雙電源的選擇方法

1、ATSE勺選用方法2007-08-03 08:46ATSE已經(jīng)越來越廣泛運(yùn)用在各種重要用電場合，筆者發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)師在 選擇ATSE寸，僅僅關(guān)注其額定電流和級數(shù)，而對決定ATSEX作特性的關(guān)鍵指標(biāo)： 轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時(shí)間未加注意，故特寫此文以供參考。一、關(guān)于ATSE的一些基本狀況1. ATSE是決定電源能否正常供應(yīng)的關(guān)鍵開關(guān)。規(guī)范要求對重要負(fù)荷設(shè)計(jì)兩路電源供電，而雙電源供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性，基本上取決于ATSE的可靠性，ATSE的故障損失大于其他電器的故障損失，可靠性是選擇 ATSE的主要依據(jù)。2. ATSE 是低壓開關(guān)中最復(fù)雜的開關(guān)，是真正的智能型開關(guān)，一個(gè)完整的 ATSE 包括開關(guān)

2、本體+控制器，其中開關(guān)本體決定 ATSE的電氣特性，控制器決定 ATSE 的轉(zhuǎn)換特性。 因?yàn)橛猛镜牟煌?往往一種開關(guān)本體可以組合不同的控制器， 實(shí)現(xiàn) 不同的轉(zhuǎn)換特性。控制器是 ATSE的大腦，但目前被普遍忽視，這是我國 ATSE 從設(shè)計(jì)、制造到應(yīng)用最大的問題。3. ATSE還沒有實(shí)施CCC認(rèn)證，唯一能夠證明產(chǎn)品符合ATSE要求的依據(jù)就是CQC 認(rèn)證，目前國內(nèi)有幾百個(gè) ATSE品牌，但依據(jù)中國質(zhì)量認(rèn)證中心公開的資料，只有50幾家通過CQ（認(rèn)證，還有大量未經(jīng)任何型式試驗(yàn)的產(chǎn)品在使用，埋下很大 安全隱患。無論是什么品牌的 ATSE都必需進(jìn)行CQC認(rèn)證才能夠銷售和使用。4. ATSE已經(jīng)有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（

3、GB/14048.11）和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（見民規(guī)相關(guān)條文）， 但還沒有統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)， 由于受到現(xiàn)場條件限制， 實(shí)際場合都是在無負(fù)載狀況 下，切斷常用電源，檢查 ATSE是否轉(zhuǎn)換到備用電源，然后接通常用電源，檢查 ATSE是否自動(dòng)復(fù)位。有的項(xiàng)目甚至沒有任何驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)不了有質(zhì)量問題的產(chǎn)品， 留下很大的安全隱患，只有在設(shè)計(jì)、采購階段嚴(yán)格控制。5. 絕大部分的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì) ATSE時(shí)，往往只考慮額定電流和級數(shù)，而對決定 ATSE核心功能“在電源故障下可靠轉(zhuǎn)換”的參數(shù)：“轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn) 換時(shí)間”普遍未予重視， 而這三個(gè)重要參數(shù)也是不同品牌的差異所在。 因?yàn)?ATSE 市場供應(yīng)的混亂和型號(hào)標(biāo)注的不規(guī)范

4、，僅僅標(biāo)注型號(hào)、電流、級數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)，對 ATSE幾乎沒有“控制力”，最后導(dǎo)致使用不合適的產(chǎn)品，留下潛在隱患。6. 歐洲的CB級ATSE（以ABB施耐德為主力廠商），全部是采用 MCCB口雙電 操機(jī)構(gòu)，沒有采用MC+單電操的結(jié)構(gòu)。7. 北美、日本基本上是采用 PC級ATSE （以ASCO GE為主力廠商）。二、ATSE的選用1. 基本前提：要選擇經(jīng)過CQ（認(rèn)證的產(chǎn)品。制造商必須能夠提供與 CQ（證書相符 合的完整檢測報(bào)告。2. ATSE 型式選擇：ATSE有 PC級和CB級兩種型式，CB級ATSEt匕PC級ATSE多一個(gè)短路保護(hù)功能， 在選擇時(shí)，應(yīng)注意下列問題：2.1 PC級ATSE的可靠性高于

5、CB級ATSE到目前為止，世界上CB級ATSE都是由兩個(gè)斷路器構(gòu)成本體，是各種 ATSE解決方案中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的方案（運(yùn)動(dòng) 部件比PC級ATSE多一倍以上），按照“結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，可靠性越低”的原則，CB級ATSE的可靠性低于PC級ATSE的可靠性（就如同斷路器的可靠性低于負(fù)荷開 關(guān)的可靠性一樣的道理）。另外，世界著名的 ATSE專業(yè)廠商，例如ASCO GE 溯高美等，只制造 PC級ATSE不生產(chǎn)CB級ATSE（盡管CB級ATSE功能更多， 技術(shù)開發(fā)更加簡單，成本也更低），也說明PC級ATSE是更加合理的ATSE方案。2.2 所有需要設(shè)置ATSE勺地方，都可以采用PC級ATSE（如果系統(tǒng)需要短路保護(hù)

6、 功能，只需在PC級ATSE前端設(shè)置短路保護(hù)電器即可）；2.3 按照IEC62091固定式消防泵控制器標(biāo)準(zhǔn)，用于消防泵的 ATSE只 能夠采用PC級 ATSE2.4 最新送審的民規(guī)已經(jīng)明確提出：“微斷不宜用作CB級ATSE的主 開關(guān)”。同時(shí)明確規(guī)定：“當(dāng)采用CB級ATSE為消防負(fù)荷供電時(shí)，應(yīng)采用僅具有短路保護(hù) 功能的斷路器組成的ATSE其保護(hù)選擇性應(yīng)與上下級保護(hù)電器相配合。”2.5 PC級ATSE要校驗(yàn)額定限制短路電流：ATSE是重要開關(guān)，必需具備抵抗 安裝地點(diǎn)電流沖擊的能力。ATSE標(biāo)準(zhǔn)是用lew或者額定限制短路電流（其概念 是指ATSE前端SCPD保護(hù)動(dòng)作完成后，ATSE仍然能夠可靠的轉(zhuǎn)換

7、和導(dǎo)電）表示 開關(guān)的抗電流沖擊能力。注：直接用lew參數(shù)，不容易校驗(yàn)ATSE是否能夠抵抗沖擊，實(shí)際上，ATSE所 在地點(diǎn)短路電流的大小和時(shí)間，取決于前端 SCP D所以，額定限制短路電流是 更加有效的參數(shù)，可以直接使用（例如 ASCO GE的ATSE產(chǎn)品，僅提供額定限制 短路電流參數(shù)，不提供 Iew）。由于不同SCPD短路電流的時(shí)間差異很大（例如 GE產(chǎn)品資料就顯示，對熔斷器、 普通斷路器、特殊斷路器，同樣的 ATSE具有不同的額定限制短路電流），所以， 選擇時(shí)要注意廠商資料提供的 SCP園式。2.6 CB級ATSE實(shí)際上就是一個(gè)斷路器，要按照選擇斷路器的原則和方式， 選擇CB級ATSE斷路器

8、的參數(shù)。如果決定選擇某一個(gè)品牌，一定要校驗(yàn)該品牌采 用的斷路器是否符合安裝位置對斷路器的要求。 基于本文前述理由， 建議選擇僅 有短路保護(hù)功能的MCC作為CB級ATSE本體開關(guān)。注：這一點(diǎn)往往被忽視，大多數(shù)設(shè)計(jì)師選用CB級ATSE時(shí)，僅僅標(biāo)注產(chǎn)品的型號(hào)、 電流等級和級數(shù)，忽視了其所用斷路器的型號(hào)、規(guī)格等。如果CB級ATSE所用的 斷路器不合適，就相當(dāng)于錯(cuò)誤使用斷路器，危害很大。3. ATSE 參數(shù)選擇：明確ATSE選擇的參數(shù)，是正確選擇 ATSE的首要條件，按照ATSE標(biāo)準(zhǔn)，要合理 的選擇ATSE就必需明確：額定工作電壓 Ue額定工作電流Ie、頻率、相數(shù)、 額定限制短路電流、轉(zhuǎn)換條件、使用類別

9、、轉(zhuǎn)換時(shí)間等。3.1 額定工作電壓、頻率、電流和相數(shù)：這些參數(shù)僅僅表明ATSE滿足作為“導(dǎo)體”最基本的要求，ATSE必需能夠滿足所在地的電壓、頻率、電流和相 數(shù)要求，一般電氣工程師已經(jīng)很熟悉。注：電壓、頻率、相數(shù)通常由 ATSE所在位置的相應(yīng)參數(shù)決定。額定電流按照IEC62091固定式消防泵控制器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用于消防泵的 ATSE額定電流不 得低于電機(jī)額定電流的115%從安全的角度考慮，建議 ATSE的額定電流統(tǒng)一采 用負(fù)荷電流的 125%（新民規(guī)也建議為 125%）。3.2 轉(zhuǎn)換條件：我們需要ATSE的目的，就是需要在“特定”的條件下 ATSE能夠自動(dòng)可靠的轉(zhuǎn)換。這個(gè)“特定條件”就是ATSE的

10、轉(zhuǎn)換條件，或轉(zhuǎn)換前提，是選擇ATSE首要考慮要素。3.2.1 如果常用電源沒有故障，ATSE就不能夠轉(zhuǎn)換。這是許多用戶（甚至廠家）都忽視的問題。ATSE的控制器必需能夠識(shí)別各種電壓的瞬間波動(dòng)，包 括非電源故障的短時(shí)失壓。 例如，變電室低壓配電母聯(lián)開關(guān)切換屬于正常的電源中斷，ATSE不應(yīng)該將母聯(lián)開關(guān)切換時(shí)的斷電判定為電源故障，ATSE需要能夠判定這種“正?！钡臄嚯?。ATSE空制器必須通過EMC式驗(yàn)，不能夠在外部電磁干 擾下誤動(dòng)作。注：轉(zhuǎn)換條件由控制器的功能決定，對電源故障的判斷方式（包括故障類型的識(shí) 別）是控制器的核心技術(shù)，一般產(chǎn)品資料是不會(huì)介紹的，完全看制造商的研發(fā)水 平和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，需要設(shè)計(jì)師

11、了解產(chǎn)品的判斷機(jī)理。322在電源故障狀況下必需轉(zhuǎn)換。但由于電源故障種類很多（十幾種），所以，需要明確那些故障必需轉(zhuǎn)換。因?yàn)橛脩粜枨蟮膹?fù)雜性，一般供應(yīng)商都提供 多種功能的控制器，所以，設(shè)計(jì)時(shí)必需根據(jù)負(fù)載對電源質(zhì)量的要求明確注明轉(zhuǎn)換 條件，否則，因?yàn)锳TSE市場供應(yīng)的混亂以及業(yè)主對 ATSE了解不多，導(dǎo)致最后使 用的產(chǎn)品往往就只能夠在完全失電一種條件下才能夠轉(zhuǎn)換，而其它電源故障（包括缺相、過欠電壓等）不會(huì)轉(zhuǎn)換，失去裝設(shè) ATSE勺意義。注：因?yàn)锳TSE產(chǎn)品功能還沒有標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)僅標(biāo)注產(chǎn)品型號(hào)，并不能夠保證用 戶了解所選型號(hào)的轉(zhuǎn)換條件，導(dǎo)致實(shí)際選用的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)要求相差較大， 建議設(shè) 計(jì)注明轉(zhuǎn)換條件。

12、例如任意相缺相、過壓、欠壓、頻率偏差、諧波等，其中，任 意一相斷相必需轉(zhuǎn)換是最低的要求。高端的控制器，甚至能夠綜合檢查兩路電源 的質(zhì)量，自動(dòng)接入電能質(zhì)量較高的一路電源。3.3 轉(zhuǎn)換時(shí)間：ATSE每一次轉(zhuǎn)換都是一個(gè)斷電過程，會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生一些影響。從ATSE標(biāo)準(zhǔn)看，ATSE有五種轉(zhuǎn)換時(shí)間概念，有兩種轉(zhuǎn)換時(shí)間概念最有 使用價(jià)值：一個(gè)是最小斷電時(shí)間（由開關(guān)本體的機(jī)構(gòu)決定），一個(gè)是總轉(zhuǎn)換時(shí)間（即本體轉(zhuǎn)換時(shí)間+控制器延時(shí)時(shí)間）。不同的負(fù)載和電源狀況，有不同的要求， 需要給予注意。在確認(rèn)轉(zhuǎn)換時(shí)間時(shí)，要注意有兩種時(shí)間轉(zhuǎn)換狀態(tài)，一種是從常用 電源到備用電源，一種是從備用電源返回到常用電源。3.3.1從常用電源轉(zhuǎn)

13、換到備用電源，需要考慮不同負(fù)載允許的斷電時(shí)間， 參見下 表：負(fù)荷情況負(fù)荷允許中斷的動(dòng)作時(shí)間（s）'計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等A級< 0.004B級< 0.2C級< 1.5應(yīng)急照明一般場所< 5高危險(xiǎn)區(qū)< 0.25醫(yī)療設(shè)備0級（不間斷）0 （不間斷自動(dòng)供電）（0.15級（極短時(shí)間隔）< 0.150.5級（短時(shí)間隔）< 0.515級（中等間隔）< 15大于15級（長時(shí)間隔）> 15注：ATSE最小斷電時(shí)間由開關(guān)本體的固有轉(zhuǎn)換速度決定， ATSE有三種結(jié)構(gòu)：（以 100A以下電流等級ATSE為例）STS最快轉(zhuǎn)換時(shí)間可以小于5ms勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的PC

14、 級ATSE最小轉(zhuǎn)換時(shí)間可以小于0.1s ;電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的ATSE（ CB級和利用負(fù)荷開關(guān)作為本體的PC級ATSE，轉(zhuǎn)換時(shí)間一般大于1.5S。因?yàn)椴煌腁TSE斷電時(shí) 間不同，所以，對要求斷電時(shí)間小于 1.5s的場合，應(yīng)特別注明轉(zhuǎn)換時(shí)間要求。 332從備用電源恢復(fù)到常用電源（即復(fù)位），并不是因?yàn)閭溆秒娫垂收稀Ｍǔ２幌ＭＳ秒娫匆换謴?fù)就立即轉(zhuǎn)換 （這一點(diǎn)常常被忽視），而需要在常用電 源恢復(fù)正常一定時(shí)間后（IEC62091固定式消防泵控制器建議復(fù)位時(shí)間在 5mi n 30min之間可調(diào)），ATSE再切換到常用電源（延時(shí)復(fù)位的目的在于確保常用電源 正常，避免因?yàn)槌Ｓ秒娫炊虝r(shí)間再次出故障，導(dǎo)致頻繁轉(zhuǎn)換或

15、者柴油機(jī)頻繁啟動(dòng)， 所以，返回時(shí)間需要延時(shí)）。3.3.3 對某些復(fù)雜系統(tǒng)（例如ATSE數(shù)量多以及ATSE超過三級串聯(lián)的系統(tǒng)），上下級ATSE之間，無序轉(zhuǎn)換或者一起轉(zhuǎn)換都會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定， 因此，需要ATSE 轉(zhuǎn)換時(shí)間“有序”，一般建議下級 ATSEt匕上級轉(zhuǎn)換時(shí)間延遲1s。注：勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的ATSE有兩工位和三工位兩種結(jié)構(gòu)，兩工位在延時(shí)時(shí)，開關(guān)是保 持原來的接通狀態(tài)，三工位延時(shí)，開關(guān)即可以保持在原來的狀態(tài)， 也可以停留在 中間位置（兩路同時(shí)斷開）。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 ATSE（CB級和用負(fù)荷開關(guān)組成的PC 級ATSE，在自動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，是直接轉(zhuǎn)換到另一電源，這種結(jié)構(gòu)延時(shí)過程中，觸 頭是停留在原來的位置。所

16、以，如果延時(shí)過程中需要觸頭停留在中間位置 （例如 高感抗負(fù)載），只能夠選擇勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的三工位ATSE為了滿足延時(shí)要求，設(shè)計(jì)（或者技術(shù)標(biāo)書）可以規(guī)定ATSE延時(shí)切換時(shí)間具備現(xiàn)場可調(diào)功能，調(diào)節(jié)時(shí)間在 0 30min之間。3.4使用類別：使用類別反映 ATSE能夠在什么電流條件下可靠的轉(zhuǎn)換，這是目前最被忽略，也是市場上潛在隱患最多的問題。 使用類別由開關(guān)本體（觸頭 材料、觸頭壓力、分離速度、滅弧方式、觸頭開距等材料和結(jié)構(gòu)要素）決定。使用類別國家ATSE標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定，見下表：電流性質(zhì)使用類別II典型用途頻繁操作不頻繁操 作交流AC-31AAC-31 B :無感或微感負(fù)載AC-33AAC-33 B電動(dòng)

17、機(jī)負(fù)載或包含電動(dòng)機(jī)、電阻負(fù)載和 30% 以下白熾燈負(fù)載的混合負(fù)載AC-35 AAC-35 B 1放電燈負(fù)載AC-36 AAC-36 B白熾燈負(fù)載'直流DC-31 ADC-31 B H|電阻負(fù)載DC-33 ADC-33 B |電動(dòng)機(jī)負(fù)載或包含電動(dòng)機(jī)的混合負(fù)載DC-36 ADC-36 B |白熾燈負(fù)載使用類別為AC 33的開關(guān)，能夠接通和分?jǐn)?Ie （IEC新標(biāo)準(zhǔn)增加為10Ie ）， 而AC 31接通和分?jǐn)嗄芰H為1.5Ie。目前，真正能夠通過AC 33使用類別的 廠商不多，所以，需要用戶特別注意，應(yīng)在設(shè)計(jì)和標(biāo)書中明確規(guī)定。4其它需要考慮的要素：4.1 重要場合優(yōu)選可靠性高的PC級ATSE

18、特別重要場合，選擇通過AC 33A使用類別的PC級ATSE注：這個(gè)指標(biāo)是ATSE最苛刻的技術(shù)指標(biāo)，是國內(nèi)企業(yè)與國際領(lǐng)先專業(yè)廠商技術(shù) 指標(biāo)差距所在，也是諸如北京機(jī)場這樣重要場合標(biāo)書明確注明的指標(biāo)。4.2 如果備用電源是發(fā)電機(jī)，而發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)來自ATSE勺控制器，就要求ATSE空制器具有蓄電池作為第三電源的功能，保證控制器在常用電源出 現(xiàn)失電狀況下能夠給發(fā)電機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)。注：有些復(fù)雜的系統(tǒng)，ATSE有數(shù)百臺(tái)，不可能每一臺(tái)都可以控制發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)， 建議系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)， 要明確那種狀態(tài)下才能夠啟動(dòng)發(fā)電機(jī)， 由什么信號(hào)控制發(fā)電機(jī) 的啟動(dòng)。市電一發(fā)電系統(tǒng)首端 ATSE和給特別重要負(fù)荷供電的 ATSE建議

19、配備能 夠滿足本條要求的控制器。4.3 消防電源的可靠性要求很高，消防設(shè)備一旦啟動(dòng)，就必須連續(xù)運(yùn)行，不得停機(jī)，因此，用于消防設(shè)備的 ATSE需要同時(shí)滿足下列要求：a）選擇PC級ATSE按照IECIEC62091固定式消防泵控制器標(biāo)準(zhǔn)，用 于消防泵的ATSE只能夠采用PC級ATSEb）如果消防設(shè)備沒有啟動(dòng)，就應(yīng)該隨時(shí)接通到正常電源（具有自投自復(fù)功 能），而一旦消防設(shè)備啟動(dòng)， 無論供電電源是常用還是備用電源， 只要電源正常， 就不能夠轉(zhuǎn)換（即自復(fù)功能自動(dòng)取消），因?yàn)槊恳淮无D(zhuǎn)換都會(huì)導(dǎo)致接觸器跳閘， 意味著消防設(shè)備停止運(yùn)行，需要重新啟動(dòng)，這不符合消防的要求。c）消防設(shè)備一旦啟動(dòng)，如果出現(xiàn)電源故障，就必需立即轉(zhuǎn)換，由于 ATSE 轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致接觸器跳閘，消防電機(jī)停機(jī)，所以即使轉(zhuǎn)換成功，也需要重新啟動(dòng)。 如果希望消防電機(jī)在ATSE轉(zhuǎn)換后自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，就要求ATSE具有輔助觸點(diǎn)，利 用輔助觸點(diǎn)在ATSE完成轉(zhuǎn)換后自動(dòng)啟動(dòng)接觸器，保證負(fù)載自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行；d）消防設(shè)備一旦啟動(dòng)，就必須確保連續(xù)運(yùn)行，為保證消防設(shè)備電機(jī)運(yùn)行時(shí) 電源出現(xiàn)斷相故障的轉(zhuǎn)換，ATSE應(yīng)具有電動(dòng)機(jī)帶載運(yùn)行缺相轉(zhuǎn)換功能。注：ATSE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在空載條件下檢查斷相轉(zhuǎn)換功能，此條要求超出