雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選擇及應(yīng)用

北京市建筑設(shè)計研究院

洪元頤(總工) 任紅 羅潔 韓全勝 林驥

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前是否需設(shè)置隔離電器：

根據(jù)有關(guān)規(guī)范對配電系統(tǒng)的要求，一級負荷及二級負荷配電系統(tǒng)應(yīng)采用雙電源供電末端自動互投，按其使用性質(zhì)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器通常安裝在配電系統(tǒng)后一級的配電箱、柜的進線側(cè)。（市電-發(fā)電機主備型除外）

根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-95

第2.1.3條 當維護、測試和檢修設(shè)備需斷開電源時，應(yīng)設(shè)置隔離電器。

以及《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》GB50055-93

第2.5.1條 對隔離電器的裝設(shè)也做了具體規(guī)定

現(xiàn)行國家標準《低壓電器基本標準》中，已將低壓空氣式開關(guān)（刀開關(guān)）、隔離開關(guān)、隔離器、熔斷器式開關(guān)、熔斷器式隔離器等隔離電器；低壓斷路器標準中亦列入了隔離型。

根據(jù)以上規(guī)范及標準的相關(guān)要求，在配電系統(tǒng)中自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端應(yīng)設(shè)置隔離電器。

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前是否需設(shè)置短路保護電器：

目前自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器根據(jù)保護特性分為兩類：CB級和PC級，下面分別闡述：

1.CB級：CB級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)執(zhí)行斷路器本身帶熱磁保護，它的主觸頭能夠接通并用于分斷短路電流。

配電箱、柜內(nèi)CB級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端可只設(shè)置隔離電器或隔離開關(guān)，不必再設(shè)短路保護電器。

2.PC級：PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器只有電源轉(zhuǎn)換功能，沒有短路及過載保護功能。額定電流小于等于250A的PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時耐受電流有效值（1秒）一般在5KA-12KA左右；額定電流大于250A小于等于630A的PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，額定短時耐受電流有效值（1秒）一般在13KA-25KA左右。

由于以下因素在配電箱、柜內(nèi)PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端須設(shè)置短路保護電器：

（1）雖然PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有一定的承受短路電流的能力，但沒有切斷短路電流的能力，其前端需要設(shè)置短路保護電器。

（2）此外還應(yīng)考慮設(shè)置隔離電器的要求。

      綜合以上因素在配電箱、柜內(nèi)PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前端應(yīng)設(shè)置符合隔離要求的短路保護電器。

符合隔離要求的短路保護電器有：

1．熔斷器

2．熔斷器式開關(guān)

3．熔斷器式隔離器

4．符合IEC947-3隔離標準要求的隔離型低壓斷路器。

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器是否可作為隔離電器使用：

根據(jù)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的定義，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器是由一個（或幾個）轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必需的電器（轉(zhuǎn)換控制器）組成。用于檢測電源電路，并將一個或幾個負載電路從一個電源自動換接至另一個電源的開關(guān)電器。從自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的定義可以看出，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器應(yīng)用在電氣系統(tǒng)中主要目的是在一、二級負荷緊急供電系統(tǒng)中，檢測被監(jiān)測電源（兩路）的工作狀態(tài)，當被監(jiān)測的電源發(fā)生故障時，將負載電路從一個電源換接至另一個電源,以保證供電的連續(xù)性，重要負荷連續(xù)可靠運行。目前自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有二段式和三段式兩種，二段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)主觸頭僅有兩個工作位（正常電源位及備用電源位），這種自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器轉(zhuǎn)換動作時間較快；三段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器開關(guān)主觸頭有三個工作位，（正常電源位、備用電源位及零位），零位時主觸頭處于空擋，因為設(shè)置了零位，三段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器轉(zhuǎn)換動作時間較慢，三段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器設(shè)置“零位”的主要作用是當負載為高感抗或大電機負載時，為避免沖擊電流做暫態(tài)停留之用，而非用于負載維修時隔離之用。另一方面，自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器自身也有檢修和維護的可能，所以帶零位的三段式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器不宜兼做隔離電器，為滿足維修問題需要隔離時，應(yīng)在自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器前單獨設(shè)置隔離電器。

受開關(guān)物理特性和制造工藝的限制，并考慮到“電弧短路”的問題（實驗測定可靠滅弧時間約120ms，轉(zhuǎn)換時間小于100ms是不可靠的），機械式ATSE的轉(zhuǎn)換動作時間在100多毫秒至幾秒鐘。 速度也決定分斷能力                      

提示： 處于供電核心位置的ATSE一旦發(fā)生故障，禍害非淺，特提醒設(shè)計人員要注意以下幾點：

      1、PC級ATSE：

      ① 一體化ATSE符合GB14048.11《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》標準。

       ②電動負荷開關(guān)型ATSE：

a.符合GB14048.3《開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器》標準。

b.負荷開關(guān)一般為V型觸頭，該觸頭的特點是：新開關(guān)時動、熱穩(wěn)定性較好，但經(jīng)過幾次開斷后觸頭間燒損，易出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，而且滅弧性能差。

    2、CB級ATSE：兩斷路器之間的轉(zhuǎn)換是靠電動機驅(qū)動完成，每動作一次，電機都要“堵轉(zhuǎn)”，導致電機壽命縮短且易損壞，難以做到高可靠性。CB級的各類保護裝置動作是否引起第二次故障，保護的設(shè)置參數(shù)與上、下級之間是否配合恰當，是否能保證選擇性。

    3、控制器：

① 從可靠性角度來看，功能應(yīng)僅可能簡化，不宜附加不必要的功能。

② 其保護元件-熔斷器，應(yīng)可被檢測。

③ 應(yīng)從ATSE前端取動作信號及電源，應(yīng)保證三相或零線有任何故障，均應(yīng)啟動轉(zhuǎn)換至第二電源上。

    4、轉(zhuǎn)換時如果發(fā)生觸頭粘接，將會形成第二電源投入發(fā)生兩電源并網(wǎng)及第二次短路，而造成巨大的損失。因此選型時，ATSE的結(jié)構(gòu)型式、容量、轉(zhuǎn)換時間、環(huán)境條件等均需綜合考慮。

    5、定期應(yīng)做轉(zhuǎn)換實驗，以便破除觸點氧化層。