双电源自动转换开关的选用(完整版)实用资料.doc

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1、双电源自动转换开关的选用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载） 2021年 11月 25日第 26卷第 6期 Telecom Power Technology Nov. 25, 2021, Vol. 26No. 6收稿日期 :2021207217作者简介 :刘 庭 (19772 , 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 :100923664(2021 0620057203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 , 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

2、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 TSE 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 TSE , 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 TSE 。 因电源系统容量 、 接地形式的不同 , 在对 A T 2SE 选型时也有所不同 。 文中阐述了 A TSE 的概念 、 分类 、 性能特点以及为交换局双电源系统选择 A TSE 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

3、开关 ; 安全 中图分类号 :TM 930. 1文献标识码 :ASelection of Automatic Transfer Switching Equip ment for Dual Power SupplyL IU Ting(Beijing China Communication Design and Consulting Co. , Ltd. Beijing , China Abstract :System of dual power supply is the effective of power users. Power transfer switch is an importan

4、t connecting device between , automatic transfer switc 2hing equipment (A TSE is widely applied because of its without man on duty. Selection of A TSE is different because the capacity and of In this paper , the definition , classifica 2tion and characteristics of A TSE are its application in exchan

5、ging bureaus are considered. The application scope gist 2pole switch are emphasized with an engineering example.Key words :dual A ; three 2pole switch ;four 2pole switch ;safety0 概 述根据 供配电系统设计规范 (G B 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” , “ 一级负荷应由两个电源供电 , 当一个电源

6、发生故障时 , 另一个电源应不致同时受到损坏” 。 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 通信电源设备安装工程设计规范(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 。 ” 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 。 通信电源设 备安装工程设计规范 3. 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 。 ”目前 , 各电

7、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 (Automatic t ransfer switching equip ment 简称为 A TSE , 有时也简称为 A TS 。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

8、时 ,A TSE 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 。 A TSE 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

9、动转换开关各有其优缺点 , 其75 2021年 11月 25日第 26卷第 6期 Telecom Power Technology Nov. 25, 2021, Vol. 26No. 6性能比较如表 1所示 。1 ATSE 的选用1. 1 PC 级和 CB 级 ATSE 的选择G B/T 14048. 11-2002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 定义 :(1A TSE :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 A TSE :能够接通 、 承载 , 但不用于分断断路电流的 A T

10、SE 。 (3 CB 级 A TSE :配备过电流脱扣器的 A TSE , 它的主触头能够接通并用于分断短路电流 。 PC 级和 CB 级 A TSE 的性能比较如表 2所示 。表 2 PC 级和 CB 级 ATSE 的性能比较表序号 类型 优 点 缺 点1 PC 级A TSE 可以频繁的操作 ; 体积较小 ; 价格相对低廉 ; 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 。 耗电大 ; 有噪声 ; 接触器的机械联 锁较难 。2 CB 级A TSE 耗电小 ; 其执 行 断 路 器本 身带热磁保护 , 它的主触头能够

11、接 通 并 用于 分断短 路 电 流 , 在 配 电箱 、 柜 内 CB 级 A TSE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 。; 体积较大 ; 价格较贵 ; 由于 CB 级 A TSE 的 控 制 器 仅 检 测 A TSE 进 线 端 电 源 状态 , 当过电流故障 引 起 开 关 断 开 时 , A TSE 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 A TSE 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

12、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 A TSE 还需与其前端设置的 MCB 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 A TSE 的优缺点 , 结合市电和 发电机转换的实际情况 ,

13、在选择 A TSE 时 , 宜选用 PC 级的 A TSE 。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 TN 系统 、 其中性线不切换的可 采用三极 A TSE 。 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 A TSE 。另 外 , 两个不同容量的电源之间的转换应使用四极 A T 2 SE , 因为在各自的中性线上都有不同的零序电压存 在 ,

14、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 A TSE 要根据四极电器的选择 原则确定 。 民用建筑电气设计规范 编制组针对四极 开关的应用问题达成了以下共识 :(1 根据 IEC 465. 1. 5条规定 , 正常供电电源与备 , 转换开关应, 其下级的电 。(3 两种不同接地系统间电源转换开关应用四极 开关 。(4 TN -S 、 TN -C -S 系统一般不需要设四极开 关 。 但 TN -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

15、A TSE 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 TN 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. TN 2S 系统 :整个系统的中性线 (N 与保护线 (PE 是分开的 。 这是 通信电源设备安装工程设计规 范 (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

16、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 。 8 5刘 庭 : 双电源自动转换开关的选用Telecom Power Technology Nov. 25, 2021, Vol. 26No. 6 (3 IT 系统(或有, 受电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极 。 该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地 , 无中性线 N , 只有线电压 (380V ,无相电压 (220V , 保护接

17、地线 PE 各自独立接地 。该系统的优点是当一相接地时 , 不会使外壳带有较大的故障电流 , 系统可以照常运行 。缺点是不能配出中性线 N , 因此它不适用于通信交换局 。1. 2. 3 市电油机转换开关极数的选择若市电和油机不在同一个接地网络 , 则必须装设四极开关 , 因为作为电源切换开关在切换操作时会造成不同接线系统中性线上的电位漂移 , 使电流的流向变动或产生分流。 如果还设有漏电保护装置的话 , 当切换相线时 (见图 3 对任一开关 (QF 1或 QF 2 来说 , 中性线上就有了两处接地 (电源处及 a 1或 a 2 , 其中有一处接地 (a 1或 a 2 总在切换开关 (QF 1

18、或 QF 2 的下游 , 漏电保护器将 无法正常工作。 所以无论从功能性 , 还是从保护性能方 面来讲 , 对于 TN 系统中不同属一个接地网的市电和油 机之间的电源转换 , 必须采用四极开关。图 3 四极 ATSE 示意图 , 只要 PEN 母排和 PE 母排只在一C -S 系统供电 , 楼内还设置了备用发电机 。低 压电源线路的 PEN 线 , 通过与总等电位联结的接地母 排连接而实现接地 。 这时备用发电机中性线出口不能 在发电机处就地接地 , 它也只能与接地母排连接而接 地 。 这样 , 整个配电系统中的 PEN 线和中性线只有一 个接地点 , 使中性线电流只能沿本回路返回正常供电 电

19、源或返回自备发电机电源 , 不会引发杂散电流 。因 此 , 该公司在综合楼内选用了三极 A TSE 。2 结束语电源系统是整个通信系统的 “心脏” , 是通信系统 安全运行的保障 。 正确选择双电源的切换开关 , 可在 一个供电电源发生故障时及时 、 安全地切换到另一个 备用电源 , 为通信系统提供安全 、 持久的动力 。 本文仅 浅述了市电 -油机 A TSE 在类型 、 极数方面的选择 , 对于 A TSE 的其它参数 , 如两段式与三段式之间的选 择 、 容量的选择等未进行阐述 。行业信息 新型充电器将适用于任何款 国际电信联盟称 , 全球通用 充电器技术已获批准 , 这将减少各种不同型

20、号 充电器泛滥带来的混乱和浪费 。国际电信联盟女发言人莎拉 帕克斯说 , 不论品牌或型号 , 新型通用充电器将适用今后出产的所有 , “每个 用户都能 从中受益” 。 帕克斯介绍 , 新型充电器将通过一个类似数码相机所使用的 USB 插头为 充电 。 她说 , 通用充电器获得批准将减少 不同型号 充电器数量 , 避免浪费 。 此外 , 这一做法不仅能减少 充电时的电力消耗 , 还能节约 50%待机时的电力消耗 , 每年 减少 1360万吨温室气体排放 。国际电信联盟是联合国专门机构之一 。 帕克斯说 , 制造商不会被要求强制执行新标准 , 但联盟制定的标准在现实中很少 遭到抵制 。(摘自 :大

21、洋网 -广州日报 9 5 自动转换开关电器 ATSE2006年 3月 11日 编制说明自动转换开关电器,即 ATSE 在我国已应用多年,但因没有设计规范 作为指导, ATSE 在使用中出现不少问题。为规范 ATSE 的正确选用,指导 设计, 全国智能建筑技术情报网与中国建筑设计研究院机电院于 2006年 3月 11日在北京九华山庄举办了 “第三届中国智能建筑电气沙龙” -“自 动转换开关电器 ATSE 的设计应用导则”的专题研讨。会议邀请了全国 7大行政区的建筑设计研究院、中央部委设计院、部队设计院、研究所等 21个单位的专业院长、专业所长、电气总工程师等 27名业内知名专业人 士:张军、欧阳

22、东、张文才、洪元颐、郭晓岩、杨德才、杜毅威、陈建参照了全国各地区 ATSE 的使用情况, 吸收了各位专家的意见, 最终定稿, 共同制定了“ 自动转换开关电器 ATSE 的设计应用导则” 。鉴于 ATSE 是新技术、新产品,没有更多的资料可供参考,希望全国 的设计人员在执行“自动转换开关电器 ATSE 的设计应用导则”过程中结 合工程实践,认真总结经验,注重积累资料,如发现需要修改和补充之 处,请及时与我们联系( :010-68302581 ,以便修改时参考。自动转换开关电器 ATSE设计应用导则A Guideline for Design and Application of ATSE1 AT

23、SE选择的一般原则1.1 ATSE技术参数的选用应根据具体使用环境 (海拔高度、温度、湿度、污染程度 等 ,依据国家现行标准、规范选用安全可靠的产品。1.2 建议 ATSE 的开关主体满足污染等级级(工业级的要求。1.3 ATSE的额定电压应与所在回路额定电压 (交流为均方根值 相适应, 应考虑正常 工作时可能出现的最高或最低电压。1.4 ATSE的额定电流应大于所在回路的预期工作电流,还应承载异常情况下可能 的过电流。1.5 ATSE的额定频率必须与所在电源回路的频率相适应。1.6 ATSE应满足短路条件下的动稳定与热稳定要求。 CB 级的 ATSE 应满足短路条件 下的分断能力, PC 级

24、的 ATSE 应承载短路耐受电流的要求。1.7旁路抽出 型 ATSE 1.8 级 ATSE 。1.9 一级负荷建议采用 PC 级 ATSE 。1.10 若干个 ATSE 链接时,应符合低压配电设计规范规定的线路保护要求。1.11 当采用 CB 级 ATSE 向电动机供电时,应满足电动机的保护要求。1.12 电与发电机转换用的 ATSE 宜采用 PC 级、一体化结构、三位式的 ATSE 。当采用 自投自复的 ATSE 时,自动复归应有适当的延时,延时时间可调,并与发电机停机时 间相匹配。1.13 当需要自动切断电源、或带高感抗、或大电动机负载转换时, ATSE 应采用三 位式;其它场所可根据需要

25、选择二位式或三位式 ATSE 。1.14 根据实际工程需要选择合理的 ATSE 动作时间, 且 ATSE 应能躲过电源电压闪变、 瞬变等干扰。 ATSE 总的动作时间宜参考表 1.14。 1.15 ATSE上下级动作时间应根据系统要求进行配合。1.16 三相四线制(0.4/0.23kV电力系统中 ATSE 极数的选用原则:1.16.1 同一接地系统中, 带漏电保护的两个电源回路下级的 ATSE , 三相四线供电 应采用四极 ATSE ,单相供电应采用两极 ATSE 。1.16.2 两种不同接地系统 (包括两个不同中性线接地点的 TN-S 系统 间电源转换 的 ATSE ,三相四线供电应采用四极

26、 ATSE ,单相供电应采用两极 ATSE 。1.16.3 正常供电电源与备用发电机之间,当采用不同的接地方式时其转换开关应 采用四极 ATSE 。1.16.4 IT用两极 ATSE 。1.16.3的情况外一般不需要设四极 ATSE 。1.16.6 TN-C系统严禁采用四极 ATSE 。2 ATSE的使用要求2.1 ATSE的使用类别应与负载特性相一致,满足表 2.1的要求。 2.2 当用电设备需要断电维护、 测试、 检修时, 配电回路应设置隔离电器。 如果 ATSE 满足隔离电器的要求, ATSE 可兼作隔离电器,否则应加装隔离电器。2.3 在同一级配电保护中, CB 级 ATSE 之前不应

27、设置短路保护电器。 2.4 当 PC 级 ATSE 供电回路需装设保护电器时,保护电器宜设在 ATSE 的进线侧 (如图 2.5 ATSE控制器电源应取自 ATSE 进线侧。3 其它3.1 图纸中, ATSE1 额定电流2 类型, PC 级或3 极数 4 总动作时间5 位数6 使用类别7 当为 CB 级 ATSE 时,尚应标注脱扣器或熔体整定电流3.2 PC级 ATSE 应注意额定限制短路电流或额定短时耐受电流 Icw 。LW5系列万能转换开关用途LW5系列万能转换开关适用于交流50Hz，额定工作电压500V及以下，直流电压至440V的电路中转换电气控制线路（电磁线圈、电气测量仪表和伺服电动机

28、等），也可直接控制5.5kW三相鼠笼型异步电动机的起动、可逆转换、变速等。产品符合标准GB 14048.5.产品型号及其含义用途代号：Q1、Q2-直接起动N-可逆转换S-双速电动机变速SN-双速电动机变速可逆LW5系列万能转换开关分类一、按用途分、主换控制用转换天关、 、直接控制5.5KW电动机用转换开关二、按操作方式分、定位型 、自复型三、按操动器外形分、旋钮式 、球形捏手式 四、按操作方式与操动器位置组合如表所示操作方式特征代号操动器位置自复型A045B45045定位型C045D45045E4504590F904504590G904504590135H135904504590135I135904504590135180J1209060300306090120K1209060300306090120150L1501209060300306090120150M1501209060300306090120150180N4545P90090主要技术参数机械寿命和电寿命机械寿命：10010 次，操作频率为300次/小时，AC-4时操作频率为120次/小时。电寿命：AC-15、DC-13时为2010 ，操作频率为300次/小时。 AC-3时为19.510 次，操作频率为300次/小时。 AC-4时为0.510 次，操作频率为120次/小时。外形尺寸和安装尺寸外形尺寸