Cet article se concentre sur la différence entre les systèmes à verrouillage mécanique basés sur des disjoncteurs et les conceptions d’ATS intégrés.
Pour un examen plus approfondi des contacts, des mécanismes et du verrouillage interne des ATS, consultez Plongée dans les ATS : La structure interne d’un commutateur de transfert automatique.
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Tous les ATS ne sont pas construits de la même manière.
Une solution utilise deux disjoncteurs distincts connectés par un verrouillage mécanique. Une autre utilise un ATS intégré ou tout-en-un, où les deux positions de source sont coordonnées à l’intérieur d’un seul dispositif de transfert spécialement conçu.
Les deux solutions peuvent effectuer un transfert automatique de source, mais leur structure, leur protection, leur câblage, la taille de leur tableau et leur prix peuvent être très différents.
La différence simple
Un système ATS à disjoncteurs à verrouillage mécanique est construit à partir de plusieurs dispositifs distincts :
Un ATS intégré place les deux connexions de source et le mécanisme de transfert dans un seul dispositif coordonné :
La manière la plus simple de comprendre la différence est la suivante :
Un ATS à disjoncteurs construit le système de transfert à partir de composants séparés.
Un ATS intégré combine la plupart de ces fonctions en un seul dispositif spécialement conçu.
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ATS à verrouillage mécanique vs ATS intégré
| Élément | ATS à verrouillage mécanique | ATS intégré |
|---|---|---|
| Structure | Deux dispositifs de commutation séparés avec verrouillage externe | Un dispositif de transfert coordonné |
| Système de contrôle | Les opérateurs motorisés, le contrôleur et les verrouillages sont normalement séparés | Le mécanisme motorisé et le contrôleur sont souvent intégrés |
| Construction du tableau | Plus de câblage, plus de composants et plus d’espace dans le tableau | Câblage plus simple et construction plus compacte |
| Protection | Les disjoncteurs peuvent assurer une protection contre les surcharges et les courts-circuits | Nécessite souvent une protection amont coordonnée |
| Flexibilité | Plus facile à personnaliser et à intégrer dans des tableaux de distribution complexes | Mieux adapté aux transferts standardisés à deux sources |
| Prix total du tableau | Généralement plus élevé pour un système automatique complet | Généralement plus bas pour les applications standard |
| Utilisation typique | Systèmes à courant élevé, personnalisés ou à forte protection | Systèmes standard utilité-générateur ou utilité-utilité |
Que fait réellement le verrouillage mécanique ?
Un verrouillage mécanique empêche les deux dispositifs de commutation de source de se fermer simultanément.
Par exemple, lorsque le disjoncteur 1 est fermé, le mécanisme mécanique bloque physiquement la fermeture du disjoncteur 2. Lorsque le disjoncteur 2 est fermé, le disjoncteur 1 est bloqué.
Cela empêche deux sources d’alimentation indépendantes d’être connectées involontairement.
Cependant, le verrouillage mécanique ne peut pas effectuer le transfert complet à lui seul. Il garantit seulement que :
Lorsqu’un disjoncteur est fermé, l’autre disjoncteur est physiquement empêché de se fermer.
Il ne sait pas si l’une ou l’autre source d’alimentation est saine.
Un verrouillage mécanique seul ne constitue pas un système de transfert automatique complet.
Que contient un ATS à verrouillage mécanique ?
Considérez le système comme ayant un cerveau, des muscles et un verrou de sécurité physique :
| Partie | Fonction |
|---|---|
| Contrôleur ATS ou logique de relais | Détecte la défaillance de la source et décide quand transférer |
| Opérateurs motorisés ou bobines d’ouverture/fermeture | Actionnent physiquement les disjoncteurs |
| Interverrouillage mécanique | Empêche les deux disjoncteurs de se fermer ensemble |
Un ATS à verrouillage mécanique complet n’est pas simplement deux disjoncteurs connectés par un câble, une tige ou un mécanisme de verrouillage métallique.
Pour fonctionner automatiquement, il doit combiner des dispositifs de commutation, des opérateurs motorisés, une surveillance de source, une logique de contrôle, un verrouillage électrique et un verrouillage mécanique en un seul système coordonné.
L’image suivante montre une répartition illustrative des coûts pour un tableau ATS à disjoncteurs basse tension typique, le coût total du tableau étant considéré comme 100 %.
| Composant | Fonction principale |
|---|---|
| Deux disjoncteurs | Connectent et déconnectent les deux sources et peuvent fournir une protection contre les surcharges et les courts-circuits |
| Deux opérateurs motorisés | Ouvrent et ferment les disjoncteurs électriquement |
| Interverrouillage mécanique | Empêche physiquement les deux disjoncteurs de se fermer simultanément |
| Contrôleur ATS et surveillance de source | Surveillent les conditions de source et déterminent quand le transfert doit avoir lieu |
| Verrouillage électrique, contacts auxiliaires et relais | Confirment les positions des disjoncteurs et empêchent les commandes conflictuelles |
| Enveloppe, barres omnibus et connexions d’alimentation | Abritent l’équipement et transportent le courant entre les sources et la charge |
| Assemblage, câblage, mise en service et tests | Connectent et vérifient le système de transfert complet |
Ces pourcentages ne sont qu’un modèle de coût illustratif. La répartition réelle dépend de :
- Courant assigné
- Type de disjoncteur
- Pouvoir de coupure
- Nombre de pôles
- Taille des barres omnibus
- Fonctions du contrôleur
- Exigences de communication
- Construction de l’enveloppe
- Coûts locaux des composants et de la main-d’œuvre
Dans un ATS basé sur MCCB de petite ou moyenne taille, les deux disjoncteurs peuvent représenter environ 35 à 45 % du coût total du tableau.
Dans un système basé sur ACB à courant élevé, les disjoncteurs et leurs mécanismes de fonctionnement peuvent représenter plus de la moitié du coût total.
Le point important est le suivant :
Le verrouillage mécanique lui-même ne représente généralement qu’une petite partie du prix. La majeure partie du coût provient des dispositifs de commutation, des opérateurs motorisés, du système de contrôle, des barres omnibus et de la construction du tableau.
Comment fonctionne le système
Le contrôleur ATS surveille les deux sources d’alimentation et commande l’ouverture ou la fermeture des disjoncteurs lorsque le transfert est nécessaire.
Les contacts auxiliaires confirment les positions des disjoncteurs. Le verrouillage électrique bloque les commandes conflictuelles, tandis que le verrouillage mécanique empêche physiquement les deux disjoncteurs de se fermer simultanément.
Ensemble, ces composants transforment deux disjoncteurs séparés en un système de transfert automatique complet.
Qu’est-ce qu’un ATS intégré ou tout-en-un ?
Un ATS intégré est conçu spécifiquement pour le transfert de source.
Au lieu d’installer deux disjoncteurs indépendants et de les connecter avec un verrouillage externe, les contacts de la Source I, les contacts de la Source II et le mécanisme de transfert sont conçus comme un ensemble coordonné.
Cette disposition réduit normalement le nombre de composants séparés, de fils de commande et de points de réglage mécaniques à l’intérieur du tableau.
Cependant, tous les ATS intégrés ne contiennent pas toutes les fonctions de contrôle. Certaines unités incluent le contrôleur automatique complet, tandis que d’autres nécessitent un contrôleur externe ou un dispositif de surveillance supplémentaire.
ATS à verrouillage mécanique vs ATS intégré : Comparaison des prix
Un système de disjoncteurs à verrouillage mécanique peut sembler moins cher si l’on ne considère que deux disjoncteurs et le mécanisme de verrouillage. Cependant, un système automatique complet nécessite également des opérateurs motorisés, un contrôleur ATS, des contacts auxiliaires, un verrouillage électrique, un câblage supplémentaire et généralement une enveloppe plus grande. Pour cette raison, un ATS à disjoncteurs est souvent plus cher en tant que tableau automatique complet.
| Configuration | Coût relatif typique |
|---|---|
| Disjoncteurs manuels avec verrouillage mécanique | 60–90 % |
| ATS automatique intégré | 100% |
| ATS de base automatique à disjoncteurs | 120–180 % |
| Système ACB personnalisé ou débrochable | Généralement au-dessus de 180 %, selon le calibre de l’ACB, la protection, la communication, la taille des barres omnibus et la construction du tableau de distribution |
Ces chiffres sont des fourchettes budgétaires illustratives plutôt que des prix de marché fixes. La comparaison réelle dépend du courant nominal, de la capacité de court-circuit, des exigences de protection, de la construction de l’enveloppe et de la nécessité ou non de disjoncteurs d’arrivée séparés.
Le verrouillage mécanique lui-même ne représente normalement qu’une petite partie du prix total. La majeure partie du coût supplémentaire provient des deux dispositifs de commutation, de l’opération motorisée, du système de contrôle, des barres omnibus, du câblage, de l’assemblage et des tests.
Configuration la moins coûteuse
L’arrangement mécanique le moins cher comprend :
- Deux disjoncteurs ou interrupteurs à commande manuelle
- Un verrouillage mécanique
- Poignées manuelles
Il peut être moins cher qu’un ATS intégré, mais il ne s’agit que d’un système de commutation manuelle, et non d’un ATS automatique.
Configuration automatique pratique la moins chère
Un ATS de base automatique à disjoncteurs nécessite :
- Deux disjoncteurs motorisés
- Interverrouillage mécanique
- Contacts auxiliaires
- le contrôleur ATS
- Surveillance de tension
- Câblage de commande et protection
Cette configuration est normalement 20 à 80 % plus chère qu’un ATS intégré.
Limite supérieure de prix
Un système premium utilisant deux ACB débrochables, des déclencheurs électroniques, la communication, la mesure et un contrôle avancé peut coûter deux à quatre fois plus cher qu’un ATS intégré de base.
Le prix plus élevé provient des fonctions de protection, de maintenance et de contrôle, et non du verrouillage mécanique lui-même.
Classe PC vs Classe CB
De nombreux produits ATS intégrés sont des dispositifs de Classe PC. Ils peuvent établir, supporter et interrompre des courants de défaut spécifiés, mais dépendent normalement de disjoncteurs ou de fusibles en amont pour interrompre le défaut.
Les systèmes ATS à disjoncteurs peuvent être de Classe CB, permettant aux disjoncteurs de transfert de fournir également une protection contre les surintensités et les courts-circuits.
Cela explique en partie leur coût plus élevé. Cependant, la classification doit être confirmée par le système testé selon la norme IEC 60947-6-1 ; elle ne peut pas être déterminée uniquement à partir de la structure physique.
Comment choisir entre un ATS intégré et un ATS à disjoncteurs
| Facteur de sélection | ATS intégré | ATS à disjoncteurs |
|---|---|---|
| Logique de transfert | Transfert standard à deux sources | Séquences complexes ou personnalisées |
| Protection | Protection amont disponible | Les disjoncteurs assurent également la protection |
| Type de tableau de distribution | Tableau ATS compact séparé | TGBT, MCC ou tableau de distribution principal |
| Type de disjoncteur | Dispositif de commutation fixe | ACB ou MCCB débrochable |
| Maintenance | Plus simple, moins de composants | Remplacement des composants plus facile |
| Intégration du contrôle | Contrôle ATS de base | Intégration PLC, BMS ou PMS |
| Installation | Compact et rapide à mettre en service | Plus d’espace et de tests requis |
| Priorité principale | Coût réduit et simplicité | Flexibilité et maintenabilité |
| Utilisation typique | Systèmes d’alimentation de secours standard | Systèmes industriels à courant élevé |
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Conclusion
Un verrouillage mécanique est un mécanisme de sécurité physique. Il empêche deux dispositifs de commutation de se fermer simultanément.
Un ATS intégré est un dispositif de transfert spécialement conçu qui coordonne deux sources d’alimentation via un seul mécanisme de transfert. L’opérateur motorisé, la surveillance de source et le contrôleur ATS peuvent également être intégrés.
Pour les applications standard utilité-générateur et utilité-utilité, un ATS intégré est généralement :
- Plus compact
- Plus facile à câbler
- Plus rapide à mettre en service
- Plus simple à tester
- Moins cher en tant que tableau complet
Un ATS à deux disjoncteurs est généralement :
- Plus flexible
- Mieux adapté aux systèmes complexes
- Plus facile à combiner avec la protection des disjoncteurs
- Plus adapté à certains tableaux de distribution à courant élevé
- Plus facile à intégrer dans des systèmes de contrôle personnalisés
Aucune structure n’est automatiquement meilleure.
La bonne sélection dépend de :
- Courant assigné
- Niveau de court-circuit
- Exigences de protection
- Logique de transfert
- Espace du tableau
- Stratégie de maintenance
- Disponibilité des composants
- Coût total installé
La comparaison des prix doit toujours inclure le système complet, et pas seulement le dispositif de commutation visible.
FAQ
Un verrouillage mécanique est-il la même chose qu’un ATS ?
Non. Un verrouillage mécanique empêche seulement deux dispositifs de commutation de se fermer simultanément. Un ATS automatique nécessite également une surveillance de source, une logique de transfert et des dispositifs de commutation à commande électrique.
Deux disjoncteurs peuvent-ils être utilisés comme ATS ?
Oui. Les disjoncteurs nécessitent normalement un verrouillage mécanique et électrique, une opération motorisée, des contacts auxiliaires et un contrôleur ATS.
Un ATS intégré est-il moins cher ?
Pour les systèmes standard basse tension utilité-générateur ou utilité-utilité, un ATS intégré est souvent moins cher en tant que tableau complet car il nécessite moins d’accessoires, moins de câblage et moins de travail d’assemblage.
Pourquoi un ATS à disjoncteurs peut-il coûter plus cher ?
Il nécessite deux dispositifs de commutation, des mécanismes de fonctionnement, des verrouillages, des contacts auxiliaires, un contrôleur, un câblage de commande et souvent une enveloppe plus grande.
Un ATS intégré assure-t-il une protection contre les courts-circuits ?
Pas toujours. De nombreux commutateurs de transfert intégrés nécessitent des disjoncteurs ou des fusibles en amont coordonnés.
Quel ATS est le meilleur pour les courants élevés ?
Les systèmes ATS à disjoncteurs sont souvent adaptés aux tableaux de distribution à courant élevé ou complexes car ils peuvent utiliser des ACB, une protection réglable et une logique de contrôle personnalisée. La décision finale doit être basée sur le courant nominal du projet, le niveau de court-circuit et les exigences de protection.
Référence :
https://webstore.iec.ch/en/publication/90494
