市電與發電機之間轉換用ATSE 若干問題的探討

劉曉剛，王莉亞

（河南省信息咨詢設計研究有限公司，鄭州 450000）

隨著云計算、信息化的快速發展，通信局（站）及數據中心的建設要求供電電源必須滿足高可靠性、連續性的特征，備用柴油發電機組是交流供電系統中重要的組成部分。

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

1 自動轉換開關的分類

自動轉換開關按極數分為：2極、3極和4極；2極主要用在單相系統中，3極和4極自動轉換開關主要應用在三相系統中。

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 市電和發電機組中性線在一點接地的轉換電路

核心通信局（站）一般都采用低壓柴油發電機組作為備用電源，低壓市電接地系統采用TN-S 接地系統。如果低壓配電設備在同一大樓內或距離比較近，市電和發電機組中性線在低壓進線柜內一點接地，共用大樓總等電位聯結點。市電和柴油發電機組的自動轉換開關可以采用3極開關或4極開關。

如圖1和圖2所示：

圖1 市電電源和發電機組一點接地轉換開關采用3極

圖2 市電電源和發電機組一點接地轉換開關采用4極

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

這種轉換電路比較經濟，工程設計中應用的案例也比較多，如果電源系統中出現了接地故障，這種轉換電路對于故障電流的檢測也是安全可行的。因為這種供電系統的中性點只在電源進線柜內一點直接接地，如果電源系統發生了接地故障，故障電流不會發生分流的情況，也不會產生雜散電流，接地保護設備將會準確地檢測出接地故障電流，發出接地故障控制信號，迅速切斷市電進線內的空氣斷路器。但是，這種轉換電路也存在缺點，例如：因為備用柴油發電機組的中性線沒有就近直接接地，在柴油發電機側就不可以實現其接地故障的檢測。

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

3 發電機組中性線單獨接地的轉換電路

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

圖3 發電機組單獨接地轉換開關采用4極

4 四極自動轉換開關的要求

4極轉換開關需要轉換中性線，中性線可以和相線同時轉換，此種轉換會出現瞬時“斷零”可能產生過電壓或電?。痪哂兄行跃€重疊轉換功能的4極自動轉換開關，如圖2和3所示：當外市電故障需要檢修或市電停電時，市電和應急柴油發電機電源轉換時，先接上柴油發電機的中性線，再斷開外市電的中性線；當市電正?；謴凸╇姇r，應急柴油發電機和外市電轉換時，先接上市電的中性線，再斷開發電機組的中性線。由于在互相轉換過程中市電和應急發電機組的中性線始終沒有切斷，故不會產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。

市電和發電機轉換用自動轉換開關時建議采用帶中性線重疊轉換的4極開關。

5 自動轉換開關選擇的若干建議

（1）對于采用PC 級的自動轉換開關，PC 級的自動轉換開關能夠接通和承載但不能分斷短路電流；自動轉換開關前端應有短路保護電器，轉換開關的短時耐受電流（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 級的自動轉換開關，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）兩個電源性質相同，系統接地型式相同且為同一接地點的系統，可以采用3極或4極開關，如果兩個電源側有接地故障檢測或電源系統中有多個自動轉換開關時應采用4極開關。

（4）兩個電源性質相同而系統接地型式不同的供電系統，應選用4極。

（5）性質不同的兩個獨立系統，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。