自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

李西昌

摘 要：通過(guò)對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的合理選用和對(duì)控制電源設(shè)置方式的討論，闡述了如何實(shí)現(xiàn)低壓設(shè)備的連續(xù)可靠供電。

關(guān)鍵詞：雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；斷路器；控制電源；設(shè)置方式

一、概述

為保障中波發(fā)射臺(tái)安全播出，減少因停電帶來(lái)的損失，在供電方面，必須保證一個(gè)連續(xù)可靠的電源裝置。對(duì)于0.4KV系統(tǒng)，目前采用的措施各種各樣，常用的方法是采用雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。下文通過(guò)對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的性能分析，就自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的合理選用、選擇控制電源設(shè)置方式進(jìn)行討論，以合理的配置實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓設(shè)備的連續(xù)可靠供電。

二、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的選用

雙電源切換裝置可分為電動(dòng)式刀開(kāi)關(guān)、CB級(jí)（斷路器）的ATSE與PC級(jí)（整體式）的ATSE三種，這三種電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)均能達(dá)到電源轉(zhuǎn)換功能，但由于它們的主要用途側(cè)重點(diǎn)不同，導(dǎo)致了滅弧能力、切換時(shí)間、電氣壽命、機(jī)械壽命、接通與分?jǐn)嚯娏髦稻煌?，因此?yīng)結(jié)合實(shí)際進(jìn)行選用，現(xiàn)對(duì)常用的CB級(jí)與PC級(jí)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選用做以說(shuō)明：

1.CB級(jí)ATSE的選用：

CB級(jí)ATSE的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)斷路器組成，且斷路器具有過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)功能，因此，對(duì)于用以構(gòu)成ATSE的斷路器，宜只采用帶電磁脫扣的斷路器，不要采用復(fù)式脫扣（帶過(guò)負(fù)荷熱脫扣與電磁脫扣）的斷路器，或者把復(fù)式脫扣都取消，純粹只作為兩個(gè)電源切換裝置的觸頭。當(dāng)然也可把CB級(jí)的ATSE分為三種規(guī)格型號(hào)，以便供不同場(chǎng)合、不同使用要求的用戶選擇。

（1）對(duì)于有兩路電源供電要求，使用性質(zhì)和要求一般，下接負(fù)荷重要性基本相同，則可考慮選用帶復(fù)式脫扣的CB級(jí)ATSE。

（2）對(duì)于如像消防設(shè)備之類(lèi)的重要負(fù)荷有過(guò)負(fù)荷不跳閘要求的，則可選用只帶電磁脫扣器的CB級(jí)ATSE。

（3）對(duì)于不同性質(zhì)及不同重要級(jí)別負(fù)荷混合供電的，則可采用不帶保護(hù)脫扣器的CB級(jí)ATSE。值得注意的是，若選用帶有保護(hù)脫扣CB級(jí)ATSE，下級(jí)饋電斷路器應(yīng)與ATSE的保護(hù)脫扣器有電流和時(shí)間上的級(jí)差配合，以便提高選擇性。

2.PC級(jí)ATSE的選用：

PC級(jí)ATSE中有一體式的電源轉(zhuǎn)換裝置，它不帶任何保護(hù)脫扣器裝置，卻能承受20IN以上的過(guò)載電流，觸頭壓力較大不易被斥開(kāi)。目前，市場(chǎng)上的PC級(jí)ATSE有兩位式與三位式之分。所謂兩位式就是ATSE的動(dòng)觸頭有兩個(gè)位置，即一個(gè)“常用電源接通”位置與一個(gè)“備用電源接通”位置，它使負(fù)荷始終保持接通其中一路電源，符合IEC有關(guān)對(duì)消防設(shè)備電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的要求。三位式的PC級(jí)ATSE主觸頭有三個(gè)工作位置，即“常用電源位”、“備用電源位”與“零位”。其中前兩個(gè)工作位置極易理解。此“零位”根據(jù)有關(guān)制造規(guī)范，它的主要目的是用于ATSE在帶大電感或大電動(dòng)機(jī)等類(lèi)似負(fù)荷轉(zhuǎn)換時(shí)，為避免反電勢(shì)的沖擊電流而作極短暫的延時(shí)之用，最多亦只能作為停電之用，并非適用于負(fù)荷維修時(shí)隔離之用。目前沒(méi)有哪個(gè)廠家對(duì)三位式ATSE的“零位”做過(guò)電源隔離功能試驗(yàn)。

因此，對(duì)于PC級(jí)ATSE的電源側(cè)，從維修角度和安全保護(hù)角度綜合考慮，應(yīng)裝隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器式刀開(kāi)關(guān)或選擇帶有隔離功能的MCCB。使用隔離開(kāi)關(guān)有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，重要負(fù)荷多為從配電室以放射式供電，這樣前后級(jí)容易配合，不會(huì)造成配電級(jí)數(shù)過(guò)多。

（2）在ATSE的雙電源切換箱中有兩路電源，如采用隔離開(kāi)關(guān)，其動(dòng)觸頭在斷開(kāi)位置時(shí)可鎖定，并且有可見(jiàn)的明顯斷開(kāi)點(diǎn)，使維修人員一目了然。

（3）隔離開(kāi)關(guān)有較高的額定沖擊耐受電壓，極低的泄漏電流，故選用隔離開(kāi)關(guān)是首選的器件。

3.ATSE極數(shù)的選用：

對(duì)于ATSE的極數(shù)選用，也要引起重視。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T 16-1992）等有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，兩種不同接地形式之間的電源切換、正常供電與備用發(fā)電機(jī)之間的電源切換，ATSE下接負(fù)荷三相嚴(yán)重不平衡及諧波容量較高的兩路三相四線配電線之間切換、進(jìn)線電源側(cè)帶剩余電流保護(hù)的兩路電源間的切換應(yīng)采用四極型ATSE，其他場(chǎng)合宜用三極為妥。不然，體積大、造價(jià)高、還易引起斷中性線故障的發(fā)生。

三、控制電源設(shè)置方式的選擇

在低壓系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，合理設(shè)置自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的控制電源方式，是能否自動(dòng)轉(zhuǎn)換成功的重要因素。下面對(duì)三種典型的控制電源設(shè)置方式比較：

（1）控制電源設(shè)置方式一，如圖1所示。

根據(jù)電路原理，在正常方式運(yùn)行下，母聯(lián)及自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置控制電源引自A、B段電源。當(dāng)B段進(jìn)線電源失壓時(shí)，母聯(lián)斷路器及自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的控制電源不會(huì)轉(zhuǎn)換，B段進(jìn)線斷路器的控制轉(zhuǎn)換至A段電源。當(dāng)A段電源失壓時(shí)，A段進(jìn)線斷路器的控制電源、母聯(lián)斷路器及自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換至B段電源。總之，任一段進(jìn)線電源失壓時(shí)，控制電源均可轉(zhuǎn)換，保證自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置起動(dòng)，失壓側(cè)的進(jìn)線電源斷路器跳閘，母聯(lián)合閘。

主要特點(diǎn)：當(dāng)任一段進(jìn)線電源失壓發(fā)生時(shí)，控制電源在轉(zhuǎn)換過(guò)程中均有短暫失壓。轉(zhuǎn)換繼電器相互間無(wú)電氣閉鎖，轉(zhuǎn)換過(guò)程存在反送電的可能。整個(gè)電路原理接線復(fù)雜。由于中波發(fā)射臺(tái)各系統(tǒng)對(duì)供電的連續(xù)性和可靠性要求很高，因此不適用該種設(shè)置方式。

（2）控制電源設(shè)置方式二

根據(jù)電路原理，在正常運(yùn)行方式下，所有控制電源均引自A段電源。當(dāng)B段電源失壓時(shí)，所有控制電源不會(huì)轉(zhuǎn)換；當(dāng)A段電源失壓時(shí)，所有控制電源均轉(zhuǎn)換至B段電源。

主要特點(diǎn)：控制電源引自A段電源，當(dāng)B段電源失壓時(shí)，控制電源保持正常，不存在轉(zhuǎn)換過(guò)程；當(dāng)A段進(jìn)線電源失壓時(shí)，所有控制電源迅速轉(zhuǎn)換至B段電源；控制電源轉(zhuǎn)換的幾率減少一半。利用在線式控制電源設(shè)置方式，采用接觸器控制轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換迅速、可靠。當(dāng)采用交流電源控制時(shí)，在不增加投資情況下，是較佳的控制電源設(shè)置方式。對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)的控制室、微波室等無(wú)直流控制電源系統(tǒng)，可采用該種電源設(shè)置方式。最好選擇PC級(jí)ATSE。

（3）控制電源設(shè)置方式三，如圖2所示。

它是為整個(gè)供電系統(tǒng)沒(méi)有獨(dú)立的直流電源系統(tǒng)而采用的一種直流電源控制的方式。在正常運(yùn)行方式下，選用兩套整流器和一套蓄電池，兩套整流器的電源分別接在不同段的母線上，兩套整流器在線運(yùn)行。所選用的整流器應(yīng)能夠在電源電壓恢復(fù)正常后自動(dòng)恢復(fù)，躲過(guò)電源進(jìn)線失壓造成的影響，不需人工恢復(fù)。

主要特點(diǎn)：控制電源無(wú)時(shí)限轉(zhuǎn)換，不受進(jìn)線電源失壓的影響，當(dāng)任一臺(tái)整流器失壓、故障或者退出運(yùn)行、檢修時(shí)，另一臺(tái)整流器在線轉(zhuǎn)換，控制電源穩(wěn)定，沒(méi)有轉(zhuǎn)換的過(guò)程影響。如果兩路進(jìn)線都停電，蓄電池仍能提供一定時(shí)間的控制電源供電時(shí)間，進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。為排除故障、恢復(fù)供電節(jié)約時(shí)間及對(duì)于任何要求嚴(yán)格的負(fù)荷都能滿足要求。但是增加了投資以及維護(hù)工作量。對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)，供電系統(tǒng)容量較大并設(shè)有獨(dú)立的直流電源系統(tǒng)，可直接采用第三種電源設(shè)置方式。根據(jù)負(fù)荷的重要性應(yīng)應(yīng)選擇PC級(jí)ATSE。

通過(guò)以上各種控制電源設(shè)置方式的分析，在低壓0.4kV系統(tǒng)中雙電源轉(zhuǎn)換中，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的情況、性質(zhì)來(lái)選擇控制電源的設(shè)置方式。一般情況下負(fù)荷特別重要時(shí)，控制電源應(yīng)首先選用直流控制電源，以保證電源的正常轉(zhuǎn)換而不影響供電的連續(xù)性。對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)、電廠、變電站、各類(lèi)泵站等本身有直流220V控制電源系統(tǒng)中，采用直流控制方式是一種最佳的選擇。

四、結(jié)束語(yǔ)

ATSE的選用、控制方式的選擇等應(yīng)根據(jù)不同的系統(tǒng)、不同的用途、不同的用電性質(zhì)進(jìn)行選擇和合理配置。只有這樣才能實(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)安全可靠供電，保證中波發(fā)射臺(tái)各系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性，使安全播出工作得以保障。

參考文獻(xiàn)

[1] [移動(dòng)電源與控制技術(shù)] 科學(xué)出版社 王維俊.

[2] [高壓斷路器分冊(cè)] 中國(guó)電力出版社 張全元 著.