淺談快速切換開關(guān)的發(fā)展和應(yīng)用

李志忠 張永龍

摘 要：供電的連續(xù)可靠是各種用電設(shè)備安全運(yùn)行的基本條件，因此，對供電可靠性要求較高的場合多配有兩路供電電源，兩路電源間的成功切換是連續(xù)不間斷供電的關(guān)鍵。因此，在供配電系統(tǒng)中，探討關(guān)于快速切換開關(guān)的發(fā)展與應(yīng)用，必將增強(qiáng)供配電系統(tǒng)的工作效率以及其可靠安全性能。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)；快速切換開關(guān)；發(fā)展；可靠

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.118

0 引言

快速切換開關(guān)主要用在緊急供電系統(tǒng)，是將負(fù)載電路從一個常用（I路）電源自動換接至另一個備用（Ⅱ路）電源的開關(guān)，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運(yùn)行；快速切換開關(guān)就是一種自動切換雙電源的裝置，它能在兩路電源之間做可靠切換操作，高效避免了由于人工操作失誤造成的電路故障，最為根本的就是雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)滿足非常可靠的切換要求。在供配電系統(tǒng)中，過去一般兩個電源間進(jìn)行切換操作時采用的人工手動操作，這種切換模式無疑會延長停電的時間，并且一旦不小心，還有導(dǎo)致帶電拉合開關(guān)的情形，這就要求在設(shè)計過程中要引起高度重視，而且并很有必要熟悉和了解其發(fā)展、類型、組成及功能等，以便正確選擇和合理應(yīng)用，所以探討雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，有很深刻的研究意義。

1 快速切換開關(guān)現(xiàn)狀

1.1 ATSE國際現(xiàn)狀

世界大多數(shù)國家使用PC級，專用PC級ATSE是世界技術(shù)趨勢。

1.2 ATSE國內(nèi)現(xiàn)狀

（1）CC級-被淘汰結(jié)構(gòu)。早期方案，第一代產(chǎn)品，目前基本上沒有這種方式的ATSE，由于可靠性低被淘汰。

（2）負(fù)荷開關(guān)組合型。電操或線圈驅(qū)動動作機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換速度慢，轉(zhuǎn)換時間隨容量越大越長，大部分負(fù)荷開關(guān)組成的ATS電氣滅弧性能弱于美國市場PC級產(chǎn)品，也弱于斷路器組合成的CB級產(chǎn)品。

1.3 斷路器組合型ATS- CB級

由2組斷路器，電操機(jī)構(gòu)，輔助接點(diǎn)等分立元件組裝而成，故障率較高；傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜容易損壞和鎖死，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換失??；機(jī)械連鎖調(diào)整不好，將導(dǎo)致兩路電源短接或無法合閘；電操驅(qū)動動作機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換速度慢（1～3s）；觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，電氣壽命較短。

1.4 PC級ATS

觸頭轉(zhuǎn)換時間小于50毫秒；雙投機(jī)構(gòu)，機(jī)械保持，無須外置連鎖機(jī)構(gòu)；直流線圈驅(qū)動機(jī)構(gòu)，瞬間激磁操作，真正的PC級ATS產(chǎn)品；雙觸頭設(shè)計：配備主觸頭及滅弧觸頭；主觸頭有明顯斷開點(diǎn)，斷開點(diǎn)為可視的；中性線與相線同等容量，配備獨(dú)立滅弧室；靈活的可控硅線圈回路控制方式，更少的二次元件數(shù)量；控制器工作電源取自主回路，無需外接額外控制電源；控制電路和一次回路電氣隔離設(shè)計。

1.5 ATS觸頭及滅弧系統(tǒng)設(shè)計

為提高抗短路能力、防止轉(zhuǎn)換時電弧無法熄滅引發(fā)電源短路事故，ATS觸頭及滅弧系統(tǒng)采用以下設(shè)計：

銀合金主觸點(diǎn)：抗熔焊；可承受較強(qiáng)的故障電流；可承受的短路事故之后無須更換ATS。 ATS動觸頭設(shè)計：主觸頭和滅弧觸頭；滅弧觸點(diǎn)動作順序： 先合后離（可靠熄滅電?。＊?dú)特的主觸頭拍合式設(shè)計：防止長期暴露在空氣中的靜觸頭，接觸電阻過大，損壞觸頭。ATS開關(guān)本體設(shè)計壽命是25年。

2 ATSE發(fā)展趨勢

ATSE根據(jù)使用場合的不同需要選用不同的類型，根據(jù)負(fù)載的重要程度，主要分為三類：A級負(fù)載、B級負(fù)載及C級負(fù)載。C級負(fù)載為一般場合的末端供電，其對供電要求較低，允許短時的供電中斷，一般的ATSE均能滿足。B級負(fù)載為重要場合的供電，對供電要求較高，不允許長時間的供電中斷，一般使用切換時間較短的ATSE，并配備帶旁路的ATSE。

要說到ATSE的發(fā)展方向，必須先從供電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和ATSE的切換原理及構(gòu)成說起。首先，以后的供電系統(tǒng)將用電負(fù)載需要的各種功能，（供電保證、保護(hù)、控制、維修等）用不同的開關(guān)獨(dú)立完成，每一種開關(guān)具有一個獨(dú)立的功能，最后形成一個高可靠性的供電系統(tǒng)。其次ATS由本體、控制器組成。由此可見ATS的發(fā)展將從以下幾方向：一方面是功能、可靠性的不斷提高，從最初的無互鎖，到電氣單互鎖，再到機(jī)械電氣雙重互鎖，現(xiàn)今在外圍控制回路增加互鎖，增加后臺監(jiān)控，進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控；另一方面是轉(zhuǎn)換速度的不斷提高，從最初的幾分鐘到幾秒到幾百毫秒以內(nèi)，如今最快的已經(jīng)可以做到幾十毫秒以內(nèi)。今后將繼續(xù)在這兩個方向上進(jìn)行提高。

3 結(jié)語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各行業(yè)對供電系統(tǒng)的可靠性的要求越來越高。很多場合必須采用兩路電源來保證供電的可靠性。為了保證重要負(fù)荷的供電連續(xù)性，自動快速切換開關(guān)得到了廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國濤.雙電源切換開關(guān)原理的研究[J].電力系統(tǒng)自動化，2012

（01）.

[2]陳林.新型智能雙電源電子快速切換系統(tǒng)的研究[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2006.

[3]張忠利.自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選擇及應(yīng)用[J].上海電器技術(shù)，2006.