Transferschalter

Ein Transferschalter verbindet eine Last mit einer von zwei Quellen und wechselt bei Ausfall auf die andere. Im Rechenzentrum gibt es ihn an drei Stellen, mit sehr verschiedenen Anforderungen.

Die Bauarten

ATS — Automatic Transfer Switch

Der automatische Umschalter arbeitet elektromechanisch, mit motorisch betätigten Schaltern oder Schützen. Die Umschaltung dauert typischerweise zwei bis zehn Sekunden.

Sein Platz ist zwischen Netz und Netzersatzanlage. Dort stört die Zeit nicht: Der Generator braucht ohnehin einige Sekunden bis zur Lastübernahme, und die USV überbrückt sie.

Der ATS schaltet so, dass beide Quellen nie gleichzeitig verbunden sind (open transition). Varianten mit kurzzeitiger Parallelschaltung (closed transition) verlangen, dass beide Quellen in Frequenz und Phase synchron sind.

STS — Static Transfer Switch

Der statische Umschalter arbeitet mit Thyristoren statt mechanischer Kontakte. Er schaltet etwa 4 ms nach Erkennung um; die gesamte Zeit von der Störung bis zur Übernahme liegt zwischen rund 2,5 ms bei Spannungsausfall und knapp 12 ms bei Überspannung. Der Unterschied rührt daher, dass ein Thyristor erst im Nulldurchgang der Sinuswelle sperrt.

Auch der STS trennt immer erst die eine Quelle, bevor er die andere zuschaltet. Mechanische Bypass- und Trennschalter erlauben Wartung ohne Unterbrechung.

Rack-ATS

Ein kleiner Umschalter im Rack, meist eine Höheneinheit, mit zwei Eingängen und einer Ausgangsleiste. Er versorgt Geräte mit nur einem Netzteil aus der A- und der B-Schiene.

Wofür man ihn braucht

Server haben in der Regel zwei Netzteile, eines an Pfad A, eines an Pfad B. Fällt ein Pfad aus, läuft das Gerät auf dem anderen weiter — ein Transferschalter ist nicht nötig.

Das Problem sind Geräte mit einem Netzteil: ältere Netztechnik, Konsolenserver, Messtechnik, manche Speichersysteme. Ohne Umschalter hängen sie nur an einem Pfad und verlieren bei dessen Ausfall die Versorgung. Der STS oder Rack-ATS macht aus zwei Pfaden einen redundant versorgten Abgang.

Damit wird er selbst zum Single Point of Failure: Fällt der Umschalter aus, fällt die Last aus, gleichgültig, wie viele Quellen davor stehen.

Abgrenzung

Netzumschaltung in der USV. Die USV schaltet intern auf ihren Bypass, wenn sie selbst gestört ist. Das ist ein Transferschalter innerhalb des Geräts, kein eigenes Bauteil.

Umschalter im Wohnmobil und an PV-Anlagen. Gleiches Prinzip im Kleinformat, umschaltend zwischen Landstrom, Wechselrichter und Generator.

Normen

• IEC 60947-6-1 – Niederspannungsschaltgeräte, Netzumschaltgeräte
• IEC 62310 – Statische Transferschalter (STS)