浅谈双电源转换开关的特点和在建筑电气设计中的应用方式

2015-04-16周兴悦

建材与装饰 2015年44期

关键词：三极双电源四极

周兴悦

（重庆绿城两江建筑设计有限公司　渝北区　401121）

浅谈双电源转换开关的特点和在建筑电气设计中的应用方式

周兴悦

（重庆绿城两江建筑设计有限公司渝北区401121）

阐述了双电源转换开关的定义、分类、结构形式和特点，并剖析了转换开关在建筑电气设计中选型及电路设计应注意的要点。

PC级ATSE；CB级ATSE；隔离电器；极数；工作位

双电源自动转换开关，以下简称ATSE（Automatic Transfer-Switching Equipment），是由转换开关电器和其它必需的电器组成，用于监测电源电路失压、过压、欠压、断相、频率偏差等、并将负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。本文旨在讨论ATSE的自身特点及其在建筑电气设计中的应用方式。

1　ATSE的类别及特点

从功能区分ATSE分为PC级和CB级两大类。PC级：只完成双电源自动转换的功能，不具备短路电流分断（仅能接通、承载）的功能。CB级：配备过电流脱扣器的ATSE，既完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护（能接通并分断）的功能。

从结构形式区分，国内市场用于两路电源转换电器的产品目前有四类。第一类为接触器式PC级ATSE。第二类是由断路器组成的CB级ATSE；第三类用电动负荷开关完成两路电源转换的产品，属于PC级ATSE。第四类为一体式自动转换开关电器类PC级ATSE。

CB级ATSE与PC级ATSE的特性，除了是否具有短路电流保护功能外，还有以下一些区别：①由于结构组成不同，CB级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为己任，要求机构快速脱扣一般采用四连杆机构。四连杆机构易存在滑扣、再扣不可靠因素。而PC级机构结构构成较为简单，不存在该方面问题。因而PC级产品的可靠性远高于CB级产品。②断路器承载短时耐受电流的能力一般为12倍Ie，而转换开关应能承受20倍Ie及以上的短时耐受电流，两者触头压力有所不同，耐受电流特性对消防电源系统非常重要，因此消防电源系统均要求采用PC级ATSE。③转换开关的电气间隙、爬电距离及触头开距要求要大于断路器，并且充分考虑两电源叠加的问题，因此PC级安全性更好。

2　ATSE的设计应用

结合上文PC级和CB级ATSE特性的比较，可以看出PC级是更为理想的电源自动转换开关设备。对于PC级ATSE没有短路电流保护功能的特点，如应用在需要短路保护和过载保护的供电回路中，可以在ATSE之前设置断路器来解决。在此着重讨论一下PC级ATSE设计应用中的问题。

2.1使用类别

国内PC级ATSE目前有两种使用类别。一是适用于AC-33B：另一种适用于AC-31B。

AC-33B/A*：适用电动机混合负载。既包含电动机、电阻负载和30%以下白炽灯负载，接通与分断电流为6Ie，cosφ=05：

AC-31B/A*：适用无感或微感负载，接通与分断电流为1.5Ie，cosφ=08；

（*B：表示不频繁操作；A：表示频繁操作。）

可以看出选择使用AC-33B的ATSE比选择使用AC-33B 的ATSE更安全、可靠。

小容量ATSE（≤100A）通常带电动机负载（如消防泵）直接转换，最好具有AC-3指标（直接通断鼠笼型电动机），按接通10Ie/分断8Ie，cosφ=0.45要求进行考核。使用中该产品更安全。

2.2极数的选择

PC级ATSE有二极、三极、四极之分。二极用于单相电源的切换。三极和四极用于三相电源的切换。三极与四极的ATSE主要区别就是是否断N线（三极是不断N线），三极主要用于同种性质电源，一般是指同一电网下不同变压器或不同线路等。四极主要指不同性质电源，一般是指市电对自备发电机，市电对变频电压，不同电网对不同电网，因为各自的零线上都有不同的零序电压存在，如零线不断开将会形成环流，对电气设备危害很大。采用三极或四极ATSE要根据四极电器的选择原则确定。

2.3工作位选择

ATSE产品有两工作位和三工作位两种。三工作位即在两路电源工作位之外，还有一个零位或中间位。两工作位ATSE的负载转换不会出现长期断电情况，供电可靠性高，转换动作时间快。三工作位ATSE的负载转换断电时间相对较长.是两工作位断电时间的2.3倍左右。三个工作位的ATSE主要用于在带高感抗或大电动机的负荷转换时，为避免冲击电流做“暂态停留”之用；不是用于负荷维修时隔离之用。

2.4PC级ATSE前隔离电器的设置

有看法认为三工作位的PC级ATSE本身具有隔离功能，可不设置前置隔离电器。但根据ATSE的产品遵循的标准GB/ T14048.11-2008《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》中有如下条文：“3.3.3断开位置off-position：负载电路不连接任何电源时电器的触头位置。此条文并未对断开位置强调“隔离”的功能。另外此规范8.2.1.1条c款中还规定：“PC/CC级TSE的操作机构不应使负载电路与常用电源和备用电源均保持长期断开，但是在完成转换前可具有一个预定的断开时间，在某些情况下，可提供一休止位置。CB级TSE可具有预定的断开时间和/或断开位置。”这两条可以看出，中间位并不具有隔离功能，也不适合用于隔离。所以，PC级ATSE前应设置独立的隔离电器。