引  言

         自動轉換開關電器簡稱ATSE,是 Automatic Transfer Switching Equipment的縮寫，在兩路電源供電系統(tǒng)中，當一路電源發(fā)生電源質量故障，將負載電路從常用電源切換至另一路（備用）電源，以確保重要負載連續(xù)、安全、可靠運行，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、自動啟動及停止發(fā)電機等功能。應用于工況、醫(yī)院、軍用場所、機場、通訊設施、計算機中心、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，真空滅弧室作為 滅弧裝置，彈簧或永磁操作機構，控制器負責監(jiān)測進線電源端出線欠壓、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、轉換。ATSE控制器需要接入市電、發(fā)電機電壓狀態(tài)信號，需要在市電和發(fā)電機電源進線側配置電壓互感器。中壓ATSE有一般有單套兩進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 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線，一臺作為應急柴油發(fā)單機進線，一臺或多臺是饋出隔離回路。通過切換控制單元并同時實現(xiàn)對線路的保護功能。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，很好的實現(xiàn)了物理隔離。該方案結構簡單，不改變通用型配電真空斷路器和中壓開關柜設計，通過直接集成雙電源控制器即可實現(xiàn)ATS系統(tǒng)應用。缺點是尺寸較大，成本高，兩個斷路器之間的機械聯(lián)鎖實現(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，不能實現(xiàn)剛性聯(lián)鎖機構，可靠性不高。

方案二，雙層柜方案

         雙層開關柜是一臺開關柜配有兩個真空斷路器。這樣只需要兩臺開關柜就可以實現(xiàn)一組ATSE電纜進、出方案，一臺開關柜安裝兩個斷路器用于市電電源進線和柴油機應急電源進線，標準的兩個VCB，具有小于100毫秒的并行時間，快速觸點轉換時間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鍵負載的出線連接。

       該方案結構緊湊，一組設備寬度只有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單元實現(xiàn)短路故障跳閘等的保護功能，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構實現(xiàn)剛性機械聯(lián)鎖。

       缺點是結構過于緊湊，不能滿足國家電網(wǎng)開關柜的相應標準，同時，也不能滿足內部故障的要求。

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，保持原真空斷路器設計，結構簡單，機械聯(lián)鎖較易實現(xiàn)。缺點是斷路器比較高，開關柜需要獨特設計。

       成套方案應用于整個配電系統(tǒng)中，根據(jù)供電局要求加入市電引線、開關、計量單元，通過ATES開關柜連接多個出線，逐級投切控制，市電市電后，根據(jù)柴油發(fā)電機狀態(tài)，控制器可按預先設定的順序切除相應負載出線斷路器，負載切除后，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，按預先設定的順序延時投入各負載出線斷路器，實現(xiàn)逐級投切，避免多臺變壓器帶負載同時投退時，出現(xiàn)強大勵磁涌流和啟動電流對進線以及供電的沖擊，引起進線跳閘或者上級變電站跳閘。

市電電源+ 進線總開關+計量+ ATS &發(fā)電機電源進線 + 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構。極柱采用每相兩個真空滅弧室一體固封設計，上觸臂同相兩個分開相互絕緣，且有高度差，便于開關柜絕緣設計要求；下觸臂同相連接在一起，作為關鍵負載出線。滅弧室操作主軸內外相套，兩套操作機構帶動主軸分別分、合對應的滅弧室。

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

機械聯(lián)鎖：

        通過與各自主軸連接的連桿機構直接鎖住另外一個操作機構的合閘推桿，保證當一個機構合閘后，另一個機構不能被合閘。

電氣聯(lián)鎖：

        輔助開關觸點接入另一側彈簧機構的控制回路，當一側合閘時，主軸帶動的輔助開關變換觸點為斷開，另一側機構不能接通合閘。

         一體化專用型斷路器，結構緊湊，單一車架，共享極柱，單彈簧操作機構模塊，便于更換，成本低，機械聯(lián)鎖可靠；

        成套系統(tǒng)應用更為簡單，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)絡母線也基本一致，柴發(fā)應急進線連接采用帶金屬涂層的LONG PDS 設計，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，柴油機進線也不占用更多空間。同時此設計還可以保證滿足國網(wǎng)對開關柜電氣凈距125mm要求，同時滿足內部故障等級要求，各高壓隔室有獨立的壓力釋放通道。

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

其他專用型ATSE方案

       TBBQ12雙電源自動轉換開關采用固封極柱背靠背布置，模塊化設計，結構簡單，可拆卸零件少，可靠性高，動力采用勵磁式驅動，線圈瞬間吸合完成轉換功能，可靠性高。轉換速度快線圈的瞬間吸合帶動開關動作完成轉換，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。觸頭的傳動機構采用平面四連桿雙搖和觸頭傳動系統(tǒng)完美配合，實現(xiàn)觸頭的同步分合閘。具有機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)的戶內成套配電設備，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，并具有對電路進行控制、保護和檢測等功能。且與同類產品相比，具有小型，環(huán)保，經濟，功能完善等優(yōu)點。

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

結   語

         中壓ATSE要求開關設備轉換可靠性高、轉換時間短、結構簡單，電氣、機械雙重互鎖功能，應用、維護方便，以便保障供電安全。因此中壓斷路器、開關柜的設計就需要充分考慮上述要求，并按照國家標準《中壓轉換開關電器及成套開關設備》（征求意見稿）設計，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構緊湊，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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