淺析空管臺站供電系統中雙電源自動切換開關（ATS）的使用

陳會梓

（民航華東空管局技術保障中心，上海 200335）

1 引言

目前，雙電源自動切換開關ATS已在空管臺站得到大規模應用，該型設備有效解決了臺站重要負荷供電連續性差的問題，成為低壓配電電源不可缺少的一部分。面對種類繁多的產品，需要在滿足系統功能的其他下，根據PC級和CB級自動切換開關性能，四極和三極ATS的作用特點進行合理選擇和應用[1]。

2 自動切換開關ATS選型

2.1 PC級和CB級自動切換開關ATS

ATS可分為兩種級別：PC級和CB級。PC級ATS：完成雙電源自動轉換的功能，不具備短路電流的分斷功能。CB級ATS：完成雙電源自動轉換的功能，具備短路電流保護的功能。PC級ATS需要在前一級加裝斷路器，使其具備短路電流分斷能力。CB級ATS具備兩個斷路器，在選型過程中不僅僅需要考慮到ATS的額定電流和極數，還需要考慮ATS額定短路電流應大于流過ATS的短路電流量，且前后級斷路器需要相互匹配。

2.2 ATS選型要求

在重要空管臺站供電系統中，應使用符合AC-33A型國家標準PC級ATS。且ATS必須具備自動和手動機械轉換功能，緊急情況下可以采用手動轉換。空管綜合性設備臺站供電系統的重要ATS應具備旁路隔離的功能，尤其是UPS輸入的ATS。當ATS發生故障需要停電維修時，便可以在不停電的情況下將負載手動轉換至旁路開關，開關本體可以抽出進行檢修。整個檢修維護過程中，從旁路負載、轉換開關維護、轉換開關功能測試與恢復正常運行，負載均能保持正常供電。通常帶維修旁路的ATS由轉換開關和旁路開關構成，需要集成機械與電氣連鎖，防止可能出現的失誤操作。目前，帶維修旁路隔離的ATS在空管臺站供電系統中的應用非常少，其實，諸如航管樓業務樓、塔臺、管制中心的UPS輸入ATS在選型時，應考慮采用帶維修旁路的ATS。

3 四極和三極ATS的應用

①切換過程中的零線問題

ATS的中性線重疊功能和中性線先合后分技術很重要，其可以避免負載受到不必要的N線瞬間過壓沖擊，滿足該功能的只有PC級ATS。中性線后分先合：在ATS轉換過程中，相線觸點被置于零位，與主用電源三相的接觸已經實現脫離，但ATS的N線觸點仍然保持閉合狀態，維持電源的中性線。相線觸點仍然保持在中間的零位狀態，但ATS的N線觸點已經切換到備用電源一側。隨后ATS的相線觸點也切換到備用電源側，整個切換過程完成。中性線重疊功能：當ATS進行切換的瞬間，兩路電源的零線會有短暫的并聯，切換完成后又分開，確保輸出零線不中斷。上述功能可以避免由于零點漂移造成三相電壓不平衡的情況發生[2]。

②四極ATS的應用場所

若低壓配電系統采用TN-S的保護接地方式，并且進線側的斷路器都配備了接地故障保護，則一定要切斷N線上流過的接地電流。在TN-S接地系統下，若某段主母線上的饋電回路出現接地故障，可能在PE線上和N線上流過雜散的接地電流，使得本段主母線的進線斷路器不跳閘而另一段母線的進線斷路器卻跳閘。解決這種問題的方法是將進線斷路器、母聯斷路器和ATS開關均選擇四極開關，以此切斷流過N線的雜散接地電流通道。

③根據IEC4651.1.5的規定，正常供電電源與備用發電機之間的ATS轉換開關應采用四極開關。這點應根據實際安裝情況進行調整。市電電源與備用柴油發電機組獨立，不共用低壓配電柜，即市電電源有獨立的配電柜，柴油發電機組有獨立的輸出配電柜，柴油發電機組輸出采用TN-C-S系統，市電變壓器輸出側采用TN-C-S系統或TN-S系統。如臺站供電系統中市電電源和備用柴油發電機不處于同一配電柜內，低壓配電柜單獨接地，柴油發電機組中性線在其獨立配電柜內接地。無論哪一路供電時，中性線電流均是由自身的電源回路返回。因此，應使用三極ATS[3]。

4 結語

PC級和CB級自動切換開關ATS、帶維修旁路的ATS、三極和四極ATS在空管臺站的供電配置中已經得到了廣泛應用，而在具體選型過程中應根據臺站保護接地方式、負載特點，合理選用ATS，以便提升UPS供電系統的穩定性可靠性。