自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的設(shè)計(jì)應(yīng)用
上傳人:admin 上傳時(shí)間: 2007-02-08 瀏覽次數(shù): 126 |
依據(jù)國(guó)家規(guī)范《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052-1995)、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-1995,2005年版)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16 92)的規(guī)定:“一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電;當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞?!?,“一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷,除由兩個(gè)電源供電外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電,嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)?!保岸?jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng),宜由兩回線路供電。”。電源轉(zhuǎn)換必然要設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。對(duì)于電源轉(zhuǎn)換時(shí)間有特定要求的一、二級(jí)負(fù)荷及消
1 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的定義和分類
1.1 ATSE的基本概念
自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器即ATSE是由一個(gè)(或幾個(gè))轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必須的電器組成,用于監(jiān)測(cè)電源電路并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的電器。ATSE由兩部分組成:開關(guān)本體+控制器。
1.2 ATSE的分類
目前,我國(guó)市場(chǎng)上符合GB/T14048.11(IEC60947-6-1)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品主要有CB級(jí)和PC級(jí)兩大類。根據(jù)ATSE的發(fā)展趨勢(shì),將來(lái)可能會(huì)推出符合GB/T14048.11標(biāo)準(zhǔn)的由接觸器產(chǎn)品派生的,共同應(yīng)用于重要供電系統(tǒng)的CC級(jí)ATSE。
PC級(jí):能夠接通、承載但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鞯腁TSE。
CB級(jí):配備過(guò)電流脫扣器的ATSE,它的主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌?BR> 1.3 ATSE的使用類別
使用類別涉及到ATSE接通與分?jǐn)嗄芰筒僮餍阅苤笜?biāo),決定ATSE的正確使用環(huán)境。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載特性來(lái)選擇,否則,會(huì)因瞬間接觸產(chǎn)生的沖擊電流造成ATSE觸頭粘連、熔焊,損壞ATSE,并嚴(yán)重影響重要供電系統(tǒng)的安全性、連續(xù)性。對(duì)選用PC級(jí)ATSE除了考慮其額定接通與分?jǐn)嗄芰ν?,還應(yīng)考慮其在短路條件下所能承受的短路能力,即額定短時(shí)耐受電流Icw值。詳見表1~表3。
1.4 ATSE的結(jié)構(gòu)形式
第一類:由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)斷路器組成的ATSE(CB級(jí));
第二類:由勵(lì)磁操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)專用轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的一體式ATSE(PC級(jí));
第三類:由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)斷路器組成的ATSE(CB級(jí))。
2 使用ATSE的環(huán)境條件要求
(1)海拔高度不超過(guò)2000m;由于ATSE的電氣間隙和爬電距離隨海拔高度的增加而降低,其遞減率約為海拔每升高100m降低0.5%~1%。
(2)環(huán)境溫度不高于40℃,不低于-5℃。
(3)相對(duì)濕度不大于95%。
(4)電磁兼容性(EMC)的要求:由于ATSE的工作環(huán)境是多樣、復(fù)雜、變化的,ATSE所處的電磁環(huán)境以及所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)是必然存在的。在實(shí)際使用中,ATSE(特別是控制器部分)不應(yīng)受外界的電磁干擾而損壞或誤動(dòng)作,影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、連續(xù)性。同時(shí)ATSE所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)應(yīng)滿足國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),保證電氣系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3 設(shè)計(jì)選用注意事項(xiàng)
(1)產(chǎn)品認(rèn)證:中國(guó)、IEC、UL等都對(duì)ATSE制定了專門的標(biāo)準(zhǔn)(幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)完全等同),所以,必須選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的ATSE。由于我國(guó)ATSE沒(méi)有實(shí)行CCC認(rèn)證,所以,目前產(chǎn)品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的唯一依據(jù)就是獲得由中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心按照GB/T14048.11標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)的CQC證書。
(2)確定自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(ATSE)的額定工作電壓及使用類別。要注意選擇適合負(fù)載特性的ATSE,此點(diǎn)非常重要,否則可能一次切換就導(dǎo)致開關(guān)損壞。帶電感負(fù)載的ATSE宜選用具有AC-33使用類別的ATSE。符合這種要求的開關(guān)的觸頭材料應(yīng)當(dāng)是銀合金,開啟速度要快,還必須有專門的滅弧裝置。
(3)設(shè)計(jì)時(shí)選用PC級(jí)還是CB級(jí),考慮的出發(fā)點(diǎn)不應(yīng)是是否需要短路保護(hù)功能(PC級(jí)前面加上短路保護(hù)電器,系統(tǒng)就具備與CB級(jí)同樣的保護(hù)功能),而是可靠性和成本??煽啃砸蟾?,宜選用PC級(jí)產(chǎn)品;要求成本低可選用CB級(jí)。
(4)不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品斷開故障電源的時(shí)間是不同的,對(duì)故障電源(例如斷相)敏感度高的負(fù)載,就需要注意,應(yīng)選用能夠快速斷開故障電源的勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)式ATSE。采用斷路器的CB級(jí)ATSE和采用隔離(負(fù)荷)開關(guān)的ATSE,是用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)(電機(jī)轉(zhuǎn)速一般為15~20rpm,開關(guān)需要轉(zhuǎn)動(dòng)到一定轉(zhuǎn)角后觸頭才能斷開),以100A以下電流等級(jí)開關(guān)為例,控制器發(fā)出轉(zhuǎn)換指令后,需要1s以上的時(shí)間故障電源才會(huì)斷開,而采用勵(lì)磁直接驅(qū)動(dòng)的ATSE,只需要大約30ms故障電源就可以斷開。
(5)PC級(jí)前端是否需要加短路保護(hù)電器?針對(duì)這一問(wèn)題主要取決于PC級(jí)ATSE能否承受前端短路保護(hù)電器保護(hù)電流的沖擊。如果能夠承受,切換箱內(nèi)就不需要再加短路保護(hù)電器,如果不能承受,就需要加一個(gè)短路保護(hù)電流低于PC級(jí)ATSE額定限制短路電流的保護(hù)電器,這需要制造商提供ATSE額定限制短路電流的保護(hù)電器類型和參數(shù)。PC級(jí)ATSE的額定限制短路電流必須與前端保護(hù)電器類型和參數(shù)匹配,此點(diǎn)需要特別注意。
(6)ATSE二段式與三段式選擇
二段式ATSE開關(guān)主觸頭僅有兩個(gè)工作位,即“常用電源位”與“備用電源位”,負(fù)載不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)期斷電情況,供電可靠性高,轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間快。三段式ATSE開關(guān)主觸頭有三個(gè)工作位,多個(gè)“零位(是指電動(dòng)狀態(tài)下)”,即主觸頭處于空檔,負(fù)載斷電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),是二段式斷電時(shí)間的2~3倍。三段式的“零位”主要是用于ATSE在帶高感抗或大電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí),為避免沖擊電流做“暫態(tài)停留”之用而非用于負(fù)載維修時(shí)隔離之用。維修時(shí)的隔離一定要選擇更安全的隔離開關(guān)。因?yàn)楦綦x開關(guān)必須具有以下功能:
①動(dòng)觸頭在斷開位置時(shí)可鎖定或可視;
②具有較高的額定沖擊耐受電壓(1.25倍);
③在任何情況下,極限泄漏電流不應(yīng)超過(guò)6mA。
(7)ATSE三極與四級(jí)的選擇
在電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中,應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)的接地型式、接地保護(hù)裝置的設(shè)置,能否產(chǎn)生中性電流分流和環(huán)流及接地故障電流的分流,避免保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作,以確定ATSE的級(jí)數(shù)。
①根據(jù)IEC465.1.5條規(guī)定,正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間若不是同一接地網(wǎng)絡(luò)中時(shí),轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極型開關(guān)。
②帶剩余電流保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極型開關(guān)。兩個(gè)電源開關(guān)帶剩余電流保護(hù),其下級(jí)的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極型開關(guān)。
③兩種不同接地系統(tǒng)間的電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四極型開關(guān)。
④TN-S、TN-C-S、系統(tǒng)一般不需要設(shè)四級(jí)型開關(guān)。但TN-S系統(tǒng)的一些特殊情況(三相嚴(yán)重不平衡及高次諧波含量較高)是否采用四級(jí)開關(guān),需視建筑物的重要性而確定。
(8)旁路型ATSE的應(yīng)用
對(duì)供電系統(tǒng)可靠性、連續(xù)性有很高要求的特別重要負(fù)荷,為防止ATSE出現(xiàn)故障、損壞或處于檢修時(shí),影響供電的連續(xù)性,應(yīng)設(shè)置旁路型ATSE。旁路型ATSE應(yīng)具有以下功能:
①旁路隔離開關(guān)應(yīng)能在用電負(fù)載不停電的狀態(tài)下旁通電源至負(fù)載,旁路開關(guān)與ATSE額定容量應(yīng)相同;
②旁通電源時(shí)應(yīng)能隔離ATSE及相關(guān)控制電源,保證ATSE檢修及更換能夠安全進(jìn)行;
③應(yīng)有旁路隔離標(biāo)志,顯示系統(tǒng)狀態(tài);
④應(yīng)有電子及機(jī)械聯(lián)鎖,防止誤操作。
以下場(chǎng)所宜采用旁路型ATSE:
①采用柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急備用電源的特別重要場(chǎng)所的電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換;
②省市級(jí)及以上廣播電視中心內(nèi)重要的演播室及機(jī)房;
③大型機(jī)場(chǎng)的航空雷達(dá)站;
④重要的大型通信機(jī)站;
⑤大型綜合醫(yī)院中對(duì)供電系統(tǒng)連續(xù)性有特殊要求的手術(shù)室;
⑥銀行、金融中心、證券交易所內(nèi)對(duì)供電系統(tǒng)的連續(xù)性有特殊要求的場(chǎng)所等。
(9)ATSE的典型設(shè)計(jì)應(yīng)用
①圖1為PC級(jí)ATSE難以滿足短路計(jì)算條件,需要設(shè)置短路保護(hù)時(shí)采用方案。
②圖2為PC級(jí)ATSE已經(jīng)滿足短路計(jì)算條件,在樹干式配電系統(tǒng)中或負(fù)載側(cè)需要設(shè)置短路保護(hù)時(shí)采用方案(放射式配電系統(tǒng)中或負(fù)載側(cè)不需要設(shè)置短路保護(hù)時(shí)可取消ATSE下端MCCB)。
③圖3為CB級(jí)ATSE,前端設(shè)置隔離電器。需要設(shè)置短路保護(hù)時(shí)采用方案,但要注意過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)功能的必要性。
④圖4、圖5為旁路型ATSE,當(dāng)ATSE出現(xiàn)故障、損壞或接受檢修時(shí),可不影響供電的連續(xù)性而采用的方案。&
參考文獻(xiàn)
1 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052-1995)
2 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92
3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14048.11-2002《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第6部分:多功能電器.第1篇:自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》
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