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摘要：随着民用建筑的日益崛起，医院、学校、体育场馆、剧场、金融中心、证券交易所、酒店、大型城市综合体等等建筑对供电连续性的要求是越来越高。双电源自动转换开关电器作为消防及重要负荷的电源互投装置，在工程中得到了广泛的应用。如何正确合理的选择双电源自动转换开关，确保消防及重要负荷的可靠供电，成为电气设计中的一个重要环节。本文着重介绍在电气设计过程中选择双电源自动转换开关的注意事项及在工程中的主要应用形式。
关键词：双电源，转换开关；选择应用
1、 双电源自动转换开关电器概念
双电源自动转换开关电器（ATSE，Automatic Transfer Switching Equipment）是一个用于检测电源电路，并将一个或多个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器开关。ATSE通常由一个或多个转换开关电器和其他必要的电器（转换控制器）组成。主要用于低压配电系统中监测电源电路，当主电源发生停电或故障，供电电源从主电源自动转换至备用电源，从而完成双电源系统的切换。
2、双电源自动转换开关电器类别
在工程电气设计中，常用的ATSE分为PC级和CB级。PC级ATSE：能够接通、承载，但不用于分断短路电流，只完成双电源自动转换的功能。CB级ATSE：配备过电流脱扣器，主触头能够接通并用于分断短路电流。所以CB级ATSE既具有完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护（能接通并分断）的功能。
3、ATSE的选择原则
第一，当系统中不要求ATSE切断短路故障，只要求在正常电源有故障表现（失电或电源有缺相、欠压、频率过高或过低等）时动作，并满足额定接通和分断能力时，应采用PC级。该电气应能承受系统短路电流冲击的要求。
第二，当系统要求ATSE有短路、过负荷等保护功能，PC级不能满足负荷的接通容量时，宜采用CB级。
第三，在电气设计中，重要场所中的特别重要负荷用电应采用可靠性高的ATSE，一级负荷可适当降低要求，推荐采用PC级ATSE。二级负荷可不做具体要求，可以选用PC级，也可以選用CB级。
4、ATSE选择时需注意以下重要参数：
4.1 PC级ATSE参数
PC级ATSE的重要指标为短路耐受电流，短路耐受电流有两个参数：额定短时耐受电流 Icw 或额定限制短路电流Iq，两者取其一。
（1）额定短时耐受电流Icw是在规定的试验条件下，电器能够承载的短时耐受电流值。最短通电时间为：额定工作电流小于等于400A时，交流为额定频率的3.5个周波；额定工作电流大于400A时，交流为额定频率的3个周波。
（2）额定限制短路电流Iq是在规定的试验条件下，被指定的短路保护电器保护的ATSE在短路保护电器动作之前足以承受的预期短路电流值。
此外，当选用PC级ATSE时，其额定电流不应小于回路计算电流的125%，以保证自动转换开关电器有一定的余量。
4.2 CB级ATSE参数
CB级ATSE的重要指标为额定短路分断能力Icn。额定短路分断能力Icn是制造厂规定的，在额定工作电压、额定频率与规定的功率因数（或时间常数）下，电器的短路分断能力值。Icn表示CB级ATSE应该分断额定短路分断能力及以下的任何值。
5、 四级ATSE的选用原则：
（1）同一接地系统中，带漏电保护的两个电源回路下级的ATSE，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（2）当两种不用接地系统（包括两个不同中性线接地点的TN-S系统）间电源转换的ATSE，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（3）正常供电电源与发电机之间，当采用不用的接地方式时，其转换开关应采用四级ATSE。
（4）IT系统中当引出中性线时，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（5）在有总等电位联结的情况下，TN-S、TN-C-S系统除原则上按上述款的情况外一般不需要设四级ATSE。
（6）TN-C系统严禁采用四级ATSE。
6、ATSE的应用
6.1 目前电气设计中ATSE的两种主要应用形式
（1）一台变压器与发电机进行双电源自动切换
（2）两台变压器母联，再与发电机进行双电源自动切换
6.2 上述两种应用中，市电与发电机转换用的ATSE（即上级ATSE），宜采用PC级、一体化结构、三位式的ATSE。而一般在下列场所应采用不延时且具有快速转换功能的二位式ATSE（下级ATSE）：重要场所的安全照明；重要计算机的电子数据处理装置；重要场所用电设备的应急备用电源；证券交易所、金融中心、银行、大型体育场馆、大型百货商场、超市等场所的应急备用照明。
6.3 根据实际工程需要，选择合理的ATSE动作时间，且ATSE应能躲过电源电压闪变瞬变等干扰。ATSE动作时间宜参考下表：
表中的负荷允许中断供电时间可以由ATSE实现，当ATSE不能满足要求时，应采用其他措施，如采用UPS，EPS等。
6.4 ATSE的上下级动作时间应根据系统要求进行配合
当为应用形式（1）时，1#变压器断电（故障、检修）时，上级ATSE动作时间短，下级ATSE动作时间长，保证电源先转换。下级ATSE比上一级ATSE的总动作时间越大于10个周波（0.2s），即上级ATSE的△t=0s，下级ATSE的△t=0.2s。
当为应用形式（2）且ATSE均为自投自复时，当1#主用变压器断电（故障、检修）或低压配电线路故障时，下级ATSE快速切换到2#变压器，当1#变压器恢复供电时，ATSE又回归至1#主用变压器，上级ATSE不动作。若当切到2#变压器时，2#变压器又出现断电时，起动发电机。此时，只要上级ATSE动作即可。当1#变压器恢复供电时，下级ATSE快速切换回至主用电源。上级ATSE待柴油发电机停机时，再切换至2#变压器。
结语
随着各民用建筑对供电可靠性要求的不断提升，特别是一些重要建筑设施，连续供电显得非常重要；只有选择合适的双电源自动转换开关电器（ATSE），确保消防负荷及重要负荷的可靠供电，才能让各建筑充分发挥其使用功能，使人民的生活品质得到进一步提高。
关键词：双电源，转换开关；选择应用
1、 双电源自动转换开关电器概念
双电源自动转换开关电器（ATSE，Automatic Transfer Switching Equipment）是一个用于检测电源电路，并将一个或多个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器开关。ATSE通常由一个或多个转换开关电器和其他必要的电器（转换控制器）组成。主要用于低压配电系统中监测电源电路，当主电源发生停电或故障，供电电源从主电源自动转换至备用电源，从而完成双电源系统的切换。
2、双电源自动转换开关电器类别
在工程电气设计中，常用的ATSE分为PC级和CB级。PC级ATSE：能够接通、承载，但不用于分断短路电流，只完成双电源自动转换的功能。CB级ATSE：配备过电流脱扣器，主触头能够接通并用于分断短路电流。所以CB级ATSE既具有完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护（能接通并分断）的功能。
3、ATSE的选择原则
第一，当系统中不要求ATSE切断短路故障，只要求在正常电源有故障表现（失电或电源有缺相、欠压、频率过高或过低等）时动作，并满足额定接通和分断能力时，应采用PC级。该电气应能承受系统短路电流冲击的要求。
第二，当系统要求ATSE有短路、过负荷等保护功能，PC级不能满足负荷的接通容量时，宜采用CB级。
第三，在电气设计中，重要场所中的特别重要负荷用电应采用可靠性高的ATSE，一级负荷可适当降低要求，推荐采用PC级ATSE。二级负荷可不做具体要求，可以选用PC级，也可以選用CB级。
4、ATSE选择时需注意以下重要参数：
4.1 PC级ATSE参数
PC级ATSE的重要指标为短路耐受电流，短路耐受电流有两个参数：额定短时耐受电流 Icw 或额定限制短路电流Iq，两者取其一。
（1）额定短时耐受电流Icw是在规定的试验条件下，电器能够承载的短时耐受电流值。最短通电时间为：额定工作电流小于等于400A时，交流为额定频率的3.5个周波；额定工作电流大于400A时，交流为额定频率的3个周波。
（2）额定限制短路电流Iq是在规定的试验条件下，被指定的短路保护电器保护的ATSE在短路保护电器动作之前足以承受的预期短路电流值。
此外，当选用PC级ATSE时，其额定电流不应小于回路计算电流的125%，以保证自动转换开关电器有一定的余量。
4.2 CB级ATSE参数
CB级ATSE的重要指标为额定短路分断能力Icn。额定短路分断能力Icn是制造厂规定的，在额定工作电压、额定频率与规定的功率因数（或时间常数）下，电器的短路分断能力值。Icn表示CB级ATSE应该分断额定短路分断能力及以下的任何值。
5、 四级ATSE的选用原则：
（1）同一接地系统中，带漏电保护的两个电源回路下级的ATSE，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（2）当两种不用接地系统（包括两个不同中性线接地点的TN-S系统）间电源转换的ATSE，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（3）正常供电电源与发电机之间，当采用不用的接地方式时，其转换开关应采用四级ATSE。
（4）IT系统中当引出中性线时，三相四线制供电采用四级ATSE，单相供电采用两级ATSE。
（5）在有总等电位联结的情况下，TN-S、TN-C-S系统除原则上按上述款的情况外一般不需要设四级ATSE。
（6）TN-C系统严禁采用四级ATSE。
6、ATSE的应用
6.1 目前电气设计中ATSE的两种主要应用形式
（1）一台变压器与发电机进行双电源自动切换
（2）两台变压器母联，再与发电机进行双电源自动切换
6.2 上述两种应用中，市电与发电机转换用的ATSE（即上级ATSE），宜采用PC级、一体化结构、三位式的ATSE。而一般在下列场所应采用不延时且具有快速转换功能的二位式ATSE（下级ATSE）：重要场所的安全照明；重要计算机的电子数据处理装置；重要场所用电设备的应急备用电源；证券交易所、金融中心、银行、大型体育场馆、大型百货商场、超市等场所的应急备用照明。
6.3 根据实际工程需要，选择合理的ATSE动作时间，且ATSE应能躲过电源电压闪变瞬变等干扰。ATSE动作时间宜参考下表：
表中的负荷允许中断供电时间可以由ATSE实现，当ATSE不能满足要求时，应采用其他措施，如采用UPS，EPS等。
6.4 ATSE的上下级动作时间应根据系统要求进行配合
当为应用形式（1）时，1#变压器断电（故障、检修）时，上级ATSE动作时间短，下级ATSE动作时间长，保证电源先转换。下级ATSE比上一级ATSE的总动作时间越大于10个周波（0.2s），即上级ATSE的△t=0s，下级ATSE的△t=0.2s。
当为应用形式（2）且ATSE均为自投自复时，当1#主用变压器断电（故障、检修）或低压配电线路故障时，下级ATSE快速切换到2#变压器，当1#变压器恢复供电时，ATSE又回归至1#主用变压器，上级ATSE不动作。若当切到2#变压器时，2#变压器又出现断电时，起动发电机。此时，只要上级ATSE动作即可。当1#变压器恢复供电时，下级ATSE快速切换回至主用电源。上级ATSE待柴油发电机停机时，再切换至2#变压器。
结语
随着各民用建筑对供电可靠性要求的不断提升，特别是一些重要建筑设施，连续供电显得非常重要；只有选择合适的双电源自动转换开关电器（ATSE），确保消防负荷及重要负荷的可靠供电，才能让各建筑充分发挥其使用功能，使人民的生活品质得到进一步提高。