轉換開(kāi)關(guān)電器(Automatic Transfer Switching Equipment，ATSE) 主要用在緊急供電系統，將負載電路從一個(gè)電源自動(dòng)換接至另一個(gè)( 備用)電源的開(kāi)關(guān)電器。以確保重要負荷連續、可靠運行。因此，ATSE 常應用在重要用電場(chǎng)所，其產(chǎn)品可靠性尤為重要。轉換一旦失敗將會(huì )造成以下2 種危害之一，電源間的短路或重要負荷斷電(甚至短暫停電)，其后果都是嚴重的，這不僅會(huì )帶來(lái)經(jīng)濟損失( 使生產(chǎn)停頓、金融癱瘓)，也可能造成社會(huì )問(wèn)題(使生命及安全處于危險之中)。因此，工業(yè)發(fā)達**都把自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)電器的生產(chǎn)、使用列為重點(diǎn)加以限制與規范。

1 選擇ATSE 的注意事項

(1) ATSE 選用原則應滿(mǎn)足JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》7. 5. 4 條之規定。

(2) 使用類(lèi)別必須滿(mǎn)足負載的要求。

(3) 必須注明轉換條件( 三相失電、任意相斷相、過(guò)壓、欠壓、頻率偏差、諧波、噪聲等)。

(4)下列負載需要注明轉換時(shí)間:① 較大的系統(例如ATSE 超過(guò)100 臺) 或者超過(guò)三級ATSE，要注意ATSE 的轉換時(shí)間，同時(shí)轉換或者無(wú)序轉換都不合適，需要有一個(gè)“時(shí)間差”，一般而言，前級轉換要快于后級大約0. 5 s;② 負載要求斷電時(shí)間< 1. 0 s 的場(chǎng)合(因為采用電動(dòng)機驅動(dòng)的ATSE，轉換時(shí)間超過(guò)1. 5 s);③ 自復時(shí)間有延時(shí)要求的系統(例如要求常用電源穩定30. 0 s 以上才視為正常，才能夠自復)。

2 PC 級與CB 級ATSE 的選擇

ATSE 分PC 級和CB 級，目前，**規范對PC 級與CB 級的選擇并沒(méi)有具體要求，選擇時(shí)可從以下幾方面來(lái)考慮:

(1)經(jīng)濟性。目前，相同電流等級(630 A 以下)的PC 級與CB 級的ATSE，PC 級的制造成本一般都比CB 級的高，因此，從成本經(jīng)濟性的角度而言，CB 級優(yōu)于PC 級。

(2)可靠性。從結構可靠性來(lái)講，PC 級ATSE可靠性高于采用斷路器組成的CB 級ATSE，因此，在高可靠性要求的場(chǎng)所，宜選用PC 級ATSE。

(3) 切換時(shí)間。不同結構產(chǎn)品的切換時(shí)間是不同的，對故障電源( 例如斷相) 敏感度高的負載，需要注意，應選用能夠快速斷開(kāi)故障電源的勵磁驅動(dòng)式ATSE。采用斷路器的CB 級ATSE 和采用隔離(負荷) 開(kāi)關(guān)的ATSE，是用減速電機驅動(dòng)(電機轉速一般為15 ～ 20 r /min，開(kāi)關(guān)需要轉動(dòng)到一定轉角后觸頭才能斷開(kāi))，以100 A 以下電流等級開(kāi)關(guān)為例，控制器發(fā)出轉換指令后，需要1 s 以上的時(shí)間，故障電源才會(huì )斷開(kāi)，而采用勵磁直接驅動(dòng)的ATSE，只需要大約30 ms，故障電源就可以斷開(kāi)。

3 PC 級ATSE 前端是否需要加斷路器或隔離電器斷路器的核心功能是實(shí)現過(guò)載、短路、接地故障的保護，而不是為了保護ATSE 而來(lái)設置，ATSE只是一個(gè)開(kāi)關(guān)，就如同隔離開(kāi)關(guān)一樣也沒(méi)有保護功能。因此，放射性配電系統設計中PC 級ATSE前端不用加開(kāi)關(guān)保護。

隔離電器是將負荷側與電源側可靠地分開(kāi)，其狀態(tài)應明顯可視，剩余電流≤ 1 mA，GB50053—1994《10 kV 及以下變電所設計規范》第3. 2. 10 條中描述:采用10 kV 或6 kV 熔斷器負荷開(kāi)關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應在電源側裝設隔離電器;在GB 50054—1995《低壓配電設計規范》第3. 2. 16 條中規定:對于雙電源母線(xiàn)主開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)采用斷路器的前端設隔離開(kāi)關(guān)，以上兩條條文解釋是為了方便檢修。

GB 50055—1993《通用用電設備配電設計規范》第2. 5. 1 條中要求:每臺電動(dòng)機主回路要設隔離開(kāi)關(guān)，其目的亦是檢修用電設備。

由于高低壓屏處于配電系統的最前端，為保障供電可靠性，可以采用這種方法，但是并不是全部出線(xiàn)開(kāi)關(guān)都要加隔離開(kāi)關(guān)，大量使用隔離開(kāi)關(guān)，占用空間、增加成本、回路中可開(kāi)斷觸頭較多，反而降低可靠性，規范上也沒(méi)有這個(gè)要求。通常對容量大的重要負荷和空間大、散熱好及落地式安裝的TSE 前設隔離電器有必要，但是若為了檢修用電設備，隔離電器應設在后面比較理想。

因此，在建筑物總配電柜、消防泵房及大型數據機房的TSE 前可以設隔離電器，對于樓層電源切換箱及分箱的TSE，就沒(méi)有必要設置隔離開(kāi)關(guān)。

3 TSE 是否可作為隔離電器使用

TSE 標準明確指出TSE 具有隔離功能必須具備以下條件:

(1) 必須是三位式;

(2) 動(dòng)觸頭在斷開(kāi)位置時(shí)，可鎖定;

(3) 可耐受較好的額定沖擊電壓;

(4) TSE 在電操作性能測試后，在1. 1Ue下泄露電流每極不允許操作2 mA。

從以上條文可以得出，具有隔離功能的ATSE的結論:

(1) ATSE 必須具有三工作位。

(2) 派生ATSE 雖然由隔離開(kāi)關(guān)做成的，但是并不一定能達到隔離的要求。由于其狀態(tài)應該明顯可視，觸頭與把手位置應一致，因此，CB 級一般做不到。

(3) 隔離電器的作用是保證電路可靠斷開(kāi)，ATSE 根本目的是保證電路可靠地切換，因此，ATSE 本身并沒(méi)有必要一定要具有隔離功能，但是可以具有，從而可以減少觸頭數量。

4兩工作位與三工作位ATSE 選擇

(1) 兩工作位的應用。一般使用于末端的消防應急系統及斷電時(shí)間要求極短的特別重要電路，在火災時(shí)ATSE 應該使二路電源在任何時(shí)候都能保持其中一路在接通，以免影響火災的及時(shí)撲救，因此，用于消防設備供電回路的應選用一體化PC 級二段位的ATSE。

(2) 三工作位的應用。一般使用于首端的市電－ 柴油機電( 備用電) 及非消防系統。在電源首端當市電與發(fā)電機組電源轉換時(shí)，首先應考慮到發(fā)電機需要一定的時(shí)間才能夠滿(mǎn)足負荷電源質(zhì)量的要求的特殊性，因為當正常電源發(fā)生一相斷相時(shí)，ATSE 應切斷電源，將ATSE 置于零位，ATSE確認發(fā)電機組電源各項指標達到穩定后才能切換。在帶大電動(dòng)機或高感抗負載轉換的特殊情況時(shí)，諸如大電動(dòng)機該類(lèi)負載在運行中切換，電源相位差距較大時(shí)它將受到巨大的機械應力，三工作位的ATSE 利用零位延時(shí)轉換，避免在切換大電機等負載時(shí)引起沖擊電流。

5三極與四極ATSE 選擇

根據JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》7. 5. 3 條之規定，四極ATSE 選用總結:

(1) TN － C － S、TN － S 系統中的ATSE 應采用四極開(kāi)關(guān);

(2) TT 系統電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)應選用四極開(kāi)關(guān);

(3) 正常供電電源與備用發(fā)電機之間ATSE應選四極開(kāi)關(guān);

(4) IT 系統中當有中性線(xiàn)時(shí)應采用四極開(kāi)關(guān)。

6備用電源為柴油機發(fā)電的ATSE選擇

(1) 備用電源為發(fā)電機組時(shí)，對ATSE 可靠性要求非常高，由于CB 級的脫扣保護和派生PC級電機驅動(dòng)堵轉等不可靠性因素，因此，要選擇勵磁驅動(dòng)的專(zhuān)用PC 級;

(2) 發(fā)電機是高感性負載，所以要用具有隔離功能的三段位ATSE;

(3) 控制器具有現場(chǎng)可調的延時(shí)轉換設置，并能發(fā)出命令起動(dòng)備用發(fā)電機組電源并可靠的轉換到正常的備用電源;

(4) 將負載返回到常用電源，可發(fā)出指令，停止發(fā)電機組，并具有自投自復和自投不自復設置功能。

7重要負荷對ATSE 的選擇

(1) GB 50052—1995《供配電系統設計規范》第2. 0. 2 條一級負荷的供電電源應符合下列規定:

① 一級負荷應由2 個(gè)電源供電;當一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應同時(shí)受到損壞。

② 一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個(gè)電源供電外，應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統。因此，一級負荷中特別重要負荷應采用一體化結構的專(zhuān)業(yè)PC 級，一級負荷建議采用PC 級。

(2) GB /T 21208—2007《固定消防泵驅動(dòng)器的控制器》規定，用于消防泵控制器的ATSE 應該具有以下特征:① ATSE 應能電氣操作并以機械方式保持在適當位置。② ATSE 應當符合GB14048. 11 中PC 級ATSE 的要求，其操作機構應能保證負載電路不會(huì )長(cháng)時(shí)間的與常用電源或備用電源斷開(kāi)。因此，消防系統應該用勵磁驅動(dòng)的專(zhuān)用PC 級，具有機械保持的兩工作位。