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新型集成化ATSE的研究与应用 -上海雷依电器

时间:2018/1/12 15:57:10    来源:www.sleyye.com

工业与民用建筑中的重要负荷对供电电源的连续性要求, 促进了主要用于供电末端的低压双电源自动转换开关电器及其成套设备(简称双电源转换开关或ATSE) 的发展。近年来, ATSE 在新技术应用、新产品开发研制、标准制订、宣传与推广应用等方面都得到了很大的发展。以下对ATSE 主要的技术发展进行分析综述后, 介绍典型集成化ATSE 产品的研制与应用, 并探讨ATSE面临的问题和发展趋势。
ATSE的发展概况
发展历史
双电源自动转换开关的历史悠久, 在将电作为主要能源后, 由于对重要负载的供电存在不同电源间的转换问题, ATSE 必然会得到应用。但由于ATSE 需求量有限, 以往并未把ATSE 作为一种独立的或者说是某一种特定的大类产品来看待。以往的ATSE 一般都是由设计院设计、电气成套企业或用户直接用接触器、继电器、刀开关或由断路器、机械联锁、控制器构成双电源转换系统 。
伴随各种用户或用电系统对提高自动化程度的需求和新技术的应用, 双电源自动转换开关逐渐得到发展和应用。特别是20 世纪80 年代以后, 国外公司推出的不同型式的ATSE 纷纷进入市场。我国在20 世纪90 年代中期, 针对国内市场需求, 众多研究开发单位和生产制造企业开始专门研究开发和生产营销ATSE , 使ATSE 得到快速发展, 经历了以低压电器分立元件构成ATSE , 以模拟电路应用为主的机电一体化产品, 以高性能的新型电器元件为基础并采用以CPU 为核心的智能型专用控制器的发展历程。
目前的ATSE 已作为大类产品独立存在和发展, 并已有自身标准, 即国际标准IEC60947 —6 —1 : 1998 和国家标准GB/ T4048.11 —2002[2 ] 。ATSE 正是这两项标准给出的名称, 也就是自动转换开关电器(设备) Automatic Transfer Switching Equipment 的英文缩写。可以明确看出, ATSE 不同于电子技术中常用的ATS (自动转换电源) 和UPS (不间断电源) 。该产品标准是生产制造、设计使用、商业投保等单位应共同遵循的技术性法规文件, 其颁布与实施, 改变了ATSE 产品标准不一、产品质量良莠不齐、给设计院选用和用户使用带来极大不便的局面, 大大促进了ATSE 的发展。
ATSE的主要构成及其特点
从ATSE 的结构构成来看, 产品形式如下:
1. 以传统的刀开关为基础提高性能指标并增加双投功能, 构成基于刀开关的ATSE。目前有三种投切方式: 第一种是简单的两个位置的双掷开关, 第二种是带有延时的转换方案, 第三种是闭路转换。按主电路的极数分, 为6 极或8 极, 开关自带机械联锁。通过加装电动控制装置, 实现自动切换功能, 并且转换速度较快。由于这种开关的通断能力所限, 本身不具备短路保护性能, 为此在其应用的系统中, 必须另加短路保护电器, 如断路器、熔断器或其组合电器。
2. 用两台接触器拼装或直接在可逆接触器的基础上增加控制电路附件, 构成基于接触器的ATSE。这种ATSE 的转换速度快, 同样由于接触器的通断能力所限, 在其应用的系统中, 必须另加短路保护器件。
3 . 由两台断路器组成的基于断路器的ATSE。除两台断路器外, 一般还有一台或两台电动机及操作机械和控制器组成, 两台断路器之间装有机械联锁和电气联锁双重保护。这种ATSE 的功能因选配的控制器不同而有很大差异。借助高性能的控制器, ATSE 除了能够对电源的欠压、失压、过压、断相、频率等进行检测并提供转换功能外,还可提供负载端的短路、过载等保护功能。但这一类产品的体积大、动作速度慢。
根据ATSE 的IEC 标准和GB 标准, ATSE 可分为PC 级或CB 级两个级别。即:
1. PC 级 能够接通、承载, 但不用于分断短路电流的ATSE。如上述的形式(1) 、(2) 。
2. CB 级 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。如上述的形式(3) 。
ATSE 存在的主要问题如下:
1.PC 级的ATSE 或基于接触器的ATSE 需要另加短路保护电器, 增大了安装面积, 使设计院在工程设计时选用的产品品种规格增加, 用户需增加备品备件, 维护工作量增大。
    2.基于断路器的CB 级的ATSE 由于操作机构的固有动作时间长, 导致转换时间长, 一般需数秒至五余秒, 不能满足快速转换的要求。加之安置面积较大, 性价比不高。
应用方式
根据电源系统的不同, 以及控制负载对电源切换方式和电源恢复后的复位方式的不同要求, ATSE 在应用中又可分为如下几种:
1.自投自复(R):对两路电源(分别称为常用电源和备用电源) 进行自动切换。正常状态时由常用电源供电, 当常用电源出现异常时, 经已设定的延时后自动切换至备用电源; 当常用电源恢复正常后, 经已设定的延时后自动返回至常用电源。
2.自投手复(S):对两路电源进行自动切换, 在常用电源出现异常时, 经已设定的延时后自动切换至备用电源, 但当常用电源恢复正常后, 不能自动回复, 而是当备用电源再现异常才进行切换。
3.电网- 发电( F):对电网和发电两路电源进行自动切换, 发电设备通常为柴油发电机组。在电网电压低于设定值时(一般为85 %额定电压) , 经发电延时指令发出发电指令(以一组常开常闭触点控制) 。当发电电压达到85 %额定电压时, 先从电网断开负载电路, 经延时发出卸载指令, 卸去次要负载(以另一组常开常闭触点控制) ,再经延时接通发电电源。当电网电压恢复正常(达到85 %额定电压以上) 后, 经延时将负载电路从发电电源断开, 再经延时, 自动切换到电网供电。
本文来源于:www.sleyye.com

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