從系統(tǒng)可靠性談ATSE的選用-建筑電氣2009.3
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從系統(tǒng)可靠性談ATSE的選用-建筑電氣2009.3
【摘要】ATSE的設(shè)計和選用，必須考慮其下端發(fā)生故障的可能性；據(jù)此，對PC級和CB級ATSE的可靠性分別作了分析；重點說明了選擇PC級
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建 電乞
-__——__-I__ 8U l LDi NG
2nn9年第3期l￡lIE TRICIT
從 系 統(tǒng) 可靠性 談ATSE的選 用
郭鳳文 (南京市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，南京市 210008)
Discussion about the Selection of ATSE from the System Reliability
Guo Fengwen(Na@ng Municipal Engineering Design and Research Institute Co．，Ltd．，Naming 2 1 0008，China)
Abstract The possibility of the faults occurrence 常用電源 備用電源 常用電源 常用電源
on the lower end must be considered for the design and i 』 i i
selection of AT SE；thereby，the reliability of ATSE on
PC level and CB level are separately analyzed： it iS
emphasized that the selection of ATSE on PC level or
CB level mainly depends upon the requirement of the
system reliability；meanwhile，the improving measures
and suggestions for the selection of AT SE are put 重要負(fù)荷 重要負(fù)荷
forward． 圖 1 備自投方式 圖 2 互自投方式
Key words AT SE PC level CB level Stand— Fig．1 Mode of stand—by Fig．2 Mode of mutual
supply automatic transfer automatic transfer switch
by supply automatic transfer switch
switch
摘 要 ATSE的設(shè)計和選用，必須考慮其下端 這兩種 ATS的切換元件一般為斷路器、接觸器
發(fā)生故障的可能性 ：據(jù)此 ．對 PC級和 CB級 ATSE 等。在工程實踐中，一般而言，采用互 自投方式的變
的可靠性分別作了分析：重點說明了選擇 PC級還是 電所在重要性和規(guī)模上都要高于采用備自投方式的變
CB級主要取決于系統(tǒng)可靠性的要求：同時提 出了選 電所。
用 ATSE的改進(jìn)措施和建議 此外，從 國標(biāo)圖集 《6～10干伏配電所二次接
關(guān)鍵詞 ATSE PC級 CB級 備 自投 線》 (OlD 203)也呵發(fā)現(xiàn)這兩種 ATS方式在動作條
件上有所區(qū)別。如互 自投方式設(shè)置 r電源進(jìn)線保護(hù)動
目前，ATSE不僅在民用建筑而且在工業(yè)建筑中 作閉鎖回路 ，即為了防止短路時斷路器跳閘，母聯(lián)
都得到了廣泛應(yīng)用。由于使用ATSE的都是一、二級 ATS自投到穩(wěn)定性故障上 ，母聯(lián)開關(guān)和保護(hù)拒動而
重要負(fù)荷 ，且處于低壓配電系統(tǒng)的核心位置，因此 ， 引起另一路進(jìn)線斷路器跳閘，導(dǎo)致全部重要負(fù)荷失
在設(shè)計和選用中重視和多方面分析 ATSE的可靠性十 電，有此閉鎖措施 ，至少可保證對 50％的重要負(fù)荷的
分必要。下面就有關(guān)問題談一點淺見。 供電；而備 自投方式則采取 了延時并保證只動作一
次的措施?？傊?，都是考慮了 ATS下端發(fā)生短路故
1 ATSE的設(shè)計和選用有必要考慮其下端
障的可能性。這一故障是指母線短路或出線發(fā)生短
故障的可能性
路但其開關(guān)和保護(hù)拒動，引起進(jìn)線斷路器保護(hù)動作
長期以來 ，對于工業(yè)與民用建筑的重要負(fù)荷，常 而跳閘的情況。
采用備用電源的自動投入裝置 ATS(過去稱為 BZT)， 白上世紀(jì) 90年代中期，國外多個品牌的ATSE
ATS一般有下列兩種基本方式： 進(jìn)入我國市場，由于其結(jié)構(gòu)上的一體化或緊湊型，使
a． 具有一路工作電源和一路備用電源，ATS裝 得雙電源 自動轉(zhuǎn)換裝置主、副電路的設(shè)計得以簡化，
在備用電源上 (見圖1)，通常簡稱備自投方式。 縮小了所 占空間，因而較為設(shè)計人員所青睞，但它畢
b． 具有兩路工作電源，ATS裝在分段斷路器上 竟不是低壓配電系統(tǒng) ATS的全部 ，只能構(gòu)成備自投
(見圖 2)，由于兩路工作電源互為備用，故也稱為互 方式。而且筆者認(rèn)為 ATSE在設(shè)計和選用上，為安全
自投方式。 可靠性計，也同樣有必要考慮其下端故障的可能性，
10尤其是處于系統(tǒng)電源級和配電級的ATSE。因其與末 若 QV．和QF 不是裝于ATSE上端 (或稱其前端)，
端 ATSE相比，所帶重要負(fù)荷及其回路數(shù)更多，母線 而是 利用 上一 級保 護(hù) 電器 ，也會 產(chǎn) 生 同樣 的后
也更長，如圖3所示，其下端故障的幾率更大。之所 果 ，均難 以保證裝置的可靠性 。圖 4所示接線在
以提出這個問題，是因其對 ATSE的選用，以及保證 工程設(shè)計中較為多見 ，應(yīng)引起重視 ，可采取下面的
系統(tǒng)的可靠性有密切的關(guān)聯(lián)。 防誤措施。
PC級 ATSE上端斷路器 QF 應(yīng)與 ATSE轉(zhuǎn)換構(gòu)
成閉鎖，以防因下端故障 QF 跳閘而引發(fā)的自投。
，史} 1、 > 士 士
在國標(biāo)圖集 《低壓雙電源切換電路圖》(99D302—1—
3)中，切換元件為接觸器、電磁開關(guān)時，其主電路
… 一 一
1 1
裝有斷路器的 ATS，也都采取 了閉鎖措施，這是很
必要的。但這一措施的實施對于ATSE上端不裝設(shè)
丫
斷路器而僅有上級出線斷路器 的情況 ，就不那么方
圖 3 電源級或配 電級 ATSE 便和簡單 了。此外 ，在 ATSE上端和上級出線均設(shè)
Fig．3 ATSE of power supply level or power distribution level
有斷路器時，還應(yīng)保證二者間具有選擇性。
2 PC級 ATSE的選用須確保在任何情況下 這樣基本可以解決 PC級 ATSE投切到下端短
不投切到短路故障上 路故障上的問題。鑒于該防誤措施使得 PC級 ATSE
增加 了保護(hù)電器 ，也就使得系統(tǒng)具備了 CB級同樣
PC級 ATSE的切換元件也即開關(guān)本體是負(fù)荷開
的保護(hù)功能。由此可見，選擇PC級還是 CB級本身
關(guān)，因而它只能接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流 ，可以承受但不
并不是一個問題 ，主要取決于系統(tǒng)對可靠性的要求 。
能分?jǐn)喽搪冯娏?。盡管它有許多優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)較為簡
3 “過電流電器脫扣。ATSE將不能轉(zhuǎn)換”
單、動作時間更短等，但其這一基本特質(zhì)無法改變。
僅適用于 PC級 ATSE．CB級 ATSE應(yīng)可
因此 ，在設(shè)計和選用時，除了應(yīng)滿足技術(shù)參數(shù)、極
數(shù)、適用類別等要求外，更要確保其不會誤動。由于 “延時動作并只動作 (轉(zhuǎn)換)一次”
ATSE下端存在短路故障的可能性，而PC級又不具
CB級 ATSE可能 常用電源 備用電源
備切斷短路電流的能力，故其前端需要設(shè)置短路保護(hù)
因脫扣因素造成AqSE 1 l
電器，如圖4所示。下面對圖4做一分析。
不不轉(zhuǎn)能換連續(xù)，使供供電電系統(tǒng) 廠_1= 『_]
當(dāng) ATSE 下 端 如圖 ATSEl、 QF1■ 、 QF2 1
常用電源 備用電源 ，
( 點以下)發(fā)生故 5所示并作一分析。 L —— —— —__J
障 ，如母 線短路 或 同樣 ．當(dāng) AT sE I
出線短路 而其開 關(guān) 下端 ( 點以下)發(fā) 廠———]
或保 護(hù)拒動 ，上 端 生短路故障，QF。因 QFl ＼ …… ＼QF
裝設(shè) 的斷路 器 QV。
其過電流保護(hù)動作而 l／ I
的過電流保護(hù)動作 跳閘，控制器 KZ因 ’ 重要負(fù)荷 ’
并使之 跳 閘 ．控 制 并 未檢 測 到 P 點 失 圖5 CB級ATSE電路圖
Qvl … 器 KZ檢測到 P 點 電，因而不會發(fā)出轉(zhuǎn) Fig‘ Circ uitd of
E。 cB
失電，發(fā)出 ATSE轉(zhuǎn) 換指令，造成負(fù)載失
重要負(fù)荷 換指令，QL 合閘， 電。這種 CB級 ATSE因保護(hù)脫扣造成 ATSE不轉(zhuǎn)換 ，
圖 4 PC級 ATSE電路圖 導(dǎo)致其接通短路電 以致在正常電源并未發(fā)生改變的情況下，使供電系
Fig．4 ATSE circuit diagram of
PC Ieve] 流．釀成嚴(yán)重后果。 統(tǒng)不能保證對重要負(fù)荷的連續(xù)供電，因此，有觀點
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從 系 統(tǒng) 可靠性 談ATSE的選 用
郭鳳文 (南京市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，南京市 210008)
Discussion about the Selection of ATSE from the System Reliability
Guo Fengwen(Na@ng Municipal Engineering Design and Research Institute Co．，Ltd．，Naming 2 1 0008，China)
Abstract The possibility of the faults occurrence 常用電源 備用電源 常用電源 常用電源
on the lower end must be considered for the design and i 』 i i
selection of AT SE；thereby，the reliability of ATSE on
PC level and CB level are separately analyzed： it iS
emphasized that the selection of ATSE on PC level or
CB level mainly depends upon the requirement of the
system reliability；meanwhile，the improving measures
and suggestions for the selection of AT SE are put 重要負(fù)荷 重要負(fù)荷
forward． 圖 1 備自投方式 圖 2 互自投方式
Key words AT SE PC level CB level Stand— Fig．1 Mode of stand—by Fig．2 Mode of mutual
supply automatic transfer automatic transfer switch
by supply automatic transfer switch
switch
摘 要 ATSE的設(shè)計和選用，必須考慮其下端 這兩種 ATS的切換元件一般為斷路器、接觸器
發(fā)生故障的可能性 ：據(jù)此 ．對 PC級和 CB級 ATSE 等。在工程實踐中，一般而言，采用互 自投方式的變
的可靠性分別作了分析：重點說明了選擇 PC級還是 電所在重要性和規(guī)模上都要高于采用備自投方式的變
CB級主要取決于系統(tǒng)可靠性的要求：同時提 出了選 電所。
用 ATSE的改進(jìn)措施和建議 此外，從 國標(biāo)圖集 《6～10干伏配電所二次接
關(guān)鍵詞 ATSE PC級 CB級 備 自投 線》 (OlD 203)也呵發(fā)現(xiàn)這兩種 ATS方式在動作條
件上有所區(qū)別。如互 自投方式設(shè)置 r電源進(jìn)線保護(hù)動
目前，ATSE不僅在民用建筑而且在工業(yè)建筑中 作閉鎖回路 ，即為了防止短路時斷路器跳閘，母聯(lián)
都得到了廣泛應(yīng)用。由于使用ATSE的都是一、二級 ATS自投到穩(wěn)定性故障上 ，母聯(lián)開關(guān)和保護(hù)拒動而
重要負(fù)荷 ，且處于低壓配電系統(tǒng)的核心位置，因此 ， 引起另一路進(jìn)線斷路器跳閘，導(dǎo)致全部重要負(fù)荷失
在設(shè)計和選用中重視和多方面分析 ATSE的可靠性十 電，有此閉鎖措施 ，至少可保證對 50％的重要負(fù)荷的
分必要。下面就有關(guān)問題談一點淺見。 供電；而備 自投方式則采取 了延時并保證只動作一
次的措施?？傊?，都是考慮了 ATS下端發(fā)生短路故
1 ATSE的設(shè)計和選用有必要考慮其下端
障的可能性。這一故障是指母線短路或出線發(fā)生短
故障的可能性
路但其開關(guān)和保護(hù)拒動，引起進(jìn)線斷路器保護(hù)動作
長期以來 ，對于工業(yè)與民用建筑的重要負(fù)荷，常 而跳閘的情況。
采用備用電源的自動投入裝置 ATS(過去稱為 BZT)， 白上世紀(jì) 90年代中期，國外多個品牌的ATSE
ATS一般有下列兩種基本方式： 進(jìn)入我國市場，由于其結(jié)構(gòu)上的一體化或緊湊型，使
a． 具有一路工作電源和一路備用電源，ATS裝 得雙電源 自動轉(zhuǎn)換裝置主、副電路的設(shè)計得以簡化，
在備用電源上 (見圖1)，通常簡稱備自投方式。 縮小了所 占空間，因而較為設(shè)計人員所青睞，但它畢
b． 具有兩路工作電源，ATS裝在分段斷路器上 竟不是低壓配電系統(tǒng) ATS的全部 ，只能構(gòu)成備自投
(見圖 2)，由于兩路工作電源互為備用，故也稱為互 方式。而且筆者認(rèn)為 ATSE在設(shè)計和選用上，為安全
自投方式。 可靠性計，也同樣有必要考慮其下端故障的可能性，
10尤其是處于系統(tǒng)電源級和配電級的ATSE。因其與末 若 QV．和QF 不是裝于ATSE上端 (或稱其前端)，
端 ATSE相比，所帶重要負(fù)荷及其回路數(shù)更多，母線 而是 利用 上一 級保 護(hù) 電器 ，也會 產(chǎn) 生 同樣 的后
也更長，如圖3所示，其下端故障的幾率更大。之所 果 ，均難 以保證裝置的可靠性 。圖 4所示接線在
以提出這個問題，是因其對 ATSE的選用，以及保證 工程設(shè)計中較為多見 ，應(yīng)引起重視 ，可采取下面的
系統(tǒng)的可靠性有密切的關(guān)聯(lián)。 防誤措施。
PC級 ATSE上端斷路器 QF 應(yīng)與 ATSE轉(zhuǎn)換構(gòu)
成閉鎖，以防因下端故障 QF 跳閘而引發(fā)的自投。
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在國標(biāo)圖集 《低壓雙電源切換電路圖》(99D302—1—
3)中，切換元件為接觸器、電磁開關(guān)時，其主電路
… 一 一
1 1
裝有斷路器的 ATS，也都采取 了閉鎖措施，這是很
必要的。但這一措施的實施對于ATSE上端不裝設(shè)
丫
斷路器而僅有上級出線斷路器 的情況 ，就不那么方
圖 3 電源級或配 電級 ATSE 便和簡單 了。此外 ，在 ATSE上端和上級出線均設(shè)
Fig．3 ATSE of power supply level or power distribution level
有斷路器時，還應(yīng)保證二者間具有選擇性。
2 PC級 ATSE的選用須確保在任何情況下 這樣基本可以解決 PC級 ATSE投切到下端短
不投切到短路故障上 路故障上的問題。鑒于該防誤措施使得 PC級 ATSE
增加 了保護(hù)電器 ，也就使得系統(tǒng)具備了 CB級同樣
PC級 ATSE的切換元件也即開關(guān)本體是負(fù)荷開
的保護(hù)功能。由此可見，選擇PC級還是 CB級本身
關(guān)，因而它只能接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流 ，可以承受但不
并不是一個問題 ，主要取決于系統(tǒng)對可靠性的要求 。
能分?jǐn)喽搪冯娏?。盡管它有許多優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)較為簡
3 “過電流電器脫扣。ATSE將不能轉(zhuǎn)換”
單、動作時間更短等，但其這一基本特質(zhì)無法改變。
僅適用于 PC級 ATSE．CB級 ATSE應(yīng)可
因此 ，在設(shè)計和選用時，除了應(yīng)滿足技術(shù)參數(shù)、極
數(shù)、適用類別等要求外，更要確保其不會誤動。由于 “延時動作并只動作 (轉(zhuǎn)換)一次”
ATSE下端存在短路故障的可能性，而PC級又不具
CB級 ATSE可能 常用電源 備用電源
備切斷短路電流的能力，故其前端需要設(shè)置短路保護(hù)
因脫扣因素造成AqSE 1 l
電器，如圖4所示。下面對圖4做一分析。
不不轉(zhuǎn)能換連續(xù)，使供供電電系統(tǒng) 廠_1= 『_]
當(dāng) ATSE 下 端 如圖 ATSEl、 QF1■ 、 QF2 1
常用電源 備用電源 ，
( 點以下)發(fā)生故 5所示并作一分析。 L —— —— —__J
障 ，如母 線短路 或 同樣 ．當(dāng) AT sE I
出線短路 而其開 關(guān) 下端 ( 點以下)發(fā) 廠———]
或保 護(hù)拒動 ，上 端 生短路故障，QF。因 QFl ＼ …… ＼QF
裝設(shè) 的斷路 器 QV。
其過電流保護(hù)動作而 l／ I
的過電流保護(hù)動作 跳閘，控制器 KZ因 ’ 重要負(fù)荷 ’
并使之 跳 閘 ．控 制 并 未檢 測 到 P 點 失 圖5 CB級ATSE電路圖
Qvl … 器 KZ檢測到 P 點 電，因而不會發(fā)出轉(zhuǎn) Fig‘ Circ uitd of
E。 cB
失電，發(fā)出 ATSE轉(zhuǎn) 換指令，造成負(fù)載失
重要負(fù)荷 換指令，QL 合閘， 電。這種 CB級 ATSE因保護(hù)脫扣造成 ATSE不轉(zhuǎn)換 ，
圖 4 PC級 ATSE電路圖 導(dǎo)致其接通短路電 以致在正常電源并未發(fā)生改變的情況下，使供電系
Fig．4 ATSE circuit diagram of
PC Ieve] 流．釀成嚴(yán)重后果。 統(tǒng)不能保證對重要負(fù)荷的連續(xù)供電，因此，有觀點
AIGC內(nèi)容描述：
在2009年3月期的《建筑電氣》雜志中，有一篇文章深入探討了電力系統(tǒng)可靠性的核心要素與電力變壓器成套設(shè)備（Automatic Transfer Switch, 簡稱ATSE）的選擇相關(guān)性。文章立足于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和故障應(yīng)對能力的角度，詳細(xì)闡述了ATSE在建筑電氣系統(tǒng)中的重要作用，包括但不限于以下幾個方面：
1. **系統(tǒng)可靠性分析**：首先，文章對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、冗余設(shè)計以及供電連續(xù)性等方面進(jìn)行了論述，強調(diào)了確保電力供應(yīng)安全和不間斷服務(wù)的重要性。
2. **ATSE功能解析**：解釋了ATSE作為電源切換裝置的基本功能，如主電源失效時自動無縫切換到備用電源，以及在正常情況下實現(xiàn)電源間的有效負(fù)荷分配，從而保證供電質(zhì)量。
3. **選型原則介紹**：文章提出了在實際應(yīng)用中選擇ATSE時應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素，如額定電流、短路容量、分?jǐn)嗄芰?、切換速度、兼容性和可靠性系數(shù)等，并結(jié)合具體項目需求進(jìn)行評估。
4. **案例分析與實踐建議**：通過分析典型建筑電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用場景和以往的故障實例，為讀者提供了針對不同場景下如何合理選用ATSE的實際操作指南和策略。
綜上所述，《從系統(tǒng)可靠性談ATSE的選用》這篇文章在深入剖析電力系統(tǒng)可靠性要求的基礎(chǔ)上，為讀者提供了一個全面理解并科學(xué)選取ATSE以保障建筑電氣系統(tǒng)高效、安全運行的方法論。
