Por S. Hussain Ather
Atualizado em 24 de março de 2022

As chaves de transferência automática (ATS) desempenham um papel vital na manutenção da continuidade da energia durante emergências. Quando um serviço público falha, como durante um desastre natural, um ATS redireciona automaticamente a carga para um gerador de backup, evitando tempo de inatividade em instalações críticas, como hospitais.

Princípios-chave do controle de partida automática

Os sistemas ATS são projetados para detectar uma perda de energia da rede elétrica e iniciar uma sequência de partida do gerador. O processo normalmente segue estas etapas:

1. A energia da rede elétrica cai, acionando o ATS para ligar o gerador.
2. Quando o gerador atinge a velocidade operacional, o ATS transfere a carga da concessionária para o gerador.
3. Quando a energia da rede elétrica retorna, o ATS volta para a fonte principal e sinaliza ao gerador para desligar.

Ao isolar o gerador do painel de distribuição até que esteja totalmente operacional, o ATS protege o gerador contra sobrecarga e evita a retroalimentação na rede elétrica.

Gerenciamento de carga e técnicas de soft-load

Os modelos ATS avançados incluem funções de redução de carga e ajuste de prioridade. Estas características permitem que circuitos críticos retenham energia enquanto cargas menos essenciais são temporariamente desligadas, otimizando a utilização do gerador e evitando o sobreaquecimento.

A transferência de carga suave – também conhecida como comutação “make-before-break” – minimiza a ondulação de tensão e permite que o gerador assuma o controle perfeitamente, o que é essencial em ambientes onde mesmo uma breve interrupção pode ser perigosa.

Construindo seu próprio circuito controlado pelo ATS

Projetar um ATS requer uma sólida formação em engenharia elétrica. Embora os amadores possam criar painéis de controle básicos usando trilhos DIN, barramentos e LEDs, os protocolos de segurança e o aterramento adequado não são negociáveis. As etapas típicas envolvem:

1. Montagem de disjuntores em um gabinete de trilho DIN.
2. Instalação de barramentos neutros e de aterramento com isolamento adequado.
3. Conectando os barramentos às entradas da carga e do gerador.
4. Integração de um módulo ATS e um medidor CA para monitorar tensão e corrente.
5. Testes de superaquecimento, quedas de tensão e isolamento adequado antes da implantação.

Usando vários geradores com um único ATS

Grandes instalações podem empregar vários geradores para suportar cargas distribuídas. Cada gerador está vinculado ao seu próprio ATS, mas o sistema pode coordená-los como uma única fonte virtual. A sincronização – garantindo que as diferenças de tensão permaneçam abaixo de 5% e as diferenças de frequência abaixo de 0,2 Hz – é fundamental para transições suaves.

Tipos de chaves de transferência automática

Existem diversas configurações de ATS, cada uma adequada para diferentes aplicações:

• Transição Aberta (Break-Before-Make) – Desliga da rede elétrica antes de conectar ao gerador, evitando retroalimentação.
• Transição Fechada (Make-Before-Break) – Mantém a energia durante a troca, ideal para equipamentos sensíveis.
• Comutadores de transferência estáticos – Use dispositivos semicondutores (por exemplo, retificadores controlados por silício) para transferência instantânea de energia.
• ATS de carregamento suave – Aumenta gradualmente a potência do gerador para corresponder à rede elétrica, reduzindo picos de tensão.

Considerações sobre partidas de motor e corrente de partida

Ao dimensionar um ATS, os engenheiros avaliam a corrente de partida das partidas de motor. O ATS deve acomodar o pico de pico que ocorre quando um motor CA é energizado, garantindo que o gerador possa fornecer corrente suficiente sem desarmar os dispositivos de proteção.

Soluções ATS comerciais e residenciais

Os sistemas residenciais costumam usar unidades ATS de 100A ou 200A de fabricantes como Generac, com preços a partir de US$ 600. As instalações comerciais podem envolver projetos maiores de ATS multibarramento, capazes de atender data centers, hospitais ou plantas industriais.

Visão geral da instalação para ATS alimentado por gerador

A instalação de um ATS envolve:

1. Integração do ATS no painel de serviço principal do edifício.
2. Conectando o gerador à entrada ATS e definindo as configurações de sincronização.
3. Programação da lógica ATS para sequências automáticas de partida, transferência e desligamento.
4. Implementação de intertravamentos de segurança, alarmes e monitoramento de perda de carga.
5. Realização de testes e comissionamento completos para certificar a confiabilidade.

Fabricantes conceituados — APC, Dell, Cummins Power Generation, General Electric e Western Telemetry — fornecem soluções ATS adaptadas às necessidades específicas do setor, juntamente com suporte pós-instalação.

Ao implantar um ATS, as instalações podem garantir que as operações críticas continuem ininterruptas, mesmo quando as fontes de energia externas falharem.