自动转换开关电器简称为ATSE,是Automatic transfer switching equipment的缩写。ATSE主要用在紧急供电系统,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。转换一旦失败将可能造成以下二种危害之一,其电源间的短路或重要负荷断电(甚至短暂停电),其后果都是严重的,这不仅仅会带来经济损失(使生产停顿、金融瘫痪),也可能造成社会问题(使生命及安全处于危险之中)。因此,工业发达国家都把自动转换开关电器的生产、使用列为重点产品加以限制与规范。ATSE一般由两部分组成:开关本体(ATS) 控制器。而开关本体(ATS)又有PC级(整体式)与CB级(断路器)之分,双电源自动转换开关电器(ATSE)质量的好坏关键取决于开关本体(ATS)。
1.PC级ATS:一体式结构(三点式)。它是双电源切换的专用开关,具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快(0.2s内)、安全、可靠等优点,但需要配备短路保护电器。
2.CB级ATS:配备过电流脱扣器的ATS,它的主触头能够接通并用于分断短路电流。它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短路保护功能; 控制器主要用来检测被监测电源(两路)工作状况,当被监测的电源发生故障(如任意一相断相、欠压、失压或频率出现偏差)时,控制器发出动作指令,开关本体则带着负载从一个电源自动转换至另一个电源,备用电源其容量一般仅是常用电源容量的20%~30%。图1是典型ATS应用电路。控制器与开关本体进线端相连。 ATS的控制器一般应有非重要负荷选择功能。控制器也有两种形式:一种由传统的电磁式继电器构成;另一种是数字电子型智能化产品。它具有性能好,参数可调及精度高,可靠性高,使用方便等优点。2. CB级和PC级ATS性能比较2.1两者机械设计理念不同CB级是由断路器组成,而断路器是以分断电弧为已任,要求它的机械应快速脱扣。因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题;而PC级产品不存在该方面问题。PC级产品的可靠性远高于CB级产品。
2.2断路器不承载短路耐受电流,触头压力小供电电路发生短路时,当触头被斥开产生限流作用,从而分断短路电流;而PC级ATS应承受20Ie及以上过载电流。触头压力大不易被斥开,因而触头不易被熔焊。这一特性对消防供电系统尤为重要。
2.3两路电源在转换过程中存在电源叠加问题PC级ATS充分考虑了这一因素。PC级ATS的电气间隙、爬电距离的180%、150%(标准要求)。因而PC级ATSE安全性更好。
2.4触头材料的选择角度不同断路器常常选择银钨、银碳化钨材料配对,这有利于分断电弧。但该类触头材料易氧化,备用触头长期暴露在外,在其表现易形成阻碍导电、难驱除的氧化物,当备用触头一但投入使用,触头温升增高易造成开关烧毁甚至爆炸;而PC级ATS充分考虑了触头材料氧化带来的后果。3 PC级ATS的相关参数选择3.1用类别选择3.1.1目前,我国市场上PC级ATSE有两种使用类别。一是适用于AC-33B;另一种适用于AC-31B;开关的使用类别表示其控制负载的能力。
①.C-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,COSj=0.5;
②.C-31B/A*:适用无感或微感负载,接通与分断电流为1.5Ie,COSj=0.8;(*B:表示不频繁操作;A:表示频繁操作。)由于ATSE较难通过AC-33B试验。因此,一些制造厂降低开关使用要求,才选择AC-31B使用类别。显而易见选择使用AC-33B的ATSE比选择使用AC-31B的ATSE更安全、可靠。
3.1.2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 /COSj=0.45要求进行考核。使用该产品更安全。