自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器(ATSE)的選用技術(shù)介紹

1、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器（ATSE）的選用技術(shù)介紹隨著各種消防負(fù)荷及重要負(fù)荷的不斷增加，工程中對(duì)于用電的可靠性的需要越來(lái)越高，而雙回路供電并且由ATSE&兩回路電源中自動(dòng)切換是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案，在工程中被廣泛應(yīng)用。ATS/一種近年內(nèi)才出現(xiàn)的電器，一些工程設(shè)計(jì)人員對(duì)這種電器的選用還有一些較為模糊的地方，本文對(duì)ATSE用中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論，有不準(zhǔn)確的地方希望讀者不吝指出。ATSE學(xué)名自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器，英文名稱(chēng)：AutomaticTransferSwitchingEquipment,ATSE是其英文名稱(chēng)的縮寫(xiě)。ATSE勺定義：是由一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器和其它必需的電器組成，用于監(jiān)測(cè)電源電路，

2、并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。ATSEM結(jié)構(gòu)上是由本體、自動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、控制器三部分組成。按照ATSE的特性分類(lèi)，ATSEM以分為PC級(jí)和CB級(jí)。PC級(jí)ATS/指能夠接通、承載、但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腁TSECB級(jí)ATSE是指配備過(guò)電流脫扣器的ATSE,它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏?。PC級(jí)和CBATSE勺差別主要在于本體上的不同，PCATSE通常是以隔離開(kāi)關(guān)或者負(fù)荷開(kāi)關(guān)做為本體或者采用一體化結(jié)構(gòu)，而CB級(jí)ATSES常是以斷路器做為本體（CB級(jí)的目前沒(méi)有一體化結(jié)構(gòu)的）。PC級(jí)ATSE用于兩個(gè)電源之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，而CB級(jí)ATSE既用于兩個(gè)電源之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)

3、又具有短路保護(hù)的功能。所以，在需要短路保護(hù)的地方使用CB級(jí)ATSE可以比PC級(jí)ATSE少使用兩個(gè)斷路器而CB級(jí)ATSE要比PC級(jí)ATSEffl兩個(gè)斷路器造價(jià)要低廉。所以，在對(duì)電源可靠性不高的地方使用CB級(jí)ATSE是恰當(dāng)?shù)?。但是，PC級(jí)ATSE同CB級(jí)ATSE相比又有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，PC級(jí)ATSE的可靠i要比ATSE高，根據(jù)調(diào)查，PC級(jí)ATSE機(jī)械故障比率極低，總的返修率不足千分之一點(diǎn)六。返修率不足單電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)CB級(jí)ATSE的四分之一。其次，所有CB級(jí)ATSE都是由斷路器做為本體構(gòu)成，而由于斷路器本身的固有的不足，使得CB級(jí)ATSE有許多的缺點(diǎn)。一方面，斷路器存在滑扣、再脫扣現(xiàn)象，并且當(dāng)出現(xiàn)非

4、電源故障（如過(guò)載、短路）時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷電源。低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范第435條規(guī)定“突然斷電比過(guò)負(fù)載造成的損失更大的線(xiàn)路，其過(guò)負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)而不應(yīng)作用于切斷電路。”而ATSE的核心功能是保障負(fù)載電源的連續(xù)供應(yīng)，當(dāng)為特別重要的負(fù)荷供電時(shí)，只要電源沒(méi)有故障，就應(yīng)確保電源的連續(xù)供應(yīng)，不能因?yàn)榉请娫垂收显蚨鴶嚅_(kāi)電源。在這里，以斷路器為本體的CB級(jí)ATS第在因非電源故障切斷對(duì)重要負(fù)荷供電的可能性，而PC級(jí)ATSE沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。另一方面，斷路器的觸頭是為了分?jǐn)喽搪冯娏髟O(shè)置的，觸頭材料為銀鎢或銀碳化鎢。這有利于分?jǐn)嚯娀?，但是，觸頭也容易氧化，導(dǎo)致觸頭表面導(dǎo)電性能變化。所以，以斷路器為本體的CB級(jí)ATSE存在隱

5、患，而PC級(jí)ATSE的本體的觸頭材料不易氧化，其本體的可靠性要高得多，特別是一體化結(jié)構(gòu)的PC級(jí)ATSE的可靠性更高。所以選擇PC級(jí)ATSES!以獲得更高的供電可靠性。另外，從全世界范圍來(lái)看，美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家要求使用PC級(jí)ATSE而中國(guó)和歐洲則是CB級(jí)和PC級(jí)ATSE均可以使用。在中國(guó)，幾個(gè)主要的設(shè)計(jì)院也推薦使用PC級(jí)ATSE綜合供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，筆者建議：對(duì)于特別重要的負(fù)荷宜采用一體化結(jié)構(gòu)的PC級(jí)ATSE對(duì)于一級(jí)負(fù)荷宜采用PC級(jí)ATSE對(duì)于二級(jí)負(fù)荷可以采用CB級(jí)ATSEATSE®照工位還可以分為二位式和三位式兩種結(jié)構(gòu)，二位式ATSE只有正常、備用兩種工作位置，除轉(zhuǎn)換過(guò)程外，

6、必有一路電源處于接通狀態(tài)。三位式主觸頭有三個(gè)工作位置，兩個(gè)電源位、一個(gè)零位，即主觸頭可以處在空擋，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間斷開(kāi)兩路電源（斷開(kāi)時(shí)間由控制器決定）。見(jiàn)圖1由上面可以看出，三位式的ATSE&兩個(gè)電源切換之間有一個(gè)零位，可以較長(zhǎng)時(shí)間切斷對(duì)電源的供電，這一點(diǎn)有時(shí)是很有用處的。當(dāng)兩個(gè)電源切換時(shí)，電網(wǎng)存在電壓閃變或電源瞬態(tài)波動(dòng)，如果ATS芥能有效地躲過(guò)電壓閃變或瞬態(tài)波動(dòng)，會(huì)造成ATSE的誤動(dòng)作。特別是當(dāng)電源質(zhì)量不高（如應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)），ATSE應(yīng)有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。另外在帶高感抗或大電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊電流，為易熄滅電弧和避免沖擊電流，可使ATSE經(jīng)零位轉(zhuǎn)換。另外，當(dāng)將市電供電自動(dòng)

7、切換至發(fā)電機(jī)供電時(shí)應(yīng)采用三位式的ATSE因?yàn)?，?dāng)正常電源發(fā)生一相斷相時(shí)，ATSE應(yīng)切斷電源，將ATSEB于零位，待發(fā)電機(jī)穩(wěn)定送電一定時(shí)間后，再至于發(fā)電機(jī)位置。如果采用兩段式ATSE若不切除電源（在正常位置等待），非故障兩相電壓升高，有可能造成設(shè)備損壞。若轉(zhuǎn)換，ATSE處于備用位置，柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)、穩(wěn)定送電需要一定的時(shí)間，由于備用電源電壓不穩(wěn)，此時(shí)ATSE在備用位置是待不住的，會(huì)產(chǎn)生不良后果。最后三位式ATS斑有一個(gè)用途。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)而需要切除非消防類(lèi)的重要負(fù)荷時(shí)可以使用三位式ATSE三位式ATSE空制器可以自動(dòng)將ATSE切換到零位，以達(dá)到切斷電源的目的。但是，相對(duì)于三位式ATSE二位式ATSES

8、專(zhuān)換動(dòng)作時(shí)間快，負(fù)載斷電時(shí)間是三位式斷電時(shí)間的1/31/2,負(fù)載斷電時(shí)間較短，所以較容易滿(mǎn)足負(fù)荷允許中斷的動(dòng)作時(shí)間的要求。對(duì)于允許中斷的動(dòng)作時(shí)間較短的負(fù)荷的供電更適合使用二位式ATSE。這里補(bǔ)充一點(diǎn)，并不是ATSE的轉(zhuǎn)換時(shí)間越快越好，如果ATSE動(dòng)作過(guò)快就不能有效地躲過(guò)電壓閃變或瞬態(tài)波動(dòng)，會(huì)造成ATSE的誤動(dòng)作，反而會(huì)降低供電的可靠性。同時(shí)，一些負(fù)荷允許中斷的動(dòng)作時(shí)間是較長(zhǎng)的，例如：一般場(chǎng)所的應(yīng)急照明中斷的動(dòng)作時(shí)5秒（見(jiàn)消防應(yīng)急照明燈具GB17945-2000），C級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)要求小于1.5秒(見(jiàn)電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-93)。在允許的時(shí)間范圍內(nèi)適當(dāng)延長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)間可以使得

9、電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，能夠提高供電的可靠性，這樣做是恰當(dāng)?shù)?。由以上可知，?dāng)需要自動(dòng)切斷電源轉(zhuǎn)至發(fā)電機(jī)供電、或帶高感抗、或大電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)，ATSES采用三位式；其它場(chǎng)所可根據(jù)需要選擇二位式或三位式ATSE。再說(shuō)一下三相四線(xiàn)制(0.4/0.23kV)電力系統(tǒng)中ATSE極數(shù)的選用原則：1)同一接地系統(tǒng)中，帶漏電保護(hù)的兩個(gè)電源回路下級(jí)的ATSE三相四線(xiàn)供電應(yīng)采用四極ATSE單相供電應(yīng)采用兩極ATSE。2) 兩種不同接地系統(tǒng)(包括兩個(gè)不同中性線(xiàn)接地點(diǎn)的TN-S系統(tǒng))間電源轉(zhuǎn)換的ATSE三相四線(xiàn)供電應(yīng)采用四極ATSE單相供電應(yīng)采用兩極ATSE。3) 正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間，當(dāng)采用不同的接地方式時(shí)其轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)應(yīng)采用四極ATSE。4)IT系統(tǒng)中當(dāng)引出中性線(xiàn)時(shí)，三相四線(xiàn)供電應(yīng)采用四極ATSE單相供電應(yīng)采用兩極ATSE5)在有總等電位聯(lián)結(jié)的情況下，TN-S、TN-C-S系統(tǒng)除原則1、2、3條的情況外一般不需要設(shè)四極ATSE。6) TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁采用四極ATSE。最后說(shuō)一點(diǎn)，當(dāng)日常維護(hù)及損壞維修仍要確保連續(xù)供電時(shí)，建議選用旁路隔離型ATS豉采取其它相應(yīng)措施。旁路隔離型ATSE的電路如圖2圖中，BS為一個(gè)雙投刀開(kāi)關(guān)，當(dāng)需要檢修ATSE時(shí)，將雙投刀開(kāi)關(guān)置于圖示位置，既可以檢修ATSE又不會(huì)影響對(duì)