
2 CBs
Cancel Edit
Tensión 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 Conmutación automática de redes | ABB
Transformador para la línea principal y transformador para la línea de emergenciaDe conformidad con la lógica de funcionamiento, en condiciones normales la red se alimenta a través del transformador mientras que en caso de fallos las cargas se alimentan a través de la red de emergencia. Esta clase de red se compone de un transformador con la misma potencia que el transformador de la línea 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 automático QF1 (interruptor de la alimentación principal). Si hay una fuente de alimentación de emergencia disponible, una vez transcurrido el tiempo TCE ajustado (TF para ATS021) el ATS transmite una orden de cierre al interruptor automático (QF2) en la línea de emergencia. En estas condiciones, la instalación se alimenta a través del transformador TR2 y el interruptor automático QF2 pasa a ser el interruptor automático en el lado de la alimentación de todas las salidas.
Cuando los parámetros eléctricos de la línea principal vuelven a límites aceptables (en función del ajuste) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS activa los procedimientos de conmutación inversa abriendo el interruptor automático QF2 en la línea de emergencia y posteriormente cerrando el interruptor automático QF1 en la línea principal después de que transcurra el retardo ajustado TCN (TF para ATS021).
En la tabla siguiente se muestran las secuencias de funciona-miento y las diversas órdenes con las que trabaja el ATS:
2. Descripción del ATS
Diagrama de conexiones Lógica de conmutación
hacia las cargas
TR1línea normal
QF1 QF2
ATS
QF3
TR2línea auxiliar
QF1 QF2
O ONormal I OEmergencia O I
O = interruptor automático abierto
I = interruptor automático cerrado
Conmutación – de TR1 a TR2
V
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
línea normal
(cerrado) (abierto)
línea 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)
línea normal
línea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF1 en la línea 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)
línea normal
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF2
Conmutación inversa – de TR2 a TR1
V
TR1
QF1 QF2
ATS
TR2
hacia las cargas
(cerrado)(abierto)
línea normal
línea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a límites 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)
línea normal
línea auxiliar
Después de que transcurra el retardo de tiempo TBS, el ATS ordena la apertura del interruptor automático QF2 en la línea 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)
línea normal
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF1.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 13
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lógica de conmutación, además de las unidades ATS021-022, los interruptores automáticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automático): •unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobrasma-
nuales •uncontactodeapertura/cierreyuncontactode“relédispa-
rado” o, alternativamente, un contacto S51 si está disponi-ble
•encasodeinterruptoresautomáticosextraíbles,uncontac-to señalización int. automático insertado/extraído
•unenclavamientomecánico.La lista de materiales también podría completarse con dispo-sitivos externos que no son accesorios de los interruptores
automáticos. El número y el tipo de los componentes no sólo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentación de emergencia para energizar los mandos motores, sino también de los tipos de interruptores automáticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:•1SDM000087R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos en caja moldeada Tmax XT•1SDM000086R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos abiertos Emax, interruptores automáticos Tmax e interruptores automáticos 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 conmutación de redes.
DI3DI1DI2DI
Lógica activada/desactivada
Alimentación
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
Conexión a tierra
Señalización de modo manual/auto
Lógica activada
X12 2
1L1L2
34
L3N
LN2LN1L1L2L3N
X112
13
4
X13
21 L
N
L1 L2 L3 NL1 L2 L3 N
LÍNEA 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 lógica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
LÍNEA 2
X23
32
1
Alim
entación
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entación
Señalización de alarma
14 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
Alimentación
L1 L2 L3 N
LÍNEA 1
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentación
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 automático, 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
LÍNEA 2
CP-E 24/0.75
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
X31
1 Entrada act./desact. de lógica
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 Señalización de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Señaliz. alarma de int. automático
5 Señalización de modo manual
6 Señalización de act./desact. de lógica
7 COM
Salida a QF2 de control
Salida a QF1 de control
Conexión a tierra
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entación
*
En las figuras siguientes se ofrece una perspectiva general de las conexiones entre el ATS022 y todos los componentes implicados en la conmutación de redes.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 15
Configuración de la redEspecificación de la red:línea del transformador 1: 400 V CA, trifásica + Nlínea del transformador 2: 400 V CA, trifásica + N frecuencia: 50 Hz
Configuración del sistema con ATS021
Configuración 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 eléctrico3F+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 protección
No deben realizarse ajustes
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
2 CBs
Cancel Edit
Tensión 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 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
Diagrama de conexiones Lógica de conmutación
cargas no prioritarias
TR1línea normal
QF1 QF2
QF3
GS1línea auxiliar
cargas prioritarias
GQF1 QF2 QF3
O O ONormal I O IEmergencia O I OO = interruptor automático
abierto
I = interruptor automático
cerrado
Uso de acoplamiento de barras para la exclusión de cargas no prioritarias (con ATS022)Según la lógica de funcionamiento, en condiciones normales las cargas se alimentan a través del transformador y el QF3 de acoplamiento de barras está cerrado. Si se producen fallos, las cargas se alimentan a través de la red de emergencia (generador) con el acoplamiento de barras abierto. El generador se dimensiona para alimentar continuamente tan sólo las cargas prioritarias, por lo que su potencia es menor que la del transformador.
Para este tipo de configuración debe utilizarse la versión 022 del ATS.Las secuencias de funcionamiento son las mismas que las anteriores (en función de si está instalado un generador o un transformador). La única diferencia radica en que la función “CB+NPL Bus Tie” se activa a través de la pantalla y existe un fallo de tensión de red, y aparte de transmitir la orden de apertura al interruptor automático principal, el ATS también transmite una orden de apertura al acoplamiento de barras (después de que haya transcurrido el retardo de tiempo TC).Cuando las condiciones de la red vuelven a estar dentro de los parámetros nominales, el ATS inicia los procedimientos de conmutación inversa para permitir que la instalación recupere sus condiciones iniciales (interruptor principal y acoplamiento de barras cerrados).
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lógica de conmutación, además de la unidad ATS022, los interruptores automáticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automático): •unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales •uncontactodeapertura/cierreyuncontactode“relé
disparado” o, alternativamente, un contacto S51 si está disponible
•encasodeinterruptoresautomáticosextraíbles,uncontacto señalización int. automático insertado/extraído
•un enclavamiento mecánico (para los interruptores automáticos QF1 y QF2).
La lista de materiales también podría completarse con dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automáticos. El número y el tipo de los componentes no sólo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentación de emergencia para energizar los mandos motores, sino también de los tipos de interruptores automáticos utilizados. Consulte los siguientes documentos para obtener detalles sobre estas condiciones:•1SDM000087R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos en caja moldeada Tmax XT•1SDM000086R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos abiertos Emax, interruptores automáticos Tmax e interruptores automáticos T7 y X1.
Dado que también es necesario controlar el tercer interruptor, utilizado como acoplamiento de barras, debe efectuarse una conexión adicional para incluir los contactores y los relés de retardo de tiempo. Consulte el documento 1SDM000088R0001.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 17
En la tabla siguiente se muestra la secuencia de funciona-miento y las diversas órdenes transmitidas por el ATS:
Conmutación – de TR1 a GS1
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
VTR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
línea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
línea 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
línea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS transmite una orden que pone en marcha el generador. La alimentación de emergencia está disponible cuando se completa la puesta en marcha.
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
línea normal
(abierto)
(abierto)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena la apertura de los interruptores automáticos QF1 y QF3 en el momento en que la alimentación de emergencia está 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
línea normal
(cerrado)(abierto)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF2.
Conmutación inversa – de GS1 a TR1
TR1
QF1 QF2
GS1G
QF3
ATS
V
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
línea normal
(cerrado)(abierto)
(abierto)
línea auxiliar
Las condiciones de la red principal vuelven a límites 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
línea normal
(abierto)(abierto)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF2 en la línea 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
línea normal
(cerrado)
(abierto)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS ordena el cierre de los interruptores automáticos 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
línea normal
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
línea auxiliar
El ATS para el generador
18 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
LÍNEA 1
Alimentación
L1 L2 L3 N
LÍNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexión a tierra X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentación
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
entación
X31
1 Entrada act./desact. de lógica
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 Señalización de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Señaliz. alarma de int. automático
5 Señalización de modo manual
6 Señalización de act./desact. de lógica
7 COM
Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos 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 conmutación de redes.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 19
Configuración del sistema con ATS022
Generador en uso
System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
Generator in use
Cancel Edit
Sistema eléctrico3F+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 protección
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
Cancel Edit
3 CBs NPL-BUS TIE
Tensión de red
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
Configuración de la redEspecificación de la red:línea del transformador 1: 400 V CA, trifásica + Nlínea del generador 2: 400 V CA, trifásica + N frecuencia: 50 Hz
20 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
2. Descripción del ATS
Uso de acoplamiento de barras para gestionar dos líneas de alimentación independientes (con ATS022)Según la lógica de funcionamiento, en condiciones normales las semibarras de distribución se alimentan a través de los correspondientes transformadores aguas arriba (acoplamiento de barras abierto). Si se producen fallos en una de las dos líneas y puesto que ambos transformadores están dimensionados para la potencia total absorbida por la instalación, se cerrará el acoplamiento de barras y la alimentación la proporcionará el transformador que no haya sido afectado por el fallo.
Diagrama de conexiones Lógica de conmutación
TR1línea normal
QF1
QF3
TR2línea normal
QF 2
QF1 QF2 QF3
O O ONormal I I OFallo TR1 O I IFallo TR2 I O IO = interruptor automático
abierto
I = interruptor automático 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 continuación transmitir una orden de apertura al interruptor automático 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 través de la línea (transformador) sin fallos.Cuando los parámetros eléctricos de la línea defectuosa vuelven a unos límites aceptables (según los ajustes efectuados) y una vez que ha transcurrido el retardo de tiempo TBS, el ATS inicia el procedimiento de conmutación inversa. Abre el QF3 de acoplamiento de barras y seguidamente, después de que haya transcurrido el retardo de tiempo TCN, ordena el cierre del interruptor automático en el secundario de la línea defectuosa.
Desde el punto de vista operativoPara implementar la lógica de conmutación, además de la unidad 2, los interruptores automáticos deben estar equipados con los siguientes accesorios (para cada interruptor automático): •unmandomotorconbloqueoparaevitarmaniobras
manuales •uncontactodeapertura/cierreyuncontactode“relé
disparado” o, alternativamente, un contacto S51 si está disponible
•encasodeinterruptoresautomáticosextraíbles,uncontacto señalización int. automático insertado/extraído
•unenclavamientomecánicodetipoC.
La lista de materiales también podría completarse con dispositivos externos que no son accesorios de los interruptores automáticos. El número y el tipo de los componentes no sólo dependen de si se utiliza o no una fuente de alimentación de emergencia para energizar los mandos motores, sino también de los tipos de interruptores automáticos utilizados. Consulte el siguiente documento para obtener detalles sobre estas condiciones:•1SDM000086R0001paraconmutaciónentreinterruptores
automáticos abiertos Emax, interruptores automáticos Tmax T e interruptores automáticos T7 y X1.
Dado que también es necesario controlar el tercer dispositivo, utilizado como acoplamiento de barras (QF3), debe efectuarse una conexión adicional para incluir los contactores y los relés de retardo de tiempo. Consulte el documento 1SDM000088R0001.
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 21
La tabla siguiente muestra las secuencias de funcionamiento y las diversas órdenes transmitidas por el ATS (en el ejemplo, la línea 1 es la línea defectuosa):
Conmutación - de TR1 a TR2
cargas prioritarias
VTR1línea normal
QF1(cerrado)
QF2(cerrado)
TR2línea normal
QF3(abierto)
cargas no prioritarias
ATS
V
Fallo detectado en la línea 1.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
TR1línea normal
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2línea auxiliar
QF3(abierto)
cargas no prioritarias
ATS
cargas prioritarias
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF1.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC Transcurre TC.
TR1
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2
QF3(cerrado)
cargas no prioritarias
ATS
línea normal
línea auxiliar
cargas prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF3.
Conmutación inversa – de TR2 a TR1
cargas prioritarias
TR1línea normal
QF1(abierto)
QF2(cerrado)
TR2línea normal
QF3(cerrado)
ATS
V
cargas no prioritarias
Las condiciones de la línea 1 vuelven a límites 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
línea normal
cargas no prioritarias
línea normal
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF3.
TR1línea normal
QF1(cerrado)
QF2(cerrado)
TR2
QF3(abierto)
ATS
cargas prioritarias
línea normal
cargas no prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF1 en la línea 1.
22 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
Fallo en la línea 2
Conmutación - de TR1 a TR2
VTR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
Vlínea normal
línea normal
(cerrado)(cerrado)
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
Fallo detectado en la línea 2.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TS definido.
TR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
línea normal
(abierto)(cerrado)
línea auxiliar
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF2.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TCEl ATS espera a que transcurra el retardo TC definido.
TR1
QF1 QF2
TR2
QF3
ATS
línea normal
(abierto)(cerrado)
(cerrado)
línea auxiliar
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF3.
Conmutación inversa – de TR2 a TR1
TR1línea N
QF1 QF2
QF3
ATS
VTR2línea N
(cerrado)
(cerrado)
(abierto)
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
Las condiciones de la línea 2 vuelven a límites aceptables.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TBS definido.
TR1línea N
QF1(cerrado)
QF2(abierto)
QF3
ATS
TR2línea N
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
(abierto)
El ATS ordena la apertura del interruptor automático QF3.
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
El ATS espera a que transcurra el retardo TCE definido.
TR1línea N
QF1(cerrado) (cerrado)
QF2
QF3
ATS
TR2línea N
cargas no prioritarias
cargas prioritarias
(abierto)
El ATS ordena el cierre del interruptor automático QF1 en la línea 2.
2. Descripción del ATS
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática 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 conmutación de redes.
Alimentación
L1 L2 L3 N
LÍNEA 1
Salida a QF1 de control
o
YO
+
YC
M
o
YO
+
YC
M DI11DI10DI9DI8DI7DI6DI5DI4DI
X32
43
21
56
78
9
Conexión a tierra X61 1
DI13DI11DI12DI
Alimentación
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
LÍNEA 2
CP-E 24/0.75
Med
icione
s
Med
icione
s
Alim
entación
X29
1 Señalización de alarma
2 Sin utilizar
3 Sin utilizar
4 Señaliz. alarma de int. automático
5 Señalización de modo manual
6 Señalización de act./desact. de lógica
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 lógica
2 Estado de QF1
3 Estado de QF2
4 COM
* Alim. AUX externa obligatoria sólo con:- comunicación Modbus RS485 requerida- frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
24 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
Configuración del sistema con ATS022
Generador no utilizado
System configuration 6/6Protection devicesGenerator usageLine priority
Generator usage
No generator
Cancel Edit
Sistema eléctrico3F+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 protección
System configuration 6/6
Line priorityProtection devices
Generator usage
Protection devices
3 CBs BUS TIE
Cancel Edit
Tensión de red
System configuration 1/6
Rated frequencyRated voltage
Number of phases
Rated voltage
400/230 V
Cancel Edit
Configuración de la redEspecificación de la red:línea del transformador 1: 400 V CA, trifásica + Nlínea del transformador 2: 400 V CA, trifásica + N frecuencia: 50 Hz
2. Descripción del ATS
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 25
3. Ámbito de aplicación
Como ya se ha mencionado anteriormente, un número creciente de instalaciones eléctricas industriales incluye sistemas capaces de realizar conmutaciones automáticas de redes.Las características de funcionamiento de estos sistemas varían según el caso porque dependen de los tipos de cargas que deben alimentar en caso de emergencia.Por ejemplo, es evidente que en una instalación en que la continuidad del servicio sea un aspecto fundamental no pueden permitirse cortes súbitos provocados por interrupciones de la alimentación principal.
Por lo tanto, antes de analizar cómo se gestionan los tiempos de corte en la normativa (véanse las páginas siguientes), es aconsejable informarse del modo en que la norma sobre instalaciones eléctricas (IEC 60364) clasifica los tipos de alimentación que caracterizan un sistema eléctrico de baja tensión. En una instalación de baja tensión, la alimentación puede dividirse en los tipos siguientes:•alimentación de seguridad – incluye todos los
componentes eléctricos (fuentes, circuitos y componentes) cuyo propósito es garantizar que se suministre energía a equipos o partes de instalaciones necesarios para la seguridad del personal
•alimentación auxiliar – tipo de alimentación cuyo propósito no es la seguridad del personal, sino por ejemplo conseguir la continuidad de la alimentación de cargas para la producción.
Una definición genérica, que engloba los dos tipos anteriores de alimentación, consiste en llamar "alimentación de emergencia" a cualquier alimentación que represente una “alternativa” a la alimentación principal y que se use cuando sea necesario, sin importar la carga que alimente.
Mientras que la alimentación de seguridad se clasifica según el tiempo durante el cual está disponible para las cargas (véanse las páginas siguientes), no existen normas de este tipo para la alimentación auxiliar, ya que el rendimiento funcional suele analizarse y adaptarse de mutuo acuerdo entre el cliente y el diseñador de ingeniería de la planta, para adecuarse a la importancia específica de cada caso.No obstante, no hay nada que impida utilizar también estas categorías en caso de alimentación auxiliar. De hecho, esta distinción puede ser útil 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 conexión en paralelo entre el generador y la red, la norma IEC 60364 también incluye una clasificación que define 5 tipos de conmutación de redes según los períodos de tiempo en los cuales la alimentación auxiliar pasa a estar disponible para las cargas prioritarias. Como ya se ha mencionado, esta distinción se refiere a la alimentación de servicios de seguridad.En particular, la alimentación de seguridad “automática” puede clasificarse de este modo:•sincorte:alimentacióndisponiblesinningúncorte•cortemuybreve:alimentacióndisponibleen0,15s•cortebreve:alimentacióndisponibleenunintervalode
tiempo de 0,15 s a 0,5 s•corteintermedio:alimentacióndisponibledespuésdemás
de 0,5 s pero menos de 15 s•cortelargo:alimentacióndisponibledespuésdemásde
15 s.
Según esta clasificación, por lo menos es posible obtener una “alimentación con cortes intermedios” ajustando todos los retardos de tiempo del ATS al mínimo. En las tablas siguientes se ofrecen ejemplos de ello:
Retardos de tiempo DescripciónRango de ajustes
Ejemplo de ajuste
TS
Retardo de tiempo antes de que empiece el procedimiento de conmutación.
0...30 s 1 s
ATS021
ATS022
TF
TCE
Retardo de tiempo antes de que se cierre el interruptor automático 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 alimentación auxiliar a las cargas en unos 2 s (con ATS022) y 4,5 s (con ATS021). Si hay un generador en la línea de emergencia, también hay que tener en cuenta el tiempo necesario para suministrar tensión a las cargas.
26 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
La alimentación durante cortes del suministro de duración 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 automáticas sin cortes, con cortes breves o muy breves, la instalación debe contar con dispositivos capaces de suministrar energía de inmediato, alimentando las cargas prioritarias con un SAI (sistema de alimentación ininterrumpida). Este SAI garantizaría una fuente de alimentación lista para el uso que, aun teniendo una limitación 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:•hospitales•procesamientodedatos(centrosdedatos,estacionesde
trabajo, servidores, etc.)•sistemasdetelecomunicaciones•controldeprocesosindustriales•iluminacióndeseguridadenentornosespeciales.
En la figura siguiente se muestra una aplicación típica 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. Ámbito de aplicación
Sgen = SStrafo Sgen < SStrafo
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 27
4. Ejemplo de aplicación
El ejemplo de aplicación que se muestra en las páginas siguientes pretende explicar y proporcionar más información sobre las conexiones entre los componentes implicados en la conmutación (contactos auxiliares, mando motor, etc.) y la unidad ATS. Además, se ofrecen indicaciones sobre los ajustes de retardo de tiempo necesarios para una conmutación adecuada. El ejemplo no entra en detalles sobre cómo interactuar con el menú de visualización del ATS022 porque no es el tema de este documento (esta información se facilita en el documento 1SDH000760R0001).
En este caso, queremos describir una aplicación industrial de 400 V CA en un sistema trifásico con neutro distribuido, consistente en un transformador para la línea principal y un generador para la de emergencia. La instalación incluye cargas no prioritarias (iluminación exterior, planta de aire acondicionado, etc.) y cargas prioritarias conectadas al ciclo de producción.
El uso de un acoplamiento de barras permite dividir la “línea de carga” en dos semibarras de distribución de modo que, en caso de emergencia, el generador sólo 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 simultánea del interruptor automático de la línea principal (QF1) y el acoplamiento de barras (QF3), así como su reconexión simultánea si se restablecen las condiciones iniciales (véanse las maniobras de conmutación en la página 16). El sistema eléctrico en cuestión 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 Conmutación automática de redes | ABB
4. Ejemplo de aplicación
En la tabla siguiente se muestra la lista completa de materiales, teniéndose en cuenta la elección de interruptores automáticos extraíbles y todos los componentes necesarios para la conexión con el ATS022 (220 V CA, alimentación de fase-neutro):
Cant. PRODUCTO DESCRIPCIÓN ABREVIATURA CÓDIGO
1 ATS 022 Dispositivo de conmutación automática ATS 022 1SDA065524R1
1 T5N 630 PR222 LSIG In=630 Interruptor automático QF1 QF1 1SDA054403R1
1 T5 630 W FP EF Interruptor automático extraíble parte fija (QF1) (con terminales EF) - 1SDA054771R1
1 KIT W MP T5 630 Kit para convertir un interruptor automático fijo en la parte móvil de uno extraíble (QF1) - 1SDA054850R1
1 T4N 320 PR222 LSIG In=320 Interruptor automático QF2 QF2 1SDA054124R1
1 T4 W FP EF 4p Interruptor automático extraíble parte fija (QF2) (con terminales EF) - 1SDA054746R1
1 KIT W MP T4 Kit para convertir un interruptor automático fijo en la parte móvil de uno extraíble (QF2) - 1SDA054842R1
1 T5D 400 Interruptor-seccionador QF3 QF3 1SDA054600R1
1 T5 400 W FP EF Interruptor automático extraíble parte fija (QF3) (con terminales EF) - 1SDA054758R1
1 KIT W MP T5 400 Kit para convertir un interruptor automático fijo en la parte móvil de uno extraíble (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 energía acumulada T4-T5 (para interruptores automáticos QF1-QF2 y acoplamiento de barras QF3)
- 1SDA054897R1
3 MOL-M Bloqueo de protección contra maniobras manuales de MOE para T4-T5 (para interruptor automático QF2 y acoplamiento de barras QF3)
- 1SDA054909R1
2 AUX 250 V CA/CC 1 contacto conmutado de apertura/cierre + 1 contacto conmutado de “relé disparado” (éste último no se utiliza) para QF1-QF2
Q/1 1SDA054910R1
2 AUX SA 250 V CA 1 contacto de señalización disparo SA de relé electrónico (para QF1-QF2) S51 1SDA055050R1
2 AUP-I Contacto de señalización interruptor automático insertado para versiones enchufables y extraíbles (para interruptores automáticos QF1 y QF2)
S75I/1 1SDA054918R1
1 AUX 250 V CA/CC 3 contactos conmutados de apertura/cierre + 1 contacto conmutado de “relé disparado” (que sólo utiliza 2 contactos conmutados) para interruptor-seccionador QF3
Q/1 Q/2
1SDA054911R1
1 Unidad de bastidor MIR-HB Enclavamiento mecánico horizontal (para enclavar QF1 con QF2) - 1SDA054946R1
1 Placas MIR-P Placas para enclavamiento mecánico - 1SDA054950R1
2 S204P C6 Interruptores modulares tetrapolares Q61/1 y Q61/2 (Ik monofásico 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 Relés temporizados para órdenes del interruptor-seccionador QF3 (intervalo de retardo sugerido de 200 a 300 ms)
KO3KC3
1SVR 550 141 R1100
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática 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
Alimentación de emergencia del generador
Alimentación 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
Véase el diagrama de conexiones en el documento 1SDM000086R0001. Además, este documento contiene todos los diagramas para la conmutación de redes entre interruptores automáticos Emax, Tmax y entre interruptores automáticos T7 y X1.Los diagramas de conexiones del documento se han dividido en función de si se utiliza o no una fuente de alimentación
auxiliar para alimentar los mandos motores. Para esta instalación específica deben efectuarse las conexiones mostradas en las páginas siguientes, ya que la tensión de alimentación auxiliar se deriva desde la línea principal o la de emergencia (no hay una fuente de alimentación auxiliar para alimentar los motores).
Las conexiones siguientes se refieren a la parte de alimentación del mando motor y medición de la instalación:
30 ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes | ABB
4. Ejemplo de aplicación
Estas ENTRADAS y SALIDAS del ATS también deben conectarse para completar la conexión.
* las funciones siguientes pueden asociarse a esta entrada a través del menú de visualización:•puestaenmarchaforzadadelgenerador•activacióndelalógicadeconmutaciónautomática•rearmeremoto•bloqueodeemergencia
X2/XA2Q/1X2/XA2
15
X11
X611
234
X12
1234
12 X4
1
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
D07
D08
D09
D010
D012
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
Lógica desactivada/activada
Señalización de alarma de ATS022
Sin utilizarSin utilizarSeñalización de alarma de int. automáticoSeñalización de alarma de modo manualSeñalización de act./desact. de lógica
Orden de arranque del generador
Orden de paro del generador
Orden QF3
Véase la página anterior
Véase la página anterior
Véase la página anterior
Véase la página anterior
Véase la página siguiente
Contacto insertado/extraído QF2
Contacto insertado/extraído QF1
Contacto de relé disparado QF2
Contacto de relé disparado QF1 Contacto de estado QF2
La alim. AUX de seguridad es obligatoria con:- comunicación Modbus RS485- uso en sistemas con frecuencia asignada de 16 2/3 Hz- uso en sistemas monofásicos con Un = 57,5….109 V CA
ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 31
Retardos de tiempo Descripción Rango de ajustes
Ejemplo de ajuste
TS
TCE
TBS
TCN
TGoff
TC
Retardo de tiempo antes de que se inicie el procedimiento de conmutación 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 automático 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 automático en el lado del generador (inicio del procedimiento de conmutación 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 automático en el lado de la línea 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
Además, el ATS debe conectarse del modo siguiente para dar órdenes 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 (tensión, sistema, presencia de generador, acoplamiento de barras, etc.), deben especificarse los ajustes de retardo de tiempo con precisión para garantizar una correcta conmutación.En la tabla siguiente se proporcionan retardos de tiempo a título 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 alimentación de cargas prioritarias se suministra en unos 13 segundos (TS+10 s+TCE).
ATS022
X24
˜A
XA2 2
X2 2
XV 21
1
2
3
XV 24
X2 4
XA2 4
A1 Y2
kO3A1 Y2
A2 A2
˜
kC3
22
3
3
Q2QF3
XAB 1
XAB
XV
5
16 18
KO3
15
Impulso a desconexión
16 18
KC3
15
Impulso a desconexión
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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