ATSE双电源自动转换开关概念、应用特点
网络整理 2023-01-19

ATSE双电源自动转换开关在双电源互投中必不可少,结合GB14048.11-2008国家标准对ATSE的概念、特点、ATSE在转换电源时的中性线重叠问题和ATSE应用场合做专业介绍。

1、ATSE的概

ATSE的全称是Automatic Transfer Switching Equipment,即自动转换开关。ATSE的国家标准是GB/T 14048.11,我们来看看国家标准对ATSE的定义:
标准号:GB 14048.11-2008
标准名称:低压开关设备和控制设备 第6-1部分:多功能电路电器
条目:2.1.2
内容:2.1.2 自动转换开关电器(ATSE)automatic transfer switching equipment(ATSE)由一个(或几个)转换开关电器和其他必需的电器组成,用于监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。
①有两路电源接入,正常使用时,始终有一路电源保持接通状态。
②具有电源状态检测功能,能够同时检测两路电源的状态参数(电压、频率)。
③常用电源出现故障时(失压、过压、欠压、断相、频率偏差),能够自动将负载从常用电源自动转换到备用电源。

按照国标GB/T 14048.11-2008规定,ATSE包括其本体和控制器。ATSE本体可分为
PC级或CB级两个级别。PC级的ATSE是统一的装置,它能够接通、承载、但不能用于分断短路电流;CB级的ATSE则由两套互投的断路器构成。 因为断路器配备了过电流脱扣器,所以CB级的ATSE能够接通并用于分断短路电流。

2、ATSE主要特

额定电流:最大可达5000A
极数:3极型和4极型
结构原理及组成部分:型式1:接触器型ATSE;型式2:断路器型ATSE;型式3:符合开关型ATSE;型式4:PC级一体化型ATSE
使用类型:AC-31或AC-33
工作位置:两段式ATSE或三段式ATSE

3、ATSE在转换电源时的中性线重叠问题

我们已经知道,TN系统有三种形式:TN-C、TN-S和TN-C-S。其中TN-C将PE和N联在一起组成PEN线做为保护接地或保护接零。我们来看图1。
ATSE中性线重叠问题的说明
图1  ATSE中性线重叠问题的说明

图1中的电源是TN系统:其中有发电机和电力变压器供电电源,还有ATSE和三相
照明负载。

设想原先低压电网由市电供电,现在因为某种原因需要切换到发电机G供电,并且发
电机G已经起动。在ATSE切换的过程中,若N1线先脱离,随后相线才相继脱离,于是会出现这样的时刻:负载侧的N将会出现中性点偏离,使得负载侧的N线上出现较高的电压,有可能会损坏照明灯具或者电力设备。

这种现象在电网切换的过程中时常会出现,究其原因,就是因为ATSE先于相线切换N
线,致使用户侧N线带上较高电压,严重时甚至发生人身伤害事故。

若ATSE从发电机电源切换到市电电源时也先于相线切换N线,则同样会出现上述
现象。为了避免出现上述现象,ATSE在实施分断操作时让相线的分断操作超前于N线;而ATSE在实施闭合操作时,让相线的闭合操作滞后于N线。两者的时间差不小于20min。注意:这里所指的时间差是 ATSE开关自身的动作时间差,而不是发电机起动落后于市电失压故障的时间差。

对于CB级的ATSE,因为它是用两台断路器加上控制器构成,因此不可能解决中性线
重叠问题。但因为CB级的 ATSE是由断路器构建而成的,因此CB级ATSE具有过电流的分断能力,这是CB级ATSE的最大优势。

有些PC级的ATSE开关能够将相线相对于N线的投退完成时间按5min的时间间隔进行
整定。例如,可以将分闸设定为相线触头超前N线触头25min动作,将合闸过程设定为N线触头超前相线触头45min动作,这样就确保不会出现中性线重叠问题。有些ATSE开关还能在电压过零时实现投切转换,此时因为电网电压最低不会出现冲击电压。

4、ATSE应用场合

对ATSE开关要求较高的场合一般是高档楼宇项目、机场、会展、移动和电信等,特点是照明设备和通信设备多,经受不起N线上的瞬间高压冲击。

ATSE开关有三极和四极的两种规格,这两种规格应用的场合如下:

①应用场合之一:市电与发电机通过ATSE互投
若低压配电网采用TN-S的接地系统,并且低压进线侧断路器配备了接地故障保护,则ATSE和断路器必须使用四极的元件规格;若低压配电网采用TN-C的接地系统,则因为N线不得断开,所以ATSE和断路器都必须使用三极的元件规格。
②应用场合之二:馈电回路的双电源互投
若馈电回路需要两路电源互投,且电源来自两段母线,则可以采用三级的ATSE开关。

对ATSE双电源自动转换开关的功能特点及ATSE在转换电源时的中性线重叠问题做了解读,今天的知识分享到此结束。欢迎大家继续到频道了解电气行业常见仪表的选型及使用。

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