收稿日期:2009-07-17作者简介:刘 庭(1977-),男,安全技术及工程专业硕士,主要从事电源系统设计及安全性研究。

文章编号:1009-3664(2009)06-0057-03技术交流双电源自动转换开关的选用刘 庭(北京中网华通设计咨询有限公司,北京100027)摘要:双电源系统是重要电力负荷安全运行的有效保障,而电源转换开关是连接两个电源的重要枢纽。

由于双电源自动转换开关(A T SE)具有使用安全、转换迅速、无需值守的特点,近年来得到了广泛的应用。

新建双电源系统基本都选用A T SE,一些早期的双电源系统也逐步将手动转换开关改造成了A T SE 。

因电源系统容量、接地形式的不同,在对A T -SE 选型时也有所不同。

文中阐述了A T SE 的概念、分类、性能特点以及为交换局双电源系统选择A T SE 时应考虑的因素,重点分析了三极开关和四极开关的适用范围和选择依据,并通过工程实例予以说明。

关键词:双电源;自动转换开关;三极开关;四极开关;安全中图分类号:T M 930.1文献标识码:ASelection of A utomat ic Transfer Sw itching Equipment for Dual Pow er SupplyLI U T ing(Beijing China Co mmunication Design and Consulting Co.,L td.Beijing 100027,China)Abstr act:System of dual pow er supply is the effective guar antee o f safety operatio n fo r some impor tant po wer users.Pow er t ransfer switch is an impor tant co nnecting device betw een tw o po wer supplies.Recently,automatic transfer sw itc -hing equipment (A T SE)is widely a pplied because of its safety ,fast switching and w ithout man on dut y.Selectio n of A T SE is different because t he capacity and g ro unding for m o f po wer supply are different.In this paper,the definitio n,classifica -t ion and characterist ics o f A T SE are descr ibed and factor s influencing it s applicatio n in ex changing bur eaus are consider ed.T he application scope and gist o f three -pole and four -pole sw itch are emphasized with an engineer ing ex ample.Key wo rds:dual po wer supply;A T SE;thr ee -pole swit ch;four -pole sw itch;safety0 概 述根据5供配电系统设计规范6(GB 50052-1995)的有关规定:/电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响分为一级、二级和三级0,/一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏0。

根据这一规定,通信交换局的供电负荷属于一级负荷。

通信行业标准5通信电源设备安装工程设计规范6(YD/T 5040-2005)4.1.1条也规定/市电发生异常情况时,为保证仍能对通信负荷和重要动力负荷可靠供电,应配置自备发电机组为自备电源。

0电源转换开关是连接双电源的纽带,既要保证在双电源之间进行及时、准确地切换,又要防止双电源同时并列运行。

5通信电源设备安装工程设计规范63.1.2条规定/低压市电间切换、市电与油机之间的切换应采用具有电气和机械联锁的切换开关。

0目前,各电信运营商早期局房大都配备了手动转换开关。

近年来,随着配电自动化水平的提高,部分局房将手动转换开关更换成了自动转换开关,而各地后期新建的局房(综合楼)也大多采用了自动转换开关,以减少维护工作量,提高供电安全系统。

自动转换开关电器(Auto matic tr ansfer sw itching equipment)简称为AT SE,有时也简称为AT S 。

它由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器(转换控制器)组成,用于检测电源电路,并将一个或多个负载电路从一个电源转换至另一个电源的自动电器。

当存在常用电源和备用电源两个电源的情况时,AT SE 应指定一个常用电源位置,其操作程序则由两个自动转换过程组成。

如果常用电源被检测到出现偏差时,则自动将负载从常用电源转换至备用电源;如果常用电源恢复正常时,则自动将负载返回换接到常用电源。

换接时间可有预定的延时或无延时,并可处于一个断开位置。

ATSE 主要适用于交流不超过1000V 的紧急供电系统。

表1 手动转换开关和自动转换开关综合比较表序号比较项目手动转换开关自动转换开关1结构简单复杂2可靠性很高较高3反应时间慢极快4自动化水平低高5价格低较高6应用场合任意1000V 以下的供电系统手动转换开关和自动转换开关各有其优缺点,其#57#性能比较如表1所示。

1ATSE的选用1.1PC级和CB级ATSE的选择GB/T14048.11-20025低压开关设备和控制设备第6部分:第1篇:自动转换开关电器6定义:(1) ATSE:由一个转换开关电器和其它必需的用于检测电源电路,并将负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。

(2)PC级AT SE:能够接通、承载,但不用于分断断路电流的ATSE。

(3)CB级AT SE:配备过电流脱扣器的AT SE,它的主触头能够接通并用于分断短路电流。

PC级和CB级ATSE的性能比较如表2所示。

表2PC级和CB级ATSE的性能比较表序号类型优点缺点1PC级A T SE¹可以频繁的操作;º体积较小;»价格相对低廉;¼用在多负载供电系统或消防泵供电电路中同时监测电源两端的情况,可以确保重要负载连续供电。

¹耗电大;º有噪声;»接触器的机械联锁较难。

2CB级A T SE¹耗电小;º其执行断路器本身带热磁保护,它的主触头能够接通并用于分断短路电流,在配电箱、柜内CB级A T SE前端可只设置隔离电器或隔离开关,不必再设短路保护电器。

¹不能频繁操作;º体积较大;»价格较贵;¼由于CB级AT SE的控制器仅检测A T SE进线端电源状态,当过电流故障引起开关断开时,A T SE不会转换,不会发出动作指令。

所以不允许在消防等重要负荷中使用。

PC级A TSE由于不能分断短路电流,因此原则上PC级AT SE不作为短路保护电器使用,只作为电源自动转换开关使用。

该装置的电源端还需加装熔断器或断路器,以利于日后的安全使用、维护及检修。

PC级ATSE还需与其前端设置的M CB有级联配合的要求,以提高出线回路低压断路器的分断能力。

当市电与发电机组电源转换时,首先应考虑到发电机组的特殊性,确认市电断电后,发电机组自起动,待发电机组电源各项指标达到稳定后才能输出,并具有互联装置。

市电和发电机的转换一般都在低压配电室的母线上集中装设,以便于使用和维护,且发电机组输出柜一般都已安装了保护电器。

因此,综合比较前面所述CB级和PC级ATSE的优缺点,结合市电和发电机转换的实际情况,在选择AT SE时,宜选用PC 级的AT SE。

1.2三极ATSE和四极ATSE的选择1.2.1在极数选择上的共识目前,对于三极和四极开关的选用,在实际应用中还存在一定的争议。

一般认为,对于同一类型同容量电源之间的双电源自动转换,如两个公用电网、两个发电机组等接地型式为T N系统、其中性线不切换的可采用三极AT SE。

对于不同制式的电源之间的自动转换和具有谐波电流较大影响的须用四极AT SE。

另外,两个不同容量的电源之间的转换应使用四极AT-SE,因为在各自的中性线上都有不同的零序电压存在,如中性线不断开将会形成环流,对电器设备危害很大。

采用三极或四极AT SE要根据四极电器的选择原则确定。

5民用建筑电气设计规范6编制组针对四极开关的应用问题达成了以下共识:(1)根据IEC465.1.5条规定,正常供电电源与备用发电机之间若不处于同一接地网络时,转换开关应用四极型开关。

(2)带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四极开关。

两个电源开关带剩余电流保护,其下级的电源转换开关应用四极开关。

(3)两种不同接地系统间电源转换开关应用四极开关。

(4)T N-S、T N-C-S系统一般不需要设四极开关。

但T N-S系统的一些特殊情况(三相严重不平衡及高次谐波含量较高)是否用四极开关,需视建筑物等级的重要性而确定。

1.2.2低压配电系统接地型式在选择市电和油机AT SE的极数时,必须考虑交换局低压配电系统的接地型式。

低压配电系统接地型式可有以下三种:(1)T N系统电力系统有一点直接接地,受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。

按照中性线与保护线组合情况,又可分为三种型式:a.T N-S系统:整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。

这是5通信电源设备安装工程设计规范6(YD/5040-2005)要求通信站(局)交流系统采用的配电方式。

其接线方式如图1所示。

b.TN)C系统:整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是合一的。

c.TN)C)S系统:系统中前一部分线路的中性线与保护线是合一的,后面部分是分开的。

目前,许多通信局仍在采用这种接线方式。

其接线方式如图2所示。

(2)T T系统电力系统有一点直接接地,受电设备的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极。

# 58 #2009年11月25日第26卷第6期刘庭:双电源自动转换开关的选用T eleco m Pow er T echnolog yNo v.25,2009,V ol.26N o.6(3)IT系统电力系统的带电部分与大地间无直接连接(或有一点经足够大的阻抗接地),受电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极。