淺談雙電源轉換開關的特點和在建筑電氣設計中的應用方式

周興悅

（重慶綠城兩江建筑設計有限公司　渝北區　401121）

淺談雙電源轉換開關的特點和在建筑電氣設計中的應用方式

周興悅

（重慶綠城兩江建筑設計有限公司渝北區401121）

闡述了雙電源轉換開關的定義、分類、結構形式和特點，并剖析了轉換開關在建筑電氣設計中選型及電路設計應注意的要點。

PC級ATSE；CB級ATSE；隔離電器；極數；工作位

雙電源自動轉換開關，以下簡稱ATSE（Automatic Transfer-Switching Equipment），是由轉換開關電器和其它必需的電器組成，用于監測電源電路失壓、過壓、欠壓、斷相、頻率偏差等、并將負載電路從一個電源自動轉換到另一個電源的電器。本文旨在討論ATSE的自身特點及其在建筑電氣設計中的應用方式。

1　ATSE的類別及特點

從功能區分ATSE分為PC級和CB級兩大類。PC級：只完成雙電源自動轉換的功能，不具備短路電流分斷（僅能接通、承載）的功能。CB級：配備過電流脫扣器的ATSE，既完成雙電源自動轉換的功能，又具有短路電流保護（能接通并分斷）的功能。

從結構形式區分，國內市場用于兩路電源轉換電器的產品目前有四類。第一類為接觸器式PC級ATSE。第二類是由斷路器組成的CB級ATSE；第三類用電動負荷開關完成兩路電源轉換的產品，屬于PC級ATSE。第四類為一體式自動轉換開關電器類PC級ATSE。

CB級ATSE與PC級ATSE的特性，除了是否具有短路電流保護功能外，還有以下一些區別：①由于結構組成不同，CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分斷電弧為己任，要求機構快速脫扣一般采用四連桿機構。四連桿機構易存在滑扣、再扣不可靠因素。而PC級機構結構構成較為簡單，不存在該方面問題。因而PC級產品的可靠性遠高于CB級產品。②斷路器承載短時耐受電流的能力一般為12倍Ie，而轉換開關應能承受20倍Ie及以上的短時耐受電流，兩者觸頭壓力有所不同，耐受電流特性對消防電源系統非常重要，因此消防電源系統均要求采用PC級ATSE。③轉換開關的電氣間隙、爬電距離及觸頭開距要求要大于斷路器，并且充分考慮兩電源疊加的問題，因此PC級安全性更好。

2　ATSE的設計應用

結合上文PC級和CB級ATSE特性的比較，可以看出PC級是更為理想的電源自動轉換開關設備。對于PC級ATSE沒有短路電流保護功能的特點，如應用在需要短路保護和過載保護的供電回路中，可以在ATSE之前設置斷路器來解決。在此著重討論一下PC級ATSE設計應用中的問題。

2.1使用類別

國內PC級ATSE目前有兩種使用類別。一是適用于AC-33B：另一種適用于AC-31B。

AC-33B/A*：適用電動機混合負載。既包含電動機、電阻負載和30%以下白熾燈負載，接通與分斷電流為6Ie，cosφ=05：

AC-31B/A*：適用無感或微感負載，接通與分斷電流為1.5Ie，cosφ=08；

（*B：表示不頻繁操作；A：表示頻繁操作。）

可以看出選擇使用AC-33B的ATSE比選擇使用AC-33B 的ATSE更安全、可靠。

小容量ATSE（≤100A）通常帶電動機負載（如消防泵）直接轉換，最好具有AC-3指標（直接通斷鼠籠型電動機），按接通10Ie/分斷8Ie，cosφ=0.45要求進行考核。使用中該產品更安全。

2.2極數的選擇

PC級ATSE有二極、三極、四極之分。二極用于單相電源的切換。三極和四極用于三相電源的切換。三極與四極的ATSE主要區別就是是否斷N線（三極是不斷N線），三極主要用于同種性質電源，一般是指同一電網下不同變壓器或不同線路等。四極主要指不同性質電源，一般是指市電對自備發電機，市電對變頻電壓，不同電網對不同電網，因為各自的零線上都有不同的零序電壓存在，如零線不斷開將會形成環流，對電氣設備危害很大。采用三極或四極ATSE要根據四極電器的選擇原則確定。

2.3工作位選擇

ATSE產品有兩工作位和三工作位兩種。三工作位即在兩路電源工作位之外，還有一個零位或中間位。兩工作位ATSE的負載轉換不會出現長期斷電情況，供電可靠性高，轉換動作時間快。三工作位ATSE的負載轉換斷電時間相對較長.是兩工作位斷電時間的2.3倍左右。三個工作位的ATSE主要用于在帶高感抗或大電動機的負荷轉換時，為避免沖擊電流做“暫態停留”之用；不是用于負荷維修時隔離之用。

2.4PC級ATSE前隔離電器的設置

有看法認為三工作位的PC級ATSE本身具有隔離功能，可不設置前置隔離電器。但根據ATSE的產品遵循的標準GB/ T14048.11-2008《低壓開關設備和控制設備第6-1部分：多功能電器轉換開關電器》中有如下條文：“3.3.3斷開位置off-position：負載電路不連接任何電源時電器的觸頭位置。此條文并未對斷開位置強調“隔離”的功能。另外此規范8.2.1.1條c款中還規定：“PC/CC級TSE的操作機構不應使負載電路與常用電源和備用電源均保持長期斷開，但是在完成轉換前可具有一個預定的斷開時間，在某些情況下，可提供一休止位置。CB級TSE可具有預定的斷開時間和/或斷開位置。”這兩條可以看出，中間位并不具有隔離功能，也不適合用于隔離。所以，PC級ATSE前應設置獨立的隔離電器。

3　結語

ATSE的應用場所一般都是重要場所或負荷。PC級ATSE因其優點已成為應用的主流。在設計中應結合負載和系統的具體情況，合理選用ATSE并進行合規的電路設計。

[1]《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]《低壓開關設備和控制設備第6-1部分：多功能電器轉換開關電器》（GB/T14048.11-2008）.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3]王麗娟.淺談PC級ATSE的應用.電氣傳動自動化，2006，28（2）：16～17，21.

[4]吳斌.ATSE使用方式探討.建筑電氣，2015，34（8）：32～36.

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