Un interruptor de transferencia es un interruptor eléctrico que conmuta una carga entre dos fuentes. Algunos interruptores de transferencia son manuales, en los que un operador efectúa la transferencia accionando un interruptor, mientras que otros son automáticos y se activan cuando detectan que una de las fuentes ha perdido o ganado potencia.
A menudo se instala un interruptor de transferencia automática (ATS) donde se ubica un generador de respaldo, de modo que el generador pueda proporcionar energía eléctrica temporal si falla la fuente de servicios públicos .
Además de transferir la carga al generador de respaldo, un ATS también puede ordenarle que arranque, en función del voltaje monitoreado en el suministro principal. El interruptor de transferencia aísla al generador de respaldo de la red eléctrica cuando el generador está encendido y proporciona energía temporal. La capacidad de control de un interruptor de transferencia puede ser solo manual o una combinación de automático y manual. El modo de transición de conmutación (ver a continuación) de un interruptor de transferencia puede ser de transición abierta (OT) (el tipo habitual) o de transición cerrada (CT).
Por ejemplo, en una casa equipada con un generador de respaldo y un ATS, cuando se produce un corte de suministro eléctrico, el ATS le indicará al generador de respaldo que se ponga en marcha. Una vez que el ATS ve que el generador está listo para proporcionar energía eléctrica, interrumpe la conexión de la casa a la red eléctrica y conecta el generador al panel eléctrico principal de la casa. El generador suministra energía a la carga eléctrica de la casa, pero no está conectado a las líneas de la red eléctrica. Es necesario aislar el generador del sistema de distribución para protegerlo de sobrecargas al alimentar las cargas de la casa y por seguridad, ya que los trabajadores de la red eléctrica esperan que las líneas estén inactivas.
Cuando el suministro eléctrico regresa por un tiempo mínimo, el interruptor de transferencia transferirá la casa nuevamente al suministro eléctrico y ordenará al generador que se apague, después de otro período específico de tiempo de "enfriamiento" sin carga en el generador.
Un interruptor de transferencia se puede configurar para suministrar energía únicamente a circuitos críticos o a (sub)paneles eléctricos completos. Algunos interruptores de transferencia permiten la eliminación de carga o la priorización de circuitos opcionales, como equipos de calefacción y refrigeración. Los equipos de conmutación de emergencia más complejos que se utilizan en grandes instalaciones de generadores de respaldo permiten una carga suave, lo que permite que la carga se transfiera sin problemas desde la red eléctrica a los generadores sincronizados y viceversa; dichas instalaciones son útiles para reducir la demanda de carga máxima de una red eléctrica.
Un interruptor de transferencia de transición abierta también se denomina interruptor de transferencia de interrupción previa a la conexión. Un interruptor de transferencia de interrupción previa a la conexión interrumpe el contacto con una fuente de energía antes de que haga contacto con otra. Evita la retroalimentación desde un generador de emergencia hacia la línea de servicios públicos, por ejemplo. [1] Un ejemplo es un interruptor de transferencia automático de transición abierta (ATS). Durante la fracción de segundo de la transferencia de energía, se interrumpe el flujo de electricidad. Otro ejemplo es un interruptor manual de tres posiciones o disyuntor, con la energía de la red pública en un lado, el generador en el otro y "apagado" en el medio, que requiere que el usuario pase por la posición de desconexión total "apagado" antes de realizar la siguiente conexión.
Un interruptor de transferencia de transición cerrada (CTTS) también se denomina interruptor de transferencia de cierre previo a interrupción.
Un sistema de emergencia típico utiliza una transición abierta, por lo que existe una interrupción momentánea inherente de la energía que llega a la carga cuando se transfiere de una fuente disponible a otra (teniendo en cuenta que la transferencia puede estar ocurriendo por razones distintas a una pérdida total de energía). En la mayoría de los casos, esta interrupción es intrascendente, en particular si dura menos de 1/6 de segundo.
Sin embargo, hay algunas cargas que se ven afectadas incluso por la más mínima pérdida de potencia. También hay condiciones operativas en las que puede ser deseable transferir cargas sin interrupción de potencia cuando las condiciones lo permitan. Para estas aplicaciones, se pueden proporcionar interruptores de transferencia de transición cerrada. El interruptor funcionará en un modo de conexión antes de la interrupción siempre que ambas fuentes sean aceptables y estén sincronizadas. Los parámetros típicos que determinan la sincronización son: diferencia de voltaje inferior al 5 %, diferencia de frecuencia inferior a 0,2 Hz y ángulo de fase máximo entre las fuentes de 5 grados. Esto significa que el motor que impulsa el generador que alimenta una de las fuentes generalmente debe estar controlado por un regulador isócrono.
Generalmente se requiere que la transición cerrada, o tiempo de superposición, sea menor a 100 milisegundos. Si alguna de las fuentes no está presente o no es aceptable (por ejemplo, cuando falla la energía normal), el interruptor debe funcionar en un modo de interrupción antes de la conexión (operación de transición abierta estándar) para garantizar que no se produzca retroalimentación.
La transferencia de transición cerrada hace que las pruebas mensuales exigidas por el código sean menos objetables porque elimina la interrupción de las cargas críticas que ocurre durante la transferencia de transición abierta tradicional.
En el caso de transferencia de transición cerrada, el grupo electrógeno del motor en el sitio se conecta momentáneamente en paralelo con la fuente de energía eléctrica. Para ello es necesario obtener la aprobación de la empresa de servicios públicos local.
Las aplicaciones típicas de conmutación de carga para las que es deseable la transferencia de transición cerrada incluyen el procesamiento de datos y las cargas electrónicas, ciertas cargas de motores y transformadores, sistemas de reducción de carga o cualquier lugar en el que las interrupciones de carga, incluso de la duración más breve, sean objetables. Un CTTS no es un sustituto de un SAI (sistema de alimentación ininterrumpida); un SAI tiene una energía almacenada incorporada que proporciona energía durante un período de tiempo prescrito en caso de un corte de energía. Un CTTS por sí solo simplemente asegura que no habrá una pérdida momentánea de energía cuando la carga se transfiere de una fuente de energía activa a otra. [2]
Un interruptor de transferencia de carga suave (SLTS) utiliza un CTTS y se utiliza comúnmente para sincronizar y operar la generación en el sitio en paralelo con la energía de la red eléctrica y para transferir cargas entre las dos fuentes mientras se minimizan los transitorios de voltaje o frecuencia. [3] [4] [5]
Un interruptor de transferencia estático utiliza semiconductores de potencia, como rectificadores controlados por silicio (SCR), para transferir una carga entre dos fuentes. Como no hay partes móviles mecánicas, la transferencia se puede completar rápidamente, quizás dentro de un cuarto de ciclo de la frecuencia de potencia. Los interruptores de transferencia estáticos se pueden utilizar donde hay fuentes de energía confiables e independientes disponibles, y es necesario proteger la carga incluso de un tiempo de interrupción de unos pocos ciclos de frecuencia de potencia, o de cualquier sobretensión o caída de tensión en la fuente de energía principal. [6] [7]
Las casas con generadores de reserva pueden utilizar un interruptor de transferencia para algunos circuitos o para toda la casa. Hay distintos modelos disponibles, tanto con transferencia manual como automática. A menudo, los sistemas de interruptores de transferencia pequeños utilizan disyuntores con un mecanismo de operación externo como mecanismo de conmutación. El mecanismo opera dos disyuntores en tándem, cerrando uno mientras se abre el otro. Los fabricantes de interruptores de transferencia pueden proporcionar guías de instalación para seleccionar el tamaño del interruptor y proporcionar procedimientos de instalación recomendados.
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