引  言

         自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器簡稱ATSE,是 Automatic Transfer Switching Equipment的縮寫，在兩路電源供電系統(tǒng)中，當(dāng)一路電源發(fā)生電源質(zhì)量故障，將負(fù)載電路從常用電源切換至另一路（備用）電源，以確保重要負(fù)載連續(xù)、安全、可靠運(yùn)行，并使常用電源、備用電源、雙回路供電系統(tǒng)具有電壓檢測、自動切換、自投自復(fù)、自動啟動及停止發(fā)電機(jī)等功能。應(yīng)用于工況、醫(yī)院、軍用場所、機(jī)場、通訊設(shè)施、計算機(jī)中心、電廠等重要場合，保障了供電的連續(xù)性。

       中壓ATSE是3~10kV的應(yīng)用，額定電流從630A 到4000A，短路開斷電流25/31.5/40kA，需要采用真空斷路器作為主開關(guān)，真空滅弧室作為 滅弧裝置，彈簧或永磁操作機(jī)構(gòu)，控制器負(fù)責(zé)監(jiān)測進(jìn)線電源端出線欠壓、過壓和斷相等故障，在出線故障時控制真空斷路器快速切斷、轉(zhuǎn)換。ATSE控制器需要接入市電、發(fā)電機(jī)電壓狀態(tài)信號，需要在市電和發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線側(cè)配置電壓互感器。中壓ATSE有一般有單套兩進(jìn)一出電纜連接和引線、計量、壓變、多個出線等排列使用的方案。

產(chǎn) 品 方 案

方案一，中置柜方案

        中壓ATSE一般的做法是采用三臺中置柜兩臺可抽出式斷路器一臺作為正常市電進(jìn)線，一臺作為應(yīng)急柴油發(fā)單機(jī)進(jìn)線，一臺或多臺是饋出隔離回路。通過切換控制單元并同時實(shí)現(xiàn)對線路的保護(hù)功能。電氣連鎖保證了任何時間里只有一對主觸頭可以閉合，真空斷路器與控制器分別裝在兩個不同的柜子，很好的實(shí)現(xiàn)了物理隔離。該方案結(jié)構(gòu)簡單，不改變通用型配電真空斷路器和中壓開關(guān)柜設(shè)計，通過直接集成雙電源控制器即可實(shí)現(xiàn)ATS系統(tǒng)應(yīng)用。缺點(diǎn)是尺寸較大，成本高，兩個斷路器之間的機(jī)械聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)比較困難，絕大多數(shù)使用電氣聯(lián)鎖，部分使用鋼絲繩、鑰匙聯(lián)鎖等方式聯(lián)鎖，不能實(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，可靠性不高。

方案二，雙層柜方案

         雙層開關(guān)柜是一臺開關(guān)柜配有兩個真空斷路器。這樣只需要兩臺開關(guān)柜就可以實(shí)現(xiàn)一組ATSE電纜進(jìn)、出方案，一臺開關(guān)柜安裝兩個斷路器用于市電電源進(jìn)線和柴油機(jī)應(yīng)急電源進(jìn)線，標(biāo)準(zhǔn)的兩個VCB，具有小于100毫秒的并行時間，快速觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換時間40-100毫秒。而另一臺柜配兩個電壓互感器手車，用于電壓信號和提供操作電源。斷路器的儲能和合閘就是V-V連接的電壓互感器提供的控制電源完成，電壓互感器容量 2000VA。跳閘采用電容器跳閘裝置，保證失電情況下跳閘，電壓互感器柜同時用于關(guān)鍵負(fù)載的出線連接。

       該方案結(jié)構(gòu)緊湊，一組設(shè)備寬度只有1100mm，極大的節(jié)省了空間，通過使用小巧緊湊的智能型斷路器可以通過斷路器自備的保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)短路故障跳閘等的保護(hù)功能，減少了綜保的使用。一臺柜子上下布置的抽出式斷路器通過自平衡連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剛性機(jī)械聯(lián)鎖。

       缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過于緊湊，不能滿足國家電網(wǎng)開關(guān)柜的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時，也不能滿足內(nèi)部故障的要求。

方案三

       采用兩個斷路器頭對頭垂直布置專用型ATSE 一體式開關(guān)，保持原真空斷路器設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械聯(lián)鎖較易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是斷路器比較高，開關(guān)柜需要獨(dú)特設(shè)計。

       成套方案應(yīng)用于整個配電系統(tǒng)中，根據(jù)供電局要求加入市電引線、開關(guān)、計量單元，通過ATES開關(guān)柜連接多個出線，逐級投切控制，市電市電后，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)，控制器可按預(yù)先設(shè)定的順序切除相應(yīng)負(fù)載出線斷路器，負(fù)載切除后，跳開全部市電電源斷路器，再合上備用電源斷路器，備用電源（柴發(fā)）合閘后，按預(yù)先設(shè)定的順序延時投入各負(fù)載出線斷路器，實(shí)現(xiàn)逐級投切，避免多臺變壓器帶負(fù)載同時投退時，出現(xiàn)強(qiáng)大勵磁涌流和啟動電流對進(jìn)線以及供電的沖擊，引起進(jìn)線跳閘或者上級變電站跳閘。

市電電源+ 進(jìn)線總開關(guān)+計量+ ATS &發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線 + 提升 + 出線。。。。。

方案四，專用型ATSE

       新型一體化專用型ATSE，一個斷路器配并列兩套單模塊彈簧操作機(jī)構(gòu)。極柱采用每相兩個真空滅弧室一體固封設(shè)計，上觸臂同相兩個分開相互絕緣，且有高度差，便于開關(guān)柜絕緣設(shè)計要求；下觸臂同相連接在一起，作為關(guān)鍵負(fù)載出線。滅弧室操作主軸內(nèi)外相套，兩套操作機(jī)構(gòu)帶動主軸分別分、合對應(yīng)的滅弧室。

       1250A 31.5/40kA 的斷路器寬度尺寸僅有853mm，可安裝于1000mm寬開關(guān)柜，

機(jī)械聯(lián)鎖：

        通過與各自主軸連接的連桿機(jī)構(gòu)直接鎖住另外一個操作機(jī)構(gòu)的合閘推桿，保證當(dāng)一個機(jī)構(gòu)合閘后，另一個機(jī)構(gòu)不能被合閘。

電氣聯(lián)鎖：

        輔助開關(guān)觸點(diǎn)接入另一側(cè)彈簧機(jī)構(gòu)的控制回路，當(dāng)一側(cè)合閘時，主軸帶動的輔助開關(guān)變換觸點(diǎn)為斷開，另一側(cè)機(jī)構(gòu)不能接通合閘。

         一體化專用型斷路器，結(jié)構(gòu)緊湊，單一車架，共享極柱，單彈簧操作機(jī)構(gòu)模塊，便于更換，成本低，機(jī)械聯(lián)鎖可靠；

        成套系統(tǒng)應(yīng)用更為簡單，1000mm寬的柜體，普通斷路器隔室稍作修改即可使用，主母線位置與一般中置柜相同，聯(lián)絡(luò)母線也基本一致，柴發(fā)應(yīng)急進(jìn)線連接采用帶金屬涂層的LONG PDS 設(shè)計，可以直接使用低壓電流互感器安裝在LONG PDS上，也可以使用支柱式電流互感器。吊裝安裝電壓互感器，背裝接地開關(guān)，柴油機(jī)進(jìn)線也不占用更多空間。同時此設(shè)計還可以保證滿足國網(wǎng)對開關(guān)柜電氣凈距125mm要求，同時滿足內(nèi)部故障等級要求，各高壓隔室有獨(dú)立的壓力釋放通道。

       對于單組ATSE電纜進(jìn)、出方案，可以實(shí)現(xiàn)柜寬只有1200mm的緊湊型設(shè)計，兩路抽出式進(jìn)線電壓互感器手車，后上部左右兩側(cè)用于連接進(jìn)線電纜，后中部下側(cè)用于連接關(guān)鍵電源出線電纜。

其他專用型ATSE方案

       TBBQ12雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)采用固封極柱背靠背布置，模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，可拆卸零件少，可靠性高，動力采用勵磁式驅(qū)動，線圈瞬間吸合完成轉(zhuǎn)換功能，可靠性高。轉(zhuǎn)換速度快線圈的瞬間吸合帶動開關(guān)動作完成轉(zhuǎn)換，速度更快，壽命長線圈不會長時間帶電，減少發(fā)熱量，提高使用壽命。觸頭的傳動機(jī)構(gòu)采用平面四連桿雙搖和觸頭傳動系統(tǒng)完美配合，實(shí)現(xiàn)觸頭的同步分合閘。具有機(jī)械及電氣連鎖裝置以防止誤操作造成兩路電源同時投入。

中低壓小型柜專業(yè)制造商

法騰電力

         法騰電力科技有限公司長期致力于民族工業(yè)的發(fā)展，專業(yè)從事智能電力裝備，智能高低壓成套裝置，意在打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能配電柜系統(tǒng)解決方案。

         公司根據(jù)市場需求研發(fā)的KYN550-12，VGK400-12等數(shù)字化智能柜是新一代的智能型三相交流50Hz,3.6-12kv單母線分段系統(tǒng)的戶內(nèi)成套配電設(shè)備，主要用于電廠變電站、工礦企業(yè)及高層建筑中，作為接受和分配電能之用，并具有對電路進(jìn)行控制、保護(hù)和檢測等功能。且與同類產(chǎn)品相比，具有小型，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)，功能完善等優(yōu)點(diǎn)。

         開關(guān)柜內(nèi)配置是法騰電力公司生產(chǎn)的免維護(hù)型真空斷路器或其他類似產(chǎn)品。開關(guān)柜采用模塊化設(shè)計，斷路器可抽出式，便于批量生產(chǎn)和檢修。成套設(shè)備可滿足中國電網(wǎng)對中壓開關(guān)之要求，并適合“五防”及可關(guān)門實(shí)現(xiàn)安全操作、全隔離、全工況的特殊性能要求。

結(jié)   語

         中壓ATSE要求開關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換可靠性高、轉(zhuǎn)換時間短、結(jié)構(gòu)簡單，電氣、機(jī)械雙重互鎖功能，應(yīng)用、維護(hù)方便，以便保障供電安全。因此中壓斷路器、開關(guān)柜的設(shè)計就需要充分考慮上述要求，并按照國家標(biāo)準(zhǔn)《中壓轉(zhuǎn)換開關(guān)電器及成套開關(guān)設(shè)備》（征求意見稿）設(shè)計，同時考慮國網(wǎng)、南網(wǎng)、供電局和用戶使用要求。一體化專用型斷路器機(jī)構(gòu)緊湊，可靠性高，是ATSE發(fā)展的必然趨勢，在數(shù)據(jù)中心10kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用中優(yōu)勢顯著，可以為數(shù)據(jù)中心打造高可靠性及高效節(jié)能的供電系統(tǒng)提供了安全保障。

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