图1图2
3.2ATSE选三极还是四极
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。《民用建筑电气设计规范》7.5.3条针对三相四线制系统中四极开关的选用,做出一些规定:
(1)保证电源转换的功能性开关电气应作用于所有带电导体,且不得使这些电源并联;
(2)TN-C-S、TN-S系统中的电源转换开关,应采用切断相导体和中性导体的四极开关;
(3)正常供电电源与备用发电机之间,其电源转换开关应采用四极开关;
(4)TT系统的电源进线开关应采用四极开关;
(5)IT系统中当有中性导体时应采用四极开关。
总之,选择三极还是四极要根据具体情况,按系统要求确定。
3.3 ATSE工作位的选择
3.3.1两个工作位选择
ATSE开关主触头仅有两个工作位,即“常用电源位”与“备用电源位”,用电负荷不会出现长时间断电情况,ATSE转换开关过程中一次动作到位,供电可靠性高、转换动作时间快。
3.3.2三个工作位选择
三个工作位ATSE开关主触头有三个工作位,多一个“零位”,即主触头处于空挡,ATSE转换过程中,在中间有一个空位(即0位),用电负荷断电时间相对长些,是二位式断电时间的2-3倍。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。
3.4ATSE转换动作时间
这个问题在工程设计和用户所关注的“总动作时间”而产品上称“转换动作时间”,以满足不同配电系统使用要求。
二个工作位PC级ATSE总动作时间一般在50~250ms;三个工作位PC级ATSE总动作时间一般在350~600ms。CB级ATSE总动作时间一般在2000~3000ms。
不同的备用电源性质,以及不同的负荷情况对ATSE转换时间的而要求是不同的。在配电系统运行中主触头间伴有电弧产生及熄灭。为了保证电弧可靠熄灭,防止两个主触头的跨越电弧使正常与备用电源间发生短路,触头转换时间必须大于电弧存在的时间,即触头转换并不是越快越好,必须防止电弧形成的跨越性短路。供配电系统中,人为延时需上下级配合:
(1)下级比上一级的总动作时间应大于200ms(10个周波);
(2)如果正常电源与备用电源侧设置了联络断路器,则本级ATSE的总动作时间比上级联络开关的延时整定互投时间大于0.5秒;
(3)当变电所低压配电系统为单母线分段运行,并设有母联开关时,ATSE总动作时间应与母联开关设定的动作时间整定值配合,应大于母联开关动作时间0.5~1s以上,ATSE总动作时间宜在2~3s以上。
4PC级ATSE一次线路方案示意图
4.1总电源自动转换(图3)
图3说明,ATSE作为总电源自动转换开关,其短路保护器(R1、R2)应选择熔断器隔离。GB/T14048.11规定,ATSE受短路电流冲击后主触头不允许熔焊,因熔断器限流性能好,触头承受的I2t值很小,触头不容易熔焊。在同条件下,断路器的I2t值很大,触头容易焊。
熔断器又具有隔离功能,设备维修时安全方便。R3:选用隔离开关。因备用电源为柴油发电机组,已配备短路保护电器。
4.2配电线路电源自动转换方案
(图4)
图4说明,这种电源自动转换开关有两种情况:
(1)当ATSE装在靠近变压器侧,配电系统预期短路电流较大时,ATSE短路保护应选用熔断器保护,用R1、R2、R表示;
(2)当ATSE装在远离变压器、配电系统预期短路电流小时,ATSE短路保护可选用断路器保护,用Q1、Q2、Q表示。
4.3三路电源自动转换方案(图5)
图5说明,当常用电源(CY)出现故障后,ATSE转换到备用电源(BY1)侧。当备用电源(BY1)再发生故障后,备用电源发电机(BY2)启动,ATSE转换到备用电源(BY2)侧。可保证重要用电负荷连续供电。
4.4末端自动转换方案
(1)消防泵直接启动(图6)
图6说明,当消防泵(M1)发生过载——堵转时,堵转保护器发出指令,使Q1断开,ATSE转换到备用电源(BY),启动器C1卸掉主泵M1,备用泵M2工作。C1、C2表示电动机启动器;T1、T2表示堵转保护器;M1、M2表示消防泵。另外,消防泵还有可能用星三角启动器、软启动器,其末端自动转换方案同图6。所不同的是接触器在星三角启动器或软启动器内,配套设备。
分类编号(2)星三角启动器;(3)软启动器;(4)多回路混合出线;(5)单回路出线。
图7
图8
5选择ATSE产品应注意的问题
5.1使用类别选择
ATSE的使用类别表示其控制用电负荷的能力。目前,我国市场上PC级ATSE产品有两种使用类别。一种是适用于AC——33B;另一种适用于AC——31B。
(1)AC——33B:适用于电动机混合用电负荷。既包括电动机、电阻负荷和30%以下白炽灯负荷,接通与分析电流为6Ie,cosφ=0.5。
(2)AC——31B:适用无感或微感用电负荷,接通与分断电流为1.5Ie,cosφ=0.8.
B——表示不频繁操作。
(3)若ATSE带动电动机负荷(如消防泵)直接转换,电动机接通与分断电流10Ie,分断按8Ie,cosφ=0.45,要进行核算。
5.2短路保护电器选择
根据系统出现的最大预期短路电流值,选择保护电器。CB级ATSE具有短路保护功能,其分断能力大于系统最大预期短路电流值。PC级ATSE不具备短路保护功能,因此,需配短路保护电器。短路保护电器一般有两种,熔断器或断路器。由于熔断器限流性能好,限制短路能力强,它常被使用在系统预期短路电流大的地点;而断路器限流性能差些,额定限制短路电流能力低。不同的企业ATSE产品规定的额定限制短路电流也不同,具体选用时应向生产厂家提供资料。
6问题提出
在双路电源供电的工程中,应用了大量的ATSE。任何电器、电子产品都将有可能发生故障,一旦ATSE故障需要维护、更换时,则必须具备两个条件:电气安全隔离和更换时所需要的时间。在一个工程的配电系统中,如果不具备其中任一个条件,当ATSE造成的故障,达到无法更换的程度,影响供电的正常运行,此时需要选用ATSE旁路转换方案,这方案可以在不间断供电情况下,方便快捷维修、更换ATSE。
2009年5月9日美国ASCO公司举办这种产品的研讨会,简介如下:
7 ATSE旁路转换柜的工作原理与接线图
该柜采用了一种单旁路转换设计方案(图8所示)。产品为ASCO公司设计,即一台手动转换隔离开关(GLZ)和一台自动转换开关(GLD)通过特定的连接方式而实现。确保两路电源间具有可靠的机械连锁。配电柜用GCK式,其中GLZ为固定式安装,柜外操作;GLD为抽屉式安装,便于维护、更换。在正常情况下,GLZ置于Ⅱ路,即左路断开、右路闭合,GLD置于手动锁定状态,将GLZ置于Ⅰ路,即左路闭合,右路断开,形成旁路;再将GLD电动置零位,此时可抽出GLD,再予以更换。该方案具有可靠的机械连锁,在抽出或插入抽屉时,其抽屉的一次插接端子不承载任何电流,更换用时少,并且始终保持向用电流负荷不间断供电。
图9
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