保安電源自動轉換開關培訓教材

1、保安電源自動轉換開關培訓教材1. ATS的定義自動轉換開關（ATS）由一個或幾個轉換開關電器和其 它必需的電器組成，用于監(jiān)測電源電路、并將一個或幾個負 載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。簡稱為“雙電源自動轉換開關”或“雙電源開關”。ATS主要用在緊急供電系統(tǒng)，以確保重要負荷連續(xù)、可靠運行，因此，ATS常常應用在重要用電場所，其產品可靠性尤為重要，轉換一旦失敗將會造成其電源間的短路或重要負荷斷電（甚至短暫停電），后果都是嚴重的。2. ATS的分類ATS可分為兩個級別：PC級和CB級。PC級ATS只完 成雙電源自動轉換的功能， 不具備短路電流分斷（僅能接通、 承載）的功能；CB級ATS:

2、既完成雙電源自動轉換的功能， 又具有短路電流保護（能接通并分斷）的功能。3. ATS的發(fā)展歷程電源切換系統(tǒng)類產品發(fā)展大體經歷了三類：接觸器類、 塑殼斷路器類/負荷隔離開關類、一體式自動轉換開關電器 類。（1）接觸器類：此類電源切換系統(tǒng)以接觸器為切換執(zhí) 行部件，切換功能用中間繼電器或邏輯控制模塊組成二次回 路完成控制功能，缺點是主回路接觸器工作需要二次回路長 期通電，容易產生溫升發(fā)熱、觸點粘結、線圈燒毀等故障。 因為是非標產品，其組成元器件較多，產品質量受元器件、 制造工藝制約，故障率較高，現(xiàn)已逐漸被新產品代替。（2）塑殼斷路器類：此類電源切換系統(tǒng)以塑殼式斷路器為切換執(zhí)行部件，切換功能用 ATS

3、自動控制單元完成，有 機械和電氣聯(lián)鎖，功能完善，操作性能好，使用壽命高，組 成元器件較少，安裝方便。該類屬CB級轉換開關電器，由兩個斷路器作為電流分斷單元，并配備電流脫扣器，具備一定的保護能力，斷路器的接通 /分斷能力比繼電器高很多。 該類產品穩(wěn)態(tài)時由機械結構進行保持，由于斷路器同負荷隔 離開關本身的區(qū)別，在過電流狀況下的應用效果不如PC級產品。（3）負荷隔離開關類：負荷隔離開關型轉換開關電器是在兩個負荷隔離開關的基礎上加裝電動操作機構、機械連 鎖機構、自動控制單元等一體化組裝而成。電流的分斷單元 為負荷隔離開關，其觸頭滅弧系統(tǒng)是以分斷一次電弧要求設 計的，不具備電路的保護功能，這一類產品屬于

4、PC級產品，它因采用了彈簧儲能、瞬時釋放的加速機構，能快速接通、 分斷電路或進行電路的轉換，產品操作性能可靠。（4）一體式自動轉換開關電器類：此類電源轉換系統(tǒng)是 集開關與邏輯控制于一體，無需外加控制器，真正實現(xiàn)機電 一體化的自動轉換開關。此類電源切換系統(tǒng)產品的觸頭系統(tǒng)采用“單刀雙擲”設計，為統(tǒng)一設計制造，體積小，結構簡 單。該產品不具備電流保護功能，屬于PC級轉換開關電器產品。該類產品一般轉換時間比較小，開關切換驅動采用電 機驅動，切換平穩(wěn)可靠，操作器電機驅動只在開關切換瞬間 有電流通過，穩(wěn)態(tài)時無需提供工作電流，節(jié)能顯著。產品無 溫升發(fā)熱、觸點粘結、線圈燒毀現(xiàn)象。開關帶有機電聯(lián)鎖裝 置，可實現(xiàn)

5、自投自復、自投不自復、失壓、欠壓、斷相保護、 手動-自動轉換、延時控制等，為電源切換類主流產品。4. CB級與PC級ATS兩者有以下幾點區(qū)別：(1) 兩者機構設計理念不同，CB級是由斷路器組成，斷路器是分斷電弧能力強，要求機構快速脫扣一般采用四連桿 機構。四連桿機構易存在滑扣、再扣不可靠因素；而PC級機構不存在該方面問題。因而PC級產品的可靠性遠高于 CB級產品。(2) CB級斷路器一般不承受短時耐受電流，觸頭壓力較小。當供電電路發(fā)生短路時，斷路器的動觸頭易被斥開并產 生限流作用，從而分斷短路電流；而PC級ATS能承受20le及以上過載電流，觸頭壓力要求較大，因而ATS觸頭不被斥開，也不易被熔

6、焊。(3) 兩路電源在轉換過程中存在電源疊加問題：PC級ATS充分考慮了這一因素。PC級ATS的電氣間隙、爬電距離是一 般斷路器的電氣間隙、爬電距離的180%、150%（標準要求） 因而PC級ATS,全性更好。（4）觸頭材料的選擇角度不同：斷路器常常選擇銀鎢、銀碳化鎢材料配對，這有利于分斷電弧，但該類觸頭材料易 氧化，備用觸頭長期暴露在外，在其表面易形成阻礙導電、 難驅除的氧化物，當備用觸頭一旦投入使用，觸頭溫升增高 易造成開關燒毀甚至爆炸；而PC級ATS充分考慮了觸頭材料氧化帶來的后果。（5）操作機構不同：CB級ATS的電動操作機構一般是通 過微電機帶動減速齒輪機構對斷路器進行合分工作，又因

7、斷路器機構的限制，微電機必須工作到堵轉后，靠行程開關才 斷開控制回路。眾所周知，微電機堵轉工作后，其壽命會大 大降低。因而，CB級ATS電動操作機構可靠性較低。而 PC 級ATS的電動操作機構一般為短時工作電磁鐵。由于電磁鐵 結構簡單，工作可靠好，所以PC級ATS電動操作機構的可靠性較高。4種用于電源轉換的開關電器產品結構及性能對比：產品性能電源轉換開關電器目標接觸器負荷開關CB級 ATSPC級 ATS開關本體2臺接觸2臺開2臺斷路1臺1臺器關器開關機構電磁鐵閘刀機構四連桿機構旋轉機構旋轉機構可靠性線圈易燒毀好不好好好保持方式通電機械機械機械機械觸頭開距小小小大大觸頭接觸電阻小一般大小小觸頭過

8、載能力10le12le12le20le大接通/分斷能力小小大大大耐短路能力觸頭易融焊大觸頭易拆開大大機械/電氣壽命高低低高高電氣間隙/ 爬電距離小小小大大使用類別單臺AC-3單臺AC-23AC-33AC-33AC-33過電流引起轉換失靈不能不能能不能不能轉換速度般般慢快快產品體積小大大小小控制接線簡單復雜復雜簡單簡單符合標準GB14048.4GB14048.3GB/T14048.11GB/T14048.11GB/T14048.11性能比最低低低高高通過上述對比可知 PC級ATS是理想的電源轉換開關產品財co產品融頭曲單刀戲擲系統(tǒng)、單臺歸操做機構5. ATS產品簡介ATS主要生產商 ONAN A

9、SCO GE-ZENITH，主要生產 PC級ATS產品，除基本型外，還有瞬間并聯(lián)型、旁路型、隔離型、延時轉換型等。上圖是ASCC產品機構及觸頭系統(tǒng)示圖。下面介紹ATS產品應注意的幾個問題：（1）短路保護電器選擇：PC級ATS不具有短路保護功能，因此，需配短路保護電器。短路保護電器一般有兩種， 熔斷器或斷路器。由于熔斷器限流性能好，限制短路電流能 力強，它常被使用在系統(tǒng)出現(xiàn)預期短路電流大的地點處；而 斷路器限流性能差，額定限制短路電流能力低。不同的ATS產品，所規(guī)定的額定限制短路電流不同，用制造廠制定的短 路保護電器進行保護的電器，在短路保護電器動作時間內能 夠較好地承受預期短路電流值。在選擇短

10、路保護電器額定電 流值時，一般的原則是短路保護電器 （熔斷器或斷路器）與被 保護電器（ATS）額定電流值一致（即1:1）。（2） 二段式與三段式選擇：二段式ATS開關主觸頭僅 有兩個工作位，即常用電源位與備用電源位，負載不會出現(xiàn)長期斷電情況，供電可靠性高，轉換動作時間快。三段式ATS 開關主觸頭有三個工作位，多個零位 （是指電動狀態(tài)下），即 主觸頭處于空檔，三段式的“零位”主要是用于ATS在帶高感抗或大電機負載轉換時，為避免沖擊電流做“暫態(tài)停留” 之用；而并非用于負載維修時隔離之用。維修時的隔離一定 要選擇隔離開關，它更安全。6. 二期ATS及CTTS簡介 二期事故保安電源、 事故照明MCC給

11、煤機MCC均采用ATS自動轉換開關進行切換，下面詳細介紹：二期事故保安電源及事故照明采用西安開瑞科技有限公司(美國 ASCO )的ATS及CTTS，簡介如下：ASCO系 列開路切換自動轉換開關ATS ( Open Transition TransferSwitch)是業(yè)界最先進的數(shù)字控制技術自動轉換開關，ASCO運用自行研發(fā)經長期使用證明的高性能電磁線圈作為轉換 操作機構，使得每一額定容量自動轉換開關均擁有快速轉換 能力，轉換速度快且穩(wěn)定，配上含薄膜按鍵及液晶顯示屏幕 的可程控微處理機控制器，主觸頭優(yōu)異帶載切換能力配合同 相位轉換控制技術及重疊切換第四極，不論切換的負載是電 動機或是電子式變頻器，不斷電系統(tǒng)或是以微處理機為基礎 的系統(tǒng)，對ASCO系列ATS來說，是真正的電氣瞬間單線圈 激磁操作、機械互鎖型雙投切換開關，額定容量從30A至4000A。ASCO 系列閉路不斷電切換開關 CTTS ( Closed T