自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在不間斷電源中的應(yīng)用

嚴(yán)江海

摘 要：文章主要圍繞自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在不間斷電源中的應(yīng)用展開研究，通過研究分析，以期為后續(xù)相關(guān)研究人員提供必要的參考作用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān);不間斷電源;應(yīng)用

前言

當(dāng)前，油氣管道長(zhǎng)距離輸送過程一般采用的是集散控制系統(tǒng)（DCS）。想要進(jìn)行計(jì)算機(jī)、通信工程的顯示和控制功能，就需要依靠穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，以及穩(wěn)定的不間斷電源（UPS）。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展。在電力設(shè)備的不斷更新下，不間斷電源（UPS）逐漸發(fā)展為大容量的并機(jī)雙電源。為了減少電力停電情況，縮短停電時(shí)間，就要提高供電的自動(dòng)化，使不間斷電源順利進(jìn)行雙回路供電，需要采用自動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)換的（ATSE）供電形式。

1應(yīng)用實(shí)例和工作原理

某中心控制室UPS電源接線，見圖1。

供電電源實(shí)際中是三相四線制電源，并且是雙回路電源，雙回路電源主要包括常用電源和備用電源，中心控制室電氣控制主要是由自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)器（ATSE）控制電氣設(shè)備。電源使用的斷路器主要是采用有轉(zhuǎn)換功能以及具有強(qiáng)大短路保護(hù)功能的裝置，由中心控制室給出轉(zhuǎn)換信號(hào)，構(gòu)成CB型自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE），進(jìn)而能夠?yàn)閭?cè)母線饋電。為防止當(dāng)雷電出現(xiàn)以及出現(xiàn)過量電壓，側(cè)母線線路中安裝了SPD浪涌保護(hù)器。不間斷電源（UPS）柜機(jī)實(shí)施的接線方式為雙線電源接線，不間斷電源（UPS）進(jìn)行工作，主路、旁路閉合輸入斷路器，同時(shí)閉合輸出斷路器[1]。正常模式下，主路電源是由REC整流器整流，提供給電池組浮充電源，經(jīng)INV逆變器逆變后，再由STS轉(zhuǎn)換開關(guān)連接后再進(jìn)行輸出。當(dāng)不間斷電源（UPS）超載或逆變器出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)為旁路模式時(shí)，負(fù)載由旁路電源替換靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。檢修過程，維修狀態(tài)閉合旁路斷路器，并且斷開主路、旁路斷路器端口，進(jìn)而將旁路電源輸出。不間斷電源的主機(jī)，一號(hào)機(jī)、二號(hào)機(jī)均采取分負(fù)載模式拓展并機(jī)斷路器，從而使得輸出電源容量出現(xiàn)大的提升[2]。

2組件安裝及功能

在上述不間斷電源（UPS）中，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）利用的是施耐德的C1系列電器，電器常用電源和備用電源切換主要利用的是控制室的電氣控制，另外，當(dāng)電氣本身出現(xiàn)故障，或手動(dòng)操作錯(cuò)誤時(shí)，機(jī)械連鎖控制系統(tǒng)能夠?yàn)槠涮峁┍Ｗo(hù)作用，從而實(shí)現(xiàn)電能管理，進(jìn)而使電能管理更優(yōu)化。自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）的組件見圖2。

（1）帶電動(dòng)裝置和輔助開關(guān)的斷路器QFn，通常情況下接入常用電源。

（2）帶電動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助開關(guān)的斷路器QFr，通常情況下接入備用電源。

（3）為了防止斷路器同時(shí)閉合的情況出現(xiàn)，通常情況下安裝機(jī)械連鎖用底板。

（4）常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器的輔助開關(guān)的信號(hào)，利用電氣連鎖單元IVE，將信號(hào)傳輸?shù)娇刂破鰾A，并將控制器傳輸?shù)母鞣N信號(hào)，合閘、分閘及復(fù)位信號(hào)輸送至連接常用電源和備用電源的斷路器。

（5）裝有接常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器輔助控制板ACP，為其提供保護(hù)作用，從而利用控制板實(shí)施斷路器電路的自動(dòng)控制，并對(duì)控制器的兩臺(tái)接觸器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

（6）控制器BA和UA。用戶可在不同的功能需求下，選擇適合的BA或UA。控制器BA是切換功能的初級(jí)階段，依據(jù)常用電源電壓容易出現(xiàn)比如缺相或欠壓的情況，來判斷常用電源中是否需要另一臺(tái)電源替換原來的電源。UA一方面管理切換功能，另一方面還管理備用電源發(fā)電機(jī)。利用信號(hào)燈顯示接常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器情況;除了自動(dòng)操作模式，還有常用電源的操作模式、備用電源的操作模式和停止操作模式。t1是在檢測(cè)到接常用電源的斷路器出現(xiàn)故障，并且同時(shí)將信息發(fā)送到常用電源斷路器分閘命令，在這中間的延遲時(shí)間即是t1。

3案例分析

在上述自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）應(yīng)用中，接常用電源的斷路器QFn、接備用電源的斷路器QFr，均采用自動(dòng)控制形式;控制器BA使用的是自動(dòng)操作形式;t1設(shè)置為0.1s，t2設(shè)置為0.1s。當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，接常用電源的斷路器QFn閉合，供電采用常用電源供電。當(dāng)有意外發(fā)生后，QFn、QFr分?jǐn)啵刂破鞯男盘?hào)表示QFn出現(xiàn)故障引起跳閘，在這種情況下，不間斷電源（UPS）將模式轉(zhuǎn)化為電池模式，輸出正常電源。經(jīng)檢測(cè)，常用電源電壓Un、備用電源電壓Ur，在這種情況下均正常。將不間斷電源（UPS）的1號(hào)機(jī)、2號(hào)機(jī)的輸入斷路器全面斷開，簡(jiǎn)單對(duì)電源側(cè)母線進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)排除短路故障意外情況后，操作控制器BA，嘗試供電給側(cè)母線，這種情況下，接常用電源的斷路器QFn、接備用電源的斷路器QFr，均無動(dòng)作。因?yàn)閷?duì)QFn沒有進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，因而有可能是BA存在一定的故障。將QFn操動(dòng)機(jī)構(gòu)改手動(dòng)后，然后嘗試進(jìn)行手動(dòng)合閘，發(fā)現(xiàn)QFn為脫扣分閘狀態(tài)，沒有采取保護(hù)，因而無法使用手動(dòng)合閘進(jìn)行操作。另外，QFn手動(dòng)復(fù)位沒有進(jìn)行前，控制器檢測(cè)到QFn回路故障后，對(duì)切換合閘指令將不再發(fā)送，由此認(rèn)為有短路故障情況發(fā)生的位置是電源側(cè)母線，再次對(duì)電源側(cè)母線進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)存在一相對(duì)地短路現(xiàn)象。后查明發(fā)現(xiàn)是SPD浪涌保護(hù)器出現(xiàn)對(duì)地?fù)舸﹩栴}，從而對(duì)其進(jìn)行更換，然后QFn進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位操作，使得整體電路送電正常。

結(jié)束語

由此可知，當(dāng)三相電電源斷路器出現(xiàn)脫扣問題，檢修人員檢修過程中，一般解決思路是其負(fù)荷側(cè)相間短路，往往容易忽視相對(duì)地短路情況的分析。在其負(fù)荷側(cè)母線上存在SPD浪涌保護(hù)器時(shí)，應(yīng)對(duì)相對(duì)地短路引起重視，重點(diǎn)分析。另外，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）是新型的智能化電氣設(shè)備，它的各個(gè)組件部分、類別均有不同[3]，因而在實(shí)際操作過程中，操作人員應(yīng)對(duì)其功能及使用方法進(jìn)行熟知了解，只有這樣，才能保證對(duì)系統(tǒng)正確的操作和安全維護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]袁令海，潘代華.雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在廣電大廈配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣，2019，10（12）：44-47.

[2]成軍.自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATSE）的應(yīng)用及發(fā)展研究[J].江蘇科技信息，2017（36）：59-60.

[3]羅永亮，時(shí)慶兵.雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)在數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].安徽建筑，2017，24（05）：379-380.