(江苏空管分局技术保障部江苏省南京市211113)
摘要:双电源自动(Automatictransferswitchingequipment)转换开关是低压电源系统中重要的组成部分,是市电油机切换、双路电源倒换必不可少的设备。目前转换开关分为为PC级、CB级ATS。空管电源系统如何选择合适的自动转换开关,是提高供电系统安全、可靠的重要环节。
关键词:接地方式;TN-S;N线;一级配电;二级配电;零线电流
1、引言
自动转换开关电器(ATSE)主要用在紧急供电系统,是将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器,以确保重要负荷连续、可靠运行。因此,ATSE常常应用在重要用电场所,其产品可靠性尤为重要。那么如何合理选择自动转换开关,是提高供电系统安全、可靠的重要环节,笔者就此展开论述。
2、自动转换开关电器(ATSE)分类、形式、极数
自动转换开关电器(ATSE)分:PC级与CB级两种;形式:分带旁路、无旁路两种;极数:分2P、3P、4P三种
3、自动转换开关电器(ATSE)分析及选择
3.1按照分类分析及选择
第一类为CB级;它是由两台断路器加机械连锁组成,具有短路保护功能;但是机械联锁不可靠。
第二类为PC级,一体式结构(三点式)。它是双电源切换的专用开关,具有结构简单、体积小、自身连锁、转换速度快(0.2s内)、安全、可靠等优点,但没有短路保护功能,必须与MCCB配合使用。
CB级是由断路器组成,而断路器是以分断电弧为已任,要求它的机械应快速脱扣。因而断路器的机构存在滑扣、再扣问题;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。
选用PC级ATSE时,需要注意PC级ATSE按照切换控制方式,可分为两段式(非A即B电源)和三段式(A和B电源均能切断,有OFF位置);如何选择可以参考:市电、油机切换瞬间或停电后来电产生大电流冲击影响系统供电安全的,宜选用三段式(A和B电源均能切断,有OFF位置);反之,宜选用两段式(非A即B电源);由于空管通信导航设备均是由UPS供给,不存在产生大电流冲击影响系统供电安全,且已发生三段式开关停在OFF位置不切换故障,建议选择两段式,其目的是增加电源的可靠性。
CB级
3.2按照形式分析及选择
ATSE投入使用后,发生故障时便需要整体退出进行检修,这样就会造成后端重要负载断电;为保证不间断供电,即使是ATS故障,也不允许停电更换检修可以选用旁路隔离式ATS开关。
3.3按照供配方式分析及选择
目前空管系统内供配电均设计采用TN—S模式,笔者只针对该模式进行分析;我国常用的关于开关选择的规范主要有以下两个:第一个是《GB50054-2011低压配电设计规范》;第二个是《全国民用建筑工程设计技术措施-电气-2009》;其中《全国民用建筑工程设计技术措施-电气-2009》相关规定三相四线制系统中四极开关的选用,应符合下列规定:TN-C-S、TN-S系统中的电源转换开关,应采用同时切断相线导体和中性线导体的四极开关;正常供电电源与备用发电机电源系统之间,其电源转换电器应该用四极开关。而《GB50054-2011低压配电设计规范》条文说明:对在某些情况下选用具有中性极的开关电器(通称四极开关)做了规定,但这并不是说只是在这些情况下应该具有中性极的开关电器。在其他情况下,开关极数的确定,应由技术人员根据本规范的规定和工程的具体情况决定。如果选用了具有中性极的开关电器,中性极发生故障则有可能使中性线断开。
根据上述原则笔者试着探讨电源级ATSE极数的选择,TN—S系统采用三相五线制,笔者将市电油机自动切换的开关,称为一级配电ATSE转换开关,UPS输入侧ATSE开关,称为二级配电ATSE转换开关。通过图(1)、(2)了解3PATSE和4PATSE的接地方式和特点:
4PATSE
由图可以看出,3PATSE采用共用零线,当出现故障时三极开关接地系统,将使漏电检测失效,而4PATSE开关不会使接地保护失效,故一级配电ATS转换开关采用四极切换;需要注意是采用四极切换则油机零线必须单独接地,若不单独接地,则油机的中性点就处于腾空的状态,当油机供电时中性点有可能产生漂移现象,对人身和设
备的安全带来严重的隐患,除非选用带零线重叠切换的四极开关。
二级配电ATS转换开关主要给UPS使用,UPS(高频机)输出的中性线同输入中性线直通,通过变压器(或油机)接地。如果UPS输入主、备电源切换时,会引起UPS输入中性线断开,导致UPS负载侧的中性线不接地,导致零位漂移,致使设备停机甚至损坏设备,造成重大影响和经济损失,故二级配电ATS转换开关采用三极切换并配置UPS(工频机)或者采用带零线重叠切换四极开关并配置UPS(高频机)。
4、结论
由于空管系统内专业电力人员不足,多数是从通信导航专业转行从事动力工作,造成对ATS的选择较为随意;同时,笔者在工作检查中,也发现不少单位的ATS根据电力部门的要求采用了四极切换,而油机的中性线却并不接地。在检测油机中性点的零地电压时有的高达百伏,而有些维护人员却找不到零地电压高的原因;二级配电ATS转换开关选择了普通四极开关并配置UPS(高频机),造成设备停机。所以,选择合理的ATS和确保油机安全接地,以及在双电源供电切换控制技术的应用,对空管系统供电安全具有极为重要的作用。
参考文献
[1]GB/T14048.11-2002《自动转换开关电器》.
[2]GB50054-2011《低压配电设计规范》.
[3]JGJ/T16-2008《民用建筑电气设计规范》.
作者简介
张彪(1967—),男.江苏南京人,大专,江苏空管分局技术保障部导航动力室。