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ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes White Paper

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ATS021-ATS022Conmutación automática de redes

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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

Page 3: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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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ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 3

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)

Page 5: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 6: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 5

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.

Page 7: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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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ABB | ATS021-ATS022 Conmutación automática de redes 7

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.

Page 9: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 10: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 11: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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).

Page 12: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 13: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 14: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 15: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 16: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática 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

Page 17: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 18: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 19: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 20: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática 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

Page 21: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 22: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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.

Page 23: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 24: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 25: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

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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.

Page 27: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 28: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 29: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 30: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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:

Page 31: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 32: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

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

Page 33: White paper 8: ATS021-ATS022. Conmutación automática de redes

1SD

C00

7408

G02

01 -

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