劉曉剛，王莉亞

（河南省信息咨詢設(shè)計研究有限公司，鄭州 450000）

隨著云計算、信息化的快速發(fā)展，通信局（站）及數(shù)據(jù)中心的建設(shè)要求供電電源必須滿足高可靠性、連續(xù)性的特征，備用柴油發(fā)電機組是交流供電系統(tǒng)中重要的組成部分。

在外市電正常情況下由市電給機房重要設(shè)備提供電源，當外市電出現(xiàn)故障需要檢修或市電停電啟動備用柴油發(fā)電機組時，由備用柴油發(fā)電機向通信設(shè)備供電。外市電和備用柴油發(fā)電機之間的切換是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)完成的，因此所選擇的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)對于供電連續(xù)性是非常重要的。

1 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的分類

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)按極數(shù)分為：2極、3極和4極；2極主要用在單相系統(tǒng)中，3極和4極自動轉(zhuǎn)換開關(guān)主要應用在三相系統(tǒng)中。

按短路能力分為PC 級和CB 級，PC 級能夠接通和承載但不能分斷短路電流；CB 級配備過電流脫扣器能夠分斷短路電流。

2 市電和發(fā)電機組中性線在一點接地的轉(zhuǎn)換電路

核心通信局（站）一般都采用低壓柴油發(fā)電機組作為備用電源，低壓市電接地系統(tǒng)采用TN-S 接地系統(tǒng)。如果低壓配電設(shè)備在同一大樓內(nèi)或距離比較近，市電和發(fā)電機組中性線在低壓進線柜內(nèi)一點接地，共用大樓總等電位聯(lián)結(jié)點。市電和柴油發(fā)電機組的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)可以采用3極開關(guān)或4極開關(guān)。

如圖1和圖2所示：

圖1 市電電源和發(fā)電機組一點接地轉(zhuǎn)換開關(guān)采用3極

圖2 市電電源和發(fā)電機組一點接地轉(zhuǎn)換開關(guān)采用4極

圖1中采用3極自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，市電和發(fā)電機中性線一點接地。如圖所示，油機市電轉(zhuǎn)換柜內(nèi)的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)只對A 相、B 相和C 相進行了切換，而備用柴油發(fā)電機組的N 線沒有就近直接接地，備用發(fā)電機組和外市電的中性線是直接連接在一起的。

這種轉(zhuǎn)換電路比較經(jīng)濟，工程設(shè)計中應用的案例也比較多，如果電源系統(tǒng)中出現(xiàn)了接地故障，這種轉(zhuǎn)換電路對于故障電流的檢測也是安全可行的。因為這種供電系統(tǒng)的中性點只在電源進線柜內(nèi)一點直接接地，如果電源系統(tǒng)發(fā)生了接地故障，故障電流不會發(fā)生分流的情況，也不會產(chǎn)生雜散電流，接地保護設(shè)備將會準確地檢測出接地故障電流，發(fā)出接地故障控制信號，迅速切斷市電進線內(nèi)的空氣斷路器。但是，這種轉(zhuǎn)換電路也存在缺點，例如：因為備用柴油發(fā)電機組的中性線沒有就近直接接地，在柴油發(fā)電機側(cè)就不可以實現(xiàn)其接地故障的檢測。

另一方面，在工程設(shè)計中如果出現(xiàn)供電電源內(nèi)有多個自動轉(zhuǎn)換裝置，就很可能出現(xiàn)流過中性線的電流分流的情況，一旦發(fā)生上述情況，接地故障裝置的檢測就會發(fā)生錯誤從而導致斷路器拒動或誤動的情況。

3 發(fā)電機組中性線單獨接地的轉(zhuǎn)換電路

市電電源的接地系統(tǒng)采用TN-S 接地系統(tǒng)，低壓配電設(shè)備和發(fā)電機組分別位于不同的大樓或距離比較遠，市電電源和發(fā)電機組分別就近接地。市電和發(fā)電機的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)必須采用4極。如圖3所示：

圖3 發(fā)電機組單獨接地轉(zhuǎn)換開關(guān)采用4極

4 四極自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的要求

4極轉(zhuǎn)換開關(guān)需要轉(zhuǎn)換中性線，中性線可以和相線同時轉(zhuǎn)換，此種轉(zhuǎn)換會出現(xiàn)瞬時“斷零”可能產(chǎn)生過電壓或電??；具有中性線重疊轉(zhuǎn)換功能的4極自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，如圖2和3所示：當外市電故障需要檢修或市電停電時，市電和應急柴油發(fā)電機電源轉(zhuǎn)換時，先接上柴油發(fā)電機的中性線，再斷開外市電的中性線；當市電正?；謴凸╇姇r，應急柴油發(fā)電機和外市電轉(zhuǎn)換時，先接上市電的中性線，再斷開發(fā)電機組的中性線。由于在互相轉(zhuǎn)換過程中市電和應急發(fā)電機組的中性線始終沒有切斷，故不會產(chǎn)生異常的過電壓和電弧，因而不會對中性線的觸頭造成損害而降低其使用壽命。

市電和發(fā)電機轉(zhuǎn)換用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)時建議采用帶中性線重疊轉(zhuǎn)換的4極開關(guān)。

5 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇的若干建議

（1）對于采用PC 級的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，PC 級的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠接通和承載但不能分斷短路電流；自動轉(zhuǎn)換開關(guān)前端應有短路保護電器，轉(zhuǎn)換開關(guān)的短時耐受電流（Icw）應大于等于預期短路電流，通電時間應大于保護電器的短延時或熔斷時間，其額定限值短路電流（Iq）應大于等于預期短路電流。

（2）對于采用CB 級的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，短路分斷能力大于預期短路電流，脫扣特性與負載相匹配。

（3）兩個電源性質(zhì)相同，系統(tǒng)接地型式相同且為同一接地點的系統(tǒng)，可以采用3極或4極開關(guān)，如果兩個電源側(cè)有接地故障檢測或電源系統(tǒng)中有多個自動轉(zhuǎn)換開關(guān)時應采用4極開關(guān)。

（4）兩個電源性質(zhì)相同而系統(tǒng)接地型式不同的供電系統(tǒng)，應選用4極。

（5）性質(zhì)不同的兩個獨立系統(tǒng)，應選用4極。

（6）帶有接地故障保護或剩余電流保護的ATSE，應選用4極。