自動轉換開關在不間斷電源中的應用

嚴江海

摘 要：文章主要圍繞自動轉換開關在不間斷電源中的應用展開研究，通過研究分析，以期為后續相關研究人員提供必要的參考作用。

關鍵詞：自動轉換開關;不間斷電源;應用

前言

當前，油氣管道長距離輸送過程一般采用的是集散控制系統（DCS）。想要進行計算機、通信工程的顯示和控制功能，就需要依靠穩定的控制系統，以及穩定的不間斷電源（UPS）。隨著電力行業的不斷發展。在電力設備的不斷更新下，不間斷電源（UPS）逐漸發展為大容量的并機雙電源。為了減少電力停電情況，縮短停電時間，就要提高供電的自動化，使不間斷電源順利進行雙回路供電，需要采用自動開關轉換的（ATSE）供電形式。

1應用實例和工作原理

某中心控制室UPS電源接線，見圖1。

供電電源實際中是三相四線制電源，并且是雙回路電源，雙回路電源主要包括常用電源和備用電源，中心控制室電氣控制主要是由自動轉換開關器（ATSE）控制電氣設備。電源使用的斷路器主要是采用有轉換功能以及具有強大短路保護功能的裝置，由中心控制室給出轉換信號，構成CB型自動轉換開關電器（ATSE），進而能夠為側母線饋電。為防止當雷電出現以及出現過量電壓，側母線線路中安裝了SPD浪涌保護器。不間斷電源（UPS）柜機實施的接線方式為雙線電源接線，不間斷電源（UPS）進行工作，主路、旁路閉合輸入斷路器，同時閉合輸出斷路器[1]。正常模式下，主路電源是由REC整流器整流，提供給電池組浮充電源，經INV逆變器逆變后，再由STS轉換開關連接后再進行輸出。當不間斷電源（UPS）超載或逆變器出現故障，轉為旁路模式時，負載由旁路電源替換靜態轉換開關。檢修過程，維修狀態閉合旁路斷路器，并且斷開主路、旁路斷路器端口，進而將旁路電源輸出。不間斷電源的主機，一號機、二號機均采取分負載模式拓展并機斷路器，從而使得輸出電源容量出現大的提升[2]。

2組件安裝及功能

在上述不間斷電源（UPS）中，自動轉換開關電器（ATSE）利用的是施耐德的C1系列電器，電器常用電源和備用電源切換主要利用的是控制室的電氣控制，另外，當電氣本身出現故障，或手動操作錯誤時，機械連鎖控制系統能夠為其提供保護作用，從而實現電能管理，進而使電能管理更優化。自動轉換開關電器（ATSE）的組件見圖2。

（1）帶電動裝置和輔助開關的斷路器QFn，通常情況下接入常用電源。

（2）帶電動機構和輔助開關的斷路器QFr，通常情況下接入備用電源。

（3）為了防止斷路器同時閉合的情況出現，通常情況下安裝機械連鎖用底板。

（4）常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器的輔助開關的信號，利用電氣連鎖單元IVE，將信號傳輸到控制器BA，并將控制器傳輸的各種信號，合閘、分閘及復位信號輸送至連接常用電源和備用電源的斷路器。

（5）裝有接常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器輔助控制板ACP，為其提供保護作用，從而利用控制板實施斷路器電路的自動控制，并對控制器的兩臺接觸器進行實時控制。

（6）控制器BA和UA。用戶可在不同的功能需求下，選擇適合的BA或UA。控制器BA是切換功能的初級階段，依據常用電源電壓容易出現比如缺相或欠壓的情況，來判斷常用電源中是否需要另一臺電源替換原來的電源。UA一方面管理切換功能，另一方面還管理備用電源發電機。利用信號燈顯示接常用電源的斷路器、接備用電源的斷路器情況;除了自動操作模式，還有常用電源的操作模式、備用電源的操作模式和停止操作模式。t1是在檢測到接常用電源的斷路器出現故障，并且同時將信息發送到常用電源斷路器分閘命令，在這中間的延遲時間即是t1。

3案例分析

在上述自動轉換開關電器（ATSE）應用中，接常用電源的斷路器QFn、接備用電源的斷路器QFr，均采用自動控制形式;控制器BA使用的是自動操作形式;t1設置為0.1s，t2設置為0.1s。當穩定運行時，接常用電源的斷路器QFn閉合，供電采用常用電源供電。當有意外發生后，QFn、QFr分斷，控制器的信號表示QFn出現故障引起跳閘，在這種情況下，不間斷電源（UPS）將模式轉化為電池模式，輸出正常電源。經檢測，常用電源電壓Un、備用電源電壓Ur，在這種情況下均正常。將不間斷電源（UPS）的1號機、2號機的輸入斷路器全面斷開，簡單對電源側母線進行檢測，當排除短路故障意外情況后，操作控制器BA，嘗試供電給側母線，這種情況下，接常用電源的斷路器QFn、接備用電源的斷路器QFr，均無動作。因為對QFn沒有進行手動復位，因而有可能是BA存在一定的故障。將QFn操動機構改手動后，然后嘗試進行手動合閘，發現QFn為脫扣分閘狀態，沒有采取保護，因而無法使用手動合閘進行操作。另外，QFn手動復位沒有進行前，控制器檢測到QFn回路故障后，對切換合閘指令將不再發送，由此認為有短路故障情況發生的位置是電源側母線，再次對電源側母線進行全面檢查，發現存在一相對地短路現象。后查明發現是SPD浪涌保護器出現對地擊穿問題，從而對其進行更換，然后QFn進行手動復位操作，使得整體電路送電正常。

結束語

由此可知，當三相電電源斷路器出現脫扣問題，檢修人員檢修過程中，一般解決思路是其負荷側相間短路，往往容易忽視相對地短路情況的分析。在其負荷側母線上存在SPD浪涌保護器時，應對相對地短路引起重視，重點分析。另外，自動轉換開關電器（ATSE）是新型的智能化電氣設備，它的各個組件部分、類別均有不同[3]，因而在實際操作過程中，操作人員應對其功能及使用方法進行熟知了解，只有這樣，才能保證對系統正確的操作和安全維護工作。

參考文獻

[1]袁令海，潘代華.雙電源自動轉換開關在廣電大廈配電系統中的應用[J].現代建筑電氣，2019，10（12）：44-47.

[2]成軍.自動轉換開關電器（ATSE）的應用及發展研究[J].江蘇科技信息，2017（36）：59-60.

[3]羅永亮，時慶兵.雙電源轉換開關在數據中心供電系統中的應用[J].安徽建筑，2017，24（05）：379-380.