关于自动转换开关电器(ATSE)选择和应用的分析
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关于自动转换开关电器(ATSE)选择和应用的分析摘要:目前,在建筑供电设计中,有一些重要负荷,如高层建筑中的消防用电设备、应急照明、通讯设备、电脑管理系统等,这些负荷如果在使用中突然中断供电,将在政治上或经济上造成不同程度的损失和影响。
所以,为了减少经济上不必要的损失,我们应当合理的设置和使用电源自动切换装置来确保重要负荷的可靠供电。
文章主要通过阐述了我国ATSE产品生产标准及分类,从而针对ATSE产品的选型和应用进行了分析。
关键词:转换开关开关电器ATSE产品应用选型1我国ATSE产品生产标准及分类1.1 符合的标准自动转换开关电器简称ATSE,是Automatic Transfer Switching Equipment 的缩写。
ATSE是电力系统中特殊并且重要的部分,它是给重要负载供电的最后的配电设备,正因为如此,ATSE要安装的离被保护的负载尽可能的近。
目前市场上自称ATSE产品较多。
但是属于真正的ATSE产品不多。
A TSE 必须符合GB/T14048.11-2002《低压开关设备与控制设备第6部分:多功能电器第1篇:自动转换开关电器》。
符合GB14048.3-2003《开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》产品只能叫电动(或电操作)转换开关。
若用它作为双电源转换,必须采取措施(如增加主触头工作位及转换延时等),否则,用户使用不当易造成供电系统短路。
而GB/T14048.11-2002《自动转换开关电器》标准对产品考核较严格,在电源间相序不同情况下,也允许直接转换。
1.2 ATSE的构成ATSE一般由两部分组成:①开关电器本体;②控制器。
1.2.1开关电器本体开关电器本体又分两类:第一类为CB级。
它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短路保护功能,如图1;第二类为PC级,一体式结构(三点式),如图2。
它是双电源切换的专用开关,具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快(0.2s内)、安全、可靠等优点,但需要配备短路保护电器。
ATSE自动转换器的应用分析摘要:本文阐述了ATSE的分类及其特点,并针对实际工程中ATSE的转换时间、使用类别、极数的选择等问题进行了分析。
关键词:ATSE;PC级;CB级;选用;问题分析ASTE即自行动作的转换开关电器,是由一个或多个开关设备构成的电器,该电器用于从一路电源断开负载电路并自行连接至另外一路电源上。
如市电与发电机电源的转换。
两路市电的转换。
《供配电系统设计规范》(GB 50052—95)中,把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程度分为三级,并且明确了各级负荷的供电要求:一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。
二级负荷宜由两回线路供电。
不属于一级和二级负荷者为三级供电。
另外在《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045—95,2005年版)中规定:高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。
基于以上规范的要求。
为保证重要负荷及消防负荷供电的可靠性和连续性,在电气设计和电气工程实践中。
要经常采用双电源自动切换。
1、ATSE的分类ATSE有PC级、CB级、CC级3种类别。
PC级ATSE:能够接通、承载但不用于分断短路电流。
该ATSE是以负荷隔离开关作为主体开关,加装电动操作机构、机械联锁机构、自动控制单元等一体化组装而成。
能快速接通、分断电路或进行电路的转换。
操作性能可靠。
CB级ATSE:配备过电流脱扣器的ATSE。
其主触头能够接通并用于分断短路电流。
该ATSE是以断路器作为主体开关,切换由自动控制单元完成,有机械和电气联锁功能。
是各种ATSE解决方案中结构最复杂的方案。
一般情况结构越复杂,可靠性越低,因此CB级ATSE的可靠性低于PC级ATSE的可靠性。
CC级ATSE:能够接通、承载,但不用于分断短路电流(受短路电流冲击后,主触头允许熔焊)。
该ATSE的主体部分由接触器构成,切换功能由中间继电器或逻辑控制模块组成二次回路完成控制功能。
空管系统ATSE选择应用摘要:双电源自动(Automatic transfer switching equipment)转换开关是低压电源系统中重要的组成部分,是市电油机切换、双路电源倒换必不可少的设备。
目前转换开关分为为PC级、CB级ATS。
空管电源系统如何选择合适的自动转换开关,是提高供电系统安全、可靠的重要环节。
关键词:接地方式;TN-S; N线;一级配电;二级配电;零线电流1、引言自动转换开关电器(ATSE)主要用在紧急供电系统,是将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器,以确保重要负荷连续、可靠运行。
因此,ATSE常常应用在重要用电场所,其产品可靠性尤为重要。
那么如何合理选择自动转换开关,是提高供电系统安全、可靠的重要环节,笔者就此展开论述。
2、自动转换开关电器(ATSE)分类、形式、极数自动转换开关电器(ATSE)分:PC级与CB级两种;形式:分带旁路、无旁路两种;极数:分2P、3P、4P三种3、自动转换开关电器(ATSE)分析及选择3.1按照分类分析及选择第一类为CB级;它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短路保护功能;但是机械联锁不可靠。
第二类为PC级,一体式结构(三点式)。
它是双电源切换的专用开关,具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快(0.2s内)、安全、可靠等优点,但没有短路保护功能,必须与MCCB配合使用。
CB级是由断路器组成,而断路器是以分断电弧为已任,要求它的机械应快速脱扣。
因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题;而PC级产品不存在该方面问题,PC级产品的可靠性远高于CB级产品。
选用PC级ATSE时,需要注意PC级ATSE按照切换控制方式 ,可分为两段式(非 A 即B 电源) 和三段式( A 和 B 电源均能切断,有 OFF 位置);如何选择可以参考:市电、油机切换瞬间或停电后来电产生大电流冲击影响系统供电安全的 ,宜选用三段式( A 和 B 电源均能切断 ,有 OFF 位置);反之,宜选用两段式 (非 A 即B 电源);由于空管通信导航设备均是由UPS供给,不存在产生大电流冲击影响系统供电安全,且已发生三段式开关停在OFF 位置不切换故障,建议选择两段式,其目的是增加电源的可靠性。
浅谈ATSE的选择与应用摘要:本文介绍了ATSE(双电源转换开关)的定义、分类、发展历史及应用情况。
并从ATSE是否可以作为隔离电器,CB级和PC级ATSE选用,ATSE 转换时间确定,三极、四极ATSE选用,二位、三位ATSE的选择等几个方面详细阐述了ATSE的选择与应用的技术要点。
关键词:ATSE;分类;发展历史;选择与应用Abstract: this paper introduces the ATSE (double power conversion switch) the definition, classification, the development history and applications. And from ATSE whether can serve as isolation appliances, CB class and grade PC ATSE choose, A TSE conversion time determined, three very, very ATSE choose four, two, three ATSE choice and so on several aspects in detail ATSE expounds the selection and application of main techniques.Key words: ATSE; Classification; Development history; Selection and application中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1、概述ATSE(Automatic Transfer Switching Equipment)即自动转换开关电器,是由一个(或几个)转换开关电器和其它必需的电器(转换控制器)组成,用于监测电源电路(失压、缺相、过压、欠压、电压波动、频率偏差等),并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。
ATSE选择应用中的核心问题探讨深圳市泰永科技股份有限公司贺贵兵向弦信自动转换开关电器(ATSE)在我国经历了从无标准到标准制订及修改等一系列过程,也是低压电器领域探讨最多、争议最多、起点最高的电器产品之一,引起全国各地电气专家的高度重视,是因为ATSE 应用在供配电系统中重要回路的核心元器件之一,其产品本身可靠性直接关系到供配电系统的可靠性、系统负载的正常运行,特别是关系到人身、财产的安全设备供电的持续性。
ATSE起源于北美地区,应用在军工领域,属于比较昂贵的电器产品,至今大部分都应用在电源的首端,即市电与柴油机电之间的切换,因此,国外ATSE在首端有很悠久的研究和运行经验,而我国的ATSE 产品90%应用于电源末端的切换,但是在供配电系统首端相对于末端简单,通常末端带有不同特性的负载而复杂。
所以,下面从系统的应用来阐述ATSE的选择与应用。
一、二工作位与三工作位的区别与应用1.1二工作位与三工作位的区别:二个工作位:开关主触头仅有两个工作位,即“常用电源位”与“备用电源位”,负载不会出现长期断电情况,供电可靠性高,转换动作时间快。
三个工作位:开关主触头有三个工作位,其中有个“零位”,即主触头处于空挡,负载断电时间相对较长,其操作机构原理就是负载电路会长时间的与常用电源或备用电源断开。
ATSE的工作位置是由开关本体的驱动机构方式所决定,目前市场上ATSE产品的基本是由励磁驱动和马达驱动二种。
表1操作机构工作位置动作原理PC级(一体化)励磁驱动二、三工作位A-B、A-O-BPC级(派生式)马达驱动三工作位A(正转)-O(停止)-B(反转)CB级马达驱动三工作位A(正转)-O(停止)-B(反转)注:用二个主体开关组成的CB级(断路器)和派生PC级(负荷隔离开关)需要电机驱动,其操作机构由电机控制回路+齿轮组成,电机卡位(堵转)及控制回路的故障等,任何一个故障都可能导致电源即不在A又不在B,使负载电路会长时间的与常用电源和备用电源断开。
电气设计中ATSE的选择和使用摘要:介绍了ATSE的构成,阐述了电气设计中ATSE的类型、转换时间和级数的选择,分析了ATSE可否作为隔离电气使用。
指出在电气设计中,应综合考虑各方面因素合理选用ATSE。
关键词:电气设计,ATSE,转换时间,级数Type Selection and Application of ATSE in Power Supply System DesignAbstract: The structure of automatic transfer switching equipments was introduced. The selection of use categories, transfer time and pole was expounded. In addition, the problem that whether ATSE can be selected as electrical isolation equipment was analyzed. It was pointed out that the suitable ATSE should be selected from multi-aspects and multi-angles.Key words: power supply system design; automatic transfer switching equipment (ATSE); transfer time; pole引言《供配电系统设计规范》中要求:一级负荷应由两路电源供电,当一路电源发生故障时,另一路电源不应同时受到损坏;二级负荷宜由两回路供电。
另外,《高层民用建筑设计防火规范》中规定:高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动转换装置。
基于以上规范的要求,在电气设计中为了保证重要负荷供电的可靠性和连续性,要经常采用双电源自动切换装置(Automatic Transfer Switching Equipment, ATSE)。
双电源转换开关(ATSE)的选择和设计问题分析摘要:近年电气专业新规范频频推出,新技术发展愈来愈快,对供电的可靠性要求也越来越高,本文通过对双电源转换开关(ATSE)的选择及在电气设计中的常见问题进行了较深入的分析,指出了双电源目前存在的问题,并提出了具体建议和改进办法,对建筑电气中双电源的选型和设计具有借鉴作用。
关键词:ATSE的概念分类;CB级;PC级;ATSE的合理选择;设计缺陷和分析1引言双电源转换开关(ATSE)的作用主要是用于电网系统中网电与网电或网电与发电机等备用电源启动切换的装置,可使电源连续源供电,当常用电突然故障或停电时,通过双电源切换开关,自动投入到备用电源上,能够保证负载用电的连续性。
双电源自动转换开关(ATSE)在消防负荷上的作用尤为重要,是决定消防系统能够正常运行的一个重要因素。
随着近年来技术长足发展,设计要求也越来越高,在双电源开关(ATSE)的电气设计上,还存在一些问题值得探讨和研究。
2自动转换开关(ATSE)的概念及分类2.1自动转换开关(ATSE)的定义和构成以GB/T14048.11-2016《低压开关设备和控制设备》对自动转换开关的定义为:自动转换开关电器(ATSE)是由必需的电器和一个(或几个)转换开关电器组成,并将单个或若干个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源用于监测电源电路的电器。
自动转换开关(ATSE)一般包括通过进线端相连的控制器和开关本体。
在电源的工作状况中,一旦控制器监测到电源发生故障时,控制器立即发出动作命令。
双电源转换开关(ATSE)本体的功能则是带着负载完成从一个电源至另一个电源的自动转换。
开关本体又分为CB级和PC级,CB级开关本体主要由两个相同的断路器和机械连锁操作机构组成;PC级开关本体有两种结构形式,一种是由两个相同的隔离开关或负荷开关和机械连锁操作机构组成,另一种是整体式专用PC级自动转换开关,整个开关(包括触头材料、压力、分离速度、灭弧机构、传动机构等)都是独立重新设计的。
自动转换开关电器的选择与应用研究作者:王兆飞王凤丽来源:《消费电子·理论版》2013年第02期摘要:自动转换开关电器一般应用于额定电压交流不超过1000伏特或者直流不超过1500伏特的低压供电系统之中,并在转换电源期间中断向负载供电。
而不同电器产品的技术水平会对用电的可靠性产生直接的影响,所以,在实际应用中对其进行选择和应用就显得十分重要。
本文以此为基础,首先分析了自动转换开关电器的主要特点和功能,然后讨论了自动转换开关电器的选择与应用,最后从多个层面探讨了自动转换开关电器的发展趋势。
关键词:自动转换开关电器;产品选择;应用;发展趋势中图分类号:TM52 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0009-02自动转换开关电器也称作ATSE,现已发展成为低压配电系统的重要组成部分。
自动转换开关电器一般应用于额定电压交流不超过1000伏特或者直流不超过1500伏特的低压供电系统之中,并在转换电源期间中断向负载供电。
在电源切换系统之中,如果转换失败就会导致电源之间的短路,或者因负荷过大而产生断电的情况,这种结果的出现不但会影响到生产活动的顺利进行,还可能进一步的致使金融系统陷入瘫痪的状态,产生不可估量的经济损失,当然,也有可能将生命置于危险的境地,由此而引发的社会问题是极为棘手的[1]。
所以,在一些发达国家,一般都将都将自动转换开关电器产品的生产与使用进行重点限制与规范。
而不同电器产品的技术水平会对用电的可靠性产生直接的影响,所以,在实际应用中对其进行选择和应用就显得十分重要。
本文以此为基础,首先分析了自动转换开关电器的主要特点和功能,然后讨论了自动转换开关电器的选择与应用,最后从多个层面探讨了自动转换开关电器的发展趋势。
旨在通过本文的工作,为自动转换开关电器的生产和应用提供一定的可供借鉴的信息,促进电器产业的良性发展。
一、自动转换开关电器的主要特点及功能(一)负荷开关双投型自动转换开关电器该种自动转换开关电器是由两套负荷开关共同拼装为一个整体,利用一套微型可逆电机形成电动操作机构,然后借助齿轮变速箱传动实现双电源的自动转换与控制的功能,动作方式和有单电机完成驱动的断路器投切型自动转换开关的电器原理完全相同。
关于自动转换开关电器(ATSE)选择和应用的分析
摘要:目前,在建筑供电设计中,有一些重要负荷,如高层建筑中的消防用电设备、应急照明、通讯设备、电脑管理系统等,这些负荷如果在使用中突然中断供电,将在政治上或经济上造成不同程度的损失和影响。
所以,为了减少经济上不必要的损失,我们应当合理的设置和使用电源自动切换装置来确保重要负荷的可靠供电。
文章主要通过阐述了我国ATSE产品生产标准及分类,从而针对ATSE产品的选型和应用进行了分析。
关键词:转换开关开关电器ATSE产品应用选型
1我国ATSE产品生产标准及分类
1.1 符合的标准
自动转换开关电器简称ATSE,是Automatic Transfer Switching Equipment 的缩写。
ATSE是电力系统中特殊并且重要的部分,它是给重要负载供电的最后的配电设备,正因为如此,ATSE要安装的离被保护的负载尽可能的近。
目前市场上自称ATSE产品较多。
但是属于真正的ATSE产品不多。
A TSE 必须符合GB/T14048.11-2002《低压开关设备与控制设备第6部分:多功能电器第1篇:自动转换开关电器》。
符合GB14048.3-2003《开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》产品只能叫电动(或电操作)转换开关。
若用它作为双电源转换,必须采取措施(如增加主触头工作位及转换延时等),否则,用户使用不当易造成供电系统短路。
而GB/T14048.11-2002《自动转换开关电器》标准对产品考核较严格,在电源间相序不同情况下,也允许直接转换。
1.2 ATSE的构成
ATSE一般由两部分组成:①开关电器本体;②控制器。
1.2.1开关电器本体
开关电器本体又分两类:
第一类为CB级。
它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短路保护功能,如图1;
第二类为PC级,一体式结构(三点式),如图2。
它是双电源切换的专用开关,具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快(0.2s内)、安全、可靠等优点,但需要配备短路保护电器。
1.2.2控制器
控制器也有两种形式:一种由传统的电磁式继电器构成;另一种是数字电子型智能化产品。
它具有性能好,参数可调及精度高,可靠性高,使用方便等优点。
国内外常见的几种ATSE产品及电动式刀开关产品的对比见表1。
常见ATSE产品与电动式刀开关产品的对比表1
2 ATSE产口的应用和选型
2.1 应用
《民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008》7.5.4 自动转换开关电器(ATSE)的选用应符合下列规定:1 应根据配电系统的要求,选择高可靠性的ATSE电器,其特性应满足现行国家标准《低压开关设备和控制设备》GB/T14048.11的有关规定;2 ATSE的转换动作时间,应满足负荷允许的最大断电时间的要求;3 当采用PC级自动转换开关电器时,应能耐受回路的预期短路电流,且ATSE的额定电流不应小于回路计算电流的125%;4 当采用CB级ATSE为消防负荷供电时,应采用仅具短路保护的断路器组成的ATSE,其保护选择性应与上下级保护电器相配合;5 所选用的ATSE宜具有检修隔离功能;当ATSE本体没有检修隔离功能时,设计上应采取隔离措施;6 ATSE的切换时间应与供配电系统继电保护时间相配合,并应避免连续切换;7 ATSE为大容量电动机负荷供电时,应适当调整转换时间,在先断后合的转换过程中保证安全可靠切换
2.1.1 切换位置的选择
对需要二路电源供电的重要负荷,应在供电系统的末端配电设备处设置ATSE,我国的《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008中规定:“高层建筑内的消防及其防灾用电设施以及其他重要用电负荷的工作电源与备用电源应在末端自动切换”,“一类建筑的消防用电设备的两个电源或二回线路,应在最末一级配电箱处自动切换”。
ATSE设在起端和设在末端相比,末端设ATSE 时,除了电源故障停电能自动切换外,当配电低压线路上发生故障时,ATSE也能动作,增加了负荷的供电可靠性(如图10所示)。
起端设ATSE时,如图11所示,如果配电设备或低压线路发生故障而停电,该ATSE不动作,这样就无法保证负荷的继续供电,故相比之下,末端ATSE比起端ATSE更为可靠,但在末端设置ATSE 增加了配电设备和线路,即增加了投资费用。
2.1.2 CB、PC的选择
图3所示的是ATSE主要的应用场合,一般情况下,CB和PC产品在系统中是可以相互替代的。
例如当负荷是重要的二级负荷:生活泵、排污泵等,如图4所示。
当A 点发生短路故障时,根据选择性要求,Q3脱扣,切除故障保护负载设备,B点发生短路故障时,上级短路电流保护器动作,切除故障,此时,ATSE检测到电源状态的变化,控制器发出指令,ATSE切换到备用电源,保证对负载持续供电。
(PC级进线端的短路保护电器可选断路器或熔断器)
从实际情况看,因为系统元件选型的差异,理论上的选择性和实际情况会有所差异。
因此,A点发生故障时,ATSE及其上端保护电器可能会脱扣跳闸,而Q3保持闭合,此时,ATSE会切换至备用电源,导致故障状态下的重合闸,并对系统和设备造成很大的损坏和冲击。
好的产品可以避免此种状况的发生,他内部增加了电气联锁,当出现此种情况时,ATSE不动作,保证系统和设备的安全。
当负载是一级负荷时,例如:消防水泵等。
此时设备的安全和供电的连续性相比已不再是首要考虑的因素。
此时,选用CB级ATSE就不适合设备要求,当过负载时,CB级ATSE保护动作,常用电源开关脱扣,但ATSE不转换,选用PC级ATSE则能很好的解决这个问题,当过负载时,PC级进线端保护电器脱扣,电源状态发生变化,ATSE切换至备用电源,保证了供电的连续性。
当负载为照明类负荷时,一般的系统图如图5 所示。
此类负载一般采用树干式配电方式,即在一条配电干线分布着不同层的应急照明或事故照明负载,这种树干式的配电系统应选用CB级ATSE产品。
当某一层的某一路负载发生故障时,CB级产品的保护特性将保证配电干线不受影响,如果选用PC级产品,则必须在进线端加过电流保护电器,加大了箱体的尺寸和造价,同时易出现故障状态下的重合闸,扩大事故的影响范围。
2.2 保护的选择性
ATSE是配电系统中的某个元件,它除了要满足产品标准之外,还应该满足配电系统的基本要求。
选择性是配电系统的基本要求,对CB级产品而言,可以根据生产厂家提供的数据进行选型,实现选择性;对PC级产品而言,就需要在ATSE的进线端加装短路电流保护器:熔断器或断路器,来实现选择性的要求。
同时,在故障(短路电流)被查清楚之前,转换开关必须保持它的可操作性,这样才能从另外一路备用电源处继续为重要负荷供电。
这意味着短路电流保护电器的保护时间必须和PC级ATSE的耐受电流值相匹配。
在1989年版的UL1008中,一个主要的内容是允许了对于耐受和闭合电流等级测试有一个可选等级的范围。
它的目的是允许转换开关生产厂商在没有过电流保护装置下进行测试。
在最大故障电流10kA等级下使用400A及以下等级的转换开关,故障电流时间必须少于25ms,在最大故障电流在10kA 以上使用400A以上等级的转换开关,故障电流时间必须少于50ms,如果测试成功,生产厂商可以标志出此开关可以使用在等级内的任意断路器处。
如果转换开关生产厂商不接受这种测试,则必须给出与之配合的过电流保护器的类型,以便选型使用。
3 结束语
至今为止,ATSE产品只能进行CQC认证(既自愿认证)。
ATSE尚未进行3C认证。
市场上自称获得3C证书的“ATSE”,实际是依据GB14048.3-2003《开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》标准获得“转换开关或电动转换开关”3C证书。
希望设计、使用部门注意它们的区别,并在实际工程中严格把关。
参考文献
[1] GB/T14048.11-2002《低压开关设备和控制设备第6部分多功能设备自动转换开关电器》
[2] GB14048.3-2002《低压开关设备和控制设备低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器》
[3] GB/T14048.1-2000《低压开关设备和控制设备总则》
[4] 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。