1、1浅议轨道交通系统双电源配电设备【摘要】双电源设备主要应用于需连续供电的重要场所，本文就双电源设备的设计理念、双电源设备的优越性、供电方式、不足之处等进行探讨。 【关键词】双电源机电一体化优越性可靠稳定 中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号： 设备安全、稳定、可靠的运行是城市轨道交通系统的重中之重，而设备运行的直接因素取决于设备电源的稳定、可靠，下文我就对双电源设备进行探讨。 一、城市轨道交通系统环境的特点 地下城市轨道交通是非常重要的场所，其特殊的地下环境有下列特点： 1、更严酷自然环境：空气的温度、湿度、流动、悬浮物都比地面严酷。如果通风或者空调故障，空气的质量和温度会在短
2、时间内迅速恶化，严重影响人的身心。 2、许多电气设备安装完后，现场还会有一些施工，而这个阶段的外部环境更加恶劣，质量不高的电气设备，可能因为这样特殊的环境，在没有投入使用就失效，或者留下故障隐患。 3、更加严酷的电磁环境：因为地铁电气设备较多，又特别集中，加2上大功率机车的启动等等，整个环境的电磁干扰比地面恶劣。 4、地铁消防、通风和应急照明电源故障的损失，远远大于地面。 地铁电力供应的中断，将造成严重后果，按照国家相关规范，地铁属于特别重要负荷等级，所以这其中电源的设计就显得尤为重要。 二、ATSE 的发展历程及优缺点； ATSE 是保障地铁电力可靠供应最为关键的开关，必须选择高可靠性的产品
3、 双电源切换开关在我国经历了四个发展阶段，即两接触器型、两断路器型、励磁式专用切换开关和电动式专用切换开关。两接触器转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台接触器搭接而成的简易电源。两断路器式转换电源开关为第二代，它是由两断路器改造而成，另配机械联锁装置，可具有短路或过电流保护功能，但是机械联锁不可靠。励磁式专用转化开关为第三代，它是由励磁式接触器外加控制器构成的一个整体装置，机械联锁可靠，转换由电磁圈产生吸引力来驱动开关，速度快。电动式专用开关为第四代，为机电一体式开关电器，转换为电机驱动，转换平稳且速度快。 双电源切换可分为手动与自动两种。选择手动时，用双向刀闸，刀闸推
4、向上方时与变压器电源接通，刀闸推向下方时与发电机接通，刀闸上方端子接变压器，中间端子接负载，下方端子接发电机。电动自动切换，采用两个交流接触器，变压器及发电机输出各加一个交流接触器，两个交流接触器输出端并联后接负载。变压器侧的交流接触器线圈直接接变压器电源，发电机侧的交流接触器的线圈串入变压器侧接触器的常3闭触点接发电机电源。变压器优先供电。 低压电器自 ATSE 出现后，分成两个领域。一是对负载或线路进行短路及过载保护的电器如断路器、起动器等，它们的工作机理是切断电流为己任；另一类电器是以选择电源为己任如自动转换开关电器。正是由于它们工作机理不一样，其产品使用性能差异也较大。 ATSE 一般
5、由两部分组成：开关本体+控制器。而开关本体又有 PC 级（整体式）与 CB 级（断路器）之分。 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。 （一）CB 级与 PC 级 ATSE 两者有以下几点区别 1、两者机构设计理念不同。CB 级是由断路器组成，而断路器是以分断电弧为己任，要求它的机构应快速脱扣。因而断路器的机构存在滑扣、再扣等不可靠因素；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、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，动触头被斥开产生限
6、流作用，从而分断短路电流；而 PC 级 ATSE 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。 3、两路电源在转换过程中存在电源叠加问题，PC 级 ATSE 充分考虑了这一因素。PC 级 ATSE 的电气间隙、爬电距离一般是断路器的电气间隙、爬电距离的 180%、150%（标准要求） 。因而 PC 级 ATSE 安全性更好。 44、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，在其表面易形成阻碍导电、难驱除的氧化物，当备用触头一旦投入使用，触头温升增高易造
7、成开关烧毁甚至爆炸；而 PC 级 ATSE 充分考虑了触头材料氧化带来的后果。 5、操作机构不同 CB 级 ATSE 的电动操作机构一般是通过微电机带动减速齿轮机构对断路器进行合分工作，又因断路器四连杆机构的限制，微电机必须工作到堵转后，靠行程开关断开控制回路。众所周知，微电机堵转工作后，其寿命会大大降低。因而，CB 级 ATSE 电动操作机构可靠性较低。 PC 级 ATSE 的电动操作机构一般为短时工作电磁铁，由于电磁铁结构简单，工作可靠好，所以 PC 级 ATSE 电动操作机构的可靠性也高。 三、选用 PC 级 ATSE 注意事项 1、使用类别选择 目前，我国市场上 PC 级 ATSE 有
8、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。 AC-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，COS=0.5； AC-31B/A：适用无感或微感负载（电阻性负载） ，接通与分断电流为1.5Ie，COS=0.8； 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5选择使用 AC-31B 的 ATSE 更安全、可靠。 小容量 ATSE（100A）通常带电动机负载（
9、如消防泵）直接转换，最好具有 AC-3 指标。所以，100A 以下的 ATSE 应按接通 10Ie /分断 8Ie /COS=0.45 要求进行转换试验考核，使用该产品更安全。 2、短路保护电器选择 PC 级 ATSE 不具有短路保护功能，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，限制短路电流能力强，它常被使用在系统出现预期短路电流大的地点处；而断路器限流性能差，额定限制短路电流能力低些。不同 ATSE 产品规定的最大限制短路电流不同。 下表为 RTQ1（TP1）自动转换开关电器所规定的额定限制短路电流值。在选择短路保护电器额定电流值时，一般的原则是
10、短路保护电器（熔断器或断路器）与被保护电器（ATSE）额定电流值一致（即 1:1） 。 3、二段式与三段式选择 二段式 ATSE 开关主触头仅有两个工作位，既“常用电源位”与“电源备用位” ，负载不会出现长期断电情况，供电可靠性高，转换动作时间快。 三段式 ATSE 开关主触头有三个工作位，多个“零位（是指电动状态下） ”，既主触头处于断开位置（空挡） ，负载断电时间相对较长，是二段6式断电时间的 2-3 倍。 三段式的“零位”主要是用于 ATSE 在带高感抗或大电机负载转换时，为避免冲击电流做“暂态停留”之用；而非用于负载维修时隔离之用。维修时的隔离一定要选择隔离开关，它更安全。 隔离开关必
11、须同时具有以下功能： 动触头在断开位置时可锁定或可视； 具有较高的额定冲击耐受电压（1.25 倍） ； 在任何情况下，极限泄漏电流不应超过 6mA； ATS 作为双电源供电系统的关键元件，一定要在满足基本技术要求的前提下认真选择，不能一味的考虑价格因素。否则，花了很大代价而设立的双电源供电系统以及备用电源供电系统（互为备用的变压器、应急发电机组以及相应的配电柜/箱等）将失去其应有的可靠性。所以我们在认真选择相同技术指标、不同价格的进口/国产断路器品牌时，更应该认真选择技术指标存在巨大差异差异到很多国内品牌产品不能满足工程需求、具有价格差异的进口/国产 ATS 的品牌。是作为生命保障体系的应急电源系统发挥其真正的作用。
