CAP2系列自动转换开关电器

2015-03-22丁晓辉顾怡文周振忠

现代建筑电气 2015年3期

关键词：电器断路器短路

丁晓辉, 顾怡文, 周振忠

[常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂), 江苏常熟 215500]

CAP2系列自动转换开关电器

丁晓辉, 顾怡文, 周振忠

[常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂), 江苏常熟 215500]

介绍了CAP2系列自动转换开关电器的主要技术指标和性能特点。实践证明,CAP2系列自动转换开关电器短时耐受电流能力高,无需特定的SCPD保护,不影响电路等级内的选择性,可保证供电可靠性和连续性。指出CAP2系列具有良好的市场应用前景。

低压配电系统; 自动转换开关电器; 操作性能; PC级

0 引言

自动转换开关电器(Automation Transfer Switching Equipment,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。本文介绍了CAP2系列ATSE的主要技术指标和性能特点。

1 主要技术指标和性能特点

CAP2系列ATSE是常熟开关制造有限公司在对ATSE技术和低压配电系统供电可靠性进行大量研究的基础上,开发的新一代高性能PC级ATSE。该系列ATSE具备高的短时耐受电流能力以及短路接通能力,同时具有高性能、多功能、智能化、小型化以及操作维护简单等特点。ATSE产品外形如图1所示[1]。

1.1 主要技术指标

CAP2系列产品符合GB 14048.11—2008《低压开关设备和控制设备第6-1部分：多功能电器转换开关电器》标准要求[2],主要技术指标如表1所示,其中额定工作电压为400 V,频率为50 Hz。

图1 ASTE产品外形

CAP2系列ATSE是依托现代设计技术和常熟开关多年产品开发成功的经验,并在分析比较国内外著名厂家同类型产品特色的基础上,结合市场实际需求开发的新一代ATSE。

表1 CAP2系列自动转换开关电器主要技术指标

CAP2-630及以下规格均采用双列平行旋转插入式触头结构,短时耐受电流能力高;错位的弹簧机构既能实现高效传动,又能实现其自身联锁。CAP2-1600继承了CW系列万能式断路器的触头灭弧系统,并自主创新设计弹簧操作机构,外观小巧,性能卓越。

CAP2自动控制的操作是一个连续的过程,即从一路电源断开到另一路电源合闸的转换过程是连续的、不间断的。

1.2.1 短路性能指标高

高短时耐受电流能力及高短路接通能力是PC级ATSE的关键参数,主要是为了能承受上级断路器分断前的短路电流,保证其自身在接通或承载短路电流时的可靠性,满足在大容量电源侧应用的要求,也使其不需要特定SCPD(如熔断器)的保护,由常规断路器进行保护,不影响电路内的选择性,有利于配电系统选择性的实现。

在大容量电路中的断路器往往是万能式断路器,并一般处于配电级或进线级,具备选择性保护的短路短延时能力。为了满足选择性要求,短路短延时整定时间的整定范围一般为0.1～0.4 s,整定电流的整定范围一般为8～15倍的额定电流,而Ir3整定电流可能很大。因此,回路中的ATSE必须满足这种为了选择性要求而出现的持续很大的短路电流。大容量ATSE的短耐能力指标不仅要求高,而且必须要时间长,才能满足上述选择性要求。目前,绝大多数1 600 A及以上的ATSE的短时耐受电流指标中的时间是60 ms,这就使设计人员不清楚该产品在短路短延时状态下的短时耐受电流能力。CAP2-1600的短时耐受电流为42 kA/0.5 s,与CW2-1 600相同,完全能保证CW2-1600任何整定下ATSE产品的安全性,使设计人员在配电系统设计时清楚该产品在短路短延时状态下的短时耐受电流能力,有利于保证系统设计的可靠性。

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1.2.2 操作性能可靠

CAP2系列ATSE均为齿轮传动机构,特别是CAP2-1600是一种全新的自主创新设计齿轮驱动的越限制动弹簧操作机构(越限是指弹簧过死点驱动和触头限定机构)。该机构具有零件少、体积小、运动简单、动作可靠、自身连锁、动触头瞬合瞬分、合闸机械自保持、转换速度快等特点,保证了高短耐、高短路接通能力,同时实现机构自身的机械联锁。

CAP2-1600触头结构引入万能式断路器的触头系统设计原理,主触头采用分片式设计,保证最佳接触面积避免过热,并具有自我清洁功能,带载转换及耐受故障电流能力高,方便保护协调设计。

CAP2系列ATSE具有手动、电气两种操作模式。多功能旋钮实现手动和电气操作的转换,电气操作模式下闭锁手动操作,防止误操作。手动操作模式下,通过与旋钮联动的触头切断电动机电源,并且通过离合器使电动机与操作机构脱离,实现电气和机械双重联锁,保证操作安全。在该模式下可通过操作手柄将开关操作至常用电源位置、断开位置和备用电源位置,满足紧急情况下的操作要求。电气操作模式下,操作由控制器进行控制,人机交互由显示控制器完成。显示控制器显示开关状态、电压测量值、设置信息以及故障信息,也可以对工作模式、延时参数、欠过压参数以及通信参数进行设置。其采用大屏幕液晶显示、轻触开关操作、中文菜单提示的引导式操作方式,使设置和查询直观简单。

1.2.3 接通分断能力可靠

CAP2系列ATSE均满足AC-33B使用类别,可轻松实现10Ie电流的接通，分断。可应用于GB/T 14048.11中所有交流典型用途的负载,应用范围极广。

特别是CAP2-1600将所有触头、灭弧系统置于整体的DMC基座中,并由基座构建进、出线各极完全独立的空间。该空间除灭弧系统方向外其余均被密封,并且完美地继承了万能式断路器熄灭几十千安培电流能力的灭弧技术与结构,使熄弧时间和燃弧能量远低于同类产品。不仅确保了使用类别AC-33B的10倍电流的优良分断能力,而且两路电源间实现了可靠隔离,并使机构、操作界面完全实现电隔离,提高了产品的安全性;同时,AC-33B和AC-33iA的使用类别使CAP2-1600几乎能用于所有配电场合和负载。

1.2.4 功能丰富、形式多样

CAP2系列ATSE的智能控制器分为D型和F型。D型用于电网、电网间自动转换,F型用于电网、发电间自动转换,并具有发电机起停和次要负荷卸载信号输出。D型和F型控制器集成自投自复和自投不自复(互为备用)功能。

智能控制器具有欠压、过压、断相、欠频、过频自动切换功能和电动强制切换功能。自动模式状态集成的两种工作方式,适应不同使用场合,并具有消防联动功能,满足紧急情况下断开负载侧电源的能力。

1.2.5 智能化、网络化

配置通信模块的CAP2可实现基于Modbus-RTU协议的通信,实现“四遥”功能,也可通过常熟开关公司的CN1DP适配器、CN1EG以太网适配器应用于Profibus、DeviceNet、CAN总线和以太网通信网络,方便用户进行多种协议的应用管理。通信数据有远程控制命令、欠/过电压整定值、转换延时整定值、常/备用实时电压、合/分闸状态、消防联动信号、故障状态及故障记录、工作模式、控制器类型、ATSE型号等。

1.2.6 体积小、安装简单

(1) CAP2系列产品采用模块化设计,由电源开关部件、动力部件、控制器、显示控制器、通信模块、辅助触头等模块组成,通过先进的设计方法,使产品体积远小于国内外同性能产品。

(2) 安装方式多样化。CAP2系列产品具有多种不同的安装方式,能够满足用户的不同安装要求。柜内挂壁式底板安装,开关处于柜内,如图2所示;柜内挂壁式底板安装,操作部分全部突出柜门,如图3所示;柜内挂壁式底板安装,操作显示部分移出开关本体并挂于柜门,如图4所示。

图2 开关处于柜内

图3 操作部分突出柜门

图4 操作显示部分移出开关本体并挂于柜内

CAP2-1600外形尺寸为340 mm(宽)×416 mm(高)×310 mm(深，包括母线),可以轻松地安装于600 mm(宽)×600 mm(高)的小室内,使同一台配电柜实现同时容纳两台进线断路器和一台转换开关的典型配电方案成为可能,可极大地降低占用空间和成本。安装形式与万能式断路器基本一致。CAP2-1600典型配电方案如图5所示。

图5 CAP2-1600典型配电方案

2 产品应用和前景

ATSE作为低压配电系统中保证供电连续性的典型器件,正逐渐被广泛应用。随着我国现代化建设的飞速发展和人民生活的提高,对配电系统中供电的连续性提出了更高的要求。因此,高短耐能力、高操作性能将成为ATSE的必然要求。

3 结语

CAP2系列ATSE是专用型PC级ATSE,具有高短耐、多功能、智能化、体积小以及操作维护简单等优点,已成功推向市场,不仅满足了两路电源间自动转换的要求,也满足了市场对于ATSE的需求,即体积小、容量大、电性能指标高、结构模块化、操作安全可靠、智能化等。

[1] 常熟开关制造有限公司.CAP2系列自动转换开关电器产品样本[G].2013.

[2] GB 14048.11—2008 低压开关设备和控制设备第6-1部分：多功能电器转换开关电器[S].

[3] 张骋,陈小青.自动转换开关电器应用常见问题探讨[J].低压电器,2010(10)：60-62.

CAP2 Series Automatic Transfer Switching Equipment

DING Xiaohui, GU Yiwen, ZHOU Zhenzhong

(Changshu Switchgear MFG. Co., Ltd., Changshu 215500, China)

This paper introduced the main technical index and performance characteristics of CAP2 series automatic transfer switching equipment(ATSE).The practice proved that CAP2 series ATSE has high short-term resistance current capacity,no need of specific SCPD protection,and does not affect on the selectivity of circuit level.CAP2 series ATSE can guarantee the power supply reliability and continuity.It was pointed out that CAP2 series ATSE has a good market application prospect.

low voltage power distribution system; automatic transfer switching equipment(ATSE); operating performance; PC class