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摘要：双电源系统是重要负荷安全运行的有效保障，而电源转换开关是连接两个电源的重要枢纽，我国国家標准以及IEC标准将ATSE（自动转换开关）分类为PC级和CB级两个级别。本文针对市场中种类繁多的产品，从国家标准和规范出发，阐述了自动转换开设计领域各个类别及其应用特点，分析了有关产品的功能、结构和可靠性的问题。
关键词：自动转换开关；PC级；CB级；电气设计
依据相关规定，一级负荷应由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏；一级负荷中特别重要负荷，除由两个电源供电外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统中。对于电源转换时间有特定要求的一、二级负荷及消防控制室、消防水泵等消防设备的供电，均需设置自动转换开关装置。作为消防负荷和其他重要负荷的电源转换装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用。只有正确选择ATSE，方可确保一、二级负荷供电的可靠性和连续性。
1.自动转换开关简介
自动转换开关电器，也称ATSE、双电源自动转换开关或双电源开关。ATSE是由一个或几个转换开关电器和其他必需的电器组成，用于监测电源电路，并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器，主要用于有重要负荷（如消防设备、应急照明、银行和通信数据中心等）的供电系统，如额定电压交流不超过1000V或直流不超过1500V的紧急供电系统，在转换电源期间中断向负载供电。
2.自动转换开关在电气设计领域的应用以及型号的选择
2.1自动转换开关使用的一般规定
ATSE在供电系统中处于核心的重要位置，应选择高可靠性的设备。除有特殊要求外，一般的ATSE在转换电源期间中断向负载供电，设计时应考虑所选ATSE的转换时间，对于要求不能中断电源的特别重要负载应采用UPS，保证供电连续性。在供配电系统设计中，应尽量减少ATSE的配置级数。此外，除了根据负载的特性，正确选用ATSE的使用类别外，还应根据配电系统的组成及负荷的重要程度，正确选用PC级和CB级ATSE。
2.2关于CB级自动转换开关的选择
CB级产品是由两只空气断路器和控制器组合而成，具有机械联锁和电气联锁，并将保护开关和切换开关结合在一起，既有保护功能，又有切换功能，系统简单可靠。对CB级的ATSE进行选择，应该注意以下几点：CN级ATSE具有保护电器的功能，应满足配电系统短路保护的分断能力；用于负载为消防水泵，风机类电动机时，应采用具有电磁式脱扣器的断路器；作用于CB级ATSE的上，下级保护电器及其本身，应注意其保护选择性的配合；CB级ATSE选用时应注意其操作机构及开关本体的可靠性；当CB级ATSE动作于故障跳闸时，应将分闸报警信号上传。
2.3关于PC级自动转换开关的选择
PC级产品一般封装在一个完整的壳体内，由两只负荷开关或隔离开关叠加和控制器组合而成，具有机械联锁和电气联锁。对PC级ATSE进行选择，应该注意以下几点：PC级只能通断用电设备的负荷电流，并耐受产品规定的短路电流，不能分断短路电流；在需要设置保护时，设置保护电器，并应进行选择性配合的校验，且该保护电器的参数须满足ATSE制造商提供的数据；防止发生正常电源与备用电源并列运行的可能；当要求PC级ATSE动作于将短路电流接通到正常电源回路上时，接通预期短路电流，必须校验接通短路电流的能力。
2.4四级型自动转换开关的应用
根据IEC465.1.5条规定，正常供电电源与备用发电机之间若不是同一接地网络中时，转换开关应用四级型开关。带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四级开关。两个电源开关带剩余电流保护，其下级的电源转换开关应用四级开关。两种不同接地系统间电源转换开关也应该应用四级开关。
2.5CB级自动转换开关电器前短路保护电器的设置
对于PC级和CB级的ATSE，在设置短路保护电器方面的要求是不一样的。CB级自动转换开关电器的开关执行断路器本身带热磁保护，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。因此，选用PC级自动转换开关时，低压断路器符合以下条件即可：低压断路器额定分断电流大于该处的预期最大短路电流值；低压断路器选型与上下级出线回路低压断路器选型配合满足配电保护选择性要求。因此配电箱、柜内BC级自动转换开关电器前端可只设置隔离电器或隔离开关，不必再设短路保护电器。
2.6PC级自动转换开关电器前短路保护电器的设置
PC级自动转换开关电器只有电源转换功能，没有短路及过载保护功能，它的额定电流小于等于250A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1s）一般在5KA～12KA左右；额定电流大于250A小于等于630A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1s）一般在13KA～25KA左右。由于以下因素，在配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端须设置短路保护电器：虽然PC级自动转换开关电器有一定的承受短路电流的能力，但没有切断短路电流的能力，其前端需要设置短路保护电器；此外还应考虑设置隔离电器的要求。因此配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端应设置符合隔离要求的短路保护电器。
3.自动转换开关在电气设计领域的意义
自动转换开关作为应急备用电源系统的核心，实现主用电源与应急备用发电机组间的自动可靠转换。当主用电源失效，自动转换开关控制系统在检测出电源的失效状态后，会给发电机组发送启动信号。当发电机组的频率和电压都达到适当值时，将接通发电机组向负载供电。当市电停电时，发电机组还处于停机状态，负载将会断电约10s，以起动发电机组，除非系统配有UPS不间断电源。当转换发生在两路电源都有电的情况下，例如市电电源恢复或发电机组处于测试期间，系统设计师可以选择不同类型的转换开关设备，以尽量减少甚至消除对关键负载的电源波动影响。很多情况下，大家都认为选择自动转换开关的首要标准是可靠性，但在某些情况下，其选择只是基于使用的方便程度。一般来讲，减小关键负载在两路电源间切换时的电源波动，会导致自动转换开关设备造价的上升。完全消除电源切换间供电波动的造价会增加更多，同时由于加入过于复杂的控制设备，也使自动转换开关甚至发电机组的可靠性受到影响。
4.结语：
ATSE产品进入中国市场的时间比较晚，相关的标准、原则等还需随着时代、市场、技术发展不断进行更新和发展。目前，PC级和CB级产品之争还在延续，不同的设计思想和理念在碰撞和冲突中孕育着创新的源泉。随着电力电子技术的不断发展，具有高分断、耐受能力等优点的一体式CB级ATSE产品正在研发、实验阶段，更多简单安全的产品正在不断进入市场。但我们应注意，好的产品只代表一个方面，根据不同的现场选用正确的产品，进行合理的配置，并加强运行维护，才能确保配电系统智能转换，可靠无忧。
参考文献：
[1]张文才，自动转换开关电器ATSE设计应用导则，智能建筑电气技术，2006
[2]任红、罗洁、韩全胜等，双电源转换开关电器的选择及应用，建筑电气设计通讯，2005.
关键词：自动转换开关；PC级；CB级；电气设计
依据相关规定，一级负荷应由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏；一级负荷中特别重要负荷，除由两个电源供电外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统中。对于电源转换时间有特定要求的一、二级负荷及消防控制室、消防水泵等消防设备的供电，均需设置自动转换开关装置。作为消防负荷和其他重要负荷的电源转换装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用。只有正确选择ATSE，方可确保一、二级负荷供电的可靠性和连续性。
1.自动转换开关简介
自动转换开关电器，也称ATSE、双电源自动转换开关或双电源开关。ATSE是由一个或几个转换开关电器和其他必需的电器组成，用于监测电源电路，并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器，主要用于有重要负荷（如消防设备、应急照明、银行和通信数据中心等）的供电系统，如额定电压交流不超过1000V或直流不超过1500V的紧急供电系统，在转换电源期间中断向负载供电。
2.自动转换开关在电气设计领域的应用以及型号的选择
2.1自动转换开关使用的一般规定
ATSE在供电系统中处于核心的重要位置，应选择高可靠性的设备。除有特殊要求外，一般的ATSE在转换电源期间中断向负载供电，设计时应考虑所选ATSE的转换时间，对于要求不能中断电源的特别重要负载应采用UPS，保证供电连续性。在供配电系统设计中，应尽量减少ATSE的配置级数。此外，除了根据负载的特性，正确选用ATSE的使用类别外，还应根据配电系统的组成及负荷的重要程度，正确选用PC级和CB级ATSE。
2.2关于CB级自动转换开关的选择
CB级产品是由两只空气断路器和控制器组合而成，具有机械联锁和电气联锁，并将保护开关和切换开关结合在一起，既有保护功能，又有切换功能，系统简单可靠。对CB级的ATSE进行选择，应该注意以下几点：CN级ATSE具有保护电器的功能，应满足配电系统短路保护的分断能力；用于负载为消防水泵，风机类电动机时，应采用具有电磁式脱扣器的断路器；作用于CB级ATSE的上，下级保护电器及其本身，应注意其保护选择性的配合；CB级ATSE选用时应注意其操作机构及开关本体的可靠性；当CB级ATSE动作于故障跳闸时，应将分闸报警信号上传。
2.3关于PC级自动转换开关的选择
PC级产品一般封装在一个完整的壳体内，由两只负荷开关或隔离开关叠加和控制器组合而成，具有机械联锁和电气联锁。对PC级ATSE进行选择，应该注意以下几点：PC级只能通断用电设备的负荷电流，并耐受产品规定的短路电流，不能分断短路电流；在需要设置保护时，设置保护电器，并应进行选择性配合的校验，且该保护电器的参数须满足ATSE制造商提供的数据；防止发生正常电源与备用电源并列运行的可能；当要求PC级ATSE动作于将短路电流接通到正常电源回路上时，接通预期短路电流，必须校验接通短路电流的能力。
2.4四级型自动转换开关的应用
根据IEC465.1.5条规定，正常供电电源与备用发电机之间若不是同一接地网络中时，转换开关应用四级型开关。带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四级开关。两个电源开关带剩余电流保护，其下级的电源转换开关应用四级开关。两种不同接地系统间电源转换开关也应该应用四级开关。
2.5CB级自动转换开关电器前短路保护电器的设置
对于PC级和CB级的ATSE，在设置短路保护电器方面的要求是不一样的。CB级自动转换开关电器的开关执行断路器本身带热磁保护，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。因此，选用PC级自动转换开关时，低压断路器符合以下条件即可：低压断路器额定分断电流大于该处的预期最大短路电流值；低压断路器选型与上下级出线回路低压断路器选型配合满足配电保护选择性要求。因此配电箱、柜内BC级自动转换开关电器前端可只设置隔离电器或隔离开关，不必再设短路保护电器。
2.6PC级自动转换开关电器前短路保护电器的设置
PC级自动转换开关电器只有电源转换功能，没有短路及过载保护功能，它的额定电流小于等于250A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1s）一般在5KA～12KA左右；额定电流大于250A小于等于630A的PC级自动转换开关电器，额定短时耐受电流有效值（1s）一般在13KA～25KA左右。由于以下因素，在配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端须设置短路保护电器：虽然PC级自动转换开关电器有一定的承受短路电流的能力，但没有切断短路电流的能力，其前端需要设置短路保护电器；此外还应考虑设置隔离电器的要求。因此配电箱、柜内PC级自动转换开关电器前端应设置符合隔离要求的短路保护电器。
3.自动转换开关在电气设计领域的意义
自动转换开关作为应急备用电源系统的核心，实现主用电源与应急备用发电机组间的自动可靠转换。当主用电源失效，自动转换开关控制系统在检测出电源的失效状态后，会给发电机组发送启动信号。当发电机组的频率和电压都达到适当值时，将接通发电机组向负载供电。当市电停电时，发电机组还处于停机状态，负载将会断电约10s，以起动发电机组，除非系统配有UPS不间断电源。当转换发生在两路电源都有电的情况下，例如市电电源恢复或发电机组处于测试期间，系统设计师可以选择不同类型的转换开关设备，以尽量减少甚至消除对关键负载的电源波动影响。很多情况下，大家都认为选择自动转换开关的首要标准是可靠性，但在某些情况下，其选择只是基于使用的方便程度。一般来讲，减小关键负载在两路电源间切换时的电源波动，会导致自动转换开关设备造价的上升。完全消除电源切换间供电波动的造价会增加更多，同时由于加入过于复杂的控制设备，也使自动转换开关甚至发电机组的可靠性受到影响。
4.结语：
ATSE产品进入中国市场的时间比较晚，相关的标准、原则等还需随着时代、市场、技术发展不断进行更新和发展。目前，PC级和CB级产品之争还在延续，不同的设计思想和理念在碰撞和冲突中孕育着创新的源泉。随着电力电子技术的不断发展，具有高分断、耐受能力等优点的一体式CB级ATSE产品正在研发、实验阶段，更多简单安全的产品正在不断进入市场。但我们应注意，好的产品只代表一个方面，根据不同的现场选用正确的产品，进行合理的配置，并加强运行维护，才能确保配电系统智能转换，可靠无忧。
参考文献：
[1]张文才，自动转换开关电器ATSE设计应用导则，智能建筑电气技术，2006
[2]任红、罗洁、韩全胜等，双电源转换开关电器的选择及应用，建筑电气设计通讯，2005.