自動轉換開關電器設計論文

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【論文關鍵詞】：自動轉換開關電器；PC級ATSE；CB級ATSE；隔離電氣；使用類別；工作位

【論文摘要】：自動轉換開關電器主要用在重要場所的緊急供電系統，將負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器，以確保重要負荷連續、可靠運行。

依據國家規范《供配電系統設計規范》（GB50052－1995）、《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045－1995，2005年版）及行業標準《民用建筑電氣設計規范》（JGJ／T16－92）的規定：一級負荷應由兩個電源供電；當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞"，"一級負荷中特別重要負荷，除由兩個電源供電外，還必須增設應急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。"。對于電源轉換時間有持定要求的一、二級負荷及消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙民機、應急照明等消防設備的供電均需要設置自動轉換開關電器（ATSE）。作為消防負荷和其他重要負荷的電源轉換裝置，ATSE在工程中得到了廣泛的應用，正確合理的選擇ATSE可確保一、二級負荷供電的可靠性、連續性。

1.ATSE的基本概念

自動轉換開關電器，即ATSE（AutomaticTransferSwitchingKquipment），由一個（或幾個）轉換開關電器和其他必須的電器組成，用于監測電源電路，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。ATSE一般由兩部分組成：開關本體干控制器。

2.ATSE的分類

目前，我國市場上符合GB／T14048.11（IEC60947－6－l）標準的產品主要有CB級和PC級兩大類。

PC級：能夠接通、承載、但不用于分斷短路電流的ATSE。

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斷短路電流。

3.ATSE的使用類別

使用類別，涉及到ATSE接通與分斷能力和操作性能指標，決定其ATSE的正確使用環境。對選用PC級ATSE除了考慮其額定接通與分斷能力外，還應考慮其在短路條件下所能承受的短路能力，即額定短時耐受電流Icw值。詳見表1-3。

使用環境條件要求

1）海拔高度不超過2000m；

2）環境溫度不高于40℃不低于－5℃；

3）相對濕度不大于95％；

4）電磁兼容性（EMC）的要求：在實際使用中，ATSB（待別是控制器部分）不應受外界的電磁干擾而損壞或誤動作，影響供電系統運行的可靠性、連續性。同時ATSE所產生的電磁效應應滿足國家相應標準，保證電氣系統其他環節的安全穩定運行。

4.設計選用注意事項

1）產品認證：中國、IEC、UL等都對ATSE制訂專門的標準（幾個標準完全等同），所以，就必須選擇符合標準的ATSE。

2）確定自動轉換開關電器（ATSE）的額定工作電壓法使用類別。要注意選擇適合負載特性的ATSE。

3）設計時選用PC級還是CB級，考慮的出發點不應是是否需要短路保護功能（PC級前面加上短路保護電器，系統就具備與CB級同樣的保護功能），而是可靠性和成本。可靠性要求高，宜選用PC級產品；要求成本低可選用CB級。

4）斷開故障電源的時間，不同結構的產品是不同的，對故障電源（例如斷相）敏感度高的負載，就需要注意，應選用能夠快速斷開故障電源的勵磁驅動式ATSE。采用斷路器的CB級ATSE未采用隔離（負荷）開關的ATSE，是用減速電機驅動（電機轉速一般為15－20rpm，開關需要轉動到一定轉角后觸頭才能斷開）。

PC級前端是否需要加短路保護電器？取決于PC級ATSE能否承受前端短路保護電器保護電流的沖擊。如果能夠承受，切換箱內就不需要再加短路保護電器，如果不能承受，就需要加一個短路保護電流低于PC級ASTE額定限制短路電流的保護電器，這需要制造商提供ASTE額定限制短路電流的保護電器類型和多數。

5）ATSE三極與四級的選擇：在電源轉換系統中，應根據配電系統的接地型式、接地保護裝置的設置，能否產生中性電流分流和環流及接地故障電流的分流，避免保護裝置誤動作或拒動作，以確定ATSE的級數。

（1）根據IEC465.1.5條規定，正常供電電源與備用發電機之間若不是同一接地網絡中時，轉換開關應采用四極型開關。

（2）帶剩余電流保護的雙電源轉換開關應采用四極型開關。兩個電源開關帶剩余電流保護，其下級的電源轉換開關應采用四極型開關。

（3）兩種不同族地系統間的電源轉換開關應采用四極型開關。

（4）TN－S、TN－C－S、系統一般不需要設四極型開關。但TN－S系統的一些特殊情況（三相嚴重個平衡及高次諧波含量較高）是否采用四級開關，需視建筑物等級的重要性而確定。

6）旁路型ATSE的應用：對供電系統可靠性、連續性有很高要求的特別重要負荷，為防止ATSE出現故障、損壞或處于檢修時，影響供電的連續性，應設置旁路到ATSE。旁路型ATSE應具有以下功能：

（1）旁路隔離開關應能在用電負載個停電的狀態下旁通電源至負載，旁路開關與ATSE額定容量應相同；

（2）旁通電源時應能隔離ATSE及相關控制電源，保證ATSE檢修及更換能夠安全進行；

（3）應有旁路隔離標志，顯示系統狀態；

（4）應有電子及機械聯鎖，防止誤操作。

參考文獻

[1]供配電系統設計規范.（GB50052－1995）.

[2]民用建筑電氣設計規范.JGJ／T16一92.

[3]國家標準GB／T14048.11－2002.低壓開關設備和控制設備第6部分：多功能電器第1篇：自動轉換開關電器.