自动转换开关电器设计论文

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摘要：自动转换开关电器主要用在重要场所的紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。

关键词：自动转换开关电器；PC级ATSE；CB级ATSE；隔离电气；使用类别；工作位

依据国家规范《供配电系统设计规范》（GB50052－1995）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－1995，2005年版）及行业标准《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）的规定：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"，"一级负荷中特别重要负荷，除由两个电源供电外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。"。对于电源转换时间有持定要求的一、二级负荷及消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟民机、应急照明等消防设备的供电均需要设置自动转换开关电器（ATSE）。作为消防负荷和其他重要负荷的电源转换装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用，正确合理的选择ATSE可确保一、二级负荷供电的可靠性、连续性。

1.ATSE的基本概念

自动转换开关电器，即ATSE（AutomaticTransferSwitchingKquipment），由一个（或几个）转换开关电器和其他必须的电器组成，用于监测电源电路，并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。ATSE一般由两部分组成：开关本体干控制器。

2.ATSE的分类

目前，我国市场上符合GB／T14048.11（IEC60947－6－l）标准的产品主要有CB级和PC级两大类。

PC级：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。

CB级：配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。

3.ATSE的使用类别

使用类别，涉及到ATSE接通与分断能力和操作性能指标，决定其ATSE的正确使用环境。对选用PC级ATSE除了考虑其额定接通与分断能力外，还应考虑其在短路条件下所能承受的短路能力，即额定短时耐受电流Icw值。详见表1-3。

使用环境条件要求

1）海拔高度不超过2000m；

2）环境温度不高于40℃不低于－5℃；

3）相对湿度不大于95％；

4）电磁兼容性（EMC）的要求：在实际使用中，ATSB（待别是控制器部分）不应受外界的电磁干扰而损坏或误动作，影响供电系统运行的可靠性、连续性。同时ATSE所产生的电磁效应应满足国家相应标准，保证电气系统其他环节的安全稳定运行。

4.设计选用注意事项

1）产品认证：中国、IEC、UL等都对ATSE制订专门的标准（几个标准完全等同），所以，就必须选择符合标准的ATSE。

2）确定自动转换开关电器（ATSE）的额定工作电压法使用类别。要注意选择适合负载特性的ATSE。

3）设计时选用PC级还是CB级，考虑的出发点不应是是否需要短路保护功能（PC级前面加上短路保护电器，系统就具备与CB级同样的保护功能），而是可靠性和成本。可靠性要求高，宜选用PC级产品；要求成本低可选用CB级。

4）断开故障电源的时间，不同结构的产品是不同的，对故障电源（例如断相）敏感度高的负载，就需要注意，应选用能够快速断开故障电源的励磁驱动式ATSE。采用断路器的CB级ATSE未采用隔离（负荷）开关的ATSE，是用减速电机驱动（电机转速一般为15－20rpm，开关需要转动到一定转角后触头才能断开）。

PC级前端是否需要加短路保护电器？取决于PC级ATSE能否承受前端短路保护电器保护电流的冲击。如果能够承受，切换箱内就不需要再加短路保护电器，如果不能承受，就需要加一个短路保护电流低于PC级ASTE额定限制短路电流的保护电器，这需要制造商提供ASTE额定限制短路电流的保护电器类型和多数。

5）ATSE三极与四级的选择：在电源转换系统中，应根据配电系统的接地型式、接地保护装置的设置，能否产生中性电流分流和环流及接地故障电流的分流，避免保护装置误动作或拒动作，以确定ATSE的级数。

（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是同一接地网络中时，转换开关应采用四极型开关。

（2）带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四极型开关。两个电源开关带剩余电流保护，其下级的电源转换开关应采用四极型开关。

（3）两种不同族地系统间的电源转换开关应采用四极型开关。

（4）TN－S、TN－C－S、系统一般不需要设四极型开关。但TN－S系统的一些特殊情况（三相严重个平衡及高次谐波含量较高）是否采用四级开关，需视建筑物等级的重要性而确定。

6）旁路型ATSE的应用：对供电系统可靠性、连续性有很高要求的特别重要负荷，为防止ATSE出现故障、损坏或处于检修时，影响供电的连续性，应设置旁路到ATSE。旁路型ATSE应具有以下功能：

（1）旁路隔离开关应能在用电负载个停电的状态下旁通电源至负载，旁路开关与ATSE额定容量应相同；

（2）旁通电源时应能隔离ATSE及相关控制电源，保证ATSE检修及更换能够安全进行；

（3）应有旁路隔离标志，显示系统状态；

（4）应有电子及机械联锁，防止误操作。

参考文献

[1]供配电系统设计规范.（GB50052－1995）.

[2]民用建筑电气设计规范.JGJ／T16一92.

[3]国家标准GB／T14048.11－2002.低压开关设备和控制设备第6部分：多功能电器第1篇：自动转换开关电器。