从系统可靠性谈ATSE的选用-建筑电气2009.3
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【摘要】ATSE的设计和选用，必须考虑其下端发生故障的可能性；据此，对PC级和CB级ATSE的可靠性分别作了分析；重点说明了选择PC级
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建 电乞
-__——__-I__ 8U l LDi NG
2nn9年第3期l￡lIE TRICIT
从 系 统 可靠性 谈ATSE的选 用
郭凤文 (南京市市政设计研究院有限责任公司，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 常用电源 备用电源 常用电源 常用电源
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 重要负荷 重要负荷
forward． 图 1 备自投方式 图 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的设计和选用，必须考虑其下端 这两种 ATS的切换元件一般为断路器、接触器
发生故障的可能性 ：据此 ．对 PC级和 CB级 ATSE 等。在工程实践中，一般而言，采用互 自投方式的变
的可靠性分别作了分析：重点说明了选择 PC级还是 电所在重要性和规模上都要高于采用备自投方式的变
CB级主要取决于系统可靠性的要求：同时提 出了选 电所。
用 ATSE的改进措施和建议 此外，从 国标图集 《6～10干伏配电所二次接
关键词 ATSE PC级 CB级 备 自投 线》 (OlD 203)也呵发现这两种 ATS方式在动作条
件上有所区别。如互 自投方式设置 r电源进线保护动
目前，ATSE不仅在民用建筑而且在工业建筑中 作闭锁回路 ，即为了防止短路时断路器跳闸，母联
都得到了广泛应用。由于使用ATSE的都是一、二级 ATS自投到稳定性故障上 ，母联开关和保护拒动而
重要负荷 ，且处于低压配电系统的核心位置，因此 ， 引起另一路进线断路器跳闸，导致全部重要负荷失
在设计和选用中重视和多方面分析 ATSE的可靠性十 电，有此闭锁措施 ，至少可保证对 50％的重要负荷的
分必要。下面就有关问题谈一点浅见。 供电；而备 自投方式则采取 了延时并保证只动作一
次的措施。总之 ，都是考虑了 ATS下端发生短路故
1 ATSE的设计和选用有必要考虑其下端
障的可能性。这一故障是指母线短路或出线发生短
故障的可能性
路但其开关和保护拒动，引起进线断路器保护动作
长期以来 ，对于工业与民用建筑的重要负荷，常 而跳闸的情况。
采用备用电源的自动投入装置 ATS(过去称为 BZT)， 白上世纪 90年代中期，国外多个品牌的ATSE
ATS一般有下列两种基本方式： 进入我国市场，由于其结构上的一体化或紧凑型，使
a． 具有一路工作电源和一路备用电源，ATS装 得双电源 自动转换装置主、副电路的设计得以简化，
在备用电源上 (见图1)，通常简称备自投方式。 缩小了所 占空间，因而较为设计人员所青睐，但它毕
b． 具有两路工作电源，ATS装在分段断路器上 竟不是低压配电系统 ATS的全部 ，只能构成备自投
(见图 2)，由于两路工作电源互为备用，故也称为互 方式。而且笔者认为 ATSE在设计和选用上，为安全
自投方式。 可靠性计，也同样有必要考虑其下端故障的可能性，
10尤其是处于系统电源级和配电级的ATSE。因其与末 若 QV．和QF 不是装于ATSE上端 (或称其前端)，
端 ATSE相比，所带重要负荷及其回路数更多，母线 而是 利用 上一 级保 护 电器 ，也会 产 生 同样 的后
也更长，如图3所示，其下端故障的几率更大。之所 果 ，均难 以保证装置的可靠性 。图 4所示接线在
以提出这个问题，是因其对 ATSE的选用，以及保证 工程设计中较为多见 ，应引起重视 ，可采取下面的
系统的可靠性有密切的关联。 防误措施。
PC级 ATSE上端断路器 QF 应与 ATSE转换构
成闭锁，以防因下端故障 QF 跳闸而引发的自投。
，史} 1、 > 士 士
在国标图集 《低压双电源切换电路图》(99D302—1—
3)中，切换元件为接触器、电磁开关时，其主电路
… 一 一
1 1
装有断路器的 ATS，也都采取 了闭锁措施，这是很
必要的。但这一措施的实施对于ATSE上端不装设
丫
断路器而仅有上级出线断路器 的情况 ，就不那么方
图 3 电源级或配 电级 ATSE 便和简单 了。此外 ，在 ATSE上端和上级出线均设
Fig．3 ATSE of power supply level or power distribution level
有断路器时，还应保证二者间具有选择性。
2 PC级 ATSE的选用须确保在任何情况下 这样基本可以解决 PC级 ATSE投切到下端短
不投切到短路故障上 路故障上的问题。鉴于该防误措施使得 PC级 ATSE
增加 了保护电器 ，也就使得系统具备了 CB级同样
PC级 ATSE的切换元件也即开关本体是负荷开
的保护功能。由此可见，选择PC级还是 CB级本身
关，因而它只能接通和分断负荷电流 ，可以承受但不
并不是一个问题 ，主要取决于系统对可靠性的要求 。
能分断短路电流。尽管它有许多优点，如结构较为简
3 “过电流电器脱扣。ATSE将不能转换”
单、动作时间更短等，但其这一基本特质无法改变。
仅适用于 PC级 ATSE．CB级 ATSE应可
因此 ，在设计和选用时，除了应满足技术参数、极
数、适用类别等要求外，更要确保其不会误动。由于 “延时动作并只动作 (转换)一次”
ATSE下端存在短路故障的可能性，而PC级又不具
CB级 ATSE可能 常用电源 备用电源
备切断短路电流的能力，故其前端需要设置短路保护
因脱扣因素造成AqSE 1 l
电器，如图4所示。下面对图4做一分析。
不不转能换连续，使供供电电系统 厂_1= 『_]
当 ATSE 下 端 如图 ATSEl、 QF1■ 、 QF2 1
常用电源 备用电源 ，
( 点以下)发生故 5所示并作一分析。 L —— —— —__J
障 ，如母 线短路 或 同样 ．当 AT sE I
出线短路 而其开 关 下端 ( 点以下)发 厂———]
或保 护拒动 ，上 端 生短路故障，QF。因 QFl ＼ …… ＼QF
装设 的断路 器 QV。
其过电流保护动作而 l／ I
的过电流保护动作 跳闸，控制器 KZ因 ’ 重要负荷 ’
并使之 跳 闸 ．控 制 并 未检 测 到 P 点 失 图5 CB级ATSE电路图
Qvl … 器 KZ检测到 P 点 电，因而不会发出转 Fig‘ Circ uitd of
E。 cB
失电，发出 ATSE转 换指令，造成负载失
重要负荷 换指令，QL 合闸， 电。这种 CB级 ATSE因保护脱扣造成 ATSE不转换 ，
图 4 PC级 ATSE电路图 导致其接通短路电 以致在正常电源并未发生改变的情况下，使供电系
Fig．4 ATSE circuit diagram of
PC Ieve] 流．酿成严重后果。 统不能保证对重要负荷的连续供电，因此，有观点
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2nn9年第3期l￡lIE TRICIT
从 系 统 可靠性 谈ATSE的选 用
郭凤文 (南京市市政设计研究院有限责任公司，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 常用电源 备用电源 常用电源 常用电源
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 重要负荷 重要负荷
forward． 图 1 备自投方式 图 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的设计和选用，必须考虑其下端 这两种 ATS的切换元件一般为断路器、接触器
发生故障的可能性 ：据此 ．对 PC级和 CB级 ATSE 等。在工程实践中，一般而言，采用互 自投方式的变
的可靠性分别作了分析：重点说明了选择 PC级还是 电所在重要性和规模上都要高于采用备自投方式的变
CB级主要取决于系统可靠性的要求：同时提 出了选 电所。
用 ATSE的改进措施和建议 此外，从 国标图集 《6～10干伏配电所二次接
关键词 ATSE PC级 CB级 备 自投 线》 (OlD 203)也呵发现这两种 ATS方式在动作条
件上有所区别。如互 自投方式设置 r电源进线保护动
目前，ATSE不仅在民用建筑而且在工业建筑中 作闭锁回路 ，即为了防止短路时断路器跳闸，母联
都得到了广泛应用。由于使用ATSE的都是一、二级 ATS自投到稳定性故障上 ，母联开关和保护拒动而
重要负荷 ，且处于低压配电系统的核心位置，因此 ， 引起另一路进线断路器跳闸，导致全部重要负荷失
在设计和选用中重视和多方面分析 ATSE的可靠性十 电，有此闭锁措施 ，至少可保证对 50％的重要负荷的
分必要。下面就有关问题谈一点浅见。 供电；而备 自投方式则采取 了延时并保证只动作一
次的措施。总之 ，都是考虑了 ATS下端发生短路故
1 ATSE的设计和选用有必要考虑其下端
障的可能性。这一故障是指母线短路或出线发生短
故障的可能性
路但其开关和保护拒动，引起进线断路器保护动作
长期以来 ，对于工业与民用建筑的重要负荷，常 而跳闸的情况。
采用备用电源的自动投入装置 ATS(过去称为 BZT)， 白上世纪 90年代中期，国外多个品牌的ATSE
ATS一般有下列两种基本方式： 进入我国市场，由于其结构上的一体化或紧凑型，使
a． 具有一路工作电源和一路备用电源，ATS装 得双电源 自动转换装置主、副电路的设计得以简化，
在备用电源上 (见图1)，通常简称备自投方式。 缩小了所 占空间，因而较为设计人员所青睐，但它毕
b． 具有两路工作电源，ATS装在分段断路器上 竟不是低压配电系统 ATS的全部 ，只能构成备自投
(见图 2)，由于两路工作电源互为备用，故也称为互 方式。而且笔者认为 ATSE在设计和选用上，为安全
自投方式。 可靠性计，也同样有必要考虑其下端故障的可能性，
10尤其是处于系统电源级和配电级的ATSE。因其与末 若 QV．和QF 不是装于ATSE上端 (或称其前端)，
端 ATSE相比，所带重要负荷及其回路数更多，母线 而是 利用 上一 级保 护 电器 ，也会 产 生 同样 的后
也更长，如图3所示，其下端故障的几率更大。之所 果 ，均难 以保证装置的可靠性 。图 4所示接线在
以提出这个问题，是因其对 ATSE的选用，以及保证 工程设计中较为多见 ，应引起重视 ，可采取下面的
系统的可靠性有密切的关联。 防误措施。
PC级 ATSE上端断路器 QF 应与 ATSE转换构
成闭锁，以防因下端故障 QF 跳闸而引发的自投。
，史} 1、 > 士 士
在国标图集 《低压双电源切换电路图》(99D302—1—
3)中，切换元件为接触器、电磁开关时，其主电路
… 一 一
1 1
装有断路器的 ATS，也都采取 了闭锁措施，这是很
必要的。但这一措施的实施对于ATSE上端不装设
丫
断路器而仅有上级出线断路器 的情况 ，就不那么方
图 3 电源级或配 电级 ATSE 便和简单 了。此外 ，在 ATSE上端和上级出线均设
Fig．3 ATSE of power supply level or power distribution level
有断路器时，还应保证二者间具有选择性。
2 PC级 ATSE的选用须确保在任何情况下 这样基本可以解决 PC级 ATSE投切到下端短
不投切到短路故障上 路故障上的问题。鉴于该防误措施使得 PC级 ATSE
增加 了保护电器 ，也就使得系统具备了 CB级同样
PC级 ATSE的切换元件也即开关本体是负荷开
的保护功能。由此可见，选择PC级还是 CB级本身
关，因而它只能接通和分断负荷电流 ，可以承受但不
并不是一个问题 ，主要取决于系统对可靠性的要求 。
能分断短路电流。尽管它有许多优点，如结构较为简
3 “过电流电器脱扣。ATSE将不能转换”
单、动作时间更短等，但其这一基本特质无法改变。
仅适用于 PC级 ATSE．CB级 ATSE应可
因此 ，在设计和选用时，除了应满足技术参数、极
数、适用类别等要求外，更要确保其不会误动。由于 “延时动作并只动作 (转换)一次”
ATSE下端存在短路故障的可能性，而PC级又不具
CB级 ATSE可能 常用电源 备用电源
备切断短路电流的能力，故其前端需要设置短路保护
因脱扣因素造成AqSE 1 l
电器，如图4所示。下面对图4做一分析。
不不转能换连续，使供供电电系统 厂_1= 『_]
当 ATSE 下 端 如图 ATSEl、 QF1■ 、 QF2 1
常用电源 备用电源 ，
( 点以下)发生故 5所示并作一分析。 L —— —— —__J
障 ，如母 线短路 或 同样 ．当 AT sE I
出线短路 而其开 关 下端 ( 点以下)发 厂———]
或保 护拒动 ，上 端 生短路故障，QF。因 QFl ＼ …… ＼QF
装设 的断路 器 QV。
其过电流保护动作而 l／ I
的过电流保护动作 跳闸，控制器 KZ因 ’ 重要负荷 ’
并使之 跳 闸 ．控 制 并 未检 测 到 P 点 失 图5 CB级ATSE电路图
Qvl … 器 KZ检测到 P 点 电，因而不会发出转 Fig‘ Circ uitd of
E。 cB
失电，发出 ATSE转 换指令，造成负载失
重要负荷 换指令，QL 合闸， 电。这种 CB级 ATSE因保护脱扣造成 ATSE不转换 ，
图 4 PC级 ATSE电路图 导致其接通短路电 以致在正常电源并未发生改变的情况下，使供电系
Fig．4 ATSE circuit diagram of
PC Ieve] 流．酿成严重后果。 统不能保证对重要负荷的连续供电，因此，有观点
AIGC内容描述：
在2009年3月期的《建筑电气》杂志中，有一篇文章深入探讨了电力系统可靠性的核心要素与电力变压器成套设备（Automatic Transfer Switch, 简称ATSE）的选择相关性。文章立足于电力系统稳定运行和故障应对能力的角度，详细阐述了ATSE在建筑电气系统中的重要作用，包括但不限于以下几个方面：
1. **系统可靠性分析**：首先，文章对电力系统的稳定性、冗余设计以及供电连续性等方面进行了论述，强调了确保电力供应安全和不间断服务的重要性。
2. **ATSE功能解析**：解释了ATSE作为电源切换装置的基本功能，如主电源失效时自动无缝切换到备用电源，以及在正常情况下实现电源间的有效负荷分配，从而保证供电质量。
3. **选型原则介绍**：文章提出了在实际应用中选择ATSE时应考虑的关键因素，如额定电流、短路容量、分断能力、切换速度、兼容性和可靠性系数等，并结合具体项目需求进行评估。
4. **案例分析与实践建议**：通过分析典型建筑电气系统中的应用场景和以往的故障实例，为读者提供了针对不同场景下如何合理选用ATSE的实际操作指南和策略。
综上所述，《从系统可靠性谈ATSE的选用》这篇文章在深入剖析电力系统可靠性要求的基础上，为读者提供了一个全面理解并科学选取ATSE以保障建筑电气系统高效、安全运行的方法论。
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