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        淺談快速切換開關(guān)的發(fā)展和應(yīng)用

        2018-12-27 10:00:22李志忠張永龍
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年23期
        關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng)發(fā)展

        李志忠 張永龍

        摘 要:供電的連續(xù)可靠是各種用電設(shè)備安全運行的基本條件,因此,對供電可靠性要求較高的場合多配有兩路供電電源,兩路電源間的成功切換是連續(xù)不間斷供電的關(guān)鍵。因此,在供配電系統(tǒng)中,探討關(guān)于快速切換開關(guān)的發(fā)展與應(yīng)用,必將增強(qiáng)供配電系統(tǒng)的工作效率以及其可靠安全性能。

        關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng);快速切換開關(guān);發(fā)展;可靠

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.118

        0 引言

        快速切換開關(guān)主要用在緊急供電系統(tǒng),是將負(fù)載電路從一個常用(I路)電源自動換接至另一個備用(Ⅱ路)電源的開關(guān),以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運行;快速切換開關(guān)就是一種自動切換雙電源的裝置,它能在兩路電源之間做可靠切換操作,高效避免了由于人工操作失誤造成的電路故障,最為根本的就是雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)滿足非常可靠的切換要求。在供配電系統(tǒng)中,過去一般兩個電源間進(jìn)行切換操作時采用的人工手動操作,這種切換模式無疑會延長停電的時間,并且一旦不小心,還有導(dǎo)致帶電拉合開關(guān)的情形,這就要求在設(shè)計過程中要引起高度重視,而且并很有必要熟悉和了解其發(fā)展、類型、組成及功能等,以便正確選擇和合理應(yīng)用,所以探討雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用,有很深刻的研究意義。

        1 快速切換開關(guān)現(xiàn)狀

        1.1 ATSE國際現(xiàn)狀

        世界大多數(shù)國家使用PC級,專用PC級ATSE是世界技術(shù)趨勢。

        1.2 ATSE國內(nèi)現(xiàn)狀

        (1)CC級-被淘汰結(jié)構(gòu)。早期方案,第一代產(chǎn)品,目前基本上沒有這種方式的ATSE,由于可靠性低被淘汰。

        (2)負(fù)荷開關(guān)組合型。電操或線圈驅(qū)動動作機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換速度慢,轉(zhuǎn)換時間隨容量越大越長,大部分負(fù)荷開關(guān)組成的ATS電氣滅弧性能弱于美國市場PC級產(chǎn)品,也弱于斷路器組合成的CB級產(chǎn)品。

        1.3 斷路器組合型ATS- CB級

        由2組斷路器,電操機(jī)構(gòu),輔助接點等分立元件組裝而成,故障率較高;傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜容易損壞和鎖死,導(dǎo)致轉(zhuǎn)換失敗;機(jī)械連鎖調(diào)整不好,將導(dǎo)致兩路電源短接或無法合閘;電操驅(qū)動動作機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換速度慢(1~3s);觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,電氣壽命較短。

        1.4 PC級ATS

        觸頭轉(zhuǎn)換時間小于50毫秒;雙投機(jī)構(gòu),機(jī)械保持,無須外置連鎖機(jī)構(gòu);直流線圈驅(qū)動機(jī)構(gòu),瞬間激磁操作,真正的PC級ATS產(chǎn)品;雙觸頭設(shè)計:配備主觸頭及滅弧觸頭;主觸頭有明顯斷開點,斷開點為可視的;中性線與相線同等容量,配備獨立滅弧室;靈活的可控硅線圈回路控制方式,更少的二次元件數(shù)量;控制器工作電源取自主回路,無需外接額外控制電源;控制電路和一次回路電氣隔離設(shè)計。

        1.5 ATS觸頭及滅弧系統(tǒng)設(shè)計

        為提高抗短路能力、防止轉(zhuǎn)換時電弧無法熄滅引發(fā)電源短路事故,ATS觸頭及滅弧系統(tǒng)采用以下設(shè)計:

        銀合金主觸點:抗熔焊;可承受較強(qiáng)的故障電流;可承受的短路事故之后無須更換ATS。 ATS動觸頭設(shè)計:主觸頭和滅弧觸頭;滅弧觸點動作順序: 先合后離(可靠熄滅電?。?。獨特的主觸頭拍合式設(shè)計:防止長期暴露在空氣中的靜觸頭,接觸電阻過大,損壞觸頭。ATS開關(guān)本體設(shè)計壽命是25年。

        2 ATSE發(fā)展趨勢

        ATSE根據(jù)使用場合的不同需要選用不同的類型,根據(jù)負(fù)載的重要程度,主要分為三類:A級負(fù)載、B級負(fù)載及C級負(fù)載。C級負(fù)載為一般場合的末端供電,其對供電要求較低,允許短時的供電中斷,一般的ATSE均能滿足。B級負(fù)載為重要場合的供電,對供電要求較高,不允許長時間的供電中斷,一般使用切換時間較短的ATSE,并配備帶旁路的ATSE。

        要說到ATSE的發(fā)展方向,必須先從供電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和ATSE的切換原理及構(gòu)成說起。首先,以后的供電系統(tǒng)將用電負(fù)載需要的各種功能,(供電保證、保護(hù)、控制、維修等)用不同的開關(guān)獨立完成,每一種開關(guān)具有一個獨立的功能,最后形成一個高可靠性的供電系統(tǒng)。其次ATS由本體、控制器組成。由此可見ATS的發(fā)展將從以下幾方向:一方面是功能、可靠性的不斷提高,從最初的無互鎖,到電氣單互鎖,再到機(jī)械電氣雙重互鎖,現(xiàn)今在外圍控制回路增加互鎖,增加后臺監(jiān)控,進(jìn)行實時監(jiān)控;另一方面是轉(zhuǎn)換速度的不斷提高,從最初的幾分鐘到幾秒到幾百毫秒以內(nèi),如今最快的已經(jīng)可以做到幾十毫秒以內(nèi)。今后將繼續(xù)在這兩個方向上進(jìn)行提高。

        3 結(jié)語

        總之,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各行業(yè)對供電系統(tǒng)的可靠性的要求越來越高。很多場合必須采用兩路電源來保證供電的可靠性。為了保證重要負(fù)荷的供電連續(xù)性,自動快速切換開關(guān)得到了廣泛的運用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張國濤.雙電源切換開關(guān)原理的研究[J].電力系統(tǒng)自動化,2012

        (01).

        [2]陳林.新型智能雙電源電子快速切換系統(tǒng)的研究[M].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2006.

        [3]張忠利.自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的選擇及應(yīng)用[J].上海電器技術(shù),2006.

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