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浅谈自动转换开关电器的设计应用  

2010-12-19 21:22:04|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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论文关键词:自动转换开关电器;PC级ATSE;CB级ATSE;隔离电气;使用类别;工作位

摘要:自动转换开关电器主要用在重要场所的紧急供电系统,将负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器,以确保重要负荷连续、可靠运行。

  依据国家规范《供配电系统设计规范》(GB50052-1995)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995,2005年版)及行业标准《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)的规定:一级负荷应由两个电源供电;当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏","一级负荷中特别重要负荷,除由两个电源供电外,还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电,严禁将其他负荷接入应急供电系统。"。对于电源转换时间有持定要求的一、二级负荷及消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟民机、应急照明等消防设备的供电均需要设置自动转换开关电器(ATSE)。作为消防负荷和其他重要负荷的电源转换装置,ATSE在工程中得到了广泛的应用,正确合理的选择ATSE可确保一、二级负荷供电的可靠性、连续性。  
  1.ATSE的基本概念   
   自动转换开关电器,即ATSE(Automatic Transfer Switching Kquipment),由一个(或几个)转换开关电器和其他必须的电器组成,用于监测电源电路,并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。ATSE一般由两部分组成:开关本体干控制器。  
  2.ATSE的分类   
  目前,我国市场上符合GB/T14048.11(IEC60947-6-l)标准的产品主要有CB级和PC级两大类。
   PC级:能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。
   CB级:配备过电流脱扣器的ATSE,它的主触头能够接通并用于分断短路电流。   
  3.ATSE的使用类别   
  使用类别,涉及到ATSE接通与分断能力和操作性能指标,决定其ATSE的正确使用环境。对选用PC级ATSE除了考虑其额定接通与分断能力外,还应考虑其在短路条件下所能承受的短路能力,即额定短时耐受电流Icw值。详见表1-3。
   使用环境条件要求
   1)海拔高度不超过2000m;
   2)环境温度不高于40℃不低于-5℃;
   3)相对湿度不大于95%;
   4)电磁兼容性(EMC)的要求:在实际使用中,ATSB(待别是控制器部分)不应受外界的电磁干扰而损坏或误动作,影响供电系统运行的可靠性、连续性。同时ATSE所产生的电磁效应应满足国家相应标准,保证电气系统其他环节的安全稳定运行。
4.设计选用注意事项   
  1)产品认证:中国、IEC、UL等都对ATSE制订专门的标准(几个标准完全等同),所以,就必须选择符合标准的ATSE。
  2)确定自动转换开关电器(ATSE)的额定工作电压法使用类别。要注意选择适合负载特性的ATSE。
  3)设计时选用PC级还是CB级,考虑的出发点不应是是否需要短路保护功能(PC级前面加上短路保护电器,系统就具备与CB级同样的保护功能),而是可靠性和成本。可靠性要求高,宜选用PC级产品;要求成本低可选用CB级。
  4)断开故障电源的时间,不同结构的产品是不同的,对故障电源(例如断相)敏感度高的负载,就需要注意,应选用能够快速断开故障电源的励磁驱动式ATSE。采用断路器的CB级ATSE未采用隔离(负荷)开关的ATSE,是用减速电机驱动(电机转速一般为15-20rpm,开关需要转动到一定转角后触头才能断开)。
   PC级前端是否需要加短路保护电器?取决于PC级ATSE能否承受前端短路保护电器保护电流的冲击。如果能够承受,切换箱内就不需要再加短路保护电器,如果不能承受,就需要加一个短路保护电流低于PC级ASTE额定限制短路电流的保护电器,这需要制造商提供ASTE额定限制短路电流的保护电器类型和多数。
  5)ATSE三极与四级的选择:在电源转换系统中,应根据配电系统的接地型式、接地保护装置的设置,能否产生中性电流分流和环流及接地故障电流的分流,避免保护装置误动作或拒动作,以确定ATSE的级数。
  (1)根据IEC465.1.5条规定,正常供电电源与备用发电机之间若不是同一接地网络中时,转换开关应采用四极型开关。
  (2)带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四极型开关。两个电源开关带剩余电流保护,其下级的电源转换开关应采用四极型开关。
  (3)两种不同族地系统间的电源转换开关应采用四极型开关。
  (4)TN-S、TN-C-S、系统一般不需要设四极型开关。但TN-S系统的一些特殊情况(三相严重个平衡及高次谐波含量较高)是否采用四级开关,需视建筑物等级的重要性而确定。
  6)旁路型ATSE的应用:对供电系统可靠性、连续性有很高要求的特别重要负荷,为防止ATSE出现故障、损坏或处于检修时,影响供电的连续性,应设置旁路到ATSE。旁路型ATSE应具有以下功能:
  (1)旁路隔离开关应能在用电负载个停电的状态下旁通电源至负载,旁路开关与ATSE额定容量应相同;
  (2)旁通电源时应能隔离ATSE及相关控制电源,保证ATSE检修及更换能够安全进行;
  (3)应有旁路隔离标志,显示系统状态;
  (4)应有电子及机械联锁,防止误操作。   
  参考文献
   [1] 供配电系统设计规范.(GB50052-1995).
   [2] 民用建筑电气设计规范.JGJ/T16一92.
   [3] 国家标准GB/T 14048.11-2002.低压开关设备和控制设备第6部分:多功能电器第1篇:自动转换开关电器.

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