淺析雙電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)展趨向

孫愛(ài)芳

【摘 要】我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及IEC標(biāo)準(zhǔn)將ATSE分類為PC級(jí)和CB級(jí)兩個(gè)級(jí)別，由于CB級(jí)ATSE存在著體積大，動(dòng)作速度慢，機(jī)械聯(lián)鎖可靠性較差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步縮小，而PC級(jí)ATSE由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，自身聯(lián)鎖，轉(zhuǎn)換速度快，安全，可靠已成為ATSE的主流。本文正是從ATSE的發(fā)展過(guò)程、發(fā)展趨向及PC級(jí)ATSE在工程中的應(yīng)用入手，對(duì)PC級(jí)ATSE進(jìn)行了必要的闡述。

【關(guān)鍵詞】ATSE雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；機(jī)械聯(lián)鎖；電氣隔離；延時(shí)設(shè)定

1.雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ATSE的發(fā)展過(guò)程

ATSC即雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，由一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器和其他必需的電器（轉(zhuǎn)換控制器）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)電源轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的開(kāi)關(guān)電器。作為消防負(fù)荷和其他重要負(fù)荷的末端互投裝置，ATSE在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，正確合理的選擇ATSE可確保重要負(fù)荷的可靠供電，ATSE在重要負(fù)荷的供電系統(tǒng)中是不可缺少和重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

ATSE目前在我國(guó)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，即兩接觸器型、兩斷路器型、勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。兩接觸器型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第一代，是我國(guó)最早生產(chǎn)的雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它是由兩臺(tái)接觸器搭接而成的簡(jiǎn)易電源，這種裝置因機(jī)械聯(lián)鎖不可靠、耗電大等缺點(diǎn)，因而在工程中越來(lái)越少采用。兩斷路器式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第二代，也就是我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中所提到的CB級(jí)ATSE，它是由兩斷路器改造而成，另配機(jī)械聯(lián)鎖裝置，可具有短路或過(guò)電流保護(hù)功能，但是機(jī)械聯(lián)鎖不可靠。勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)化開(kāi)關(guān)為第三代，它是由勵(lì)磁式接觸器外加控制器構(gòu)成的一個(gè)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(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，速度快。電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第四代，是PC級(jí)ATSE，其主體為符合隔離開(kāi)關(guān)，為機(jī)電一體式開(kāi)關(guān)電器，轉(zhuǎn)換由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)換平穩(wěn)且速度快，并且具有過(guò)0位功能。

2.雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（ATSE）的發(fā)展趨向

ATSE的發(fā)展趨向主要包括兩個(gè)方面，其一是開(kāi)關(guān)主體，具備很高的抗沖擊電流能力，并且可頻繁轉(zhuǎn)換；具有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖，確保任何狀態(tài)下兩路電源不能并列運(yùn)行；不允許帶熔絲或脫跳裝置，以防止雙電源開(kāi)關(guān)因過(guò)載而造成輸出端無(wú)電現(xiàn)象；具備0位功能，并且隔離距離大，以便能夠承受更高的沖擊電壓（8KV）以上；四級(jí)開(kāi)關(guān)具備N級(jí)先合后分的功能，以防止ATSE在切換時(shí)，不同系統(tǒng)中 N線上電位漂移，使電流走向不一致或分流，造成剩余電流保護(hù)裝置誤動(dòng)作。其二是控制器，采用微處理器智能化產(chǎn)品，檢測(cè)模塊應(yīng)具有較高的檢測(cè)精度和寬的參數(shù)設(shè)定范圍，包括電壓、頻率、延時(shí)時(shí)間等；具備良好的電磁兼容性，應(yīng)能承受住主回路的電壓波動(dòng)，浪涌保護(hù)，諧波干擾，電磁干擾等；轉(zhuǎn)換時(shí)間快，且延時(shí)可調(diào)；可為用戶提供各種信號(hào)及消防聯(lián)動(dòng)接口，通信接口。

從ATSE的發(fā)展過(guò)程和發(fā)展趨向可以看出，PC級(jí)ATSE在工程中的應(yīng)用將成為主流。

值得一提的是，《固定式消防泵驅(qū)動(dòng)器-控制器》（IEC標(biāo)準(zhǔn)修正草案）中指出，ATSE不應(yīng)帶短路和過(guò)電流保護(hù)功能。而CB級(jí)ATSE不能夠滿足這一點(diǎn)，一旦出現(xiàn)短路和過(guò)電流的情況，脫扣器脫扣，造成電源側(cè)雖然有電， 而負(fù)載沒(méi)電的情況，不能滿足一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求。IEC標(biāo)準(zhǔn)修訂的趨向也證明了PC級(jí)ATSE在工程中的推廣是必然的。這也是我們?yōu)槭裁匆獑为?dú)對(duì)PC級(jí)ATSE進(jìn)行闡述的理由。

3.PC級(jí)ATSE的選擇

在談及PC級(jí)ATSE如何選擇之前，我們先分析一下ATSE轉(zhuǎn)換程序。

（1）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)接至備用電源。

（2）如果常用電源恢復(fù)正常時(shí)，則自動(dòng)將負(fù)載返回轉(zhuǎn)接到常用電源。

雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用于常用電源和備用電源之間的轉(zhuǎn)換，要求電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)不應(yīng)使負(fù)載電路與常用電源或備用電源長(zhǎng)期斷開(kāi)，電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)應(yīng)提供指示所連接（常用或備用）電源位置的輔助觸頭。那么我們?cè)谶x用PC級(jí)ATSE時(shí)，除按照正常參數(shù)進(jìn)行選擇外（同其他同類低壓配電設(shè)備，在此不做贅述），還要注意以下幾個(gè)方面：

3.1電氣隔離，0位及掛鎖功能

從保證雙電源系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全、安全供電和遠(yuǎn)程管理考慮，ATSE的主體開(kāi)關(guān)電氣隔離特性非常重要，其輸入和輸出端承受兩路電源電壓。接觸器、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)其作用功能不同，在選擇時(shí)要區(qū)分對(duì)待，隔離開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置應(yīng)具有較大的開(kāi)斷距離，國(guó)標(biāo)規(guī)定其線間及斷開(kāi)觸頭間必須承受8KV的額定沖擊耐受電壓。建議選用隔離開(kāi)關(guān)做主體開(kāi)關(guān)的ATSE。在非消防電源發(fā)生火災(zāi)及ATSE下端電器設(shè)備檢修和維護(hù)，ATSE應(yīng)具有0位，有的已經(jīng)具有0位接口功能，可接至消防控制中心。并且在0位檢修時(shí)，應(yīng)具備掛鎖功能，以保證檢修人員及設(shè)備的安全。

3.2延時(shí)設(shè)定及級(jí)數(shù)的選擇

在常用電源轉(zhuǎn)換至備用電源時(shí)，為防止備用電源在市電瞬態(tài)波動(dòng)或失壓，ATSE應(yīng)具有延時(shí)檢測(cè)功能，民規(guī)要求不大于30秒，很多產(chǎn)品均設(shè)有轉(zhuǎn)換延時(shí)，普遍設(shè)為1～8秒，筆者認(rèn)為設(shè)為3秒比較合適，它不會(huì)影響用電設(shè)備或照明等的正常使用。當(dāng)備用電源轉(zhuǎn)換至常用電源時(shí)，普遍廠家均有1～300秒的延時(shí)，以確認(rèn)常用電源恢復(fù)正常而且穩(wěn)定供電，筆者認(rèn)為2分鐘比較合適。在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，ATSE一直在向負(fù)載供電，不會(huì)影響電器設(shè)備使用。在選擇ATSE時(shí)，應(yīng)選用四級(jí)開(kāi)關(guān)，N線應(yīng)當(dāng)完全隔離，目的是防止ATSE切換時(shí)，不同系統(tǒng)中N線上電位漂移，使電流走向偏差，剩余電流保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

3.3關(guān)于機(jī)電一體智能式

機(jī)電一體智能式雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)如GLD沈陽(yáng)斯沃電器有限公司生產(chǎn)具有自動(dòng)化程度高，安全可靠性好等優(yōu)點(diǎn)以成為發(fā)展趨勢(shì)。開(kāi)關(guān)由開(kāi)關(guān)主體和驅(qū)動(dòng)控制部分組成，開(kāi)關(guān)選用集成控制技術(shù)，過(guò)零及獨(dú)特的觸頭分合技術(shù)。下面對(duì)其性能作一分析：（1）驅(qū)動(dòng)控制部分，由邏輯控制電路和齒輪電機(jī)組成。電路控制核心采用CPU控制，電源部分采用開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓系統(tǒng)，供電可靠，電路具有良好的電磁兼容性，齒輪電機(jī)具有很強(qiáng)的耐濕熱性和耐高溫性，安全保護(hù)功能良好。（2）機(jī)械聯(lián)鎖部分，多重的機(jī)械聯(lián)鎖，確保兩路電源在任何情況下不能并列運(yùn)行。（3）開(kāi)關(guān)保護(hù)功能，開(kāi)關(guān)具有三相缺相、過(guò)欠電壓、電機(jī)保護(hù)、頻率檢測(cè)功能。（4）GLD控制板性能，采用繼承開(kāi)關(guān)式電源，電路具有過(guò)載，短路保護(hù)，分別提供5V、8V、12V，其中5V為CPU芯片供電，8V為比較檢測(cè)電路供電，12V為供電及執(zhí)行轉(zhuǎn)換繼電器、外部輸入信號(hào)供電。采樣比較電路采用四個(gè)電壓比較器，以保證過(guò)、欠電壓、缺相、短電的檢測(cè)。程序控制芯片CPU采用PIC16C71單片機(jī)控制，具有上電清零，程序中斷，雙相輸入輸出等功能。

4.PC級(jí)ATSE在工程中的應(yīng)用

ATSE在工程中實(shí)例很多，主要有橋接、三點(diǎn)式、四點(diǎn)式、五點(diǎn)式等接線方式，本文在此不做贅述。PC級(jí)ATSE主要應(yīng)用于供電線路末端進(jìn)行雙電源切換，為三點(diǎn)式接線。

當(dāng)然，多臺(tái)ATSE可以配合使用，以增加供電系統(tǒng)可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).低壓開(kāi)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(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器.

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