ما هي لوحة ATS؟ كيف يعمل المولد تلقائيًا عند انقطاع الكهرباء

لوحة ATS (مفتاح التحويل التلقائي، Automatic Transfer Switch) نظام تبديل تلقائي يشغّل المولد عند انقطاع كهرباء الشبكة، وينقل الحمل إليه، ثم يعيد الحمل إلى الشبكة عند عودة التيار. وبفضل لوحة ATS يعود التيار إلى المبنى أو المصنع أو المستشفى خلال ثوانٍ دون أن يضطر أحد إلى الذهاب إلى المولد.

نشرح في هذه المقالة ما بداخل لوحة ATS، والخطوات التي تحدث من لحظة الانقطاع حتى عودة الكهرباء، والفرق بين AMF وATS، وحساب التيار اللازم لاختيار اللوحة المناسبة. ونعتمد في الأمثلة على وحدة التحكم Datakom D-300 MK3 المستخدمة في مولدات Erk Power.

ما وظيفة لوحة ATS؟

المولد وحده ينتج الكهرباء فقط. أما النظام الذي يقرر متى يتغذى المبنى من المولد ومتى من الشبكة، وينفذ هذا التحويل بأمان، فهو لوحة ATS. ولها ثلاث مهام أساسية:

• مراقبة الشبكة: تقيس الجهد والتردد باستمرار، وتكتشف الانقطاع الكامل أو انخفاض الجهد أو فقدان إحدى الفازات.
• إدارة المولد: تعطي المولد أمر التشغيل عند الانقطاع وأمر الإيقاف بعد عودة الشبكة.
• نقل الحمل بأمان: تنقل الحمل من مصدر إلى آخر مع منع توصيل الشبكة والمولد بالخط نفسه في الوقت نفسه.

البند الأخير حاسم من ناحية السلامة، فتوصيل الشبكة بالمولد قد يضر بالمولد ويعرّض فنيي الكهرباء العاملين على الشبكة للخطر. لذلك تحتوي لوحات ATS على أقفال ميكانيكية وكهربائية معًا.

ماذا تفعل لوحة ATS خطوة بخطوة عند انقطاع الكهرباء؟

في مبنى مزود بمولد تلقائي يجري التسلسل التالي عند الانقطاع:

1. اكتشاف الانقطاع. تقيس وحدة التحكم انخفاض جهد الشبكة أو فقدان فاز.
2. انتظار قصير. يُطبَّق تأخير قابل للضبط حتى لا يعمل المولد دون داعٍ عند التذبذبات اللحظية.
3. تشغيل المولد. يدور المحرك، وينتظر النظام حتى تستقر السرعة والجهد والتردد.
4. نقل الحمل إلى المولد. يُفتح جانب الشبكة ويُغلق جانب المولد، فيتغذى المبنى من المولد.
5. استمرار مراقبة الشبكة. عند عودة الكهرباء ينتظر النظام مرة أخرى للتأكد من استقرار الشبكة.
6. إعادة الحمل إلى الشبكة. يُفتح جانب المولد ويُغلق جانب الشبكة.
7. تبريد المولد وإيقافه. يعمل المحرك دون حمل لفترة ليبرد، ثم يتوقف تلقائيًا ويبقى جاهزًا للانقطاع التالي.

في أنظمة مولدات الديزل تتراوح المدة من لحظة الانقطاع حتى نقل الحمل إلى المولد عادةً بين بضع ثوانٍ و15 ثانية، حسب الإعدادات وما إذا كان المحرك دافئًا. ويمكن ضبط جميع هذه التأخيرات من وحدة التحكم.

ما الفرق بين AMF وATS؟

يُستخدم المصطلحان كثيرًا بالتبادل، لكنهما يصفان وظيفتين مختلفتين:

باختصار: AMF يقرر وATS ينفذ. وتؤدي وحدة التحكم Datakom D-300 MK3 المستخدمة في مولدات Erk Power وظيفتي AMF وATS معًا في جهاز واحد.

ماذا يوجد داخل لوحة ATS؟

• عنصر التحويل: كونتاكتوران متشابكان في القدرات الصغيرة والمتوسطة، وقواطع بمحرك في التيارات العالية.
• وحدة التحكم: تقيس جهد الشبكة والمولد، وتدير المؤقتات، وتحتفظ بسجل الأعطال.
• القفل: قفل ميكانيكي وكهربائي يمنع توصيل المصدرين في الوقت نفسه.
• عناصر الحماية: المصاهر وحماية دوائر القياس والتحكم.
• تبديل المحايد: يُختار تصميم ثلاثي أو رباعي الأقطاب حسب نظام التأريض في المنشأة.

ما الذي يمكن مراقبته بوحدة Datakom D-300 MK3؟

تعرض وحدة Datakom D-300 MK3، القياسية في مولدات Erk Power، المعلومات التالية على شاشة واحدة في تطبيقات ATS:

• جهد الشبكة والمولد، وتيارات الفازات، والتردد
• القدرة الفعالة والظاهرية وغير الفعالة، ومعامل القدرة، وعدادات الطاقة
• ضغط الزيت، وحرارة المحرك، وجهد البطارية، وساعات التشغيل
• الحماية من ارتفاع الجهد وانخفاضه، والتردد، والتيار الزائد، والقدرة العكسية، وتسلسل الفازات
• أكثر من 400 سجل للأحداث، ومراقبة عن بُعد عبر RS-485 وModbus RTU ومودم GSM اختياري

كيف تختار لوحة ATS؟ جدول التيار حسب kVA

أهم معيار لاختيار لوحة ATS هو التيار الذي يجب أن تتحمله. في نظام ثلاثي الفاز بجهد 400 فولت يُحسب تيار الحمل الكامل للمولد تقريبًا بالمعادلة kVA × 1.44، ويجب ألا يقل التيار الاسمي للوحة عن هذه القيمة.

تتوافق قيم التيار في الجدول مع نشراتنا الفنية، فمثلًا يبلغ التيار الاحتياطي في نشرة طرازنا 300 kVA نحو 432 أمبير. والفئات المقترحة إرشادية عامة، ويجب أن يتم الاختيار النهائي في مرحلة التصميم وفق مقاطع الكابلات وتيار القصر والأحمال المستقبلية.

إلى جانب التيار، أجب عن الأسئلة التالية:

• هل سيتم تبديل المحايد أيضًا؟ (3 أو 4 أقطاب)
• هل يُقبل انقطاع قصير عند العودة إلى الشبكة، أم يلزم انتقال دون انقطاع؟
• هل ستُركّب اللوحة في الداخل أم في الخارج؟ (درجة الحماية)
• هل تلزم المراقبة عن بُعد أو الربط بنظام أتمتة المبنى؟

هل توفر لوحة ATS كهرباء دون انقطاع؟

لا. لا تغطي لوحة ATS الثواني القليلة بين الانقطاع ودخول المولد. والأحمال التي لا تتحمل هذا الانقطاع القصير، مثل الحواسيب والخوادم والأجهزة الطبية، تحتاج إلى نظام UPS. يغطي UPS الثواني الأولى، ثم يتولى المولد الحمل بعد دخوله.

في المنشآت الكبيرة التي يجب أن تعمل فيها عدة مولدات معًا تُستخدم الأنظمة المتزامنة بدلًا من ATS أو إلى جانبها. ففي النظام المتزامن تعمل المولدات على التوازي وتتقاسم الحمل حسب الحاجة.

خمسة أخطاء شائعة في لوحات ATS

• اختيار تيار أصغر من اللازم: إذا كُبّر المولد ولم تُغيّر اللوحة، ترتفع حرارة اللوحة ويزداد خطر العطل.
• عدم الاختبار: إذا لم تُختبر اللوحة تحت الحمل مرة شهريًا على الأقل، فلن يُكتشف العطل إلا أثناء انقطاع حقيقي. ولهذا الغرض يوجد وضع الاختبار في وحدة التحكم.
• إهمال البطارية: حتى لوحة ATS المثالية لا تفيد إذا منعت البطارية الضعيفة المولد من الدوران.
• ضبط التأخيرات بشكل خاطئ: التأخير القصير جدًا يشغّل المولد دون داعٍ، والطويل جدًا يطيل الانقطاع.
• تجاهل المحايد والتأريض: عدد أقطاب لا يتوافق مع نظام تأريض المنشأة يسبب مشكلات في الحماية.

ولحساب كمية الوقود التي سيستهلكها المولد أثناء الانقطاع، استخدم جدول استهلاك الوقود حسب kVA.

تصنع Erk Power مولدات الديزل بتشغيل يدوي أو تلقائي مع لوحة ATS. ولتحديد القدرة وفئة ATS المناسبة لمنشأتك معنا، املأ نموذج طلب عرض السعر.

الأسئلة الشائعة