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核心提示：
電源切換系統的相關產品大體分為三類:接觸器類、空氣斷路器類、電源自動轉換開關電器( ATSE) 類, 其中電源自動轉換開關又分為切換部件為空氣開關和負荷隔離開關兩種。接觸器類因技術問題已基本被淘汰, 空氣斷路器類因價格昂貴未能得到普及。本文針對ATSE 類電器的特點及應用優勢做以下分析。
1 ATSE 類電源自動轉換開關電器系統的特點及應用
此類電源轉換系統是集開關與邏輯控制于一體, 無需外加控制器, 真正實現機電一體化的自動切換開關。此類電源切換系統產品, 為統一設計制造, 體積小, 結構簡單, 開關切換驅動采用電機驅動, 切換平穩可靠, 操作器電機驅動只在開關切換瞬間有電流通過, 穩態時無需提供工作電流, 節能顯著。產品無溫升發熱、觸點粘結、線圈燒毀現象。開關帶有機電連鎖裝置, 可實現自投自復、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。
ATSE 主要適用于交流不超過1000V 的緊急供電系統, 在換接電源期間中斷向負載供電。
根據IEC 國際標準定義: 由一個或多個轉換開關電器和其他必須的電器組成, 用于檢測電源電路, 并將一個或多個負載電路從一個電源轉換至另一個電源的自動電器。當存在常用電源和備用電源兩個電源的情況時, ATSE 應指定一個常用電源位置, 其操作程序由兩個自動轉換過程組成。如果常用電源被檢測到出現偏差時,則自動將負載從常用電源轉換至備用電源; 如果常用電源恢復正常時, 則自動將負載返回換接到常用電源。換接時間可有預定的延時或無延時, 并可處于一個斷開位置。這類電器產品已在建筑電氣行業中得到了認可, 簡稱為“雙電源自動轉換開關- ATSE”。
根據IEC- 60947- 6 國際標準規定, ATSE 分PC 或CB 兩個級別。PC 級能夠接通、承載, 但不用于分斷短路電流的ATSE。其負荷開關和接觸器雙投型的ATSE 都屬于這一類產品, 本體只能作為ATSE 使用, 不具備過載和短路以及其他保護功能。CB 級配備過電流脫扣器的ATSE, 其主觸頭能接通并用于分斷短路電流。其斷路器和控制保護器投切型的ATSE 都屬于這類產品, 除本體作為ATSE 使用外, 還具備過載、短路以及其他保護功能, 從而實現對負載的兩段或三段及其他保護功能等。
2 不同型號的ATSE 的主要特點及功能針對目前國內生產不同類型的ATSE, 從安全性、可靠性、保護性等諸多方面分析其主要特點及功能, 供設計選用時參考。
2.1 斷路器投切型ATSE
這種ATSE 由兩臺斷路器為基礎, 外加單( 雙) 微型可逆電機組成電動操作機構來實現雙電源自動轉換與控制, 所以斷路器的取材廣泛,從國產到合資生產以及進口的斷路器都能進行組裝。斷路器投切型ATSE 的主要特點:從結構形式上采用了兩臺斷路器, 絕緣等級高, 且具有電氣與機械雙重聯鎖功能, 防止兩臺斷路器任何狀態下都不能同時合閘, 很好地保證了其安全性。
二次控制回路采用智能控制器組成, 在弱電控制、無觸點化、功能強大等方面具有先進性, 減少了外圍元器件, 為供電的連續性提供了可靠的保障, 基本符合有關可靠性要求。
為負載提供了完整的過載與短路保護, 可實現兩段或三段保護功能, 并可根據需要增加接地等其他保護功能; 另外還具有限流強、選擇性能好、級聯配合以及能量保護等功能, 在選擇性能上表現極為突出。
具有電源各種故障保護、故障報警指示、運行參數可調及電源電壓顯示等功能, 并防止故障電源向負載供電; 由于不同用戶或設備對供電電壓及轉換時間有不同的要求, 可通過數字整定可調功能, 大大方便用戶使用, 并且為實現“四遙”提供了前提條件, 經通信接口適用于智能化網絡的集中控制。
2.2 負荷開關雙投型ATSE
這種ATSE 由兩套負荷開關拼裝為一體, 依靠一套微型可逆電機組成電動操作機構, 并通過齒輪變速箱傳動完成雙電源的自動轉換與控制, 動作方式與單電機驅動的斷路器投切型ATSE 基本類似。
負荷開關雙投型ATSE 的主要特點:
由于本身的運動、傳動機械簡單、緊湊, 除電氣聯鎖外, 還可通過機械齒輪傳動結構完成機械聯鎖功能, 安全性得到保證。
二次控制回路大部分產品都集開關與邏輯控制于一體, 由于采用電子產品, 故障隱患減少, 基本滿足了可靠性要求。
受結構形式限制, 不具備過載和短路等保護, 所以體積適中, 外觀整齊統一, 價格適中。
2.3 控制保護器投切型ATSE
這種ATSE 主要由KBO 系列主電路基本模塊和其他輔助模塊組成。控制保護器投切型ATSE 的主要特點:
由于采用了模塊化結構, 在單一的結構形式上實現了集成化、內部協調配合的控制與保護, 具有斷路器、接觸器及熱繼電器的各種功能與優點, 并通過內部電氣與機械聯鎖功能, 依靠電磁線圈吸引驅動來完成自動轉換過程, 無須再外加其它操作和轉換機構, 故結構簡單緊湊,轉換速度快, 安全性能好。
目前該產品在國內是獨家生產, 其二次控制回路無論采用集開關與邏輯控制于一體, 還是采用智能控制器, 都能較好地滿足可靠性的要求。
可為負載提供完整的過載與短路保護, 其他功能及特點與斷路器投切型的ATS 基本相同, 不再詳述。
2.4 具有過載、短路以及故障直接報警功能, 當選用消防型電子脫扣器時, 在過載情況下其本身具備只報警不跳閘功能, 可滿足消防設備的特殊使用要求。
3 ATSE 在低壓配電系統中的應用
在低壓配電系統中, 依據國家與行業現行規范要求, 對于一些較重要的一、二級負荷, 應采用雙電源供電; 對消防用電設備, 除采用雙電源供電外, 還應在最末一級配電箱處做自動切換。因此, ATSE 的使用范圍將更加廣泛, 如何正確選擇和使用ATSE 也成為設計所關注的焦點。
在一些工程設計中, 往往由于不了解ATSE 的類型、組成與動作原理、特點及功能等, 而單純以價格作為衡量標準, 盲目地選擇和使用, 忽視了其本身的安全性和可靠性, 使低壓配電系統擴大了配電級數, 增加了故障點, 直接影響了供電的連續性和可靠性。
1 ATSE 類電源自動轉換開關電器系統的特點及應用
此類電源轉換系統是集開關與邏輯控制于一體, 無需外加控制器, 真正實現機電一體化的自動切換開關。此類電源切換系統產品, 為統一設計制造, 體積小, 結構簡單, 開關切換驅動采用電機驅動, 切換平穩可靠, 操作器電機驅動只在開關切換瞬間有電流通過, 穩態時無需提供工作電流, 節能顯著。產品無溫升發熱、觸點粘結、線圈燒毀現象。開關帶有機電連鎖裝置, 可實現自投自復、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。
ATSE 主要適用于交流不超過1000V 的緊急供電系統, 在換接電源期間中斷向負載供電。
根據IEC 國際標準定義: 由一個或多個轉換開關電器和其他必須的電器組成, 用于檢測電源電路, 并將一個或多個負載電路從一個電源轉換至另一個電源的自動電器。當存在常用電源和備用電源兩個電源的情況時, ATSE 應指定一個常用電源位置, 其操作程序由兩個自動轉換過程組成。如果常用電源被檢測到出現偏差時,則自動將負載從常用電源轉換至備用電源; 如果常用電源恢復正常時, 則自動將負載返回換接到常用電源。換接時間可有預定的延時或無延時, 并可處于一個斷開位置。這類電器產品已在建筑電氣行業中得到了認可, 簡稱為“雙電源自動轉換開關- ATSE”。
根據IEC- 60947- 6 國際標準規定, ATSE 分PC 或CB 兩個級別。PC 級能夠接通、承載, 但不用于分斷短路電流的ATSE。其負荷開關和接觸器雙投型的ATSE 都屬于這一類產品, 本體只能作為ATSE 使用, 不具備過載和短路以及其他保護功能。CB 級配備過電流脫扣器的ATSE, 其主觸頭能接通并用于分斷短路電流。其斷路器和控制保護器投切型的ATSE 都屬于這類產品, 除本體作為ATSE 使用外, 還具備過載、短路以及其他保護功能, 從而實現對負載的兩段或三段及其他保護功能等。
2 不同型號的ATSE 的主要特點及功能針對目前國內生產不同類型的ATSE, 從安全性、可靠性、保護性等諸多方面分析其主要特點及功能, 供設計選用時參考。
2.1 斷路器投切型ATSE
這種ATSE 由兩臺斷路器為基礎, 外加單( 雙) 微型可逆電機組成電動操作機構來實現雙電源自動轉換與控制, 所以斷路器的取材廣泛,從國產到合資生產以及進口的斷路器都能進行組裝。斷路器投切型ATSE 的主要特點:從結構形式上采用了兩臺斷路器, 絕緣等級高, 且具有電氣與機械雙重聯鎖功能, 防止兩臺斷路器任何狀態下都不能同時合閘, 很好地保證了其安全性。
二次控制回路采用智能控制器組成, 在弱電控制、無觸點化、功能強大等方面具有先進性, 減少了外圍元器件, 為供電的連續性提供了可靠的保障, 基本符合有關可靠性要求。
為負載提供了完整的過載與短路保護, 可實現兩段或三段保護功能, 并可根據需要增加接地等其他保護功能; 另外還具有限流強、選擇性能好、級聯配合以及能量保護等功能, 在選擇性能上表現極為突出。
具有電源各種故障保護、故障報警指示、運行參數可調及電源電壓顯示等功能, 并防止故障電源向負載供電; 由于不同用戶或設備對供電電壓及轉換時間有不同的要求, 可通過數字整定可調功能, 大大方便用戶使用, 并且為實現“四遙”提供了前提條件, 經通信接口適用于智能化網絡的集中控制。
2.2 負荷開關雙投型ATSE
這種ATSE 由兩套負荷開關拼裝為一體, 依靠一套微型可逆電機組成電動操作機構, 并通過齒輪變速箱傳動完成雙電源的自動轉換與控制, 動作方式與單電機驅動的斷路器投切型ATSE 基本類似。
負荷開關雙投型ATSE 的主要特點:
由于本身的運動、傳動機械簡單、緊湊, 除電氣聯鎖外, 還可通過機械齒輪傳動結構完成機械聯鎖功能, 安全性得到保證。
二次控制回路大部分產品都集開關與邏輯控制于一體, 由于采用電子產品, 故障隱患減少, 基本滿足了可靠性要求。
受結構形式限制, 不具備過載和短路等保護, 所以體積適中, 外觀整齊統一, 價格適中。
2.3 控制保護器投切型ATSE
這種ATSE 主要由KBO 系列主電路基本模塊和其他輔助模塊組成。控制保護器投切型ATSE 的主要特點:
由于采用了模塊化結構, 在單一的結構形式上實現了集成化、內部協調配合的控制與保護, 具有斷路器、接觸器及熱繼電器的各種功能與優點, 并通過內部電氣與機械聯鎖功能, 依靠電磁線圈吸引驅動來完成自動轉換過程, 無須再外加其它操作和轉換機構, 故結構簡單緊湊,轉換速度快, 安全性能好。
目前該產品在國內是獨家生產, 其二次控制回路無論采用集開關與邏輯控制于一體, 還是采用智能控制器, 都能較好地滿足可靠性的要求。
可為負載提供完整的過載與短路保護, 其他功能及特點與斷路器投切型的ATS 基本相同, 不再詳述。
2.4 具有過載、短路以及故障直接報警功能, 當選用消防型電子脫扣器時, 在過載情況下其本身具備只報警不跳閘功能, 可滿足消防設備的特殊使用要求。
3 ATSE 在低壓配電系統中的應用
在低壓配電系統中, 依據國家與行業現行規范要求, 對于一些較重要的一、二級負荷, 應采用雙電源供電; 對消防用電設備, 除采用雙電源供電外, 還應在最末一級配電箱處做自動切換。因此, ATSE 的使用范圍將更加廣泛, 如何正確選擇和使用ATSE 也成為設計所關注的焦點。
在一些工程設計中, 往往由于不了解ATSE 的類型、組成與動作原理、特點及功能等, 而單純以價格作為衡量標準, 盲目地選擇和使用, 忽視了其本身的安全性和可靠性, 使低壓配電系統擴大了配電級數, 增加了故障點, 直接影響了供電的連續性和可靠性。
