Como un sistema de energía distribuido flexible y eficiente, el sistema de microrredes se usa ampliamente en centros de datos, producción industrial, instalaciones médicas y otros campos para garantizar una fuente de alimentación estable para cargas críticas. En los sistemas de microrredes, los dispositivos de conmutación de alimentación son uno de los componentes centrales que garantizan la continuidad y confiabilidad de la fuente de alimentación. Entre ellos, el interruptor de transferencia estática (STS) y el interruptor de transferencia automático (ATS) son dos dispositivos de conmutación de alimentación comunes. Tienen diferencias significativas en la funcionalidad, los escenarios de aplicación y el rendimiento. Este artículo profundizará en los roles y diferencias entre STS y ATS en los sistemas de microrredes.
1 ¿Qué es una microrred?
(1) Definición y estructura de microrred
Una microrred es un pequeño sistema de generación y distribución de energía compuesto por fuentes de energía distribuidas (como la energía solar fotovoltaica, energía eólica, pequeña energía hidroeléctrica, etc.), dispositivos de almacenamiento de energía (como baterías, supercondensadores, etc.), convertidores electrónicos de alimentación (como inversores, rectificadores, etc.), cargas y monitoreo y dispositivos de protección. Puede operar en paralelo con la red eléctrica o independientemente en el modo de isla, con modo de operación flexible y alta eficiencia de utilización de energía.
(2) Modo de operación del sistema de microrredes
Modo de operación conectada a la cuadrícula: en el modo de operación conectada a la cuadrícula, la microrred está conectada a la cuadrícula principal, y las fuentes de alimentación distribuidas dentro de la microrred pueden suministrar energía a las cargas locales. El exceso de electricidad también se puede transmitir a la cuadrícula principal. Al mismo tiempo, cuando la generación de energía dentro de la microrred es insuficiente, la cuadrícula grande puede proporcionar soporte de potencia a la microrred.
Modo de operación de la isla: cuando hay una falla o un corte de energía planificado en la red eléctrica, la microrred se puede desconectar de la red eléctrica e ingresar al modo de operación de la isla. En el modo de operación de isla, las microrredes se basan en sus propias fuentes de energía distribuidas y dispositivos de almacenamiento de energía para mantener la fuente de alimentación a las cargas locales, asegurando el funcionamiento normal de las cargas críticas.
2 Definición de STS y ATS
1. Interruptor de transferencia estática (STS)
STS (interruptor de transferencia estática) es un dispositivo de conmutación de alimentación basado en circuitos electrónicos, que se utiliza principalmente para lograr una conmutación rápida y perfecta entre dos fuentes de alimentación de CA independientes. Sus componentes centrales incluyen una placa de control inteligente, tiristores de alta velocidad y interruptores de circuitos.
2. Interruptor de transferencia automático (ATS)
ATS (interruptor de transferencia automático) es un dispositivo de conmutación de alimentación mecánica que se utiliza principalmente en los sistemas de suministro de alimentación de emergencia para cambiar automáticamente el circuito de carga de una fuente de alimentación a otra fuente de alimentación de respaldo. Los componentes de ejecución de conmutación suelen ser contactores o interruptores de circuitos.
3 El papel de STS y ATS
(1) El papel de STS
1. Cambio rápido
Los STS pueden cambiar rápidamente a la fuente de alimentación de copia de seguridad en caso de una falla de energía principal, con un tiempo de conmutación que generalmente no excede los 8 milisegundos, e incluso puede alcanzar 1\/4 ciclo (menos o igual a 5 milisegundos). Esta capacidad de conmutación rápida garantiza un funcionamiento ininterrumpido de dispositivos electrónicos de precisión, evitando la pérdida de datos o el daño del equipo causado por las interrupciones de energía.
2. Alta fiabilidad
La fuente de alimentación STS es adecuada para aplicaciones que requieren una calidad de potencia extremadamente alta, como centros de datos, estaciones base de comunicación, laboratorios, etc. Puede proporcionar una fuente de alimentación de doble bus para cargas de energía única, mejorando la redundancia del sistema de fuente de alimentación.
3. Compatible con múltiples fuentes de energía
Los ST pueden lograr un cambio sin costuras entre UPS y UPS, UPS y Generador, UPS y alimentación de la red, y la alimentación de la red para la alimentación, proporcionando un soporte de potencia confiable para equipos en entornos de energía complejos.
(2) El papel de ATS
1. Cambio de copia de seguridad de emergencia
ATS se utiliza principalmente en los sistemas de suministro de energía de emergencia. Cuando la fuente de alimentación principal falla, cambia automáticamente a la fuente de alimentación de respaldo para garantizar el funcionamiento continuo de cargas importantes. Su tiempo de conmutación suele ser de más de 100 milisegundos, adecuados para cargas que son insensibles a breves cortes de energía, como iluminación, motores, etc.
2. Confiabilidad de la estructura mecánica
ATS adopta la conmutación de contacto mecánico, que tiene una fuerte capacidad anti-interferencia y una alta tasa de éxito de conmutación. Su estructura es simple, el costo de mantenimiento es bajo y es adecuado para cambiar cargas pesadas.
3. Ampliamente utilizado
ATS se usa ampliamente en producción industrial, centros de datos, hospitales y otras ocasiones que requieren suministro de energía continua, especialmente en escenarios donde la velocidad de cambio no es alta.
4 La diferencia entre STS y ATS
(1) Velocidad de conmutación
STS: la velocidad de conmutación es extremadamente rápida, generalmente entre 5 milisegundos y 8 milisegundos, adecuados para dispositivos sensibles a los cortes de energía.
ATS: la velocidad de conmutación es lenta, generalmente más de 100 milisegundos, e incluso puede alcanzar 1.5 segundos, adecuado para cargas que no son sensibles a cortes de energía breves.
(2) Método de conmutación
STS: Uso de interruptores electrónicos (tiristores de alta velocidad) para lograr la conmutación, el proceso de conmutación es "First Off and Thon On", lo que puede lograr una conmutación perfecta.
ATS: la conmutación se logra utilizando contactos mecánicos (contactores o interruptores de circuitos), y el proceso de conmutación se basa en la acción mecánica, lo que puede dar como resultado breves cortes de energía.
(3) Escenarios de aplicación
STS: adecuado para ocasiones con requisitos extremadamente altos para la calidad de potencia, como centros de datos, estaciones base de comunicación, instrumentos de precisión, etc.
ATS: adecuado para ocasiones que no son sensibles a breves cortes de energía, como producción industrial, hospitales, iluminación, etc.
(4) fiabilidad
STS: El método de conmutación de interruptor electrónico lo hace más sensible a factores como la interferencia y la temperatura electromagnética, pero la velocidad de conmutación y la seguridad son más altas.
ATS: El método de conmutación de contacto mecánico le da una capacidad anti-interferencia más fuerte, pero las fallas pueden ocurrir debido al desgaste de contacto, el aumento de la temperatura y los problemas de calentamiento.
(5) Costo y mantenimiento
STS: El costo del equipo es relativamente alto, pero el mantenimiento es relativamente simple.
ATS: El costo del equipo es relativamente bajo, pero la estructura mecánica requiere un mantenimiento regular.
5 conclusión
STS, con sus ventajas de conmutación rápida y suministro de alimentación de alta confiabilidad, es adecuado para equipos de precisión que es sensible a los cortes de energía; ATS, por otro lado, es adecuado para cargas ordinarias que son insensibles a breves cortes de energía debido a su confiabilidad mecánica y menor costo. En aplicaciones prácticas, STS o ATS debe seleccionarse razonablemente en función de factores como las características de carga, el entorno de energía y el presupuesto para garantizar la operación estable de los sistemas de microrredes y la confiabilidad de la fuente de alimentación.