低压自动转换开关电器(ATSE)选择要点分析

低压自动转换开关电器(ATSE)选择要点分析

银引森,李海孟,邹俊卿

雷顿电气科技有限公司 325600   -浙江欣灵智能电气有限公司 325600   雷顿电气科技有限公司 325600

摘要：随着经济社会的发展，以及人类对智能化程度的需求日益增加，自动转换开关电器已逐渐成为了低压配电电源中不可或缺的一部分，而自动转换开关电器即ATSE，进行两个电源之间的转换，对重要负载的安全和稳定性将产生重大作用。

关键词：自动转换开关电器；双电源；ATSE；控制器

由于国家现代化水平的突飞猛进和高新技术的不断提高，城市民用建筑的功能层次也日益增加，大型住宅楼群和高级商业建筑不断增加，其作用也相应提高，在建筑群中出现了一、二级负荷可能也会比较高。在低压供配电装置建设中，为保证重要负载电源的稳定性，许多标准对其供电都有具体的规定，其中，《供配电系统设计规范》与《民用建筑电气设计规范》中指出：作为一级供电系统，必须由双重电源提供，即当一个供电系统出现问题时，另一个供电系统也将同时引起损害；对二级负载的供电，一般采用二回线路供电。此外，《建筑设计防火规范》还要求：火灾控制室、消防给水泵室、防烟和排烟通风设备用房的火灾供电装置和消防电梯等的供电系统，还必须在其供电接线的最末一级配电柜上安装手动切换设备。因此，为了确保重负载电源的可靠性，ATSE的使用量愈来愈多，使用领域的不断拓宽，对产品的技术稳定性要求也愈来愈高，对各种环境的双电源系统的要求也变得越来越高。

一、ATSE的分类

断路器所组成的ATSE：在功能方面，除可以对开关电源的欠电流、失电压、短路、断相、频率变化等情况进行监测并给出转换功能之外，还能够进行对负载端的短路、过载等的防护工作，因此同时具备了各种事故防护、异常告警指示功能和可通讯特性。缺陷：结构比较复杂，安全性低，体积大，运行速度慢，且切换距离较长，通常都达到了1.5s以上。

由负载开关构成的ATSE：由两个负载开关组合而成，通过一个微型可逆马达构成手动操纵结构，另配继电器。操作方法与单电机操作的断路器型相似，为PC型ATSE。特性：构造简洁，联锁安全，不具有过载和短路等保护，体积适中，外型整洁大方，价位适当。局限性：对电流的导通能力较低，由于主触头系统中没有灭弧室，在切换时拉弧时间过长，易降低触头的使用寿命，且切换距离过长，并不适合高频的切换和运行，同时由于系统通断能力的所限，本身并不具有对负载端电流的短接保护特性，在其使用的过程中，需要另加断路器、熔断器或其他连接器具等电路中的重要电器。

电磁式专用转换开关型ATSE：其特点主要是利用输入线圈的极短时通电，使带动的电流来回运动，从而完成了两个电源的转换。优势：重量轻，结构简洁，联锁安全，转换速率快。缺陷：功率运行不平稳，售价较贵。

控制保护器投切型ATSE：故构造简洁紧凑，切换速度快，安全稳定性好，可靠性很好。能为负载提供全面的过载和短路防护。具备过载、短路以及事故直接告警能力，在触发消防系列电子脱扣器后，在过载状况下其自身具有只告警不停机能力，可适应消防设备的特种应用需求。不足之处：主回路体积小，噪声高，线路繁琐，昂贵[2]。

二、ATSE的选择与应用

作为连续电源的重要保护电器，ATSE已应用于各种重要负荷的工作场合，ATSE的研究与运用，将逐渐地向正规化、合理化的方向推进。在实际工程中，对于ATSE的选用从安全性方面考虑，需要充分考虑供电系统的配电形式、传输方式和负荷使用特点等情况，供电条件较严酷的场合可采用有可靠度转换能力的ATSE，并采用短接电流校验ATSE的遮断电压值，以城市供电的可靠性判断ATSE切换的频繁程度。现对正确选择和运用ATSE所必须关注的方面，加以分析。

（一）ATSE保护级别及使用类别的选择

ATSE标准将短路能力分成了PC级、CB级和CC级别。CC级ATSE在目前的电气设计中已较少使用，故不再赘述，而CB级ATSE则由于自身作为一个电器，具备了短路保护的特点。能否采用CB型的ATSE，取决于ATSE的馈电线路上是否需要设置特殊保护措施，或这一防护电器是否已达到了对ATSE馈电线路的防护等级。根据《民用建筑电气设计规范》要求："供电线路所使用的上下级的变压器，其操作方式要具备高度选择性，且各级间必须要有有效协同配合；用于非重要负载时的保护电器，可进行无选择性切断。"所以，对ATSE馈电导线的维护应由最上级保护电器负责完成，并尽量采用PC级ATSE，以减少由于采用了CB级ATSE，而所需的上下级保护选择性的协同作用。

（二）剩余电流保护型ATSE的选择

自动转换开关中是否应安装漏电保护，主要根据大负荷的特点和要求：在必须保障人身安全的大负荷回路上应安装漏电保护器，但设计消防负载是希望提高供电的连续性与可靠性，而不希望增加泄漏保护，二者彼此冲突，个人意见非消防用的ATS在供电侧与负荷间不得安装总泄漏保护器，如需要安装则最好加装在改造后各自出线的分支路上；消防系统的ATS供电侧和负荷一侧不应增设泄漏防护，以确保供电的持续性和安全可靠

[3]。

（三）ATSE发展趋势

在发展过程中ATSE包括开关本体和控制器。控制器趋向于网络化、智能化和数字化，拥有数字通信、测量自动化和可编程的功能。智能ATSE控制器的发展中，实际生产和处理单元的设计有多种选择，通过S3C44BOX的设计作为微处理器,达到了耗电量小、模块数量少、稳定性好的优点,减少可在芯片内除去处理机以外的其它组件的组装工作,从而降低系统的成本。89CS1系列也同样是作为微处理器，它的优点是提高了时间精度和转换电压，并且方便了安装，适用范围变广，灵活性变高，成本价格变低。

ATSE开关内部应该能够抵抗大的电压,能够实现切换的频繁,是一种良好的电气连接器件。当前,在海外生产的ATSE大多为以法国为代表的欧洲组合式风格的产品,以日本和南韩为代表的激励孤立的产品,以中国为代表的集成转换开关产品等。通过技术特点以及与产品自身技术参数的对比,证明ATSE在国内生产的技术产品已经领导了世界潮流,比如ASCU系列。

三、结语

ATSE作为低压配电产品，其安全性对重要的负载系统至关重要，目前中国ATSE应用还处在初级阶段，尚不太清楚电源切换时的暂态功能，有关电源切换中对系统造成冲击的资料比较缺乏，很多技术性问题仍待进一步深入研究和探索。

参考文献：

[1]曲德刚，黄鑫，黄浙勇.三电源自动转换开关电器应用技术分析[J].建筑电气，2021，40(12):16-19.

[2]柳金淼，刘辉，陈鑫浩，郑乐奥.自动转换开关电器的中性线重叠结构改进设计[J].电工技术，2021(18):109-111.

[3]方彬鹏， 三段式专用型PC级自动转换开关电器. 浙江省，浙江现代电气有限公司，2020-12-03.

姓名：银引森；出生年月：1991年04月 ；性别：男；籍贯：重庆；民族：汉；学历：本科；

现有职称：工程师；研究方向：低压电器设计；

单位及邮编：雷顿电气科技有限公司