雙電源互投開關(guān)匯總

1、雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選擇及應(yīng)用北京市建筑設(shè)計(jì)研究院(100045)洪元頤 任紅 羅潔 韓全勝 林驥 摘要 闡述了雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的定義、分類、結(jié)構(gòu)形式、標(biāo)準(zhǔn)、雙投式轉(zhuǎn)換開關(guān)的形式、主要性能指標(biāo)及其適用場(chǎng)所，并剖析了轉(zhuǎn)換開關(guān)與控制器的相互依存關(guān)系，及選型、應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)換時(shí)間、PC級(jí)ATSE、CB級(jí)ATSE、旁路型ATSE、隔離電器、短路保護(hù)電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器。一、概述 依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95?供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/16-92?民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的要求：對(duì)于一些較重要的一、二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙電源供電。但建筑物的應(yīng)急照明、消防控制室、消防水泵、消防電梯、

2、防煙排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備的供電，應(yīng)在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。為保證重要負(fù)荷供電的連續(xù)性，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的應(yīng)用需求已越來越大，技術(shù)性能要求也越來越高，對(duì)產(chǎn)品的合理選擇就變得更加重要。因?yàn)楫a(chǎn)品的技術(shù)水平上下以及先進(jìn)性和可靠性如何，將直接影響著各重要場(chǎng)所用電的平安與可靠，這已成為低壓配電系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)重要組成局部。所以在工程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉和了解其類型、組成與工作原理、主要特點(diǎn)及功能等，以便在滿足系統(tǒng)功能的原那么下正確選擇及合理應(yīng)用。二、轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選用原那么2.1 根本概念 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，即ATSEAutomatic Transfer Switching Equip

3、ment。主要適用于交流不超過1000V或直流不超過1500V的緊急供電系統(tǒng)，用于兩路電源切換，在轉(zhuǎn)換電源期間中斷向負(fù)載供電。 2.1.1 定義： 根據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義：由一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其它必要的電器組成，用于檢測(cè)電源電路，并將一個(gè)或多個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。說明1 操作程序：當(dāng)存在常用電源和備用電源兩個(gè)電源的情況下，ATSE應(yīng)指定一個(gè)常用電源位置，其操作程序由兩個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程組成；如果常用電源被檢測(cè)到出現(xiàn)偏差，那么自動(dòng)將負(fù)載從常用電源轉(zhuǎn)換至備用電源；如果常用電源恢復(fù)正常，那么自動(dòng)將負(fù)載返回?fù)Q接到常用電源。換接時(shí)間可預(yù)定延時(shí)或無延時(shí)。說明2 被檢測(cè)的電源偏差：被

4、檢測(cè)的電源特性的改變，當(dāng)電源特性偏離規(guī)定限值如電源電壓或頻率的非正常改變時(shí)，被檢測(cè)到的電源偏差將為信號(hào)使ATSE動(dòng)作。2.1.2分類： 根據(jù)IEC-60947-6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器可分為PC級(jí)或CB級(jí)兩個(gè)級(jí)別。PC級(jí)：能夠接通、承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腁TSE。CB級(jí)：配備過電流脫扣器的ATSE，它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌?.1.3結(jié)構(gòu)形式：l 接觸器式 ATS用兩臺(tái)交流接觸器和一些聯(lián)鎖裝置搭接而成。l 斷路器式ATS用兩臺(tái)斷路器和外在的機(jī)械聯(lián)鎖裝置組合而成。l 負(fù)荷開關(guān)式ATS用兩臺(tái)負(fù)荷開關(guān)和一套內(nèi)置的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)組合而成。l 雙投式ATS用電磁力驅(qū)動(dòng)、內(nèi)置的機(jī)械結(jié)構(gòu)

5、保持狀態(tài)，單刀雙投一體化的轉(zhuǎn)換開關(guān)。說明1 負(fù)載開關(guān)和接觸器雙投型的ATS都屬于PC級(jí)，本體只能作為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)使用，不具備過載和短路以及其它保護(hù)功能。說明2 短路器和控制保護(hù)器投切型的ATS都屬于CB級(jí)，本體作為自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)使用外，還具備過載、短路以及其它保護(hù)功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的兩段或三段及其它保護(hù)功能。2.1.4 ATS的應(yīng)用(圖1)： 正常/應(yīng)急 馬達(dá)換向 負(fù)載轉(zhuǎn)換 旁路 接地 圖 12.2 轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主要性能指標(biāo) 2.2.1轉(zhuǎn)換時(shí)間a. 觸頭轉(zhuǎn)換時(shí)間：從第一組主觸頭斷開常用電源起至第二組主觸頭閉合備用電源為止的時(shí)間。b. 轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間：主電源被監(jiān)測(cè)到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電

6、源為止的時(shí)間，不包括特意引入的延時(shí)。c. 總動(dòng)作時(shí)間：轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間與特意引入的延時(shí)之和。e. 返回轉(zhuǎn)換時(shí)間：從常用電源完全恢復(fù)正常的瞬間起至一組主觸頭閉合常用電源的瞬間為止的時(shí)間加上特意引入的延時(shí)f. 斷電時(shí)間：從各相電弧最終熄滅的瞬間起至主觸頭閉合另一個(gè)電源為止的轉(zhuǎn)換過程時(shí)間，包括特意引入的延時(shí)。2.2.2額定接通和分?jǐn)嗄芰Γ侯~定接通和分?jǐn)嗄芰κ侵圃鞆S規(guī)定的，在規(guī)定條件下ATSE足以能夠接通與分?jǐn)嗟碾娏髦?。?duì)于交流，額定接通和分?jǐn)嗄芰τ秒娏鞯慕涣鞣至坑行е当硎尽?.2.3額定短時(shí)耐受電流：額定短時(shí)耐受電流是制造廠規(guī)定的，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14048.11-2002的8.3.4.3條規(guī)定的試

7、驗(yàn)條件下，電器能夠承載的短時(shí)耐受電流值。對(duì)于交流，額定短時(shí)耐受電流值用電流的交流分量有效值表示。按照國(guó)標(biāo)要求，驗(yàn)證短時(shí)耐受電流能力的試驗(yàn)僅在PC級(jí)ATSE上進(jìn)行。2.2.4額定短路分?jǐn)嗄芰Γ侯~定短路分?jǐn)嗄芰κ侵圃鞆S規(guī)定的，在額定工作電壓、額定頻率與規(guī)定的功率因數(shù)或時(shí)間常數(shù)下，電器的短路分?jǐn)嗄芰χ?。額定短路分?jǐn)嗄芰τ妙A(yù)期分?jǐn)嚯娏髦当硎尽ｎ~定短路分?jǐn)嗄芰κ侵窩B級(jí)ATSE應(yīng)能分?jǐn)囝~定短路分?jǐn)嗄芰耙韵碌娜魏坞娏鳌?.2.5額定限制短路電流：額定限制短路電流是制造廠規(guī)定的，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14048.11-2002的8.3.4.4條規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被指定的短路保護(hù)電器保護(hù)的ATSE在短路保護(hù)電

8、器動(dòng)作時(shí)間內(nèi)足以能夠承受的預(yù)期短路電流值。按照國(guó)標(biāo)要求，驗(yàn)證額定限制短路電流的試驗(yàn)僅在PC級(jí)ATSE上進(jìn)行。2.3 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的性能應(yīng)滿足供配電系統(tǒng)的要求：2.3.1自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前是否需設(shè)置隔離電器：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器是由開關(guān)與轉(zhuǎn)換控制器或微型控制電腦及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)微型電機(jī)或電磁操作機(jī)構(gòu)組合而成的機(jī)電一體化帶機(jī)電連鎖的開關(guān)電器，適用于一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷的供配電系統(tǒng)中主電源與備用電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)配電系統(tǒng)的要求，一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷配電系統(tǒng)應(yīng)采用雙電源供電末端自動(dòng)互投，按其使用性質(zhì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器通常安裝在配電系統(tǒng)最后一級(jí)的配電箱、柜的進(jìn)線側(cè)。市電-發(fā)電機(jī)主備型除外根據(jù)?低壓配電設(shè)

9、計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50054-95第2.1.3條 當(dāng)維護(hù)、測(cè)試和檢修設(shè)備需斷開電源時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔離電器。第2.1.6條 隔離電器可采用以下電器：1. 單極或多極隔離開關(guān)、隔離插頭；2. 插頭與插座；3. 連接片；4. 不需要撤除導(dǎo)線的特殊端子；5. 熔斷器。以及?通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50055-93第2.5.1條 隔離電器的裝設(shè)應(yīng)符合以下規(guī)定：1.每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主回路上應(yīng)裝設(shè)隔離電器，當(dāng)符合以下條件之一時(shí)，數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)可共用一套隔離電器：(1)共用一套短路保護(hù)電器的一組電動(dòng)機(jī)；(2)由同一配電箱屏供電且允許無選擇地?cái)嚅_的一組電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)及其控制電器宜共用一套隔離電器。符合隔離要求的短路保護(hù)

10、電器可兼作隔離電器。3.隔離電器宜裝設(shè)在控制電器附近或其他便于操作和維修的地點(diǎn)。無載開斷的隔離電器應(yīng)能防止無關(guān)人員誤操作?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?低壓電器根本標(biāo)準(zhǔn)?中，已將低壓空氣式開關(guān)刀開關(guān)、隔離開關(guān)、隔離器、熔斷器式開關(guān)、熔斷器式隔離器等隔離電器；低壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)中亦列入了隔離型。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，在配電系統(tǒng)中自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端應(yīng)設(shè)置隔離電器。2.3.2 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器是否可作為隔離電器使用：根據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的定義，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器是由一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必需的電器轉(zhuǎn)換控制器組成。用于檢測(cè)電源電路，并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)換接至另一個(gè)電源的開關(guān)電器。從自動(dòng)轉(zhuǎn)換開

11、關(guān)電器的定義可以看出，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器應(yīng)用在電氣系統(tǒng)中主要目的是在一、二級(jí)負(fù)荷緊急供電系統(tǒng)中，檢測(cè)被監(jiān)測(cè)電源兩路的工作狀態(tài)，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的電源發(fā)生故障時(shí)，將負(fù)載電路從一個(gè)電源換接至另一個(gè)電源,以保證供電的連續(xù)性，確保重要負(fù)荷連續(xù)可靠運(yùn)行。目前自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有二段式和三段式兩種，二段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)主觸頭僅有兩個(gè)工作位正常電源位及備用電源位，這種自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間較快；三段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)主觸頭有三個(gè)工作位，正常電源位、備用電源位及零位，零位時(shí)主觸頭處于空擋，因?yàn)樵O(shè)置了零位，三段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間較慢，三段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器設(shè)置“零位的主要作用是當(dāng)負(fù)載為高感抗或大

12、電機(jī)負(fù)載時(shí)，為防止沖擊電流做暫態(tài)停留之用，而非用于負(fù)載維修時(shí)隔離之用。另一方面，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器自身也有檢修和維護(hù)的可能，所以帶零位的三段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器不宜兼做隔離電器，為滿足維修問題需要隔離時(shí)，應(yīng)在自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前單獨(dú)設(shè)置隔離電器。2.3.3 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前是否需設(shè)置短路保護(hù)電器：目前自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器根據(jù)保護(hù)特性分為兩類：CB級(jí)和PC級(jí)，下面分別闡述：1.CB級(jí)：CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)執(zhí)行斷路器本身帶熱磁保護(hù)，它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｔ谂潆娤到y(tǒng)中選擇CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器時(shí)，只要求自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的開關(guān)執(zhí)行斷路器選擇正確，即低壓斷路器符合以下條件：(1).低壓斷路

13、器額定分?jǐn)嚯娏饔行е荡笥谠撎幍念A(yù)期最大短路電流值有效值。(2).低壓斷路器選型與上下級(jí)出線回路低壓斷路器選型配合滿足配電保護(hù)選擇性要求。配電箱、柜內(nèi)CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端可只設(shè)置隔離電器或隔離開關(guān)，不必再設(shè)短路保護(hù)電器。2.PC級(jí)：PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器只有電源轉(zhuǎn)換功能，沒有短路及過載保護(hù)功能。額定電流小于等于250A的PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時(shí)耐受電流有效值1秒一般在5KA-12KA左右；額定電流大于250A小于等于630A的PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時(shí)耐受電流有效值1秒一般在13KA-25KA左右。由于以下因素在配電箱、柜內(nèi)PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端須設(shè)置短路保護(hù)電器：1雖然

14、PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有一定的承受短路電流的能力，但沒有切斷短路電流的能力，其前端需要設(shè)置短路保護(hù)電器。2此外還應(yīng)考慮設(shè)置隔離電器的要求。 綜合以上因素在配電箱、柜內(nèi)PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端應(yīng)設(shè)置符合隔離要求的短路保護(hù)電器。符合隔離要求的短路保護(hù)電器有：1熔斷器2熔斷器式開關(guān)3熔斷器式隔離器4符合IEC947-3隔離標(biāo)準(zhǔn)要求的隔離型低壓斷路器。?低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50054-95第4.1.2條規(guī)定“配電線路采用的上下級(jí)保護(hù)電器，其動(dòng)作應(yīng)具有選擇性；各級(jí)之間應(yīng)協(xié)調(diào)配合。但對(duì)于非重要負(fù)荷的保護(hù)電器，可采用無選擇性切斷。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)要求，采用雙電源供電的配電系統(tǒng)，當(dāng)雙電源末端自動(dòng)互投配電箱、柜

15、內(nèi)有多路一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)負(fù)荷出線回路時(shí)，其自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前設(shè)置的熔斷器或隔離型低壓斷路器均應(yīng)與配電箱、柜內(nèi)出線回路低壓斷路器之間有選擇性配合。2.4 對(duì)ATSE轉(zhuǎn)換時(shí)間有何要求不同的備用電源性質(zhì)，以及不同的負(fù)載情況，對(duì)ATSE轉(zhuǎn)換時(shí)間的要求是不同的。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器?GB/T 14048.11-2002，ATSE的動(dòng)作時(shí)間有以下幾種表示方法：a. 觸頭轉(zhuǎn)換時(shí)間b. 轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間c. 總動(dòng)作時(shí)間d. 斷電時(shí)間e. 返回轉(zhuǎn)換時(shí)間在設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)注重“總動(dòng)作時(shí)間，以滿足不同配電系統(tǒng)的使用要求。受開關(guān)物理特性和制造工藝的限制，并考慮到“電弧短路的問題實(shí)驗(yàn)測(cè)定可靠滅弧時(shí)間約120ms，轉(zhuǎn)換時(shí)

16、間小于100ms是不可靠的，機(jī)械式ATSE的轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間在100多毫秒至幾秒鐘。目前生產(chǎn)工藝條件下，ATSE動(dòng)作時(shí)間范圍大致如下(表1)：斷路器投切型(CB級(jí))負(fù)荷開關(guān)雙投型(PC級(jí))接觸器雙投型(PC級(jí))控制保護(hù)器投切型(CB級(jí))轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間1.5-3秒0.45-4秒0.1-0.3秒0.05秒切換延時(shí)0-180秒0-250秒可調(diào)0-30秒可調(diào)0-30秒可調(diào) 設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)允許供電中斷時(shí)間及負(fù)載特性選定ATSE總動(dòng)作時(shí)間。?供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50052-95第2.0.4條規(guī)定，“自投裝置的動(dòng)作時(shí)間能滿足允許中斷供電時(shí)間的，可選用帶有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路。?民用建

17、筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ/T16-92第3.1.9.2(2)條規(guī)定，“帶有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路，適用于允許中斷時(shí)間為1.5s以上的供電。局部負(fù)荷的允許中斷供電時(shí)間如下：1應(yīng)急照明的正常電源與應(yīng)急電源轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)滿足：*疏散照明15s,*備用照明15s金融商品交易場(chǎng)所1.5s*平安照明0.5s摘自?建筑電氣專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)措施?1998年版第11.10.5-1條2消防設(shè)備風(fēng)機(jī)，水泵電源轉(zhuǎn)換時(shí)間30s3.其他重要負(fù)荷的允許中斷供電時(shí)間(表2)：用電設(shè)備允許最大斷電時(shí)間推薦最小輔助供電時(shí)間應(yīng)急系統(tǒng)備用系統(tǒng)電梯15S1min1h到正常電源恢復(fù)*鍋爐電源0.1S1h到正常電源恢復(fù)*過程控制

18、電源不停電1min到正常電源恢復(fù)*消防報(bào)警1S到正常電源恢復(fù)*數(shù)據(jù)處理設(shè)備1/2周波到正常電源恢復(fù)*X射線毫秒到幾小時(shí)到正常電源恢復(fù)*生命維持系統(tǒng)毫秒到幾小時(shí)到正常電源恢復(fù)*通訊系統(tǒng)10S到正常電源恢復(fù)*注：本表摘自美國(guó)ASCO公司產(chǎn)品樣本，僅供參考。 對(duì)允許中斷供電時(shí)間在1.5s以內(nèi)的負(fù)載及重要場(chǎng)所(如監(jiān)控中心等)的應(yīng)急備用電源，根據(jù)?民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ/T16-92第6.3.1.2(2)-(3)條，應(yīng)設(shè)置不間斷電源裝置。當(dāng)變電室低壓配電系統(tǒng)為單母線分段運(yùn)行，并設(shè)母聯(lián)開關(guān)時(shí)，ATSE總動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與變電室母聯(lián)開關(guān)設(shè)定的動(dòng)作時(shí)間整定值配合, 應(yīng)大于聯(lián)絡(luò)開關(guān)動(dòng)作時(shí)間0.5-1秒以上。變電

19、室母聯(lián)開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間大多為2.5s,ATSE總動(dòng)作時(shí)間宜在3s以上。當(dāng)采用發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急照明電源時(shí)，發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)和電源轉(zhuǎn)換的全部時(shí)間不應(yīng)大于15s。ATSE應(yīng)選用“市電-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換專用型。ATSE一般不允許帶大電動(dòng)機(jī)或高感抗負(fù)載轉(zhuǎn)換，這類負(fù)載在運(yùn)行中切換，兩路電源相位差較大時(shí)，電機(jī)將受到巨大的機(jī)械應(yīng)力。同時(shí)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反電勢(shì)引起的過流會(huì)造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。因此，當(dāng)ATSE帶大電動(dòng)機(jī)或高感抗負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)，兩組動(dòng)觸頭在轉(zhuǎn)換前應(yīng)增加一個(gè)延時(shí)時(shí)間，即應(yīng)選用延時(shí)轉(zhuǎn)換型ATSE，延時(shí)時(shí)間視負(fù)載情況確定。ATSE具有自投自復(fù)功能時(shí)，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電后，ATSE應(yīng)經(jīng)延時(shí)后，切換回主電源。2.5

20、系統(tǒng)保護(hù)特性對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān)的要求ATSE應(yīng)用在正常電源與備用電源的交匯處，是給重要負(fù)載供電的末端配電設(shè)備，在工程應(yīng)用中如何將ATSE本身的特性和配電系統(tǒng)自身的保護(hù)特性結(jié)合起來，是正確應(yīng)用ATSE的關(guān)鍵。在配電系統(tǒng)中，無論是在過負(fù)荷還是在短路故障發(fā)生的情況下，電線，電纜，開關(guān)設(shè)備，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)裝置的電氣設(shè)備都要具備一定承受故障電流的能力。短路電流故障對(duì)電氣設(shè)備損壞是非常嚴(yán)重的，所以ATSE要具備一定的耐受電流值，在短路故障被排除之前，保證自身的可操作性。國(guó)標(biāo)中規(guī)定了ATSE在短路條件下的接通與分?jǐn)嗄芰Α１?給出了ATSE驗(yàn)證短路操作能力的試驗(yàn)的試驗(yàn)電流值。額定工作電流I e (有效值)A試驗(yàn)電流(有效

21、值)AI e 100100 I e 5005000 I e 1000I e 100050001000020I e20I e 或50kA(選較小值)對(duì)于PC級(jí)ATSE，本身不具備過載和短路保護(hù)能力，所以PC級(jí)只具備短時(shí)耐受電流和短路接通能力，并且應(yīng)能承受和接通上表所給定的電流值。如果在PC級(jí)ATSE前加短路保護(hù)的電器設(shè)備斷路器或熔斷器，那么PC級(jí)ATSE只在短路保護(hù)電器設(shè)備斷開電路的時(shí)間內(nèi)承受上表所給定的電流值。而對(duì)于CB級(jí)ATSE來說，既有一定的短路接通能力又具備短路分?jǐn)嗄芰?，而且?duì)于使用斷路器和控制器組合的CB級(jí)ATSE，其分?jǐn)嗄芰σ簿褪撬褂脭嗦菲鞯念~定分?jǐn)嗄芰χ怠Ａ硗?，無論CB級(jí)與PC級(jí)

22、必須要有可靠的電氣與機(jī)械連鎖，保證常用電源和備用電源不同時(shí)接通，而且相與相之間要有效的隔離，防止出現(xiàn)相間短路，否那么會(huì)引起ATSE觸頭的熔接，對(duì)ATSE和其它用電設(shè)備造成損壞。2.6 旁路型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的應(yīng)用：對(duì)供電系統(tǒng)可靠性、連續(xù)性有很高要求的特別重要場(chǎng)所，為防止當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)出現(xiàn)故障、損壞或自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于檢修時(shí)，影響供電系統(tǒng)的連續(xù)性，應(yīng)設(shè)置旁路隔離型或旁路隔離抽出型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。旁路型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)有以下功能：1旁路隔離開關(guān)應(yīng)能在用電負(fù)載不停電的狀態(tài)下，旁通電源至負(fù)載。旁路開關(guān)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)額定容量應(yīng)相同。2旁通電源時(shí)應(yīng)能隔離自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)及相關(guān)控制電源，保證自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)檢修及更換能夠平安

23、進(jìn)行。3應(yīng)有旁路隔離標(biāo)志，顯示系統(tǒng)狀態(tài)。4應(yīng)有電子及機(jī)械聯(lián)鎖，防止誤操作。以下場(chǎng)所宜設(shè)置旁路型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)：1采用柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急備用電源的特別重要場(chǎng)所的油機(jī)-市電型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。2國(guó)家及省市級(jí)播送電視中心內(nèi)重要的演播室及機(jī)房。3大型機(jī)場(chǎng)的航空雷達(dá)站。4重要的大型通訊機(jī)站。5大型綜合醫(yī)院對(duì)供電系統(tǒng)連續(xù)性有特殊要求的手術(shù)室。 6銀行、金融中心、證券交易所內(nèi)對(duì) 供電系統(tǒng)連續(xù)性有特殊要求的場(chǎng)所。2.7系統(tǒng)對(duì)控制器的要求2.7.1控制器的作用ATSE一般由兩局部組成：開關(guān)本體+控制器，控制器主要用來檢測(cè)被監(jiān)測(cè)電源兩路工作狀態(tài)，當(dāng)被監(jiān)測(cè)電源發(fā)生故障如任意一相斷相、欠壓、失壓或頻率出現(xiàn)偏差時(shí)，控制器發(fā)出

24、動(dòng)作指令，開關(guān)本體那么帶著負(fù)載從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源。2.7.2 ATSE開關(guān)與控制器與斷路器和負(fù)荷開關(guān)不同的是，ATSE除了開關(guān)設(shè)備還必須包括控制器，如果沒有控制器那么ATSE將無法動(dòng)作。因此必須把ATS的控制器視為開關(guān)主體同等重要！對(duì)于ATSE的選擇應(yīng)著重考慮兩點(diǎn)：1.控制器的功能實(shí)用性;2.控制器的可靠性。1、控制器的實(shí)用性：ATSE是依靠控制器來自動(dòng)完成轉(zhuǎn)換的，因此控制器必須完成正常/應(yīng)急電源的檢測(cè)包括電壓和頻率、檢測(cè)數(shù)據(jù)的邏輯判斷、和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)執(zhí)行等動(dòng)作過程，微處理器式智能化的控制器。正是利用微處理器的特點(diǎn)將前二項(xiàng)的功能濃縮到一體。這需要控制器的檢測(cè)模塊具有較高的精度，邏輯判斷

25、模塊有較寬的參數(shù)設(shè)定范圍電壓、頻率、延遲時(shí)間、延遲時(shí)間的屏蔽以適應(yīng)不同負(fù)載的需求。當(dāng)然控制器上還必須要有必要的狀態(tài)顯示設(shè)備。隨著ATSE與發(fā)電機(jī)組聯(lián)系的日益緊密和網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控的開展，ATSE要有啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組的信號(hào)。在工程設(shè)計(jì)中，無論是市電失電、配電至ATSE的線路故障還是該線路的其它電氣元件故障，都可以由ATSE感知負(fù)載的斷電，發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組供給應(yīng)急電源。同時(shí)控制器上提供的狀態(tài)接點(diǎn)或通訊接口，可利用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視ATSE的狀態(tài)，從而提高工作效率和可靠性。2、控制器的可靠性：由于微處理器和集成芯片的使用，提供控制器功能的同時(shí)，也必然帶來控制器脆弱的負(fù)面影響。因?yàn)榭刂破饔葾TSE的正常和應(yīng)急電

26、源側(cè)直接取電檢測(cè)，所以控制器也必然承受主回路的電壓波動(dòng)、浪涌電壓影響、諧波干擾、電磁干擾等。所以為保證控制器的可靠性，最好引用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。例如：暫態(tài)浪涌電壓防范標(biāo)準(zhǔn)為IEC1000-4-4;電磁干擾防范標(biāo)準(zhǔn)為IEC1000-4-3等。綜合而言，控制器在平安、可靠的前提下，應(yīng)有較多的功能。ATSE開關(guān)與控制器必須在制造時(shí)配套成雙電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、檢驗(yàn)前方可安裝使用。如果ATSE是開關(guān)與控制器分別選購(gòu)組合而成，那么可能出現(xiàn)兩者參數(shù)不匹配而導(dǎo)致兩電源無法按要求的精度轉(zhuǎn)換?？刂破鞯目刂圃碓斠妶D2。 圖2三、 設(shè)備選型的技術(shù)要點(diǎn) 從本質(zhì)上說，ATSE只能完成雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能電力設(shè)備的統(tǒng)

27、稱，并不局限于某種類型，但必須符合國(guó)家與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)要求。作為雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換使用的ATSE開關(guān)設(shè)備，除完成負(fù)載在兩路電源間選擇、轉(zhuǎn)換的功能外，還必須考慮供電回路中的種種復(fù)雜情況，例如短路電流的沖擊、過負(fù)荷、設(shè)備頻繁操作等，所以ATSE本身還必須具有很好的自我保護(hù)能力和適用性。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，對(duì)ATSE的選擇應(yīng)從技術(shù)角度出發(fā)，必須充分考慮供電系統(tǒng)的配電方式、轉(zhuǎn)換時(shí)間以及負(fù)載的使用性質(zhì)等實(shí)際情況。供電質(zhì)量要求高的場(chǎng)所應(yīng)使用高可靠性的ATSE，并以短路電流校驗(yàn)ATSE的遮斷電流，且以市電的可靠性決定ATSE轉(zhuǎn)換的頻繁性。下面就在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中如何正確選擇和使用ATSE需要注意的問題作以下分析及

28、說明：3.1 雙電源放射供電時(shí)ATSE的選擇及使用：當(dāng)消防負(fù)荷容量大且比擬集中時(shí)，需要在低壓配電室的母線上直接放射做雙電源轉(zhuǎn)換，或因電源進(jìn)線后需要直接做雙電源轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合，如消防水泵房等，這類轉(zhuǎn)換方案宜選用PC級(jí)的ATSE，而不宜選用CB級(jí)的ATSE，以防止因其本體故障而影響電源的轉(zhuǎn)換，造成重大損失，假設(shè)需要加裝保護(hù)電器時(shí)可另外選擇。3.2市電與發(fā)電機(jī)組電源轉(zhuǎn)換時(shí)ATSE的選擇及使用：當(dāng)市電與發(fā)電機(jī)組電源轉(zhuǎn)換時(shí)，首先應(yīng)考慮到發(fā)電機(jī)組的特殊性，確認(rèn)市電斷電后，發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)，待發(fā)電機(jī)組電源各項(xiàng)指標(biāo)到達(dá)穩(wěn)定后才能輸出，并具有互聯(lián)裝置。轉(zhuǎn)換一般都在低壓配電室的母線上集中裝設(shè)，以便于使用和維護(hù)，由于發(fā)電

29、機(jī)組輸出柜已裝保護(hù)電器，這類轉(zhuǎn)換方案宜選用PC級(jí)的ATSE。3.3按時(shí)間轉(zhuǎn)換選擇和使用ATSE：1. 有“中斷的：為防止電力設(shè)備如大電機(jī)斷電即接通啟動(dòng)可能造成機(jī)械損傷或?qū)υO(shè)備產(chǎn)生不良影響時(shí)，可選用帶有延時(shí)型ATSE，這種ATSE適用于電動(dòng)機(jī)、變頻器、整流器負(fù)載及特殊的醫(yī)療設(shè)備負(fù)載。2.無“中斷的：為減少在電源轉(zhuǎn)換過程中的瞬間斷電對(duì)高強(qiáng)度氣體放電光源等，而不能連續(xù)照明所帶來的不便和損失,可選用瞬間閉路式ATSE。3.4 四級(jí)型ATSE的選擇及使用：民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)編制組，針對(duì)四級(jí)開關(guān)的應(yīng)用問題達(dá)成了以下共識(shí)：1. 根據(jù)IEC465.1.5條規(guī)定，正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間假設(shè)不是同一接地網(wǎng)

30、絡(luò)中時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四級(jí)型開關(guān)。2. 帶剩余電流保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四級(jí)開關(guān)。兩個(gè)電源開關(guān)帶剩余電流保護(hù)，其下級(jí)的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四級(jí)開關(guān)。3. 兩種不同接地系統(tǒng)間電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四級(jí)開關(guān)。4. TN-S、TN-C-S系統(tǒng)一般不需要設(shè)四級(jí)開關(guān)。但TN-S系統(tǒng)的一些特殊情況三相嚴(yán)重不平衡及高次諧波含量較高是否用四級(jí)開關(guān)，需視建筑物等級(jí)的重要性而確定。隨著電器產(chǎn)品的不斷更新及開展，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)性機(jī)電一體化智能型方向開展，自動(dòng)化程度要更高，平安可靠性能要更好，具有較高的檢測(cè)精度和寬帶參數(shù)設(shè)定范圍，具備良好的電磁兼容性，應(yīng)能承受主回路電壓波動(dòng)和電磁干擾的影響，轉(zhuǎn)換時(shí)間快。延時(shí)可靠，并有提

31、供各種信號(hào)及消防聯(lián)動(dòng)的通訊借口，通過總線與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“四遙功能。3.5當(dāng)配電系統(tǒng)采用雙電源或多路電源供電變電室設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，且變電室低壓配電系統(tǒng)為單母線分段運(yùn)行，并設(shè)母聯(lián)開關(guān)時(shí)，消防配電系統(tǒng)應(yīng)急照明系統(tǒng)除外采用雙電源專路供電末端自動(dòng)切換時(shí)，其末端互投配電箱內(nèi)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器其主電源向備用電源切換時(shí)，為防止大電動(dòng)機(jī)類負(fù)載在運(yùn)行中切換，可能產(chǎn)生的巨大機(jī)械應(yīng)力，以及由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反電勢(shì)引起的過電流，同時(shí)為確保與上一級(jí)即變電室母聯(lián)互投開關(guān)設(shè)定的切換延時(shí)時(shí)間整定值配合，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器主電源與備用電源切換應(yīng)有一定時(shí)間的延時(shí)，其延時(shí)時(shí)間的整定值應(yīng)符合以下要求：（1） 延時(shí)時(shí)間的整定值應(yīng)大于

32、變電室低壓配電系統(tǒng)母聯(lián)開關(guān)切換延時(shí)時(shí)間整定值0.5-1.0秒以上。（2） 當(dāng)配電系統(tǒng)中，有多處用電設(shè)備為大功率電動(dòng)機(jī)或高感抗負(fù)載，并需分別設(shè)置多臺(tái)雙電源末端互投配電箱柜時(shí)，為減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，特別是對(duì)發(fā)電組，可防止過載沖擊導(dǎo)致供電失敗。所有相關(guān)的多個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器之間，其設(shè)定的切換延時(shí)時(shí)間整定值應(yīng)有適當(dāng)?shù)募?jí)差，互相配合，以便主電源側(cè)斷電時(shí)，大功率電動(dòng)機(jī)或高感抗負(fù)載，按一定時(shí)間順序先后切換至備用電源回路。3.6 以下場(chǎng)所雙電源供電系統(tǒng)配電箱內(nèi)切換開關(guān)應(yīng)采用不延時(shí)具有快速轉(zhuǎn)換功能的勵(lì)磁式電磁驅(qū)動(dòng)二段式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器：（1） 重要場(chǎng)所的平安照明。（2） 重要計(jì)算機(jī)的電子數(shù)據(jù)處理裝置。（3） 重要

33、場(chǎng)所用電設(shè)備的應(yīng)急備用電源。（4） 證卷交易所、金融交易及銀行、大型體育場(chǎng)館、大型百貨商場(chǎng)、超市等場(chǎng)所的應(yīng)急備用照明。以上場(chǎng)所是否還需同時(shí)設(shè)置不間斷電源系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)?民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ/T16-92第6.3.1.2條有關(guān)要求確定3.7根據(jù)?建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)?GBJ16-872001年版第10.1.3條：“消防用電設(shè)備應(yīng)采用單獨(dú)的供電回路，并當(dāng)發(fā)生火災(zāi)切斷生產(chǎn)、生活用電時(shí)，應(yīng)仍能保證消防用電，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯標(biāo)志。從以上規(guī)定可以看出，由于消防系統(tǒng)均采用雙電源消防專用回路供電，主電源與備用電源均為消防專用回路，主電源回路與備用電源回路供電性質(zhì)沒有本質(zhì)區(qū)別，可以互為備用。如果未發(fā)生火災(zāi)時(shí)

34、，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器主電源側(cè)斷電，經(jīng)延時(shí)后切換至備用電源回路，因消防用電設(shè)備未投入使用應(yīng)急照明除外，當(dāng)主電源恢復(fù)供電后，立即自動(dòng)把負(fù)載轉(zhuǎn)回到主電源回路上，實(shí)際作用及意義不大。如果火災(zāi)發(fā)生后，出現(xiàn)主電源回路斷電，經(jīng)延時(shí)后切換至備用電源回路，水泵類及風(fēng)機(jī)類消防用電設(shè)備因自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器主備電源延時(shí)切換，斷電時(shí)間在1.5秒以上，由于電動(dòng)機(jī)主回路接觸器線圈掉電，需要由消防控制室遠(yuǎn)控或機(jī)房就地重新啟動(dòng),使消防用電設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行。當(dāng)主電源恢復(fù)供電后，如果采用自投自復(fù)型，那么自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器經(jīng)一段延時(shí)后，會(huì)重新自動(dòng)把負(fù)載轉(zhuǎn)回到主電源回路上，造成電動(dòng)機(jī)主回路接觸器線圈再次掉電。故自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器用于消防配電系統(tǒng)雙

35、電源末端自動(dòng)切換時(shí)一路市電加一路發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)除外，宜采用自投不自復(fù)型。并將自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器工作狀態(tài)指示返饋信號(hào)送回消防控制室。采用一路市電加一路柴油發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器用于消防配電系統(tǒng)雙電源末端自動(dòng)切換時(shí)宜采用自投自復(fù)型。3.8 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器切換條件的要求：1當(dāng)控制器或微型電腦檢測(cè)到主電源失壓、斷相、過電壓、欠電壓或頻率失調(diào)，且備用電源正常時(shí)，方可切換。2當(dāng)控制器或微型電腦檢測(cè)到主電源及備用電源均出現(xiàn)失壓、斷相、過電壓或欠電壓時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器應(yīng)只輸出報(bào)警信號(hào)不切換。3自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器采用自投自復(fù)型，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器應(yīng)經(jīng)延時(shí)后，切回主電源。延時(shí)時(shí)間宜

36、大于3秒以上。4在特殊重要場(chǎng)所的配電系統(tǒng)中，當(dāng)有同步轉(zhuǎn)換要求時(shí)，應(yīng)選用微型電腦帶有相角偵測(cè)功能的同步監(jiān)察系統(tǒng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。5在特殊重要場(chǎng)所的配電系統(tǒng)中，當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器切換后，有需要載隔離信號(hào)接點(diǎn)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。四、 結(jié)論 1、在選擇ATSE設(shè)備時(shí)需考慮符合系統(tǒng)要求的ATSE的結(jié)構(gòu)型式PC級(jí)或CB級(jí)。2、在配電系統(tǒng)中自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端應(yīng)設(shè)置隔離電器。 a. CB級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端可只設(shè)置隔離電器。 b. PC級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器： 采用樹干式供電：ATSE前端須設(shè)置符合隔離要求的短路保護(hù)電器。 采用放射式供電：短路保護(hù)電器設(shè)于上級(jí)，ATSE前端只須設(shè)置隔離電器。 三位式即中間帶“0位ATSE，其“0位不能作檢修用。即目前的產(chǎn)品均不符合隔離電器的要求。3、應(yīng)按負(fù)載特性確定ATSE的轉(zhuǎn)換時(shí)間。 當(dāng)ATSE兩路電源的電源側(cè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí)，ATSE動(dòng)作時(shí)間應(yīng)考慮上級(jí)及本級(jí)電源的轉(zhuǎn)換時(shí)間要求，如ATSE的固有轉(zhuǎn)換時(shí)間不能滿足要求時(shí)，需選用帶延時(shí)型ATSE。 ATSE在轉(zhuǎn)換過程中需考慮觸頭的斷弧及投入的時(shí)間，特別要注意大型電感性和電容性負(fù)載