1、1自动转换开关在低压配电系统中的应用摘要：本人通过多年的施工实践， 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。 关键词：ATS、功能、应用 Abstract: construction through years of practice, I reference for current domestic production of different types of ATS analysis from the security, reliability, protection, and many of its
2、main features and functions, and outlined its advantages and disadvantages for the design chosen.Keywords: ATS, function, application 中图分类号：TM642+.2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 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
3、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2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
4、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。下面介绍 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
5、特点及功能，并简述其优缺点，供设计选用时参考。 一、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3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
6、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
7、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。 二、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4本类似。负荷开关双投型 ATS的主要优点
8、：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
9、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。 三、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，
10、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5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。 在低压配电系统中，依据国家与行业现行规范要求，对于一些较重要的一、二级负荷，应采用双电源供电；对消防用电设备，除采用双电源供电外，还应在最末一级配电箱处做自动切换。因此，ATS 的使用范围将更加广泛，如何正确选择和使用 ATS也成为设计所关注的焦点。在一些工程设计中，往往由于不了解 ATS的类型、组成与动作原理、特点及功能等，而
11、单纯以价格作为衡量标准，盲目地选择和使用，忽视了其本身的安全性和可靠性，使低压配电系统扩大了配电级数，增加了故障点，直接影响了供电的连续性和可靠性。从本质上说， ATS只是能完成双电源自动转换功能电力设备的统称，并不拘限于某种类型，但必须符合国家与国际标准的检验要求。作为双电源自动转换使用的 ATS开关设备，除了完成负载在两路电源间的选择和转换功能外，还必须考虑供电回路中的种种复杂情况（如短路电流的冲击、过负荷、设备频繁操作等） ，所以 ATS本身还必须具有很好的自我保护能力和适用性。随着我国 IEC标准的推广，ATS 的选择和使用应逐步向正规化、合理化趋势发展。在实际工程设计中，对 ATS的
12、选择应从技术角度出发，必须充分考虑供电系统的配电方式、转换时间及负载使用性质等实际情况，供电要求苛刻的场所应使用高可靠性转换的 ATS，并以短路电流校验 ATS的遮断电流，以市电的可靠性决定 ATS转换的频繁性。现就正确选择和使用 ATS需要注意的问题进行分析。 6结束语 本文就 ATS的类型、组成、工作原理、主要特点及功能等进行了分析，主要是为了在工程设计、选择和应用时引起大家的高度重视，合理地选择和使用 ATS。特别是在低压配电系统中，应首先满足一级负荷配电级数不宜超过 3级的要求，选择时无论是双电源树干式或放射式供电，都不宜采用带过载和短路保护的 ATS，只需达到自动转换的目的，避免因主
13、体结构故障及增加保护而引起的负载侧断电现象。在选择四极型和带漏电保护的 ATS时，要谨慎考虑，应以保证使用功能为主，避免因选择不当而影响供电的连续性和可靠性。在选择 ATS时，为了保证安全供电，应按要求加装过电压浪涌保护，避免因雷电和分合闸过电压而造成影响。随着现代化建设的不断深入发展，ATS 应向机电一体化智能型方向发展，自动化程度会更高，安全可靠性能会更好，具有较高的检测精度和宽带参数设定范围，具备良好的电磁兼容性，应能承受主回路电压波动和电磁干扰的影响，具有转换时间快，延时可靠，并能提供各种信号及消防联动的通信接口，通过总线与计算机联网实现“四遥”功能。主体结构应简捷可靠，具有较高的抗冲
14、击电流能力，通过自身的机械与电气联锁，确保任何情况下都不能并联运行，并具备零位功能和独特的触点分合技术，隔离距离大，能够承受更高电压的冲击，进一步提高主体的可靠性和稳定性。尽管微型计算机的发展和应用已相当普及，但机电一体化智能型 ATS应用在我国尚属初级阶段，目前还有许多技术问题需要进一步探讨和解决，产品质量也需要进一步完善与提高，由于具有明显的优势，相信它会逐步取代传统的转换开关，而被广大工程设计人员认可，并得7到越来越广泛的应用。 参考文献】 1林俊陆.10kV 开关储能回路的改进方法J.大众用电，2012(05).2李德聪.自动转换开关装置的选用J.大众用电，2012(05). 3何彦民，伏中科，王津先.自动转换开关电器的工程设计及应用J.现代建筑电气，2011(06). 4黄坤，余俊.双电源自动转换开关研究J.广东输电与变电技术，2011(01). 5盛杰.自动转换开关电器的选择与应用J.科技创业月刊，2009(06). 6吴剑，黄正乾.关于自动转换开关电器(ATSE)设计应用的探讨J.智能建筑电气技术，2008(01).
