談自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器選擇及使用

摘要：ATSE是低壓配電系統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的重要組成部分，因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)引起高度重視，并很有必要熟悉和了解其類型、組成與工作原理、主要特點(diǎn)及功能等，以便正確選擇和合理應(yīng)用。自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ＡＴＳＥ），它由一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其它必需的電器組成，用于監(jiān)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)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源，是專用于電源轉(zhuǎn)換的新型產(chǎn)品?？梢哉f自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ＡＴＳＥ）代表著電源切換系統(tǒng)類產(chǎn)品發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞： ATSE；特點(diǎn)；應(yīng)用

電源切換系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品大體分為三類：接觸器類、空氣斷路器類、電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ＡＴＳＥ）類，其中電源自動(dòng)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)兩種。接觸器類因技術(shù)問題已基本被淘汰，空氣斷路器類因價(jià)格昂貴未能得到普及。本文針對(duì)ATSE類電器的特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)做以下分析。

1 ＡＴＳＥ類電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用

此類電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是集開關(guān)與邏輯控制于一體，無需外加控制器，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的自動(dòng)切換開關(guān)。此類電源切換系統(tǒng)產(chǎn)品，為統(tǒng)一設(shè)計(jì)制造，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)切換驅(qū)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，切換平穩(wěn)可靠，操作器電機(jī)驅(qū)動(dòng)只在開關(guān)切換瞬間有電流通過，穩(wěn)態(tài)時(shí)無需提供工作電流，節(jié)能顯著。產(chǎn)品無溫升發(fā)熱、觸點(diǎn)粘結(jié)、線圈燒毀現(xiàn)象。開關(guān)帶有機(jī)電連鎖裝置，可實(shí)現(xiàn)自投自復(fù)、自投不自復(fù)、失壓、欠壓、斷相保護(hù)、手動(dòng)－自動(dòng)轉(zhuǎn)換、延時(shí)控制等，為電源切換類主流產(chǎn)品。

ATSE主要適用于交流不超過1000V的緊急供電系統(tǒng)，在換接電源期間中斷向負(fù)載供電。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)電器和其他必須的電器組成，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)電源的自動(dòng)電器。當(dāng)存在常用電源和備用電源兩個(gè)電源的情況時(shí)，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)偏差時(shí)，則自動(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)正常時(shí)，則自動(dòng)將負(fù)載返回?fù)Q接到常用電源。換接時(shí)間可有預(yù)定的延時(shí)或無延時(shí)，并可處于一個(gè)斷開位置。這類電器產(chǎn)品已在建筑電氣行業(yè)中得到了認(rèn)可，簡(jiǎn)稱為“雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)-ATSE”。

根據(jù)IEC-60947-6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ATSE分PC或CB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。其負(fù)荷開關(guān)和接觸器雙投型的ATSE都屬于這一類產(chǎn)品，本體只能作為ATSE使用，不具備過載和短路以及其他保護(hù)功能。CB級(jí)配備過電流脫扣器的ATSE，其主觸頭能接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏?。其斷路器和控制保護(hù)器投切型的ATSE都屬于這類產(chǎn)品，除本體作為ATSE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(duì)負(fù)載的兩段或三段及其他保護(hù)功能等。

2 不同型號(hào)的ATSE的主要特點(diǎn)及功能

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)不同類型的ATSE，從安全性、可靠性、保護(hù)性等諸多方面分析其主要特點(diǎn)及功能，供設(shè)計(jì)選用時(shí)參考。

2.1 斷路器投切型ATSE

這種ATSE由兩臺(tái)斷路器為基礎(chǔ)，外加單（雙）微型可逆電機(jī)組成電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換與控制，所以斷路器的取材廣泛，從國(guó)產(chǎn)到合資生產(chǎn)以及進(jìn)口的斷路器都能進(jìn)行組裝。斷路器投切型ATSE的主要特點(diǎn)：

從結(jié)構(gòu)形式上采用了兩臺(tái)斷路器，絕緣等級(jí)高，且具有電氣與機(jī)械雙重聯(lián)鎖功能，防止兩臺(tái)斷路器任何狀態(tài)下都不能同時(shí)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(diǎn)化、功能強(qiáng)大等方面具有先進(jìn)性，減少了外圍元器件，為供電的連續(xù)性提供了可靠的保障，基本符合有關(guān)可靠性要求。

為負(fù)載提供了完整的過載與短路保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)兩段或三段保護(hù)功能，并可根據(jù)需要增加接地等其他保護(hù)功能；另外還具有限流強(qiáng)、選擇性能好、級(jí)聯(lián)配合以及能量保護(hù)等功能，在選擇性能上表現(xiàn)極為突出。

具有電源各種故障保護(hù)、故障報(bào)警指示、運(yùn)行參數(shù)可調(diào)及電源電壓顯示等功能，并防止故障電源向負(fù)載供電；由于不同用戶或設(shè)備對(duì)供電電壓及轉(zhuǎn)換時(shí)間有不同的要求，可通過數(shù)字整定可調(diào)功能，大大方便用戶使用，并且為實(shí)現(xiàn)“四遙”提供了前提條件，經(jīng)通信接口適用于智能化網(wǎng)絡(luò)的集中控制。

2.2 負(fù)荷開關(guān)雙投型ATSE

這種ATSE由兩套負(fù)荷開關(guān)拼裝為一體，依靠一套微型可逆電機(jī)組成電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，并通過齒輪變速箱傳動(dòng)完成雙電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換與控制，動(dòng)作方式與單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的斷路器投切型ATSE基本類似。

負(fù)荷開關(guān)雙投型ATSE的主要特點(diǎn)：

由于本身的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)械簡(jiǎn)單、緊湊，除電氣聯(lián)鎖外，還可通過機(jī)械齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)完成機(jī)械聯(lián)鎖功能，安全性得到保證。

二次控制回路大部分產(chǎn)品都集開關(guān)與邏輯控制于一體，由于采用電子產(chǎn)品，故障隱患減少，基本滿足了可靠性要求。

受結(jié)構(gòu)形式限制，不具備過載和短路等保護(hù)，所以體積適中，外觀整齊統(tǒng)一，價(jià)格適中。

2.3 控制保護(hù)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?？刂票Ｗo(hù)器投切型ATSE的主要特點(diǎn)：

由于采用了模塊化結(jié)構(gòu)，在單一的結(jié)構(gòu)形式上實(shí)現(xiàn)了集成化、內(nèi)部協(xié)調(diào)配合的控制與保護(hù)，具有斷路器、接觸器及熱繼電器的各種功能與優(yōu)點(diǎn)，并通過內(nèi)部電氣與機(jī)械聯(lián)鎖功能，依靠電磁線圈吸引驅(qū)動(dòng)來完成自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程，無須再外加其它操作和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，轉(zhuǎn)換速度快，安全性能好。

目前該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)是獨(dú)家生產(chǎn)，其二次控制回路無論采用集開關(guān)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(fù)載提供完整的過載與短路保護(hù)，其他功能及特點(diǎn)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(bào)警功能，當(dāng)選用消防型電子脫扣器時(shí)，在過載情況下其本身具備只報(bào)警不跳閘功能，可滿足消防設(shè)備的特殊使用要求。

3 ATSE在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

在低壓配電系統(tǒng)中，依據(jù)國(guó)家與行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范要求，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；對(duì)消防用電設(shè)備，除采用雙電源供電外，還應(yīng)在最末一級(jí)配電箱處做自動(dòng)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(shè)計(jì)所關(guān)注的焦點(diǎn)。在一些工程設(shè)計(jì)中，往往由于不了解ATSE的類型、組成與動(dòng)作原理、特點(diǎn)及功能等，而單純以價(jià)格作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，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(tǒng)擴(kuò)大了配電級(jí)數(shù)，增加了故障點(diǎn)，直接影響了供電的連續(xù)性和可靠性。

從本質(zhì)上說，ATS只是能完成雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能電力設(shè)備的統(tǒng)稱，并不拘限于某種類型，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，除了完成負(fù)載在兩路電源間的選擇和轉(zhuǎn)換功能外，還必須考慮供電回路中的種種復(fù)雜情況（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。

隨著我國(guó)IEC標(biāo)準(zhǔn)的推廣，ATSE的選擇和使用應(yīng)逐步向正規(guī)化、合理化趨勢(shì)發(fā)展。在實(shí)際工程設(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)間及負(fù)載使用性質(zhì)等實(shí)際情況，供電要求苛刻的場(chǎng)所應(yīng)使用高可靠性轉(zhuǎn)換的ATSE，并以短路電流校驗(yàn)ATSE的遮斷電流，以市電的可靠性決定ATSE轉(zhuǎn)換的頻繁性。

本文就ATS的類型、組成、工作原理、主要特點(diǎn)及功能等進(jìn)行了分析，主要是為了在工程設(shè)計(jì)、選擇和應(yīng)用時(shí)引起大家的高度重視，合理地選擇和使用ATS。