自动转换开关在低压配电中的应用

自动转换开关在低压配电中的应用
由于产品的技术水平高低以及先进性和可靠性，将直接影响各重要场所用电的安全与可靠，ATS已成为低压配电系统中一个不可缺少的重要组成部分，因此在工程设计中应引起高度重视，并很有必要熟悉和了解其类型、组成与工作原理、主要特点及功能等，以便正确选择和合理应用。
ATS主要适用于交流不超过1000V的紧急供电系统，在换接电源期间中断向负载供电。根据IEC国际标准定义：由一个或多个转换开关电器和其他必须的电器组成，用于检测电源电路，并将一个或多个负载电路从一个电源转换至另一个电源的自动电器。当存在常用电源和备用电源两个电源的情况时，ATS应指定一个常用电源位置，其操作程序由两个自动转换过程组成。如果常用电源被检测到出现偏差时，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，则自动将负载返回换接到常用电源。换接时间可有预定的延时或无延时，并可处于一个断开位置。这类电器产品已在建筑电气行业中得到了认可，简称为双电源自动转换开关ATS。
根据IEC-60947-6国际标准规定，ATS分PC或CB两个级别。PC级能够接通、承载，但不用于分断短路电流的ATS。其负荷开关和接触器双投型的ATS都属于这一类产品，本体只能作为ATS使用，不具备过载和短路以及其他保护功能。CB级配备过电流脱扣器的 ATS，其主触头能接通并用于分断短路电流。其断路器和控制保护器投切型的ATS都属于这类产品，除本体作为ATS使用外，还具备过载、短路以及其他保护功能，从而实现对负载的两段或三段及其他保护功能等。
◇ATS的主要特点及功能
针对目前国内生产不同类型的ATS，从安全性、可靠性、保护性等诸多方面分析其主要特点及功能，并简述其优缺点，供设计选用时参考。
◇断路器投切型ATS
这种ATS由两台断路器为基础，外加单(双)微型可逆电机组成电动操作机构来实现双电源自动转换与控制，所以断路器的取材广泛，从国产到合资生产以及进口的断路器都能进行组装。断路器投切型ATS的主要优点：
（1）从结构形式上采用了两台断路器，绝缘等级高，且具有电气与机械双重联锁功能，防止两台断路器任何状态下都不能同时合闸，很好地保证了其安全性。
（2）二次控制回路采用智能控制器组成，在弱电控制、无触点化、功能强大等方面具有先进性，减少了外围元器件，为供电的连续性提供了可靠的保障，基本符合有关可靠性要求。
（3）为负载提供了完整的过载与短路保护，可实现两段或三段保护功能，并可根据需要增加接地等其他保护功能；另外还具有限流强、选择性能好、级联配合以及能量保护等功能，在选择性能上表现极为突出。
（4）具有电源各种故障保护、故障报警指示、运行参数可调及电源电压显示等功能，并防止故障电源向负载供电；由于不同用户或设备对供电电压及转换时间有不同的要求，可通过数字整定可调功能，大大方便用户使用，并且为实现四遥提供了前提条件，经通信接口适用于智能化网络的集中控制。
◇其主要缺点：
(1)由于采用两台断路器为基础，体积大，造价高；因采用微型可逆电机驱动，故转换时间长，至少1.5s以上。
(2)当采用两台断路器(微断或塑壳式)时，在其手柄上加装一套微型可逆电机组成的电动操作机构，使两只手柄同时逆向操作，这种方法较原始，操作手柄容易受损，动作位置调整也很困难，还会因振动等原因影响正常的分合闸操作；当采用两套微型可逆电机组成的电动操作机构时，同样存在操作和联锁机构复杂、不容易调整及易发生故障等问题，因此，可靠性在一定程度上受到影响。发现这类缺陷后，对产品操作机构进行了研究改进，使其传动简捷、故障点少、寿命长。
◇负荷开关双投型ATS
这种ATS由两套负荷开关拼装为一体，依靠一套微型可逆电机组成电动操作机构，并通过齿轮变速箱传动完成双电源的自动转换与控制，动作方式与单电机驱动的断路器投切型ATS基本类似。
◇负荷开关双投型ATS的主要优点：
(1)由于本身的运动、传动机械简单、紧凑，除电气联锁外，还可通过机械齿轮传动结构完成机械联锁功能，安全性得到保证。
(2)二次控制回路大部分产品都集开关与逻辑控制于一体，由于采用电子产品，故障隐患减少，基本满足了可靠性要求。
(4)采用电磁瞬时激励驱动，故转换时间快，且完成转换后线圈不带电，达到了节电消除噪音的目的。
其主要缺点是：需进一步改进和完善二次控制回路， 好采用智能控制器，尽量减少与有关操作和信号指示的外围元器件，提高该装置的先进性，使其动作更加安全可靠。
◇控制保护器投切型ATS
这种ATS主要由KBO系列主电路基本模块和其他辅助模块组成。控制保护器投切型ATS的主要优点：