1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上ATSE在設(shè)計及使用中若干問題的探討作者：洪元頤（北京市建筑設(shè)計研究院）摘要：    自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，即ATSE （Automatic Transfer Switching Equipment），是主要適用于交流50Hz、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)換電源期間不中斷向負(fù)載供電的低壓電器產(chǎn)品。作為目前在建筑電氣工程設(shè)計經(jīng)常采用的配電設(shè)備之一，ATSE的設(shè)計與選用直接關(guān)系到整個配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。就設(shè)計選用而言，尚有很多問題需要探討。關(guān)鍵詞：    自動轉(zhuǎn)換

2、開關(guān)電器 PC級ATSE CB級ATSE 電源切換 機(jī)械聯(lián)鎖 電氣隔離  延時設(shè)定 使用類別 極數(shù)選擇。隨著建筑電氣技術(shù)科技水平的發(fā)展，近幾年來在低壓配電系統(tǒng)中，一種新型的電器產(chǎn)品一自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(ATSE)得到了廣泛地應(yīng)用，它由1個(或幾個)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器及其控制電器組成。ATSE主要用于監(jiān)測電源電路，當(dāng)主電源發(fā)生停電或故障時，供電電源從主電源自動轉(zhuǎn)換至備用電源，從而完成雙電源系統(tǒng)的切換。但在工程設(shè)計中，如何選用ATSE、ATSE在不同配電系統(tǒng)中的設(shè)置、類型的選用是否恰當(dāng)?shù)葐栴}，還有很多電氣設(shè)計中存在爭議的問題。本文結(jié)合北京市建筑設(shè)計研究院技術(shù)措施中有關(guān)ATSE的技術(shù)要求和工程設(shè)計

3、中的經(jīng)驗(yàn)，闡述了自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(ATSE)在設(shè)計選型中應(yīng)注意的要點(diǎn)等重要的問題。1、有關(guān)ATSE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)ATSE產(chǎn)品是2003年4月開始實(shí)施的一個低壓電器標(biāo)準(zhǔn)，即低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第6部分：多功能電器第1篇：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(GBT140481l一2002)。ATSE產(chǎn)品的出處，源自民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范(JGJfTl6一1992)以及高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB5()()45一1995)、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB50052一1995)中，這些都對供電電源的數(shù)量有嚴(yán)格的規(guī)定：“一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不致同時受到損壞。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個

4、電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源?！笨梢哉f，有雙電源供電的場合，就必須使用轉(zhuǎn)換開關(guān)。相關(guān)國標(biāo)中規(guī)定：中斷供電將造成人身傷亡者，中斷供電將造成重大政治影響者，中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者，中斷供電將造成公共秩序嚴(yán)重混亂者等一級負(fù)荷和部分二級負(fù)荷是嚴(yán)禁中斷供電的。它們必須配備備用電源(獨(dú)立于正常電源，專門饋電的電網(wǎng)備用電源或快速自起動的柴油發(fā)電機(jī)組)。當(dāng)正常電源發(fā)生故障或斷電時，能使備用電源在極短的時間內(nèi)投入使用。這就要求生產(chǎn)和使用雙電源自動切換裝置。從中值得我們重視的一點(diǎn)是，使用ATSE的負(fù)荷都是重要負(fù)荷，至少是二級負(fù)荷。因此，分析ATSE的可靠性是十分必要的。ATSE產(chǎn)品還沒有進(jìn)入強(qiáng)制性認(rèn)證中來，但

5、由于建筑電氣技術(shù)的快速發(fā)展又產(chǎn)生了主備用電源間切換的產(chǎn)品需求，而且市場對ATSE產(chǎn)品的需求缺口又很大，矛盾就由此產(chǎn)生，這點(diǎn)才是我們各方面需要非常重視的問題。一個電器產(chǎn)品能否投入市場，都必須執(zhí)行三個標(biāo)準(zhǔn)，第一是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，就是現(xiàn)在的低壓配電設(shè)計規(guī)范、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范等；第二就是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，比如剛才提到的/T14048.11；第三個就是工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證所選的ATSE是否滿足工程的需要。這三個標(biāo)準(zhǔn)缺一不可，沒有這三個標(biāo)準(zhǔn)支持，這個產(chǎn)品就站不穩(wěn)?？梢哉f，是應(yīng)用中產(chǎn)生產(chǎn)品需求，促使產(chǎn)品的研發(fā)與改造，再由應(yīng)用層面推廣到合適的工程中去，這就是三個標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性，必須統(tǒng)一考慮。目前，ATSE的這三個標(biāo)準(zhǔn)還不

6、完善，縝密性不夠，有很大的空隙。標(biāo)準(zhǔn)也是不斷發(fā)展進(jìn)步的，這點(diǎn)毫無疑問。有消息說，新的IEC609476一l標(biāo)準(zhǔn)正在擬定將轉(zhuǎn)換開關(guān)統(tǒng)一為TSE(Transfer Switching Equipment)，包括自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、手動轉(zhuǎn)換開關(guān)和遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換開關(guān)三種形式，同時對TSE的試驗(yàn)方法也將作進(jìn)一步的調(diào)整?？梢哉f，IEC的標(biāo)準(zhǔn)也是不斷修訂的。這兩年，我們雖然加快了與國際接軌的步伐，等同或等效采用了很多IEC的標(biāo)準(zhǔn)，獲得了很多先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)。但有一點(diǎn)，我的看法就是，我們借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)的同時，更要考慮到我們國家自己的情況，以及工程實(shí)際中的可操作性和適用性，標(biāo)準(zhǔn)也要本土化。2、有關(guān)ATSE產(chǎn)品分類ATSE作為用于

7、雙電源間切換的開關(guān)，其結(jié)構(gòu)形式有很多種，產(chǎn)品構(gòu)造大體上可分為三類：接觸器類、空氣斷路器類和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器類，其中電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)又分為切換部件為空氣開關(guān)和負(fù)荷隔離開關(guān)等等，這幾種形式的產(chǎn)品在功能上有何特點(diǎn)?根據(jù)GBT14048.1l的規(guī)定：  “ATSE可分為PC級或CB級兩個級別。PC級：能夠接通、承載、但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腁TSE。CB級：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??！鄙鲜鎏岬降腁TSE的種類，是從開關(guān)本體的結(jié)構(gòu)形式來講的，其中負(fù)載開關(guān)和接觸器雙投型的ATS屬于PC級，開關(guān)本體只能作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)使用，不具備過載和短路以及其他保護(hù)功能。斷

8、路器和控制保護(hù)器投切型的ATSE都屬于CB級，開關(guān)本體作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)使用外，還具備過載、短路以及其他保護(hù)功能，從而實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的兩段或三段及其他保護(hù)功能。兩接觸器型轉(zhuǎn)換開關(guān)是我國最早生產(chǎn)的雙電源轉(zhuǎn)換電器，它是由兩臺接觸器搭接而成，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，這種裝置因機(jī)械聯(lián)鎖不可靠、容易產(chǎn)生溫升發(fā)熱、觸點(diǎn)粘結(jié)、線圈燒毀等故障，現(xiàn)已逐漸被代替。兩斷路器式轉(zhuǎn)換開關(guān)以塑殼空氣斷路器為切換部件，另配機(jī)械聯(lián)鎖裝置，可具有短路或過電流保護(hù)功能，安裝方便，無二次線路，但價格較高，一般置于配電柜中，多用在計算電流較大(630A以上)的場所。勵磁式專用轉(zhuǎn)換開關(guān)是由勵磁式接觸器外加

9、控制器構(gòu)成的一個整體裝置，機(jī)械聯(lián)鎖可靠，轉(zhuǎn)換由電磁線圈產(chǎn)生吸引力來驅(qū)動開關(guān)，速度快。負(fù)荷隔離開關(guān)型為機(jī)電一體式開關(guān)電器，轉(zhuǎn)換由電機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)換平穩(wěn)且速度快，并且具有過0位功能。目前，在我國國內(nèi)市場上用于兩路電源切換的裝置有三種：PC級ATSE，CB級ATSE和電動式刀開關(guān)嚴(yán)格來講，三者遵循的制造標(biāo)準(zhǔn)不同，試驗(yàn)、考核、電氣等性能均不同，導(dǎo)致使用場合和使用要求也不盡相同，前二者采用的是自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(GBT14048.1l一2002)，后者采用的是開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器  (GBT14048.3)。從電源轉(zhuǎn)換時間來講，CB級ATSE與電動式刀開關(guān)基本相同(115s)左右

10、，而PC級ATSE為10()ms200ms；電動式刀開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中沒有滅弧能力的考核指標(biāo)，而PC級、CB級ATSE：均考慮電弧擊穿問題；PC級、B級ATSE的電氣壽命、機(jī)械壽命、電氣可靠性、接通分?jǐn)嚯娏髦档目紤]指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電動式刀開關(guān)。  對于接觸器型的產(chǎn)品，目前市場上有采用接觸器的PC級和CB級ATSE產(chǎn)品，在接觸器的控制回路中設(shè)置延時環(huán)節(jié)和復(fù)歸電路，一般在接觸器的電源側(cè)設(shè)有隔離電器或有隔離功能的保護(hù)電路，接觸器的饋出側(cè)沒有隔離電器，采取適當(dāng)?shù)姆烙|電措施，可以在不影響ATSE供電的情況下維護(hù)、檢修接觸器。我個人較贊同這樣的觀點(diǎn)，接觸器制造技術(shù)的提高和其可靠的機(jī)械連鎖以及集成化的控

11、制單元，利用接觸器進(jìn)行電源的自動切換仍有市場前景。3、有關(guān)PC級ATSE與CB級ATSE特點(diǎn)比較從兩類產(chǎn)品的特點(diǎn)來看，CB級ATSE的開關(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級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器時，只要求自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的開關(guān)執(zhí)行斷路器選擇正確，即低壓斷路器符合下列條件：低壓斷路器額定分?jǐn)嚯娏?有效值)大于該處的預(yù)期最大短路電流值(有效值)；低壓斷路器選型與上下級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。 P級自動轉(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級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時耐受電

12、流有效值(1s)一般在512kA左右；額定電流大于250A小于等于630A的P級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時耐受電流有效值(1s)一般在1325kA左右。在應(yīng)用中，比方說，在配電箱、柜內(nèi)，CB級ATSE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；而P級就不行，前端就需要設(shè)置短路保護(hù)電器，而且配電箱、柜內(nèi)出線回路上的MCB還需要與PC級ATSE前端設(shè)置的MCB有級聯(lián)配合的要求。這是為什么?因?yàn)榈蛪号潆娫O(shè)計規(guī)范GB5005495第4.1.2條說的很清楚，規(guī)定：“配電線路采用的上下級保護(hù)電器，其動作應(yīng)具有選擇性；各級之問應(yīng)協(xié)調(diào)配合。但對于非重要負(fù)荷的保護(hù)電器，可采用無選擇性切斷?！备鶕?jù)以上規(guī)

13、范要求，采用雙電源供電的配電系統(tǒng)，當(dāng)雙電源末端自動互投配電箱、柜內(nèi)有多路一級負(fù)荷或二級負(fù)荷出線回路時，其自動轉(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。在北京市建筑設(shè)計研究院技術(shù)措施中關(guān)于ATSE選用有這樣的指導(dǎo)性條款： “系統(tǒng)要求ATSE有短路，過負(fù)荷等保護(hù)功能，PC級不能滿足負(fù)荷的接通容量時，宜采用CB級?！笨偟膩碚f，PC級和CB級不存在誰能把誰完全取代的問題，只是二者的使用場合不同，設(shè)計使用時會根據(jù)整個低壓配電系統(tǒng)的情況和場合，來客觀的選用。那么，由斷路器組成的CB級ATSE配備過電流脫扣器，從而具有了短路、過載等斷路器所能包含的各種

14、保護(hù)功能，可以說具備了“轉(zhuǎn)換及保護(hù)”的雙重功能。但有一個問題，比如說，在供電回路發(fā)生過電流故障時，引起斷路器斷開后，由于有過載功能的CB級ATSE不動作，達(dá)不到ATSE的本身的功能。會產(chǎn)生因保護(hù)功能所引發(fā)的一系列問題： (1)因?yàn)楸Ｗo(hù)功能的出現(xiàn)，增加了保護(hù)的級數(shù)，需要確保與上、下級之間的選擇性，這在有較高級間配合時就會很麻煩。 (2)因保護(hù)功能而切斷負(fù)載的電源，是否立即轉(zhuǎn)換到備用電源側(cè)呢?由于ATSE的動作輸入信號是取自ATSE的上口，當(dāng)正常電源側(cè)的電壓或頻率都正常時，由于斷路器因過流而脫扣造成負(fù)載失電，ATSE并不會動作。ATSE的功能僅僅是作為正常電源故障時轉(zhuǎn)換到備用電

15、源的，從這個角度說，CB級的保護(hù)功能，在系統(tǒng)的運(yùn)行中是不利的。那是不是摘掉備用電源側(cè)ACB或MCCB的過電流脫扣器就可以了呢?將斷路器的保護(hù)功能摘除，用電動機(jī)驅(qū)動的ATSE是可以用的，摘除了保護(hù)功能，它已經(jīng)由CB級變成了PC級了。但有的斷路器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的原因已經(jīng)把保護(hù)功能融成一體，就很難把它摘除掉。而且這種型式的PC級有相當(dāng)多的缺點(diǎn)，比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性下降，動作的全過程時間長，也就是動作速度慢。CB級是由斷路器組裝成的，它具有斷路器的高斷流容量的特點(diǎn)，所以在短路容量大的配電系統(tǒng)中，CB級有一定的優(yōu)勢。例如塑殼斷路器(MCCB)NSl00型100A額定電流其極限斷路容量可以達(dá)到70kA，最高可

16、達(dá)150kA，而Ls(SIRC)404000的l00AATSE額定電流其允許短時耐受電流只有2.5kA，必須一對一的配置一個gGDIN熔斷器，預(yù)期短路電流才可達(dá)到70kA。在我國目前現(xiàn)行有關(guān)國標(biāo)中，均明確消防及其設(shè)施工作電源與備用電源均應(yīng)在配電箱末端進(jìn)行自切，即必須使用ATSE；但現(xiàn)行規(guī)范與有關(guān)IEC的規(guī)定還是有差距，根據(jù)IEC：有關(guān)條文規(guī)定，對消防設(shè)備電源切換開關(guān)及其操作機(jī)構(gòu)不應(yīng)使負(fù)載電路與常用、備用電源長期斷開，開關(guān)不帶過電流保護(hù)，也就是明確了在此場合電源轉(zhuǎn)換開關(guān)只能用雙極式的PC級ATSE，不宜采用帶機(jī)械連鎖的斷路器組成的CB級ATSE。ATSE要根據(jù)場合進(jìn)行選擇。當(dāng)肖防負(fù)荷容量大且比較

17、集中時，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)換的場合，如消防水泵房等，這類轉(zhuǎn)換方案宜選用PC級的ATSE，而不宜選用CB級的ATSE，以避免因其本體故障而影響電源的轉(zhuǎn)換，造成重大損失，若需要加裝保護(hù)電器時可另外選擇。另外，當(dāng)市電與發(fā)電機(jī)組電源轉(zhuǎn)換時，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，待發(fā)電機(jī)組電源各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到穩(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)電機(jī)組輸出柜已裝保護(hù)電器，這類轉(zhuǎn)換方案也宜選用PC級的ATSE。4、ATSE選用中應(yīng)注意的問題4.1使用類別ATSE一般可在

18、一個或幾個額定工作電壓下用于各種負(fù)載的供電電源轉(zhuǎn)換。由于各種負(fù)載的不同，其額定接通與分?jǐn)嗄芰Φ囊笠灿兴煌?。國家?biāo)準(zhǔn)GBT14048.112 0 0 2按其不同用途規(guī)定了相應(yīng)的使用類別(參見表1)。 表1  ATSE的使用類別(摘自GBT14048.112002)配電系統(tǒng)的特點(diǎn)和負(fù)荷的需要是我們設(shè)計中選定ATSE的結(jié)構(gòu)型式及各種參數(shù)的根本。使用類別的規(guī)定對設(shè)計人員而言，是一個很重要的參數(shù)，但實(shí)際應(yīng)用中的條件要設(shè)計者經(jīng)過仔細(xì)地分析計算才能決定。使用類別是對ATSE下級負(fù)載類型的分類，顯然，接通與分?jǐn)嗄芰εc系統(tǒng)負(fù)載的自身特性及操作頻繁度關(guān)系甚大，在設(shè)計中要酌情分析，合理選用。

19、因ATSE是配電系統(tǒng)的核心器件，它的結(jié)構(gòu)型式、安裝方法又各有不同，選型一定要注意它的環(huán)境要求。選用ATSE，在考慮使用安裝條件(周圍空氣溫度、開關(guān)本體安裝方式、安裝地點(diǎn)海拔高度、污染等級、安裝類別等)，電氣技術(shù)參數(shù)(額定電流、電壓、額定接通分?jǐn)嗄芰?、轉(zhuǎn)換動作時間等)一般常用要求外，還需要注明主回路的使用類別。ATSE使用類別根據(jù)負(fù)載性質(zhì)和預(yù)定用途是否要求頻繁操作或不頻繁操作而言，使用類別代號可添加尾標(biāo)A(頻繁操作)或B(不頻繁操作)加以區(qū)別。廠方應(yīng)對該產(chǎn)品的使用類別，即AC一3l(33，35，36)A，Ac一3l(33，35，36)B，有明確的說明。4.2、額定接通和分?jǐn)嗄芰εc使用類別密切相關(guān)

20、的是額定接通和分?jǐn)嗄芰蓚€重要的指標(biāo)。在GBT14048.11中對額定接通和分?jǐn)嗄芰ψ髁嗣鞔_的規(guī)定，這是保證ATSE完成電源轉(zhuǎn)換過程的基本條件(參見表2)。表2驗(yàn)證接通與分?jǐn)嗄芰?yīng)于各種使用類別的接通與分?jǐn)鄺l件(摘自GBT14048.112 0 0 2)4.3 系統(tǒng)保護(hù)特性對ATSE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。< p/>ATSE的選用必須放在整個配電系統(tǒng)中考慮，要有系統(tǒng)設(shè)計的思想，ATSE不是一個獨(dú)立的部件。在配電系統(tǒng)中，無論是在過負(fù)

21、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，電動機(jī)起動裝置的電氣設(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。表2驗(yàn)證接通與分?jǐn)嗄芰?yīng)于各種使用類別的接通與分?jǐn)鄺l件(摘自GBT14048.112 0 0 22 0 0 2)中規(guī)定ATSE在短路條件下的接通與分?jǐn)嗄芰?，見?。表3  ATSE驗(yàn)證短路操作能力的試驗(yàn)電流值(摘自GBT14048.1120022)對于PC級ATSE，本身不具備過載和短路保護(hù)自力，所以PC級只具備短時耐受電流和短路接通能力，并且應(yīng)能承受和接通上

22、表所給定的電流值。如果在PC級ATSE前加短路保護(hù)的電器設(shè)備(斷路器或熔斷器)，則PC級ATSE只在短路保護(hù)電器設(shè)備斷開電口的時間內(nèi)承受上表所給定的電流值。而對于CB級ATSE來說，既有一定的短路接通能力又具備短路分?jǐn)嗄芰?，而且對于使用斷路器和控l器組合的CB級ATSE，其分?jǐn)嗄芰σ簿褪撬褂脭嗦菲鞯念~定分?jǐn)嗄芰χ?。另外，無論CB級與PC級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接通，而且相與相之間要有效的隔離，避免出現(xiàn)過渡性短路，否則會引起ATsE觸頭的熔接，對ATSE和其它用電設(shè)備造成損壞。4.4ATES選用三極還是四極 對于三極和四極開關(guān)的選用，一般認(rèn)為對于同

23、一類型同容量電源之間的雙電源自動轉(zhuǎn)換，如兩個公用電網(wǎng)、兩個發(fā)電機(jī)組等這些零線不切斷的或共零線的電源可用三極ATSE，對于不同制式的電源之間的自動轉(zhuǎn)換和具有諧波電流較大影響的須用四極ATSE，另兩個不同容量的電源之間的轉(zhuǎn)換應(yīng)使用四極ATSE，因?yàn)樵诟髯缘牧憔€上都有不同的零序電壓存在，如零線不斷開將會形成環(huán)流，對電器設(shè)備危害很大。采用三極或四極ATSE要根據(jù)四極電器的選擇原則確定。民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范編制組，針對四極開關(guān)的應(yīng)用問題達(dá)成了以下共識：(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)之間若不是同一接地網(wǎng)絡(luò)中時，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四極型開關(guān)。(2)帶剩余電流保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采

24、用四極開關(guān)。兩個電源開關(guān)帶剩余電流保護(hù)，其下級的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四極開關(guān)。(3)兩種不同接地系統(tǒng)間電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用四極開關(guān)。(4)TNs、TNcs系統(tǒng)一般不需要設(shè)四極開關(guān)。但TNs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)是否用四極開關(guān)，需視建筑物等級的重要性而確定?？傊?，采用三級還是四極要按系統(tǒng)的要求去確定。4.5 ATSE選擇兩位視還是三位式ATSE在轉(zhuǎn)換過程中，是一次動作到位(簡稱兩位式)，還是在中間有一個空位(簡稱三位式)。兩位式ATSE開關(guān)主觸頭僅有兩個工作位(正常電源位及備用電源位)，其轉(zhuǎn)換動作時間較快；三位式ATSE開關(guān)主觸頭有三個工作位，(正常電源位、備用電源位及零

25、位)，零位時主觸頭處于空擋，因?yàn)樵O(shè)置了零位，三位式ATSE轉(zhuǎn)換動作時間較慢。三位式ATSE設(shè)置“零位” 的主要作用是當(dāng)負(fù)載為高感抗或大電機(jī)負(fù)載時，為避免沖擊電流做暫態(tài)停留之用。可以說，兩位式比三位式有更高的可靠性。從理論上講，兩位式或三位式是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計人員從負(fù)荷的需要，從“動態(tài)”過程分析，特別是考慮電源系統(tǒng)整體的變化狀態(tài)以及維護(hù)要求，綜合研究判定的。一般而言，以下場所雙電源供電系統(tǒng)配電箱內(nèi)切換開關(guān)應(yīng)采用(不延時)具有快速轉(zhuǎn)換功能的勵磁式電磁驅(qū)動兩段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器：重要場所的安全照明；重要計算機(jī)的電子數(shù)據(jù)處理裝置；重要場所用電設(shè)備的應(yīng)急備用電源；證券交易所、金融交易及銀行、大型體育場館、大

26、型百貨商場、超市等場所的應(yīng)急備用照明。以上場所是否還需同時設(shè)置不問斷電源系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJT161992第6.3.1.2條有關(guān)要求確定。三位式用在哪里呢?首先是在系統(tǒng)主電源突然停電，但還要保證系統(tǒng)上、下級的動作時間有一個時間差這樣要求的系統(tǒng)中；或者要求備用電源的負(fù)荷投入要有一定時間差，以便減小沖擊的系統(tǒng)中；或者是ATSE本身有維護(hù)、檢修及調(diào)試的需要的情況下。46旁路式ATSE的選擇對供電系統(tǒng)可靠性、連續(xù)性有很高要求的特別重要場所，為防止當(dāng)ATSEt丑現(xiàn)故障、損壞或ATSE處于檢修時，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)ATSE。旁路型ATSE應(yīng)有以下功

27、能：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ATSE額定容量應(yīng)相同；旁通電源時應(yīng)能隔離ATSE及相關(guān)控制電源，保證ATSE檢修及更換能夠安全進(jìn)行；應(yīng)有旁路隔離標(biāo)志，顯示系統(tǒng)狀態(tài)；應(yīng)有電子及機(jī)械聯(lián)鎖，防止誤操作。以下場所宜設(shè)置旁路型ATSE：采用柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急備用電源的特別重要場所的油機(jī)一市電型自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；國家及省市級廣播電視中心內(nèi)重要的演播室及機(jī)房；大型機(jī)場的航空雷達(dá)站；重要的大型通信機(jī)站；大型綜合醫(yī)院對供電系統(tǒng)連續(xù)性有特殊要求的手術(shù)室；銀行、金融中心、證券交易所內(nèi)對供電系統(tǒng)連續(xù)性有特殊要求的場所?？傊谶B續(xù)性供電要求高是決定是否采用旁路式ATSE的基本要素。

28、5、有關(guān)ATSE設(shè)計中應(yīng)注意的問題51 ATSE前是否需設(shè)置隔離電器的問題ATSE前是否需設(shè)置隔離電器呢?ATSE是由開關(guān)與轉(zhuǎn)換控制器(或微型控制電腦)及傳動機(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，適用于一級負(fù)荷及二級負(fù)荷的供配電系統(tǒng)中主電源與備用電源的自動轉(zhuǎn)換。根據(jù)有關(guān)規(guī)范對配電系統(tǒng)的要求，一級負(fù)荷及二級負(fù)荷配電系統(tǒng)應(yīng)采用雙電源供電末端自動互投，按其使用性質(zhì)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器通常安裝在配電系統(tǒng)最后一級的配電箱、柜的進(jìn)線側(cè)。(市電一發(fā)電機(jī)主備型除外) 根據(jù)低壓配電設(shè)計規(guī)范GB500541995第213條當(dāng)維護(hù)、測試和檢修設(shè)備需斷開電源時，應(yīng)設(shè)置隔離電器。

29、第2.1.6條隔離電器可采用下列電器：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不需要拆除導(dǎo)線的特殊端子；5熔斷器。以及通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范GB500551993第2.5.1條隔離電器的裝設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1每臺電動機(jī)的主回路上應(yīng)裝設(shè)隔離電器，當(dāng)符合下列條件之一時，數(shù)臺電動機(jī)可共用一套隔離電器：(1)共用一套短路保護(hù)電器的一組電動機(jī)；(2)由同一配電箱(屏)供電且允許無選擇地斷開的一組電動機(jī)。2電動機(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)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。現(xiàn)

30、行國家標(biāo)準(zhǔn)低壓電器基本標(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)以上規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，在配電系統(tǒng)中ATSE前端應(yīng)設(shè)置隔離電器。52 ATSE是否可作為隔離電器使用隔離開關(guān)必須具有以下功能：動觸頭在斷開位置時可鎖定或可視；具有較高的額定沖擊耐受電壓(125倍)；在任何情況下，極限泄漏電流不應(yīng)超過6mA。從定義可以看出，ATSE應(yīng)用在電氣系統(tǒng)中主要目的是在一、二級負(fù)荷緊急供電系統(tǒng)中完成主備用電源的切換功能，前面說了兩段式和三段式兩種的區(qū)別，三段式ATSE設(shè)置“零位”的主要作用是當(dāng)負(fù)載為高感抗或大電機(jī)負(fù)載時

31、，為避免沖擊電流做暫態(tài)停留之用，而非用于負(fù)載維修時隔離之用。另一方面，ATSE自身也有檢修和維護(hù)的可能，所以帶零位的三段式ATSE不宜兼做隔離電器，為滿足維修問題需要隔離時，應(yīng)在ATSE前單獨(dú)設(shè)置隔離電器?？傊?，ATSE自身不能滿足隔離器的要求，其二是ATSE自身的重要性與結(jié)構(gòu)復(fù)雜性要求有一個無電維護(hù)的條件。53 ATSE前是否需設(shè)置短路保護(hù)電器CB級自動轉(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?，配電箱、柜?nèi)CB級自動轉(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。PC級自動轉(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，故前端須設(shè)

32、置符合隔離要求的短路保護(hù)電器，如熔斷器、熔斷器式開關(guān)、熔斷器式隔離器、符合IEC9473隔離標(biāo)準(zhǔn)要求的隔離型低壓斷路器等，并需與PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端設(shè)置的MCB有級聯(lián)配合的要求，以提高出線回路低壓斷路器的分?jǐn)嗄芰Α?4 ATSE在電源過壓、欠壓甚至缺相時完成轉(zhuǎn)換的問題PC級ATSE其前端須設(shè)置符合隔離要求的短路保護(hù)電器，如熔斷器、熔斷器式開關(guān)、熔斷器式隔離器等，并需與PC級A。TSE前端設(shè)置的MCB有級聯(lián)配合的要求，以提高出線回路低壓MCB的分?jǐn)嗄芰?。但問題是，當(dāng)ATSE前級選用熔斷器作為保護(hù)電器時，又會有另外一個問題，使用熔斷器時，故障可能導(dǎo)致一相熔斷，形成缺相運(yùn)行，這是熔斷器的一個缺

33、點(diǎn)。使用熔斷器存在這個問題。對于照明回路，缺相能被及時發(fā)現(xiàn)，也無危害；對三相電動機(jī)負(fù)載，應(yīng)使用缺相保護(hù)型熱斷電器就可以克服缺相運(yùn)行的缺陷。55 ATSE的轉(zhuǎn)換時間的確定剛才提到，要從系統(tǒng)切換的“動態(tài)”過程分析，從時間上有個綜合判定。那么，ATSE的轉(zhuǎn)換時間選擇上應(yīng)該注意些什么呢?不同的備用電源性質(zhì)，以及不同的負(fù)載情況，對ATSE轉(zhuǎn)換時間的要求是不同的。TSE的轉(zhuǎn)換時間是構(gòu)成配電系統(tǒng)的重要因素之一。要根據(jù)系統(tǒng)的允許斷電時間，確定ATSE的固有及人為延時時間。首選明確它的行進(jìn)過程，如圖所示。t1  觸頭轉(zhuǎn)換時間。(秒)t2  轉(zhuǎn)換動作時間。(秒)t11 固有完成行程時間之一。t

34、12  固有完成行程時間之二。t3人為延遲時間。(t31一前延時；t延時)t11 +t3+t12：斷電時間。t=t2 +t3 總動作時間在系統(tǒng)設(shè)計中最重要的是t3。以上定義是觸頭機(jī)構(gòu)運(yùn)動時間。在配電系統(tǒng)運(yùn)行中同時伴隨著主觸頭間的電弧產(chǎn)生及熄滅。為了確保電弧的可靠熄滅防止第一、第二主觸頭的跨越電弧使正常與備，間發(fā)生短路。t必須大于電弧存在的時間。顯然，從這個角度看ATSE的觸頭轉(zhuǎn)換并不是越快越好，要有個度，必須防止電弧形成的跨越性短路。其次，人為延時t3的確定原則：下級ASTE比上一級ATSE的總動作時間(t)應(yīng)大于10個周波。(即200ms)(見圖1)；如果正常電源與備戶在電源側(cè)設(shè)置

35、了聯(lián)絡(luò)斷路器，本級ATSE的動作時間(t)應(yīng)比上級聯(lián)絡(luò)開關(guān)的延時整定互投時間大0.5s。(見圖2)。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)測定可靠滅弧時間約120ms，轉(zhuǎn)換時間小于l00ms是不可靠的)，機(jī)械A(chǔ)TSE的轉(zhuǎn)換動作時間在l00多毫秒至幾秒鐘。設(shè)計選型時，應(yīng)注重“總動作時間”，以滿足不同配電系統(tǒng)的使用要求。應(yīng)根據(jù)允許供電中斷時間及負(fù)載特性選定ATSE總動作時間。供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB500521995第2.0.4條規(guī)定，“自投裝置的動作時間能滿足允許中斷供電時問的，可選用帶有自動投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路”。民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJT16199

36、2第3.1.9.2(2)條規(guī)定，“帶有自動投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路，適用于允許中斷時間為1.5s以上的供電”。 對允許中斷供電時問在15s以內(nèi)的負(fù)載及重要場所(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)計規(guī)范JGJT161992第6.3.1.2(2)一(3)條，應(yīng)設(shè)置不問斷電源裝置。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，ATSE總動作時問應(yīng)與變電室母聯(lián)開關(guān)設(shè)定的動作時間整定值配合，應(yīng)大于聯(lián)絡(luò)開關(guān)動作時間0.5ls以上。變電室母聯(lián)開關(guān)的動作時間大多為1.52.5s，ATSE總動作時間宜在23s以上。當(dāng)采用發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急照明電源時，發(fā)電機(jī)的啟動和電源轉(zhuǎn)換的全部

37、時間不大15s。ATSE應(yīng)選用“市電一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換”專用型。ATSE一般不允許帶大電動機(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，電機(jī)將受到巨大的機(jī)械應(yīng)力。同時，由電動機(jī)產(chǎn)生的反電勢引起的過流會造成熔斷器熔斷或斷路器脫扣。因此，當(dāng)ATSE帶大電動機(jī)或高感抗負(fù)載轉(zhuǎn)換時，兩組動觸頭在轉(zhuǎn)換前應(yīng)增加一個延時時間，即應(yīng)選用延時轉(zhuǎn)換型ATSE，延時時間視負(fù)載情況確定。以上所說的是北京地區(qū)常用的10kv高壓電源(上級)有自動重合閘保護(hù)，10kv及04kv系統(tǒng)均采用單母線分段的結(jié)線方式，用分列運(yùn)行方式計算的時間。ATSE具有自投自復(fù)功能時，當(dāng)主電源恢復(fù)正常供電后，ATSE應(yīng)經(jīng)延時后，切換回主電

38、源。確定以上原則的基本出發(fā)點(diǎn)，就是在ATSE可靠轉(zhuǎn)換、防止其振蕩的基礎(chǔ)上盡可能縮短負(fù)載斷電的時間。是否可采用其他的防止振蕩的方法呢?譬如，不考慮上級的“時滯”條件，系統(tǒng)中均采用不自動返回的ATSE，等電源狀態(tài)平穩(wěn)后用人工逐一返回到主電源，是可以的。但要注意三個問題：備用電源要有承受大量負(fù)荷投入的能力；要注意逐一返回由人工操作的順序要求。0秒ATSE裝置設(shè)在主電源為市網(wǎng)系統(tǒng)，備用電源是發(fā)電機(jī)自調(diào)壓、自調(diào)頻系統(tǒng)，必須保證備用電源與市網(wǎng)相位在允許范圍內(nèi)投切電源。這時發(fā)電機(jī)有一段時間與市網(wǎng)“并網(wǎng)”。1.        CC級的定義轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的國標(biāo)GB14048

39、.11-2008中對CC級的定義是：能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腡SE，該TSE主要由滿足GB14048.4要求的電器構(gòu)成。（注：GB14048.4是接觸器的國標(biāo)）對PC級的定義是：能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腡SE。由此可以看出：CC級和PC級在轉(zhuǎn)換電源的作用上是一樣的，都是“能夠接通和承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腡SE”，區(qū)別僅僅在于：CC級是特指由接觸器構(gòu)成的TSE，由此可以認(rèn)為CC級是PC級中的一個特例。TSE：轉(zhuǎn)換開關(guān)電器ATSE：自行動作的轉(zhuǎn)換開關(guān)電器2.        基于接觸器的雙電源轉(zhuǎn)換電器的歷史和現(xiàn)狀接觸器是一種使用歷史很長，制造技術(shù)非常成熟的控制電器，接觸器主要用途是用來頻繁的控制電動機(jī)的啟動和停止，電動機(jī)在啟動的瞬間有額定電流六七倍的峰值啟動電流，而在建筑中用于雙電源轉(zhuǎn)換的場合，負(fù)載類型多數(shù)為混合類負(fù)載，如應(yīng)急照明燈、UPS等等，ATSE觸頭接通的瞬間，并不會承擔(dān)太大的啟動電流