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自动转换开关在低压配电中的应用(1)

自动转换开关在低压配电中的应用(1)

点击数:7825 次   录入时间:03-04 11:57:28   整理:http://www.55dianzi.com   电力资料

由于产品的技术水平高低以及先进性和可靠性,将直接影响各重要场所用电的安全与可靠,ATS已成为低压配电系统中一个不可缺少的重要组成部分,因此在工程设计中应引起高度重视,并很有必要熟悉和了解其类型、组成与工作原理、主要特点及功能等,以便正确选择和合理应用。

  ATS主要适用于交流不超过1000V的紧急供电系统,在换接电源期间中断向负载供电。根据IEC国际标准定义:由一个或多个转换开关电器和其他必须的电器组成,用于检测电源电路,并将一个或多个负载电路从一个电源转换至另一个电源的自动电器。当存在常用电源和备用电源两个电源的情况时,ATS应指定一个常用电源位置,其操作程序由两个自动转换过程组成。如果常用电源被检测到出现偏差时,则自动将负载从常用电源转换至备用电源;如果常用电源恢复正常时,则自动将负载返回换接到常用电源。换接时间可有预定的延时或无延时,并可处于一个断开位置。这类电器产品已在建筑电气行业中得到了认可,简称为“双电源自动转换开关—ATS”。

  根据IEC-60947-6国际标准规定,ATS分PC或CB两个级别。PC级能够接通、承载,但不用于分断短路电流的ATS。其负荷开关和接触器双投型的ATS都属于这一类产品,本体只能作为ATS使用,不具备过载和短路以及其他保护功能。CB级配备过电流脱扣器的 ATS,其主触头能接通并用于分断短路电流。其断路器和控制保护器投切型的ATS都属于这类产品,除本体作为ATS使用外,还具备过载、短路以及其他保护功能,从而实现对负载的两段或三段及其他保护功能等。

  ◇ATS的主要特点及功能

  针对目前国内生产不同类型的ATS,从安全性、可靠性、保护性等诸多方面分析其主要特点及功能,并简述其优缺点,供设计选用时参考。

  ◇断路器投切型ATS

  这种ATS由两台断路器为基础,外加单(双)微型可逆电机组成电动操作机构来实现双电源自动转换与控制,所以断路器的取材广泛,从国产到合资生产以及进口的断路器都能进行组装。断路器投切型ATS的主要优点:

  (1)从结构形式上采用了两台断路器,绝缘等级高,且具有电气与机械双重联锁功能,防止两台断路器任何状态下都不能同时合闸,很好地保证了其安全性。

  (2)二次控制回路采用智能控制器组成,在弱电控制、无触点化、功能强大等方面具有先进性,减少了外围元器件,为供电的连续性提供了可靠的保障,基本符合有关可靠性要求。

  (3)为负载提供了完整的过载与短路保护,可实现两段或三段保护功能,并可根据需要增加接地等其他保护功能;另外还具有限流强、选择性能好、级联配合以及能量保护等功能,在选择性能上表现极为突出。

  (4)具有电源各种故障保护、故障报警指示、运行参数可调及电源电压显示等功能,并防止故障电源向负载供电;由于不同用户或设备对供电电压及转换时间有不同的要求,可通过数字整定可调功能,大大方便用户使用,并且为实现“四遥”提供了前提条件,经通信接口适用于智能化网络的集中控制。

  ◇其主要缺点:

  (1)由于采用两台断路器为基础,体积大,造价高;因采用微型可逆电机驱动,故转换时间长,至少1.5s以上。

  (2)当采用两台断路器(微断或塑壳式)时,在其手柄上加装一套微型可逆电机组成的电动操作机构,使两只手柄同时逆向操作,这种方法较原始,操作手柄容易受损,动作位置调整也很困难,还会因振动等原因影响正常的分合闸操作;当采用两套微型可逆电机组成的电动操作机构时,同样存在操作和联锁机构复杂、不容易调整及易发生故障等问题,因此,可靠性在一定程度上受到影响。发现这类缺陷后,对产品操作机构进行了研究改进,使其传动简捷、故障点少、寿命长。

  ◇负荷开关双投型ATS

  这种ATS由两套负荷开关拼装为一体,依靠一套微型可逆电机组成电动操作机构,并通过齿轮变速箱传动完成双电源的自动转换与控制,动作方式与单电机驱动的断路器投切型ATS基本类似。

  ◇负荷开关双投型ATS的主要优点:

  (1)由于本身的运动、传动机械简单、紧凑,除电气联锁外,还可通过机械齿轮传动结构完成机械联锁功能,安全性得到保证。

  (2)二次控制回路大部分产品都集开关与逻辑控制于一体,由于采用电子产品,故障隐患减少,基本满足了可靠性要求。

  (3)受结构形式限制,不具备过载和短路等保护,所以体积适中,外观整齐统一,价格适中。

 ◇其主要缺点:

  (1)因不具备任何保护功能,且耐受短路导通容量小,主触头系统无灭弧栅,切换时拉弧时间长,容易影响触头的使用寿命。

  (2)采用微电机驱动和齿轮变速传动机构,所以转换时间长,其机械传动机构装置同样存在易发生故障而影响可靠性等问题,需进一步改进、完善。

  (3)不适宜频繁的转换与操作,否则将影响整体使用寿命。这种ATS采用直流电磁线圈作为动力,经电磁激励脉冲操作完成整个转换动作过程。

  ◇接触器双投型ATS的主要优点:

  (1)在结构形式上由V型主触头和电气机械双重联锁控制组成,采用直流线圈激励直线驱动完成转换过程,因此外型体积偏小,结构简单紧凑,运行安全性能好。

  (2)二次控制回路大多数产品都集开关与逻辑控制为一体,并通过机械部分直线定位,定位精度高,抗震动,不受安装方向和角度的影响。另外,依靠电气与V型机械自锁装置的作用,确保两路电源在任一时刻都不会同时接通,可靠性较高。

  (3)不具备过载和短路保护功能,但短路接通容量大。因为主触头为平面型接触,具备独立的灭弧室并配有灭弧栅,具有很高的载流量,能够带负荷或频繁转换操作。

  (4)采用电磁瞬时激励驱动,故转换时间快,且完成转换后线圈不带电,达到了节电消除噪音的目的。

  其主要缺点是:需进一步改进和完善二次控制回路,最好采用智能控制器,尽量减少与有关操作和信号指示的外围元器件,提高该装置的先进性,使其动作更加安全可靠。

  ◇控制保护器投切型ATS

  这种ATS主要由KBO系列主电路基本模块和其他辅助模块组成。控制保护器投切型ATS的主要优点:

  (1)由于采用了模块化结构,在单一的结构形式上实现了集成化、内部协调配合的控制与保护,具有断路器、接触器及热继电器的各种功能与优点,并通过内部电气与机械联锁功能,依靠电磁线圈吸引驱动来完成自动转换过程,无须再外加其它操作和转换机构,故结构简单紧凑,转换速度快,安全性能好。


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