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En plus de transférer la charge vers le générateur de secours, un ATS peut également commander le démarrage du générateur de secours, en fonction de la tension surveillée sur l'alimentation principale. Le commutateur de transfert isole le générateur de secours du réseau électrique lorsque le générateur est sous tension et fournit une alimentation temporaire. La capacité de commande d'un commutateur de transfert peut être manuelle uniquement ou une combinaison automatique et manuelle. Le mode de transition d'un commutateur de transfert (voir ci-dessous) peut être transition ouverte (OT) (type habituel) ou transition fermée (CT).
Par exemple, dans une maison équipée d'un générateur de secours et d'un ATS, lorsqu'une panne de réseau électrique se produit, l'ATS demande au générateur de secours de démarrer. Une fois que l'ATS a vu que le générateur est prêt à fournir de l'électricité, il coupe la connexion de la maison à l'électricité et connecte le générateur au panneau électrique principal de la maison. Le générateur fournit l'alimentation à la charge électrique de la maison, mais n'est pas connecté aux lignes électriques. Il est nécessaire d'isoler l'alternateur du système de distribution pour le protéger contre les surcharges de charges électriques dans la maison et pour des raisons de sécurité, car les employés des services publics s'attendent à ce que les lignes soient mortes.
Lorsque l'alimentation du réseau revient pendant un temps minimum, le commutateur de transfert retransfère la maison à l'alimentation du réseau et commande à l'alternateur de s'éteindre, après une autre période de « refroidissement » spécifiée, sans charge sur l'alternateur.
Un commutateur de transfert peut être configuré pour fournir l'alimentation uniquement aux circuits critiques ou à des panneaux (sous) électriques entiers. Certains commutateurs de transfert permettent de délestage ou de priorisation des circuits en option, tels que les équipements de chauffage et de refroidissement. Les dispositifs de commutation d'urgence plus complexes utilisés dans les grandes installations de générateurs de secours permettent un chargement souple, permettant ainsi le transfert en douceur de la charge de l'utilitaire aux générateurs synchronisés, et en retour ; ces installations sont utiles pour réduire la demande de charge de pointe d'un utilitaire.
Un commutateur de transfert de transition ouvert est également appelé commutateur de transfert de fin de course. Un commutateur de transfert de coupure avant la mise en place coupe le contact avec une source d'alimentation avant qu'il ne soit en contact avec une autre. Il empêche le retour d'un générateur d'urgence dans la ligne de réseau, par exemple.[1] un exemple est un commutateur de transfert automatique de transition ouvert (ATS). Pendant la fraction de seconde du transfert de puissance, le flux d'électricité est interrompu. Un autre exemple est un commutateur manuel à trois positions ou un disjoncteur, avec l'alimentation du réseau d'un côté, l'alternateur de l'autre et « éteint » au milieu, ce qui exige que l'utilisateur passe par la position de déconnexion complète « arrêt » avant d'effectuer la connexion suivante.
Un commutateur de transfert de transition fermé (CTTS) est également appelé commutateur de transfert de fin de course avant la coupure.
Un système d'urgence type utilise une transition ouverte, de sorte qu'il y a une interruption momentanée inhérente de l'alimentation de la charge lorsqu'elle est transférée d'une source disponible à une autre (en gardant à l'esprit que le transfert peut se produire pour des raisons autres qu'une perte totale d'alimentation). Dans la plupart des cas, cette interruption est sans conséquence, surtout si elle est inférieure à 1/6 secondes.
Il y a certaines charges, cependant, qui sont affectées par la moindre perte de puissance. Il existe également des conditions de fonctionnement dans lesquelles il peut être souhaitable de transférer des charges sans interruption de puissance lorsque les conditions le permettent. Pour ces applications, des commutateurs de transfert à transition fermée peuvent être fournis. Le commutateur fonctionne en mode de fonctionnement avant coupure, à condition que les deux sources soient acceptables et synchronisées. Les paramètres types déterminant la synchronisation sont les suivants : différence de tension inférieure à 5 %, différence de fréquence inférieure à 0.2 Hz et angle de phase maximal entre les sources de 5 degrés électriques. Cela signifie que le moteur qui entraîne l'alternateur alimentant l'une des sources doit généralement être contrôlé par un régulateur isochrone.
Il est généralement nécessaire que la transition fermée, ou temps de chevauchement, soit inférieure à 100 millisecondes. Si l'une des sources n'est pas présente ou n'est pas acceptable (par exemple, en cas de coupure de courant normale), le commutateur doit fonctionner en mode pause avant la mise en place (opération de transition ouverte standard) pour éviter tout retour d'alimentation.
Le transfert de transition fermé rend les tests mensuels obligatoires par code moins répréhensibles car il élimine l'interruption des charges critiques qui se produit lors du transfert de transition ouvert traditionnel.
Avec un transfert de transition fermé, le groupe électrogène sur site est momentanément connecté en parallèle avec la source du réseau. Cela nécessite l'approbation de la société de services publics locale.
Les applications de commutation de charge typiques pour lesquelles un transfert de transition fermé est souhaitable incluent le traitement des données et les charges électroniques, certaines charges de moteur et de transformateur, les systèmes de limitation de charge ou les interruptions de charge, même de la durée la plus courte, qui sont inacceptables. Un CTTS ne remplace pas un onduleur (onduleur) ; un onduleur dispose d'une énergie stockée intégrée qui fournit de l'électricité pendant une période déterminée en cas de panne de courant. Un CTTS lui-même garantit simplement qu'il n'y aura pas de perte momentanée d'alimentation lorsque la charge est transférée d'une source d'alimentation sous tension à une autre.
Un commutateur de transfert à chargement progressif (SLT) utilise un CTTS et est couramment utilisé pour synchroniser et faire fonctionner la génération sur site en parallèle avec l'alimentation du réseau, et pour transférer des charges entre les deux sources tout en minimisant les tensions ou les transitoires de fréquence
Un commutateur de transfert statique utilise des semi-conducteurs de puissance tels que les redresseurs contrôlés par silicium (SCRS) pour transférer une charge entre deux sources. Comme il n'y a pas de pièces mécaniques mobiles, le transfert peut être effectué rapidement, peut-être dans un quart de cycle de la fréquence de puissance. Les commutateurs de transfert statiques peuvent être utilisés lorsque des sources d'alimentation fiables et indépendantes sont disponibles. Il est également nécessaire de protéger la charge contre les temps d'interruption de quelques cycles de fréquence de puissance, ou contre les surtensions ou les baisses de tension dans la source d'alimentation principale.[6] [7]
Les maisons avec générateurs de secours peuvent utiliser un commutateur de transfert pour quelques circuits ou toute la maison. Différents modèles sont disponibles, avec transfert manuel et automatique. Souvent, les petits systèmes de commutation de transfert utilisent des disjoncteurs avec une tringlerie de commande externe comme mécanisme de commutation. L'attelage actionne deux disjoncteurs en tandem, fermant l'un tout en ouvrant l'autre. Les fabricants de commutateurs de transfert peuvent fournir des guides d'installation pour sélectionner la taille du commutateur et fournir les procédures d'installation recommandées.
