引  言

         自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器簡(jiǎn)稱(chēng)ATSE,是 Automatic Transfer Switching Equipment的縮寫(xiě)，在兩路電源供電系統(tǒng)中，當(dāng)一路電源發(fā)生電源質(zhì)量故障，將負(fù)載電路從常用電源切換至另一路（備用）電源，以確保重要負(fù)載連續(xù)、安全、可靠運(yùn)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(cè)、自動(dòng)切換、自投自復(fù)、自動(dòng)啟動(dòng)及停止發(fā)電機(jī)等功能。應(yīng)用于工況、醫(yī)院、軍用場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、通訊設(shè)施、計(jì)算機(jī)中心、電廠(chǎng)等重要場(chǎng)合，保障了供電的連續(xù)性。

       中壓ATSE是3~10kV的應(yīng)用，額定電流從630A 到4000A，短路開(kāi)斷電流25/31.5/40kA，需要采用真空斷路器作為主開(kāi)關(guān)，真空滅弧室作為 滅弧裝置，彈簧或永磁操作機(jī)構(gòu)，控制器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)進(jìn)線(xiàn)電源端出線(xiàn)欠壓、過(guò)壓和斷相等故障，在出線(xiàn)故障時(shí)控制真空斷路器快速切斷、轉(zhuǎn)換。ATSE控制器需要接入市電、發(fā)電機(jī)電壓狀態(tài)信號(hào)，需要在市電和發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)配置電壓互感器。中壓ATSE有一般有單套兩進(jìn)一出電纜連接和引線(xiàn)、計(jì)量、壓變、多個(gè)出線(xiàn)等排列使用的方案。

產(chǎn) 品 方 案

方案一，中置柜方案

        中壓ATSE一般的做法是采用三臺(tái)中置柜兩臺(tái)可抽出式斷路器一臺(tái)作為正常市電進(jìn)線(xiàn)，一臺(tái)作為應(yīng)急柴油發(fā)單機(jī)進(jìn)線(xiàn)，一臺(tái)或多臺(tái)是饋出隔離回路。通過(guò)切換控制單元并同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)功能。電氣連鎖保證了任何時(shí)間里只有一對(duì)主觸頭可以閉合，真空斷路器與控制器分別裝在兩個(gè)不同的柜子，很好的實(shí)現(xiàn)了物理隔離。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不改變通用型配電真空斷路器和中壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)，通過(guò)直接集成雙電源控制器即可實(shí)現(xiàn)ATS系統(tǒng)應(yīng)用。缺點(diǎn)是尺寸較大，成本高，兩個(gè)斷路器之間的機(jī)械聯(lián)鎖實(shí)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(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，可靠性不高。

方案二，雙層柜方案

         雙層開(kāi)關(guān)柜是一臺(tái)開(kāi)關(guān)柜配有兩個(gè)真空斷路器。這樣只需要兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜就可以實(shí)現(xiàn)一組ATSE電纜進(jìn)、出方案，一臺(tái)開(kāi)關(guān)柜安裝兩個(gè)斷路器用于市電電源進(jìn)線(xiàn)和柴油機(jī)應(yīng)急電源進(jìn)線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)VCB，具有小于100毫秒的并行時(shí)間，快速觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間40-100毫秒。而另一臺(tái)柜配兩個(gè)電壓互感器手車(chē)，用于電壓信號(hào)和提供操作電源。斷路器的儲(chǔ)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(shí)用于關(guān)鍵負(fù)載的出線(xiàn)連接。

       該方案結(jié)構(gòu)緊湊，一組設(shè)備寬度只有1100mm，極大的節(jié)省了空間，通過(guò)使用小巧緊湊的智能型斷路器可以通過(guò)斷路器自備的保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)短路故障跳閘等的保護(hù)功能，減少了綜保的使用。一臺(tái)柜子上下布置的抽出式斷路器通過(guò)自平衡連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剛性機(jī)械聯(lián)鎖。

       缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過(guò)于緊湊，不能滿(mǎn)足國(guó)家電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，也不能滿(mǎn)足內(nèi)部故障的要求。

方案三

       采用兩個(gè)斷路器頭對(duì)頭垂直布置專(zhuān)用型ATSE 一體式開(kāi)關(guān)，保持原真空斷路器設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械聯(lián)鎖較易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是斷路器比較高，開(kāi)關(guān)柜需要獨(dú)特設(shè)計(jì)。

       成套方案應(yīng)用于整個(gè)配電系統(tǒng)中，根據(jù)供電局要求加入市電引線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、計(jì)量單元，通過(guò)ATES開(kāi)關(guān)柜連接多個(gè)出線(xiàn)，逐級(jí)投切控制，市電市電后，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)，控制器可按預(yù)先設(shè)定的順序切除相應(yīng)負(fù)載出線(xiàn)斷路器，負(fù)載切除后，跳開(kāi)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(yù)先設(shè)定的順序延時(shí)投入各負(fù)載出線(xiàn)斷路器，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)投切，避免多臺(tái)變壓器帶負(fù)載同時(shí)投退時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)大勵(lì)磁涌流和啟動(dòng)電流對(duì)進(jìn)線(xiàn)以及供電的沖擊，引起進(jìn)線(xiàn)跳閘或者上級(jí)變電站跳閘。

市電電源+ 進(jìn)線(xiàn)總開(kāi)關(guān)+計(jì)量+ ATS &發(fā)電機(jī)電源進(jìn)線(xiàn) + 提升 + 出線(xiàn)。。。。。

方案四，專(zhuān)用型ATSE

       新型一體化專(zhuān)用型ATSE，一個(gè)斷路器配并列兩套單模塊彈簧操作機(jī)構(gòu)。極柱采用每相兩個(gè)真空滅弧室一體固封設(shè)計(jì)，上觸臂同相兩個(gè)分開(kāi)相互絕緣，且有高度差，便于開(kāi)關(guān)柜絕緣設(shè)計(jì)要求；下觸臂同相連接在一起，作為關(guān)鍵負(fù)載出線(xiàn)。滅弧室操作主軸內(nèi)外相套，兩套操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸分別分、合對(duì)應(yīng)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(kāi)關(guān)柜，

機(jī)械聯(lián)鎖：

        通過(guò)與各自主軸連接的連桿機(jī)構(gòu)直接鎖住另外一個(gè)操作機(jī)構(gòu)的合閘推桿，保證當(dāng)一個(gè)機(jī)構(gòu)合閘后，另一個(gè)機(jī)構(gòu)不能被合閘。

電氣聯(lián)鎖：

        輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接入另一側(cè)彈簧機(jī)構(gòu)的控制回路，當(dāng)一側(cè)合閘時(shí)，主軸帶動(dòng)的輔助開(kāi)關(guān)變換觸點(diǎn)為斷開(kāi)，另一側(cè)機(jī)構(gòu)不能接通合閘。

         一體化專(zhuān)用型斷路器，結(jié)構(gòu)緊湊，單一車(chē)架，共享極柱，單彈簧操作機(jī)構(gòu)模塊，便于更換，成本低，機(jī)械聯(lián)鎖可靠；

        成套系統(tǒng)應(yīng)用更為簡(jiǎn)單，1000mm寬的柜體，普通斷路器隔室稍作修改即可使用，主母線(xiàn)位置與一般中置柜相同，聯(lián)絡(luò)母線(xiàn)也基本一致，柴發(fā)應(yīng)急進(jìn)線(xiàn)連接采用帶金屬涂層的LONG PDS 設(shè)計(jì)，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(kāi)關(guān)，柴油機(jī)進(jìn)線(xiàn)也不占用更多空間。同時(shí)此設(shè)計(jì)還可以保證滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)對(duì)開(kāi)關(guān)柜電氣凈距125mm要求，同時(shí)滿(mǎn)足內(nèi)部故障等級(jí)要求，各高壓隔室有獨(dú)立的壓力釋放通道。

       對(duì)于單組ATSE電纜進(jìn)、出方案，可以實(shí)現(xiàn)柜寬只有1200mm的緊湊型設(shè)計(jì)，兩路抽出式進(jìn)線(xiàn)電壓互感器手車(chē)，后上部左右兩側(cè)用于連接進(jìn)線(xiàn)電纜，后中部下側(cè)用于連接關(guān)鍵電源出線(xiàn)電纜。

其他專(zhuān)用型ATSE方案

       TBBQ12雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)采用固封極柱背靠背布置，模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可拆卸零件少，可靠性高，動(dòng)力采用勵(lì)磁式驅(qū)動(dòng)，線(xiàn)圈瞬間吸合完成轉(zhuǎn)換功能，可靠性高。轉(zhuǎn)換速度快線(xiàn)圈的瞬間吸合帶動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作完成轉(zhuǎn)換，速度更快，壽命長(zhǎng)線(xiàn)圈不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間帶電，減少發(fā)熱量，提高使用壽命。觸頭的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用平面四連桿雙搖和觸頭傳動(dòng)系統(tǒng)完美配合，實(shí)現(xiàn)觸頭的同步分合閘。具有機(jī)械及電氣連鎖裝置以防止誤操作造成兩路電源同時(shí)投入。

中低壓小型柜專(zhuān)業(yè)制造商

法騰電力

         法騰電力科技有限公司長(zhǎng)期致力于民族工業(yè)的發(fā)展，專(zhuān)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(chǎng)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(xiàn)分段系統(tǒng)的戶(hù)內(nèi)成套配電設(shè)備，主要用于電廠(chǎng)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(duì)電路進(jìn)行控制、保護(hù)和檢測(cè)等功能。且與同類(lèi)產(chǎn)品相比，具有小型，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)，功能完善等優(yōu)點(diǎn)。

         開(kāi)關(guān)柜內(nèi)配置是法騰電力公司生產(chǎn)的免維護(hù)型真空斷路器或其他類(lèi)似產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)柜采用模塊化設(shè)計(jì)，斷路器可抽出式，便于批量生產(chǎn)和檢修。成套設(shè)備可滿(mǎn)足中國(guó)電網(wǎng)對(duì)中壓開(kāi)關(guān)之要求，并適合“五防”及可關(guān)門(mén)實(shí)現(xiàn)安全操作、全隔離、全工況的特殊性能要求。

結(jié)   語(yǔ)

         中壓ATSE要求開(kāi)關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換可靠性高、轉(zhuǎn)換時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電氣、機(jī)械雙重互鎖功能，應(yīng)用、維護(hù)方便，以便保障供電安全。因此中壓斷路器、開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)就需要充分考慮上述要求，并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器及成套開(kāi)關(guān)設(shè)備》（征求意見(jiàn)稿）設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)、供電局和用戶(hù)使用要求。一體化專(zhuān)用型斷路器機(jī)構(gòu)緊湊，可靠性高，是ATSE發(fā)展的必然趨勢(shì)，在數(shù)據(jù)中心10kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)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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