電力工程技術精編—自動轉換開關電器(ATSE)解析

一、自動轉換開關簡述

自動轉換開關電器，即ATSE。主要適用於額定電壓交流不超過1000V 或直流不超過1500V 的緊急供電系統，在轉換電源期間中斷向負載供電。

1.1 轉換開關電器（轉換開關）

將一個或幾個負載電路從一個電源轉換至另一個電源的電器。

1.2 自動轉換開關電器(ATSE)

由一個（或幾個）轉換開關電器和其它必需的電器組成，用於監測電源電路、並將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。電氣行業中簡稱為「雙電源自動轉換開關」或「雙電源開關」。

二、自動轉換開關分類

雙電源自動切換開關一般由兩部分組成：開關本體(ats)+控制器。

雙電源主要分為PC級雙電源（整體式）和CB級雙電源（雙斷路器式）

第一類：是由接觸器組成； (CC級已經淘汰)

第二類：是由斷路器組成； (CB級，由斷路器構成的CB級ATSE存在無選擇性保護現象，停電面積擴大，不能滿足重要負荷供電要求。)

第三類：用電動負荷開關組成；(PC級)

第四類：為PC級勵磁一體式ATSE 。(PC級)

2.1PC級雙電源

能夠接通、承載、但不用於分斷短路電流的雙電源， 若選擇不具有過電流脫扣器的負荷開關作為執行器則屬於PC級自動轉換開關。不具備保護功能，但其具備較高的耐受和接通能力，能夠確保開關自身的安全，不因過載或短路等故障而損壞，在此情況下保證可靠的接通迴路。

PC級，一體式結構三點式　，它是雙電源切換的專用開關，它具有結構簡單、體積小、自身聯鎖、轉換速度快0.2s內　、安全、可靠等優點，但需要配備短路保護電器。

PC級ATSE ：只完成雙電源自動轉換的功能，不具備短路電流分斷（僅能接通、承載）的功能；

2.2CB級雙電源

配備過電流脫扣器的雙電源，它的主觸頭能夠接通並用於分斷短路電流，

雙電源若選擇具有過電流脫扣器的斷路器作為執行器則屬於CB級自動轉換開關。具備選擇性的保護功能，能對下端的負荷和電纜提供短路和過載保護；其接通和分斷能力遠大於使用接觸器和繼電器等其他元器件

CB級ATSE ：既完成雙電源自動轉換的功能，又具有短路電流保護（能接通並分斷）的功能。

2.3工作原理及結構

三、CB級和PC級的區別

3.1兩者機構設計理念不同

CB級是由斷路器組成，而斷路器是以分斷電弧為己任，要求它的機構應快速脫扣。因而斷路器的機構存在滑扣、再扣問題的不可靠因素；而PC級產品不存在這方面問題，PC級產品的可靠性遠高於CB級產品。

3.2斷路器不承載短路耐受電流，觸頭壓力小

供電電路發生短路時，動觸頭被斥開產生限流作用，從而分斷短路電流；而PC級ATSE應承受20Ie及以上過載電流。觸頭壓力大不易被斥開，因而觸頭不易被熔焊。這一特性對消防供電系統尤為重要。

3.3 兩路電源在轉換過程中存在電源疊加問題

PC級ATSE充分考慮了這一因素。PC級ATSE的電氣間隙、爬電距離一般是斷路器的電氣間隙、爬電距離的180％、150％標準要求　，安全性更好。

3.4 觸頭材料的選擇角度不同

斷路器常常選擇銀鎢、銀碳化鎢材料配對，這有利於分斷電弧，但該類觸頭材料易氧化，備用觸頭長期暴露在外，在其表面易形成阻礙導電、難去除的氧化物。備用觸頭一旦投入使用，觸頭溫升增高易造成開關燒毀甚至爆炸；而PC級ATSE充分考慮了觸頭材料氧化帶來的後果。

3.5PC與BC的轉換速度不同

CB級的是由兩個斷路器、電動機、機械連鎖組成，切換時間1000毫秒-2500毫秒，安全沒有保障，但價格低廉。

PC級採用一體式轉換結構，勵磁驅動，簡單可靠，動作時間快，一般100-200MS。觸頭為銀合金，觸頭分離速度大，有專門設計的滅弧室。體積小，CB級的1/2.具有耐短時電流。

根據實際工程需要選擇合理的ATSE動作時間，且ATSE應能躲過電源電壓閃變、瞬變等干擾。

3.6總結：

CB級選用的是斷路器；PC級是隔離開關。

普通負荷選用CB級；消防負荷應選用PC級。

PC級無短路保護功能；CB級有短路保護功能

四、ATSE產品的應用

4.1CB 級 ATSE 在放射式供電方案中的應用

當主 電源發生故障時，自動切換到備用電源，繼續供電，滿 足重要負載的供電需要，雖然 CB 級 ATSE 可以滿足主電源和備用電源的 切換，但《民規建築電氣設計規範》(JGJ16—2008) 中規定：「當採用 CB 級 ATSE 為消防負荷供電時，應 採用僅具有短路保護的斷路器組成的 ATSE，其保護 選擇性應與上下級保護電器相配合」，故在消防設備 中使用 CB 級 ATSE 時，應標明 CB 級 ATSE 在設備 過載時只報警不動作．

4.2CB 級ATSE 在樹榦式供電方案中的應用

當某一迴路發生短路故障時， 由於斷路器的選擇性配合，會導致該支線斷路器和 ATSE 的主電源斷路器同時動作，幹線上主斷路器不會動作，幹線正常供電．由於 ATSE 檢測的是 ATSE 進 線處電源的情況，所以 ATSE 不會切換到備用電源， 從而故障範圍僅保持在該配電箱，只會影響到該配電 箱內其他支路的供電，而不會將故障範圍擴大到整個 供電迴路中．

4.3PC 級自動轉換開關電器的應用

PC 級 ATSE 在放射式供電方案中的應用． 當任一支路發生短路故障時，該支路和上級正常 供電主斷路器同時動作，ATSE 檢測到正常電源失電， 自動切換到備用電源上繼續供電，這時故障迴路已經 切除，不會影響其他支路的供電，不會將故障範圍擴 大．在這種供電方案中，不需要在 PC 級 ATSE 前加保 護電器．

4.4PC 級 ATSE 在樹榦式供電方案中的應用

PC 級 ATSE 前端加保護電器的樹榦式供電系 統．在這種供電方案中，當樹榦中某一個配電箱內發生短路故障時，本配電箱內雙電源互投開關前的斷路 器會首先斷開，啟用備用電源，將故障範圍控制在本 配電箱內，而不會將故障範圍擴大；若將雙電源互投 前的斷路器去掉之後，則當某一配電箱 內發生短路故障時，將會使該幹線上的總開關發生動 作，從而將故障範圍擴大到整個幹線上．由於這些負 荷都是重要負荷，雙電源沒有保證供電，失去了使用 意義．

在 PC 級 ATSE 前加保護電器可以是熔斷器或斷路器，其具體選擇是保護電器的保護電流應低於 PC 級 ATSE 的額定短路限制電流。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！