転送スイッチ

転送スイッチは、 2つの電源間で負荷を切り替える電気スイッチです。一部の転送スイッチは手動式で、オペレータがスイッチを投入して転送を実行しますが、他の転送スイッチは自動式で、電源の 1 つで電力が失われたか供給されたかを検出すると作動します。

自動転換スイッチ( ATS) は、多くの場合、バックアップ発電機が設置されている場所に設置され、ユーティリティ電源が故障した場合に発電機が一時的な電力を供給できるようにします。

ATS は、負荷をバックアップ ジェネレータに転送するだけでなく、プライマリ電源で監視されている電圧に基づいて、バックアップ ジェネレータを起動するように命令することもできます。転送スイッチは、ジェネレータがオンになって一時的な電力を供給しているときに、バックアップ ジェネレータを電力会社から分離します。転送スイッチの制御機能は、手動のみ、または自動と手動の組み合わせにすることができます。転送スイッチのスイッチ転送モード (以下を参照) は、オープン転送 (OT) (通常のタイプ) またはクローズド転送 (CT) です。

たとえば、バックアップ ジェネレータと ATS を備えた住宅では、電力会社が停電すると、ATS がバックアップ ジェネレータに起動を指示します。ATS は、ジェネレータが電力を供給する準備ができていることを確認すると、住宅と電力会社との接続を切断し、ジェネレータを住宅の主配電盤に接続します。ジェネレータは住宅の電気負荷に電力を供給しますが、電力会社の回線には接続されません。電力会社の作業員は回線が切れていることを予想しているため、住宅内の負荷に電力を供給する際の過負荷からジェネレータを保護するため、また安全のために、ジェネレータを配電システムから分離する必要があります。

商用電源が最小限の時間だけ復旧すると、転送スイッチは家の電力を商用電源に戻し、発電機に負荷をかけずにさらに指定された「クールダウン」時間経過後に発電機をオフにするよう指示します。

転送スイッチは、重要な回路のみに電力を供給するように設定することも、電気パネル全体（サブパネル）に電力を供給するように設定することもできます。一部の転送スイッチでは、負荷の制限や、暖房や冷房装置などのオプション回路の優先順位付けが可能です。大規模なバックアップ発電機設備で使用されるより複雑な緊急スイッチギアでは、ソフトローディングが可能で、負荷をユーティリティから同期発電機にスムーズに転送したり、逆に同期発電機からユーティリティに転送したりできます。このような設備は、ユーティリティからのピーク負荷需要を削減するのに役立ちます。

オープン トランジション トランスファー スイッチは、ブレーク ビフォア メーク トランスファー スイッチとも呼ばれます。ブレーク ビフォア メーク トランスファー スイッチは、1 つの電源が別の電源と接触する前に、その電源との接触を切断します。これにより、たとえば、非常用発電機からユーティリティ ラインへの逆流を防止できます。 ^[1] 一例として、オープン トランジション自動トランスファー スイッチ (ATS) があります。電力転送のほんの一瞬の間に、電気の流れが中断されます。もう 1 つの例として、手動の 3 ポジション スイッチまたは回路ブレーカーがあります。片側にユーティリティ電源、もう一方に発電機があり、中央が「オフ」になっているため、ユーザーは次の接続を行う前に、完全に切断された「オフ」の位置に切り替える必要があります。

クローズドトランジショントランスファースイッチ (CTTS) は、メイクビフォアブレークトランスファースイッチとも呼ばれます。

一般的な緊急システムではオープン トランジションを使用しているため、利用可能な 1 つのソースから別のソースに負荷が転送されるときに、負荷への電力が一時的に中断されます (転送は、電力の完全な喪失以外の理由で発生する場合があることに注意してください)。ほとんどの場合、この停止は重要ではなく、特に 1/6 秒未満の場合に重要になります。

ただし、わずかな電力損失でも影響を受ける負荷もあります。また、条件が許せば電力を中断することなく負荷を転送することが望ましい動作条件もあります。これらのアプリケーションには、クローズド トランジション トランスファー スイッチを使用できます。両方の電源が許容され、同期されている場合、スイッチはメーク ビフォア ブレーク モードで動作します。同期を決定する一般的なパラメータは、電圧差が 5% 未満、周波数差が 0.2 Hz 未満、電源間の最大位相角が 5 度です。つまり、電源の 1 つに電力を供給する発電機を駆動するエンジンは、通常、等時性調速機で制御する必要があります。

通常、クローズ遷移またはオーバーラップ時間は 100 ミリ秒未満である必要があります。いずれかのソースが存在しないか、許容できない場合 (通常の電源障害時など)、スイッチはブレーク ビフォア メイク モード (標準のオープン遷移操作) で動作し、バックフィードが発生しないようにする必要があります。

クローズド トランジション転送では、従来のオープン トランジション転送中に発生する重要な負荷の中断がなくなるため、コードで義務付けられている月次テストの負担が軽減されます。

クローズドトランジション転送では、オンサイトのエンジン発電機セットがユーティリティ電源と並列に瞬間的に接続されます。これには、地元のユーティリティ会社からの承認が必要です。

クローズドトランジショントランスファーが望ましい典型的な負荷スイッチングアプリケーションには、データ処理および電子負荷、特定のモーターおよび変圧器負荷、負荷削減システム、または、たとえ短時間でも負荷の中断が許されないあらゆる場所が含まれます。CTTS は UPS (無停電電源装置) の代替ではありません。UPS には、停電時に一定時間電力を供給する内蔵の蓄電エネルギーがあります。CTTS 自体は、負荷が 1 つの活線電源から別の活線電源に切り替えられたときに、瞬間的な電力損失が発生しないことを保証するだけです。^[2]

ソフトローディングトランスファースイッチ（SLTS）はCTTSを利用し、オンサイト発電を公益事業電力と並行して同期して操作し、電圧や周波数の過渡現象を最小限に抑えながら2つの電源間で負荷を転送するために一般的に使用されます。^{[3] [4] [5]}

静的転送スイッチは、シリコン制御整流器（SCR）などの電力半導体を使用して、2つの電源間で負荷を転送します。機械的な可動部品がないため、転送は迅速に完了し、おそらく電力周波数の1/4サイクル以内に完了します。静的転送スイッチは、信頼性が高く独立した電源が利用可能で、数サイクルの電力周波数の中断時間や主電源のサージやサグから負荷を保護する必要がある場合に使用できます。^{[6] [7]}

予備発電機を備えた住宅では、いくつかの回路または住宅全体に転送スイッチを使用する場合があります。手動転送と自動転送の両方を備えたさまざまなモデルが利用可能です。多くの場合、小型転送スイッチ システムでは、スイッチング メカニズムとして外部操作リンケージを備えた回路ブレーカーを使用します。リンケージは 2 つの回路ブレーカーを連動して操作し、1 つを閉じるともう 1 つを開きます。転送スイッチの製造元は、スイッチのサイズを選択するためのインストール ガイドと推奨されるインストール手順を提供しています。

^[1]