Commutateur de transfert

Un commutateur de transfert est un commutateur électrique qui commute une charge entre deux sources. Certains commutateurs de transfert sont manuels, dans le sens où un opérateur effectue le transfert en actionnant un interrupteur, tandis que d'autres sont automatiques et se déclenchent lorsqu'ils détectent que l'une des sources a perdu ou gagné de la puissance.

Un commutateur de transfert automatique (ATS) est souvent installé là où se trouve un générateur de secours, afin que le générateur puisse fournir une alimentation électrique temporaire en cas de panne de la source d'alimentation électrique .

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 allumé et fournit une alimentation temporaire. La capacité de contrôle d'un commutateur de transfert peut être manuelle uniquement, ou une combinaison de mode automatique et manuel. Le mode de transition du commutateur (voir ci-dessous) d'un commutateur de transfert peut être une transition ouverte (OT) (le type habituel) ou une transition fermée (CT)).

Par exemple, dans une maison équipée d'un générateur de secours et d'un ATS, lorsqu'une panne de courant se produit, l'ATS demandera au générateur de secours de démarrer. Une fois que l'ATS voit que le générateur est prêt à fournir de l'électricité, il coupe la connexion de la maison au réseau électrique et connecte le générateur au panneau électrique principal de la maison. Le générateur alimente la charge électrique de la maison, mais n'est pas connecté aux lignes électriques. Il est nécessaire d'isoler le générateur du système de distribution pour le protéger des surcharges lors de l'alimentation des charges de la maison et pour des raisons de sécurité, car les travailleurs des services publics s'attendent à ce que les lignes soient hors tension.

Lorsque l'alimentation électrique revient pendant une durée minimale, le commutateur de transfert retransfère la maison sur l'alimentation électrique et ordonne au générateur de s'éteindre, après une autre durée spécifiée de « refroidissement » sans charge sur le générateur.

Un commutateur de transfert peut être configuré pour fournir de l'énergie uniquement aux circuits critiques ou à des sous-panneaux électriques entiers. Certains commutateurs de transfert permettent de délester la charge ou de hiérarchiser les circuits optionnels, tels que les équipements de chauffage et de refroidissement. Les appareillages de commutation de secours plus complexes utilisés dans les grandes installations de générateurs de secours permettent une charge progressive, permettant de transférer en douceur la charge du réseau public vers les générateurs synchronisés, et inversement ; de telles installations sont utiles pour réduire la demande de charge de pointe d'un réseau public.

Un commutateur de transfert à transition ouverte est également appelé commutateur de transfert à coupure avant fermeture. Un commutateur de transfert à coupure avant fermeture coupe le contact avec une source d'alimentation avant qu'elle n'entre en contact avec une autre. Il empêche par exemple le retour d'un générateur de secours vers la ligne électrique. Un exemple est un commutateur de transfert automatique à transition ouverte (ATS). Pendant la fraction de seconde du transfert d'énergie, le flux d'électricité est interrompu. Un autre exemple est un commutateur manuel à trois positions ou un disjoncteur, avec l'alimentation électrique d'un côté, le générateur de l'autre et « off » au milieu, ce qui oblige l'utilisateur à passer par la position « off » de déconnexion complète avant d'effectuer la connexion suivante.

Un commutateur de transfert à transition fermée (CTTS) est également appelé commutateur de transfert à fermeture avant coupure.

Un système d'urgence typique utilise une transition ouverte, ce qui entraîne 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 coupure est sans conséquence, en particulier si elle dure moins de 1/6 de seconde.

Certaines charges sont toutefois 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 fonctionnera en mode de fermeture avant coupure à condition que les deux sources soient acceptables et synchronisées. Les paramètres typiques déterminant la synchronisation sont : une différence de tension inférieure à 5 %, une différence de fréquence inférieure à 0,2 Hz et un angle de phase maximal entre les sources de 5 degrés. Cela signifie que le moteur entraînant le générateur alimentant l'une des sources doit généralement être contrôlé par un régulateur isochrone.

Il est généralement nécessaire que la transition fermée, ou le temps de chevauchement, soit inférieur à 100 millisecondes. Si l'une des sources n'est pas présente ou n'est pas acceptable (par exemple en cas de panne de courant), le commutateur doit fonctionner en mode coupure avant fermeture (fonctionnement de transition ouverte standard) pour éviter tout retour de courant.

Le transfert de transition fermé rend les tests mensuels imposés par le code moins répréhensibles, car il élimine l'interruption des charges critiques qui se produit pendant le transfert de transition ouvert traditionnel.

Avec le transfert de transition fermé, le groupe électrogène sur site est momentanément connecté en parallèle avec la source d'alimentation électrique. Cela nécessite l'approbation de la compagnie d'électricité locale.

Les applications de commutation de charge typiques pour lesquelles un transfert de transition fermé est souhaitable comprennent le traitement de données et les charges électroniques, certaines charges de moteur et de transformateur, les systèmes de réduction de charge ou partout où des interruptions de charge, même de la plus courte durée, sont inacceptables. Un CTTS ne remplace pas un UPS (alimentation sans coupure) ; un UPS dispose d'une énergie stockée intégrée qui fournit de l'énergie pendant une période de temps prescrite en cas de panne de courant. Un CTTS en lui-même garantit simplement qu'il n'y aura pas de perte momentanée de puissance lorsque la charge est transférée d'une source d'alimentation sous tension à une autre.

Un commutateur de transfert à chargement souple (SLTS) utilise un CTTS et est couramment utilisé pour synchroniser et faire fonctionner la production sur site en parallèle avec l'alimentation électrique du réseau, et pour transférer les charges entre les deux sources tout en minimisant les transitoires de tension ou de fréquence.

Un commutateur de transfert statique utilise des semi-conducteurs de puissance tels que des redresseurs contrôlés au silicium (SCR) 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 du réseau. Les commutateurs de transfert statiques peuvent être utilisés lorsque des sources d'alimentation fiables et indépendantes sont disponibles et qu'il est nécessaire de protéger la charge contre une interruption de quelques cycles de fréquence du réseau, ou contre toute surtension ou baisse de tension dans la source d'alimentation principale.

Les maisons équipées de générateurs de secours peuvent utiliser un commutateur de transfert pour quelques circuits ou pour toute la maison. Différents modèles sont disponibles, avec transfert manuel et automatique. Souvent, les petits systèmes de commutateurs de transfert utilisent des disjoncteurs avec une liaison de fonctionnement externe comme mécanisme de commutation. La liaison actionne deux disjoncteurs en tandem, en 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 des procédures d'installation recommandées.