葛福余 海军工程设计局
葛福余
l关于ATSE的使用场所
因为ATSE是一种独立的电气设备，它并列于断路器、负荷开关、熔断器等，所以它的使用场所应依据配电系统的设计需求而定。因其是用在需双电源切换的一、二级负荷的配电系统中，可靠切换是第一位的，所以使用PC级ATSE为最佳。因为CB级ATSE产品与PC级相比体积大、操动机构复杂，可靠性低，所以CB级应慎用。
关于三段式和二段式ATSE问题
PC级ATSE有三段式(准确说应为三位式)和二段式(二位式)，但其中间位(0位)并不符合隔离电器要求，所以选二位式即可。
关于ATSE极数应根据所安装的低压配电系统接地形式而定。
(1)三极
a、TN—C—S，TN—S系统内；b、不引出N线的I T系统内。
(2)四极
a、两种不同接地系统之间的双电源切换；
b、一路市电、一路备用发电机之间的双电源切换；
c、TT系统内；
d、引出N线的IT系统内。
2 ATSE的动作时间应根据供电负荷性质而定，即切换总动作时间应小于负荷允许中断供电时间。其上下级动作时间在一个1 0kV系统由双电源双投，0．4kV系统有母联投切和末端装ATSE的配电系统内，应考虑减少不必要的转换控制。即ATSE动作延时应大于0．4kV母联投切时间0．5～l s为宜(当然母联投切时间应大于10kV备自投时间)。
3关于ATSE之前是否需要加隔离电器和短路保护器是低压配电系统设计要统一考虑问题。
(1)对于一路市电、一备用发电机组之间的ATSE，因正常情况下系统处于备用状态，可随时维护检修，故ATSE前可不考虑加隔离电器；而短路保护由市电出线断路器和发电机出口断路器完成。
(2)消防负荷，如消防泵电源的ATSE，正常情况下几乎不运行，只需加强维护，故可不加隔离电器；断路保护也应由上一级(配电室出线专用回路)出线断路器完成。
(3)其他日常处于运行状态的一、二级负荷(如大塑通讯枢纽)ATSE前宜加隔离电器或旁路开关以便日常维修；短路保护也宜由上级出线断路器完成。
4在图纸中标注ATSE，其图形符号为：

5相对疑难点有：
(1)ATSE切换电动机负载时，由于电动机反电势作用和电动机再启动而产生的冲击电流如何确定，即如何选择ATSE接通、承载冲击电流能力?
(2)PC级ATSE适用于切换多大容量的电动机?
(3)ATSE的控制器对电压侦测是三相电压还是两相(单相)?

李研 总参工程兵第四建筑设计院
李研
1对切换要求可靠性高的用电负荷(消防负荷、一级负荷)应采用PC级的ATSE装置，对于非消防负荷的二级用电负荷可采用CB级ATSE。如无特殊的操作要求，建议使用两位式。ATSE装置以全部采用四级为宜，这样可以使工作回路和备用回路的工作零线完全分开，提高用电的安全性。
2对于工作回路和备用回路均带电(热备用)的情况，ATSE装置的动作时间应考虑躲过由于外电源闪络引起的故障断电，宜延时l～2s后开始转换。上下级的动作时间可不考虑。
3对于距出线断路器较远的位置采用放射式供电的ATSE装置宜加装断路保护电器或隔离电器采用链式、树干式配电方式处设置的ATSE应加装断路保护电器，对于距出线断路器较近处设置的ATSE装置可不加断路器，但宜设置隔离电器，这样做主要式为下级用电设备维护提供方便。

看了上面一大堆专家的发言,对ATSE的应用看法基本一致,但对3极/4极的看法争论很大,就象本网论坛一样,这就是中国的电气设计的现状.

总后勤部建筑设计院
邴树奎
l PC级的应用
PC级ATSE分为两种，一种是负荷开关组成的ATSE，另一种是一体化的转换开关，其性能比：
①转换开关触头拉开距离大干负荷开关；
②转换开关触头过载能力大于负荷开关(20I。)；
③转换开关接通／分断能力大于负荷开关。
④目前，美国的大电器公司主要生产PC级ATSE产品。．
因此，重要的负荷应优先采用转换开关结构形式的ATSE。
2 CB级的应用
CB级ATSE由于其机械可靠性低，转换速度慢，体积大，需要考虑上下级配合等问题，配合不当，过电漉故障会引起断路器脱扣跳闸，破坏供电系统，因此，不推荐采用CB级ATSE。
3 ATSE的应用保护问题
Pc级ATSE的保护应设在后级，与系统统一考虑。
4级数的选用
不同的接地方式之间转换宜采用4级ATSE，相同麴接地方式之间转换不应采用4级ATSE。
5动作时间
1)CB级ATSE总动作时间一般在2000～3000 ms。
2)两个工作位PC级ATSE总动作时间一般在50～250ms；三个工作位PC级ATSE总动作时间一般在350-600ms。
PC级ATSE总动作时间小于CB级ATSE总动作时间，也是选择PC级理由之一。
6 ATSE的相位差
ATSE转换时，出现的相位差最大相差240度，会出现二次电弧，因此，接通备用电源前，第一次电弧必须熄灭，否则开关内部将出现短路，ATSE的灭弧能力一定要强。
7 ATSE的图例符号表示
目前ATSE的图例符号表示有几种形式，建议采用如下图形。
(同42楼)
8讨论的问题如下：
1)如何限制不符合要求的ATSE产品进入建筑电气市场?
2)统一认识，加强宣传，保障ATSE产品质量。

太好了，很多不清楚的东西迎刃而解了。

中元国际工程设计研究院电气总工程师 杜克检

关于ATSE应用的十大观点
观点1：关于标准
到目前为止，ATSE还未进行CCC认证；现在ATSE的唯一认证依据是中国质量认证中心颁发的CQC认证(产品标准)。

观点2：ATSE的分级
1)PC级ATSE能够接通、承载短路电流，但不能分断短路电流的ATSE；
2)CB级ATSE配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并分断短路电流。

观点3：ATSE的结构类型
ATSE一般由开关本体、驱动／保持机构、控制器三部分组成。
1)开关本体：指主触头的结构、材料、动静触头的连接方式、触头压力、触头开启速度、灭弧方式；
2)驱动，保持机构：使触头完成开启、闭合传动的机构，现有三种方式：
①电盈建睦黝，保持：利忻弼叻髓键鳓|k；器作为本体；
②减速电机+传动机构驱动／机械保持：利用现成的断路器、负荷开关等作为本体；
④励磁+连杆驱动，机械保持：整个ATSE都是重新设计的。
3)控制器
①ATSE的控制器的功能
不同ATSE的控制器的检测性能差别很大，最简单的只能检测一路电源的断相，有的控制器除了可以检测除电源故障(一相或多相断相、欠压、过压、频率偏差等)以外，还可以检测发电机的多个参数，以及提供发电机控制信号、现场设定、显示、数据通信等功能。
②ATSE的控制器的可靠性
ATSE在使用过程中，绝大部分的故障是控制器I故障，由于PC级ATSE比CB级ATSE的控制器的机械结构简单、功能单一(只转换)，所以PC级的ATSE的可靠性比CB级ATSE的可靠性高，对可靠性要求高的场所，宜选用PC级的ATSE。但是随着断路器的技术进步，有的框架断路器和塑壳断路器的智能脱扣器与其相关的附件，已经具有分别检测和输出过压、欠压、频率偏差、漏电、谐波、过载、过流、断相等信号，并具有标准的通信接口，具备构成ATSE控制器的各种输入功能要求的条件，可构成多种功能要求的CB级ATSE，但其机械性能有其先天不足，不如PC级ATSE。

观点4：ATSE的转换条件
ATSE的转换条件主要是转换失电、过压、欠压、频率偏差、断相等故障。但不转换短路和过电流故障。CB级的ATSE也不容许转换短路和过流故障。

观点5：选用CB级ATSE应注意的问题
I)当短路功能起作用时，ATSE的转换功能应失效，美国ULl008认证规定：在CB级ATSE产品上面必须注明，如果保护功能起作用，转换功能将失效。
2)转换时间长，当常用电源出现故障时，需要ls以上的时间才能真正断开故障电源，需要约2s才能转换到非故障电源上，这对安全照明会带来问题，对以安全为目的、电源转换时间要求短的场所不宜选用。
3)断路器的过载保护功能，在ATSE中不论是否配备该功能，均可能引起蚀头烧毁。
4)有人担心“如果ATSE的断路器与下级出线断路器保护配合无选择性，当ATSE下级的一路出线断路
器短路造成停电，可导致其他非故障出线全部停电”。
我们认为：配电设计应能解决保护配合问题。例如使ATSE断路器的框架电流>下级出线开关框架电流的2.5倍l或者使CB级ATSE断路器在计算的短路电流下的(I2t)>各个出线回路断路器的(I2t)等方法，可以保证其选择性。
5)电机+减速器机构，减速器的寿命短，可靠性差，对于要求可靠性高的场所，CB级ATSE是难以保证的。CB级ATSE操作比较复杂； CB级ATSE，其机械性能和结构有其先天不足，不如PC级ATSE，其产品的试验标准要求也不如PC级ATSE那么严格。在对电源可靠性要求高、而且通过热稳定验算确实需要的场所，选用PC级ATSE是合适的。
6)维修、更换比较困难。

观点6：选择ATSE要注意的问题
1)看其是否达到国家标准，是否通过中国质量认证中心指定的机构，按照GBT／14048．Il标准进行的型式试验、并取得CQC认证；
2)看使用负载类型如：消防泵、风机、电梯等电感性负荷，要求使用类别为：AC-331要满足AC-33使用类别标准，要考核：
①主触头的材料是否是银合金的，主触头的分断速度是否大于0．5rids，分断速度快有利于灭弧。
②减速电机+传动连杆机械联锁＼机械保持的传动，保持机构的主触头的分断速度一般低于0．02s,而勋磁驱动+连杆传动、机械保持、结构联锁，其分断速度可达到0．75rids(100A以下)。
④看其是否有专门的灭弧装置。

观点7：由63A以下的交流接触器组成的电源转换装置的应用问题
根据试验标准，63A以下的由交流接触器组成的ATSE，不能承受国标规定的短时耐受电流的要求；
对这个问题应作具体分析，当它的安装处的计算短路电流电较小、而其上级短路保护器的分断时间较短时，经验算交流接触器能短时耐受能力满足热稳定要求时，可以使用。否则在做非标准电控设备设计时，我们就无法用交流接触器组成双电源切换电路，这是不符合我们数十年的设计实际的。

观点8：备用电源是柴油发电机，市电与备用发电机之间转换用的ATSE不能用两位式(两段式)，要用三位式(三段式)
因为两位式的ATSE在任何时候总有一路电源是接通的，假设常用电源发生断相故障，ATSE发出柴油发电机组启动指令，发电机组需要经过十几秒钟才能达到要求的频率和电压时，才能进行转换，在这十几秒之内，ATSE应切断故障电源，所以应该选三位式的ATSE，在发电机组没有达到稳定工况之前，将开关置于中间位置，同时断开两个电源。

观点9：对于PC级ATSE的短路电流的耐受能力问题
对CB级ATSE而言，只要实际短路电流不超过其断路器的分断能力，在一般环境下勿需对CB级ATSE进行热稳定校验；
而对PC级ATSE进行热稳定校验则是必要的，在考虑上级短路保护器与ATSE之间的热稳定配合的时候，还必须考虑系统和线路阻抗对短路电流的影响，不应孤立地仅仅比较其产品样本上给出的额定耐受短路电流教值进行比较，应该根据计算短路电流的数值，从上级短路保护电器的“【热应力(I2t)---预期短路电流kA)曲线】上查出相应的(I2t)值(用Q1表示)，然后再将Q1与上级断路器速断保护的最大动作时间t×
ATSE的(Icw)2的乘积(用Q2表示)进行比较，如果Q1<Q2，则满足热稳定配合要求。如果Ql>Q2，就需要在ATSE的电源侧增加或更换(I2t)较小的保护电器，并重复上述计算和比较，当新求得的Q1<Q2时，则满足热应力配合要求。
设计中要解决好上级短路保护电器与下级的ATSE在短路电流持续的时间(t)内，在同一短路电流的作用下，两者所能承受的热应力(I2t)的配合问题，即ATSE在短路电流持续的时间内所能承受的热应力(Icw)2×t>上级短路保护器在这一短路电流下对应的热应力，(I2t)值见产品样本。
如果不能满足上述要求，简单易行的做法是在ATSE的输入端的前面串入适当的报警熔断器，即可满足上述要求。
但是目前存在的问题是ATSE的产品标准给出的I～通电时间小于400A的PC级ATSE的通电时间最小为30ms；大于400APC级ATSE的通电时间最小为60ms，不难看出这些数值比各种断路器的产品样本上给出的最大分断时间(10ms、20ms、40ms)大许多，即按ATSE的Irw算出来的Q：值比实际情况要大许多，尽管是这种计算偏于安全但提高了造价。
我们可以建议ATSE的制造商，根据各种断路器的试验标准规定的最大分断时间(10ms、20ms、40ms、)，对PC级ATSE做试验，以便在设计中正确估计下级的ATSE与上级的断路器之间的热稳定配合问题。
另外，从通过试验角度来看，据说目前PC级ATSE的短时耐受短路电流Ic．难以达到标准规定值，如果根据比较符合实际的通电时间(10ms、20ms、40ms、)去做试验比较容易通过。

观点1 0：关于ATSE极数的确定
ATSE的极数同断路器极教的确定。

专家们的会议结论:
自动转换开关电器ATSE设计应用导则

1 ATSE选择的一般原则
1.1 ATSE技术参数的选用应根据具体使用环境(海拔高度、温度、湿度、污染程度等)，依据国家现行标准、规范选用安全可靠的产品。
1.2建议ATSE的开关主体满足污染等级Ⅲ级(工业级)的要求。
1.3 ATSE的额定电压应与所在回路额定电压(交流为均方根值)相适应，应考虑正常工作时可能出现的最高或最低电压。
1.4 ATSE的额定电流应大于所在回路的预期工作电流，还应承载异常情况下可能的过电流。
1.5 ATSE的额定频率必须与所在电源回路的频率相适应。
1.6 ATSE应满足短路条件下的动稳定与热稳定要求。CB级的ATSE应满足短路条件下的分断能力，PC级的ATSE应承载短路耐受电流的要求。
1.7当日常维护及损坏维修仍要确保连续供电时，建议选用旁路隔离型、旁路抽出型ATSE或采取其他相应措施。
1.8一级负荷中的特别重要负荷宜采用一体化结构的PC级ATSE。
1.9一级负荷建议采用PC级ATSE。
1.10若干个ATSE链按时，应符合《低压配电设计规范》规定的线路保护要求。
1.11当采用CB级ATSE向电动机供电时，应满足电动机的保护要求。
1.12市电与发电机转换用的ATSE宜采用PC级、一体化结构、三位式的ATSE。当采用自投自复的ATSE时，自动复归应有适当的延时，延时时间可调，并与发电机停机时间相匹配。
1.13当需要自动切断电源、或带高感抗、或大电动机负载转换时，ATSE应采用三位式；其他场所可根据需要选择二位式或三位式ATSE。
1.14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总的动作时间宜参考表1.14。
表1.14负荷允许最大中断供电时间(s)

负荷情况 负荷允许中断的动作时间（s）
计算贡系统通信系统等 A级 ≤0.004
B级 ≤0.2
C级 ≤1.5
应急照明 一般场所 ≤5
高危险区 ≤0.25
医疗设备 0级（不间断） 0（不间断自动供电）
0.15级（极短时间隔） ≤0.15
0.5（短时间隔） ≤0.5
15级（中等间隔） ≤15
大于15级（长时间隔） ≥15

1.15 ATSE上下级动作时间应根据系统要求进行配合。
1.16三相四线制(0.4/0.23kV)电力系统中ATSE极数的选用原则：
1.16.1同一接地系统中，带漏电保护的两个电源回路下级的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE。
1.16.2两种不同接地系统(包括两个不同中性线接地点的TN—S系统)间电源转换的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE。
1.16.3正常供电电源与备用发电机之间，当采用不同的接地方式时其转换开关应采用四极ATSE。
1.16.4 IT系统中当引出中性线时，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE。
1.16.5在有总等电位联结的情况下，TN—S、TN—C—S系统除原则1.16.1、1.16.2、1.16.3的情况外一般不需要设四极ATSE。
1.16.6TN—C系统严禁采用四极ATSE。

2 ATSE的使用要求
2.1 ATSE的使用类别应与负载特性相一致，满足表2.1的要求。

电流
性质 使用类别 典型用途
频繁操作 不频繁操作
交流 AC-31A
AC-33A
AC-35A
AC-36A AC-31B
AC-33B
AC-35B
AC-36B 无感或微感负载
电动机负载或包含电动机、电阻负载
和30％以下白炽灯负载的混合负载
放电灯负载
白炽灯负载
直流 DC-31A
DC-33A
DC-36A DC-31B
DC-33B
DC-36B 电阻负载
电动机负载或包含电动机的混合负载
白炽灯负载

2.2当用电设备需要断电维护、测试、检修时，配电回路应设置隔离电器。如果ATSE满足隔离电器的要求，ATSE可兼作隔离电器，否则应加装隔离电器。
2.3在同一级配电保护中，CB级ATSE之前不应设置短路保护电器。
2.4当PC级ATSE供电回路需装设保护电器时，保护电器宜设在ATSE的进线侧(如图2.4-1所示电器)，当用于负载侧保护时，可装在ATSE的出线侧(如图2.4-2所示)。

2.5 ATSE控制器电源应取自ATSE进线侧。
3其他
3.1图纸中，ATSE应至少标注以下内容：
l额定电流
2类型，PC级或CB级
3极数
4总动作时间
5位数
6使用类别
7当为CB级ATSE时，尚应标注脱扣器或熔体整定电流
3.2 PC级ATSE应注意额定限制短路电流或额定短时耐受电流Icw。

全word文件（含图表）见附件，该文件为设计执行措施。

关于ATSE工程设计与选用的若干意见
1．自动转换开关ATSE
1．1定义
自动转换开关电器(ATSE)automatic transfer switching equipreent(ATSE)
由一个(或几个)转换开关电器和其他I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。
1．2分类
PC级：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。
CB级：配备过电流脱扣器~ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。
(最新的IEC标准60947—6．1：2005 LOW．VOLTAGE SWITCHGEAR
AND ONTROLGEAR—Parl 6-1：Multiple function equipment—Transfer switchingequipment中还定义了CC级)
1. 3结构
ATSE由下列部分组成：
1）控制器；
2）转换开关电器
开关本体：转换开关、接触器、断路器。
操作机构：电磁、电动机、弹簧储能；
1．4操作程序
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。
ATSE操作程序由两个自动转换过程组成：如果常用电源被监测到出现偏差时，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，则自动将负载返回转换到常用电源。转换时可有预定的延时或无延时，并可处于一个断开位置。在存在常用电源和备用电源两个电源的情况下，ATSE应指定一个常用电源位置。
按照ATSE的定义，电源自投、复归(自动复归或自动延时复归)切换过程是全自动的。
如果不完全具备上述ATSE的操作程序，根据操作方式和恢复供电后开关复归方式的不同又分为(按照最新IEC标准60947-6-1：2005LOW-VOLTAGE SWITCHGEAR AND ONTROLGEAR—Part 6-1：Multiplefunction equipment—Transfer switching equipment)：
手动转换开关MTSE(manually operatedtransfer switching equipment)；
远控转换开关RTSE(remote operated transfer switching equipment)；
统称为TSE(transfer switching equipment)。
1．5常用技术参数：
1)ATSE分类为：PC级或CB级;
2)额定工作电压;
3)使用类别及额定工作电压下的额定工作电流;
4)额定频率值(例如50Hz)或直流的文字符号“DC”(或直流的图形符号…)；
5)PC级ATSE的额定短路接通能力，Icm单位为kA;
6)PC级ATSE的额定短时耐受电流，Icw单位为kA; 7)额定限制短路电流， (符号待定) 单位为kA；注1
8)CB级ATSE的额定短路接通(Icm)与分断能力（Icn）， 单位为kA：
9)主触头的位置(常用、备用、断开位置)；
lO)被监测的电源偏差和操作范围；
l1)操作程序和延时，以及在操作程序中延时的设置；
12)额定冲击耐受电压(1imp；
13)动作时问；s单位为秒
14)正常使用环境条件：温度：-5～+40℃，昼夜平均不超过+35℃海拔高度：2000m，相对湿度：最高温度+40℃，不大于5O％，在较低的温度可以允许有较高的相对湿度，对于由于温度变化偶尔产生的凝露采取特殊的措施。
注l：实验报告分为两种情况，获得了5)、6)二项试验数据的产品，可不要求提供第7)项试验数据。反之莸得了第7)项试验数据的产品，可不要求提供第5)、6)项试验数据。
2．ATSE的选用
2．1一般规定：
满足国家规范《低压配电设计规范》GB50054－1995的要求外，还应满足下列要求。
2.1.1ATSE在供电系统中处于核心重要地位，选型时应采用高可靠性的设备。
2.1.2除有特殊要求外，一般的ATSE，在转换电源期间中断向负载供电。设计者应标注所选ATSE的转换时间，除了考虑到从常用电源转换到备用电源的动作时间外，还要注意其返回过程，特别是返回时的断电时间。
对于要求不能中断电源的负载须采取其他措施，保证供电的连续性。
在允许可短时并联运行的供配电系统中，需要进行短时双电源并联运行无间断时间的电源转换时，应采用特殊转换电器。
2.1.3在供配电系统设计中，应尽量减少ATSE的配置级数。
2.1.4根据供配电系统的短路电流参数，合理选择ATSE的接通与分断能力、耐受短路电流的能力等技术参数。
2.1.5应根据供配电系统的组成，正确选用PC级或CB级ATSE。
2.1.6应根据负载的特性，正确选择ATSE的使用类别。
2.1.7在选用ATSE时，应注意控制器的采集参数及控制器电源接取的可靠性。
当数据采集到单相或各相电压中断时，应延时进行ATSE转换的操作。
当有可能装设针对柴油发电机组电源电压和频率进行测量的监测电路时，ATSE则应在制造厂规定的范围内进行转换。
2.1.8 ATSE用在配电系统的重要负荷回路，高可靠性极其关键，选用时应考虑其各组成单元的可靠性，制造商应提供符合国家标准《低压开关设备和控制设备第6部分：多功能电器第1篇：自动转换开关电器》“GB／T14048．11—2002／IEC60947—6—1：1998”要求的检验报告。
2.1.9通过ATSE进行双电源的转换，要满足另一电源过负荷及耐受冲击负荷能力。
2.2 PC级ATSE的选用注意事项
2.2.1 PC级只能通断用电设备的负荷电流，并耐受产品规定的短路电流，不能分断短路电流。
2.2.2在需要设置保护时，设置保护电器与ATSE组成串联回路，并应进行选择性配合的校验，且该保护电器的参数须满足ATSE制造商提供的数据。
2.2.3防止发生正常电源与备用电源并列运行的可能。
ATSE操作机构不应使负载电路与常用电源和备用电源均保持长期断开。转换过程中可具有一预定断开期间，以便完成转换过程，在某些情况下，可提供一体止位置。
2.2.4 PC级ATSE在选用时，设计者应注意其额定容量，设计中考虑一定量的裕度。
2.2.5当要求Pc级ATSE动作于将短路电流接通到正常电源回路上时，接通预期的短路电流，必须校验其接通短路电流的能力。
2.3 CB级ATSE的选用注意事项
2.3.1 CB级ATSE具有保护电器的功能，应满足供配电系统短路保护的分断能力。
2.3.2用于负载为应急水泵、风机类用电动机时，应采用仅具有电磁式脱扣器的断路器。
2.3.3作用于CB级ATSE的上、下级保护电器和其本身，应注意其保护选择性的配合。
2.3.4 CB级ATSE选用时应注意操作机构及开关本体的可靠性。
2.3.5当CB级ATSE动作于故障跳闸时，应将分闸报警信号上传。

浅析PC级ATSE在线维修的必要性
中国纺织工业设计院李道本
Analysis On the Necessity OfOn-line Maintenance of C1as s PC ATSE
By Li Daoben
摘要：pc级ATsE结构简单。选用合理时其可靠性较高，广泛用于一级负荷、一级负荷中的重要负荷及二级负荷的电源自动转换。由于PC级ATSE担负的重任直接影响重要负荷的供电可靠性，且PC级ATSE是否需在线维修关系到供电运行、操作、投资、安全等诸多问题，为此．笔者从国家现行规范、规程及国家建筑标准设计图集人手．结合PC级ATSE技术参数选用、PC级ATSE的投切条件及运行予以分析，对PC级ATSE在线维修的必要性提出建议。
关键词：双电源自动切换装置ATSEPC级 CB级在线维修
Abstract:The construction of class PC ATSE is simple which is reliable if be selected properly．aIld山ereforc is widely used for山e automatic transfer of first class load，the important load Of VErSt class load al1 the second class load supply．Due to tlle duty done by ATSE class PC directlV effects 0n the rleliab|lity of imoortant load supply and some problems concerning operation，investment aIld safety，the author allaJyzes on the condition and operatiOn of class PC according to ttle present national regulations and cedes，aJld tIle State Building Standard Design Drawing，and makes the suggestion that there is a necessl‘tv of on-line maintenance for class PC ATSE．
Keywords: the automatic switching devices fbr dual power supply，ATSE，class PC，class CB．on-Iine maintenance
1前言
电力负荷依据中华人民共和国国家标准GB 50052—95(《供配电系统设计规范》对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成或影响的程度进行分级。并对供电电源的设置有“一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”；“一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源……”；“二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电”的规定。为了做到双电源或双回路的供电，对于重要负荷需设置双电源自动切换装置。一些标准、规范及规程为了提高供电可靠性，对双电源自动切换装置的设置还提出了具体的要求。例如国家标准GB 50160-92(《石油化工企业设计防火规范》(1999年版)要求：“重要消防用电设备的供电，应在最末一级配电装置或配电箱处实现自动切换”。国家标准GB 50045-95(《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)第9．1．2条规定：“高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置”等。
鉴于双电源自动切换装置所担负的重任，为了确保向负荷安全供电，研究双电源自动切换装置开关本体在线检修的问题是十分必要的。
2 ATSE开关本体在线维修概述
国家标准GB／T 14048．1l-2002／IEC 60947—6一l：1998《低压开关设备和控制设备第6部分：多功能电器第l篇：自动转换开关电器))中定义：自动转换开关电器(ATSE)是“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、并将电路从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”，双电源自动切换装置即ATSE。
ATSE分为PC级或CB级两个级别。
CB级是配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。
PC级是能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。
市场上提供的PC级ATSE，一种是由转换开关集成而成(见图1)；另一种是由两台接触器集成(见图
2)而成或两台不设脱扣器的MCCB集成而成(见图3)。
接触器集成的ATSE的故障主要表现为触头烧焊及接触器线圈故障，由两台MCCB集成而成的PC级ATSE的故障主要表现为操作机构的故障。两台接触器或两台MCCB集成的PC级ATSE，在接触器或MCCB的电源侧和负载侧设置隔离电器(见图4、图5)，采取必要的安全措施，ATSE就能带电在线检修。上述检修措施都存在一台接触器或一台MCC检修期间ATSE不能切换的问题。按国家现行标准供电的一级负荷、一级负荷中重要负荷不会出现供电问题，若设计或施工向一级负荷、一级负荷中重要负荷供电线路存在不足，ATSE在检修期间不能确保ATSE的切换则是不允许的；对于二级负荷ATSE在检修期间是不能保证使备用电源及时投切供电的。为了能确保ATSE在检修期间也能保证备用电源投切，需并接一组备用ATSE，当主用A T S E检修时由备用ATSE工作，使双电源自动切换系统复杂化。由转换开关集成的PC级ATSE(见图1)，电源侧是两组端子，负载侧为一组端子，为了能带电在线检修一般均采用旁路措施来实现。国家建筑标准设计参考图04CDOl《双电源自动转换装置设计图集》的“双路电源自动转换方案图(一)”～“双路电源自动转换方案图(四)”介绍了实现带电在线检修的部分方案。采用旁路措施使双电源自动切换装置的系统复杂化，操作麻烦，旁路开关使用效率低，加大了投资也影响了系统的安全性。
PC级ATSE仅接通与分断，结构简单，选用合理时其可靠性较高，广泛用于一级负荷、一级负荷中的重要负荷及二级负荷的电源自动转换。ATSE在线维修关系到重要负荷的供电可靠性，为此，本文从ATSE投切条件和技术参数选用入手，分析ATSE在线维修的必要性并提出建议。

3 ATSE开关本体的切换条件
国家现行标准尚无明确规定ATSE开关主体的切换条件，但可从国家现行标准、规范及国家建筑
标准设计图集归纳出ATSE开关本体的切换条件，笔者作如下分析。
(1)国家标准GB 16895．20-2003(《建筑电气装置第5部分：电气设备的选择和安装第55章：其它设备第55l节：低压发电设备》第551．6．1条规定了防止主用电源和备用(应急)电源并列运行“适当的预防措施包括：一在转换开关的操作机构之间或转换开关的控制回路之间进行电气的、机械的或电气一机械的联锁；一用具有单个可多用钥匙的多锁系统；一采用具有‘先断后合’功能的三个操作位置的转换开关；一具有适当联锁的自动转换开关器件；一其他等效的安全操作措施”；国家标准GB／T 14048．1l-2002中规定的“PC级ATSE的操作机构不应使负载电路与常用电源和备用电源均保持长期断开。但是，可具有一预定断开期间，以便完成转换过程，在某些情况下，可提供一休止位置。”与国家标准GB 16895．20-2003中的“一采用具有‘先断后合’功能的三个操作位置的转换开关”要求相对应。防止主用电源和备用(应急)电源并列运行是ATSE主体开关切换的条件之一。
(2)行业标准JGJ／T 16-92(《民用建筑电气设计规范》4．4．15规定的低压母联断路器自动投入应符合的要求是：①应装设“自投自复”、“自投手复”、“自投停用”三种状态的位置开关；②低压母联断路器自投应有一定的延时(0-Is)，当低压侧主断路器因过载及短路故障分闸时，不允许自动关合母联断路器；④低侧主断路器与母联断路器应有电气联锁。
条文①要求对于电源复归型式要设选择开关；条文②要隶“当低压侧主断路器因过载及短路故障分闸时，不允许自动关合母联断路器”，即低压主用电源进线断路器分闸是由于过流保护动作造成的，则低压分段断路器不允许自投。可以避免因分段断路器自投使互为备用电源段的主进断路器过流跳闸而扩大事故。条文③要隶“低侧主断路器与母联断路器应有电气联锁”。即主用电源低压主进断路器失电，须跳闸后才能使分段路器合闸，主进断路器和分段断路器应有电气联锁。避免主进断路器没分闸，而分段断路器合闸使备用母线段向主用电源变压器、主用高压电源倒送电造成事故及避免不符合并列条件的两个电源非同期并列造成大面积停电。为了安全本条应是低压自投装置须满足的要求。
(3)适用于电力装置继电保护和自动装置设计的国家标准GB 50062-92((电力装置的继电保护和自动装置设计规范》第11．0．2条规定了自动投入装置应符合的要求：。一、保证备用电源在电压、工作回路断开后才投入备用回路。二、工作回路上的电压，不论因何原因消失时，自动投入装置均应延时动作。三、手动断开工作回路时，不起动自动投入装置。四、保证自动投入装置只动作一次。五、备用电源自动投入装置动作后，如投到故障上，必要时，应使保护加速动作。六、备用电源自动投入装置中，可设E-I-作电源的电流闭锁。”。国家标准GB 50062-92没有有关复归的内容。上述要求与JGJ／T 16-92规范要求有许多共同的内容，但更确切。
规范GB 50062-92第l 1．0．2条要求“一”规定了主用电源主进断路器在分闸状态时自动投入装置才可以通过分段断路器接通备用电源母线段，与JGJ／T 16-92规范要求③的精神是一致的。规范GB 50062-92第l 1．0．2条要求“二”规定了主用电源失电不论因何原因，分段断路器自动投入均应延时动作，与JGJ／T 16-92规范要求“②”的精神是一致的。规范GB 50062—92第11．0．2条要求“三”规定：自动投入装置在主用电源主进断路器手动分闸，即正常操作时不能自动起动。规范GB 50062-92第11．0．2条要求“四”、“五”、“六”是防止自动投入装置动作失败的措施。规范GB50062-92第11．0．2条要求“四”规定：当自动投入装置动作一次，失败后应退出，寻找原因，避免备用电源投入到稳定性故障上，继电保护系统使自动投入装置重复起动。规范GB 50062-92第11．0．2条要求“五”规定：为防止自动投入装置动作，分段断路器投向故障电源母线段，分段断路器合闸过程中可设短路保护。合闸成功后，保护退出。规范GB 50062-92第11．0．2条要求“六”规定：分段断路器在自动投入电路中可设置进线断路器过流动作闭锁环节，当主用电源进线断路器是事故跳闸，则分段断路器不能合闸。
规范GB 50062-92的《条文说明》还指出：“需要考虑的问题还有：交流电压回路断线，备用自动投入装置(BZT)不应误动；母线电压瞬时消失或波动，BZT不应动作；检查备用电源和母线残压的相位差或检查同期等。”笔者理解为：“交流电压回路断线，备用自动投入装置不应误动”指继电保护二次电路图中，电源检测用欠电压继电器动作系交流电压回路断线造成，BZT不应动作；要求“二”已解决“母线电压瞬时消失或波动，BZT不应动作”问题；“检查备用电源和母线残压的相位差或检查同期等”是为了确定合适的BZT动作点，避免由于备用电源与母线残压存在的相位差，BZT动作使保护动作，扩大事故面。GB50062-92规范适用于3~110kV电力线路和设备，而低压自动投入装置是针对终端变电所互为备用的低压母线段，其重要性及复杂性低于3~1 10kV电力系统。所以，满足自动投入装置最基本的要求即可。“检查备用电源和母线残压的相位差或检查同期”及“交流电压回路断线，备用自动投入装置不应误动”没有必要刻意去做。
(4)国家建筑标准设计图集97D302-2(《低压母线分段断路器二次接线》及01D302-2(《低压母线分段断路器二次接线(续)》低压自动投入装置应符合下列要求：①主用电源失电是有计划停电，不是故障或人为操作造成的，②备用电源母线段有电；③主用电源失电后，主进断路器已分闸；④自动投入装置应延时动作，动作时限根据供电系统主结线的需要确定；⑤自动投入装置设在自投位置；⑥分段断路器在分闸状态。
(5)国家建筑标准设计图集99D302—1((低压双电源切换电路图》中编制了切换开关本体为接触器及电磁转换开关(PC级ATSE一体式)的低压双电源切换电路图。其主电路见图6、图7及图8、图9。

图6电压监视设在电源保护电器的电源侧，控制电源从保护电器的负载侧接取，切换开关本体为接触器其切换条件为．①主用电源失电，不是故障跳闸(或熔断)；②主用电源主电路接触器巳释放；③备用电源主电路接触器在断开位置；④电源切换设在自投位置；⑤电源切换的时限由选用的电压监视继电器(中间继电器或时间继电器)确定。
图7电压监视设在电源隔离电器的电源侧，控制电源从隔离电器的负载侧接取，切换开关本体为接触触器其切换条件为：①主用电源失电，包括故障跳闸(或熔断)；②主用电源主电路接触器已释放；③备用电源主电路接触器在断开位置；④电源切换设在自投位置。⑤电源切换的时限由选用的电压监视继电器(中间继电器或时间继电器)确定。
图8电压监视设在电源保护电器的电源侧，控制电源从保护电器的负载侧接取，切换开关本体为电磁转换开关(PC级ATSE一体式)其切换条件为：①主用电源失电，不是故障跳闸(或熔断)；②电源切换设在自投位置；③电磁转换开关位置开关将接主用电源的电磁线圈回路断开；④电源切换的时限由选用的电压监视继电器(中间继电器或时间继电器)确定。
图9电压监视设在电源隔离电器的电源侧，控制电源从隔离电器的负载侧接取，切换开关本体为电磁转换开关(PC级ATSE一体式)其切换条件为：①主用电源失电，包括故障跳闸(或熔断)；②电源切换设在自投位置；③电磁转换开关位置开关将接主用电源的电磁线圈回路断开；④电源切换的时限由选用的电压监视继电器(中间继电器或时间继电器)确定。