双电源自动转换开关的选型

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所属分类:电工知识

双电源自动转换开关(英文简称为ATSE)在现今的工作中已经发挥着越来越重要的作用,特别是在一些用电场所。通常情况下,双电源自动切换开关通过一个备用电源,来保证在常用电源出问题后,依然你能够正常使用,具有十分好的可靠性和应急性,从而广受欢迎。可是一些客户在选购时存在误差,仅关注其额定电流和级数,而对决定双电源自动转换开关工作特性的关键指标:转换条件、使用类别和转换时间未加注意。所以很有必要介绍下其基本参数,从而帮助选购。

要正确选择双电源自动转换开关的首要条件,就必需明确以下几点参数:额定工作电压Ue、额定工作电流Ie、频率、相数、额定限制短路电流、转换条件、使用类别、转换时间等。

额定工作电压、频率、电流和相数

这些参数仅仅表明双电源自动转换开关满足作为“导体”最基本的要求,其必需能够满足所在地的电压、频率、电流和相数要求,一般电气工程师已经很熟悉。注:电压、频率、相数通常由双电源自动转换开关所在位置的相应参数决定。额定电流按照《IEC62091固定式消防泵控制器》标准规定,用于消防泵的ATSE,额定电流不得低于电机额定电流的115%,从安全的角度考虑,建议ATSE的额定电流统一采用负荷电流的125%(新民规也建议为125%)。

转换条件

我们需要ATSE的目的,就是需要在“特定”的条件下ATSE能够自动可靠的转换。这个“特定条件”就是ATSE的转换条件,或转换前提,是选择ATSE首要考虑要素。

1    如果常用电源没有故障,双电源自动转换开关就不能够转换。

这是许多用户(甚至厂家)都忽视的问题。双电源自动转换开关的控制器必需能够识别各种电压的瞬间波动,包括非电源故障的短时失压。例如,变电室低压配电母联开关切换属于正常的电源中断,不应该将母联开关切换时的断电判定为电源故障,需要能够判定这种“正常”的断电。控制器必须通过EMC试验,不能够在外部电磁干扰下误动作。注:转换条件由控制器的功能决定,对电源故障的判断方式(包括故障类型的识别)是控制器的核心技术,一般产品资料是不会介绍的,完全看制造商的研发水平和行业经验,需要设计师了解产品的判断机理。

2    在电源故障状况下必需转换。

但由于电源故障种类很多(十几种),所以,需要明确那些故障必需转换。因为用户需求的复杂性,一般供应商都提供多种功能的控制器,所以,设计时必需根据负载对电源质量的要求明确注明转换条件,否则,因为双电源自动转换开关市场供应的混乱以及业主对ATSE了解不多,导致最后使用的产品往往就只能够在完全失电一种条件下才能够转换,而其它电源故障(包括缺相、过欠电压等)不会转换,失去装的意义。注:因为双电源自动转换开关的功能还没有标准化,设计仅标注产品型号,并不能够保证用户了解所选型号的转换条件,导致实际选用的产品与设计要求相差较大,建议设计注明转换条件。例如任意相缺相、过压、欠压、频率偏差、谐波等,其中,任意一相断相必需转换是最低的要求。高端的控制器,甚至能够综合检查两路电源的质量,自动接入电能质量较高的一路电源。

转换时间

双电源自动转换开关每一次转换都是一个断电过程,会对系统产生一些影响。从标准看,有五种转换时间概念,有两种转换时间概念最有使用价值:一个是最小断电时间(由开关本体的机构决定),一个是总转换时间(即本体转换时间+控制器延时时间)。不同的负载和电源状况,有不同的要求,需要给予注意。在确认转换时间时,要注意有两种时间转换状态,一种是从常用电源到备用电源,一种是从备用电源返回到常用电源。

1 从常用电源转换到备用电源,需要考虑不同负载允许的断电时间,参见下表:

负荷情况 负荷允许中断的动作时间(s)
计算机系统、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级(短时间隔) ≤0.5
15级(中等间隔) ≤15
大于15级(长时间隔) ≥15

注:双电源自动转换开关最小断电时间由开关本体的固有转换速度决定,一般其有三种结构:(以100A以下电流等级ATSE为例)STS最快转换时间可以小于5ms;励磁驱动的PC级ATSE,最小转换时间可以小于0.1s;电动机驱动的ATSE(CB级和利用负荷开关作为本体的PC级双电源自动转换开关),转换时间一般大于1.5s。因为不同的开关断电时间不同,所以,对要求断电时间小于1.5s的场合,应特别注明转换时间要求。

2    从备用电源恢复到常用电源(即复位),并不是因为备用电源故障。通常不希望常用电源一恢复就立即转换(这一点常常被忽视),而需要在常用电源恢复正常一定时间后(IEC62091固定式消防泵控制器建议复位时间在5min-30min之间可调),ATSE再切换到常用电源(延时复位的目的在于确保常用电源正常,避免因为常用电源短时间再次出故障,导致频繁转换或者柴油机频繁启动,所以,返回时间需要延时)。

3     对某些复杂系统(例如ATSE数量多以及双电源自动转换开关超过三级串联的系统),上  下级之间,无序转换或者一起转换都会造成系统的不稳定,因此,需要双电源自动转换开关转换时间“有序”,一般建议下级比上级转换时间延迟1s。注:励磁驱动的双电源自动转换开关有两工位和三工位两种结构,两工位在延时时,开关是保持原来的接通状态,三工位延时,开关即可以保持在原来的状态,也可以停留在中间位置(两路同时断开)。电动机驱动的ATSE(CB级和用负荷开关组成的PC级ATSE),在自动转换时,是直接转换到另一电源,这种结构延时过程中,触头是停留在原来的位置。所以,如果延时过程中需要触头停留在中间位置(例如高感抗负载),只能够选择励磁驱动的三工位。为了满足延时要求,设计(或者技术标书)可以规定延时切换时间具备现场可调功能,调节时间在0-30min之间。3.4   使用类别:使用类别反映双电源自动转换开关能够在什么电流条件下可靠的转换,这是目前最被忽略,也是市场上潜在隐患最多的问题。使用类别由开关本体(触头材料、触头压力、分离速度、灭弧方式、触头开距等材料和结构要素)决定。使用类别国家标准有明确的规定,见下表:

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-31 B 无感或微感负载
AC-33A AC-33 B 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
AC-35 A AC-35 B 放电灯负载
AC-36 A AC-36 B 白炽灯负载
直流 DC-31 A DC-31 B 电阻负载
DC-33 A DC-33 B 电动机负载或包含电动机的混合负载
DC-36 A DC-36 B 白炽灯负载

以上就是双电源自动转换开关在选型时需要注意的参数,从上面的分析可见转换时间和转换条件的重要型,也希望在构型时多加注意。

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