西安地铁项目中ASCO双电源自动转换开关的解决方案

西安地铁项目中ASCO双电源自动转换开关的解决方案

一、引言
　　地铁是解决当今世界许多城市交通拥塞问题，以及大量、快速、安全地运送乘客的一种现代化交通工具。地铁不仅扩大城市的交通容量，而且会进一步提升城市的发展建设效率。随着目前城市地铁交通建设的日益增长，地铁交通的建设对于城市发展起到了举足轻重的作用。
　　地铁建设主要是由地铁站、地铁隧道等重要场所联接贯通。地铁车站一般分为地下二层，地下一层称为站厅层，地下二层称为站台层，每层均分为公共区和两端的设备区。公共区是乘客购票、乘车的区域，设备区则是各种专业的设备机房，如自动售检票、通信、信号、泵房、气体灭火、照明配电室、环控机房、环控电控室、牵引/降压变电所、蓄电池室、屏蔽门管理室、车站控制室，以及地铁消防回路等。
二、安全可靠运行
　　为了保证地铁站内重要场所以及重要设备的供电，我们对供电电源的重要性、可靠性具备很高的要求，一般会采用双电源供电方式来保证负载供电的可靠性。
　　这里我们势必会对双电源供电设备的选型和产品质量要求很高，在电气配电的回路里边来讲，双电源转换产品在整个回路中是重中之重。
　　如下图所示，这是一个常规的设计方法，可见在这个配电回路中，双电源转换开关ATS是一个十分关键的元器件，ATS一旦出现偏差设备供电将会失电，对系统的安全、稳定运行带来不利的影响。

三、ATS产品的选择
　　根据目前工程情况，以及市场调研，我们发现目前国内市场存在比较多的自动切换开关，有国外产品如美国ASCO产品、国内也有制造厂采用普通两个塑壳开关加上机械连锁机构和控制装置生产的切换开关等。详细查阅标准，其实标准所说明的自动转换开关有不同场合、不同条件使用要求，按国标GB/T14048.11-2002的要求，双电源自动转换开关的使用要求如下表所示：
　　1）使用类别
　　按国标GB/T14048.11-2002交流自动转换开关使用类别分类如下

　　根据表中典型用途，地铁配电场所内使用的负载类似于混合负载，因此应选用AC-33A或B，对电源型开关来说，应属于频繁操作设备，其使用类别显然应采用AC-33A。
　　针对于地铁站内的用电设备，我们将会使用适用于AC-33A型负载的ATS。
　　2）工程实际过程中，我们为了保证系统供电可靠性，将采用末端切换的供电模式，即把ATS装于负载前端，装于现场的负载配电箱内。
　　接线示意图如下图所示：

　　在上图中我们就很可靠的保证了每个重要负载是双路供电。这样，我们在今后的运行检修以及对设备的维护方面都带来极大的方便，一个负载假如发生断电或者故障将不会影响系统的运行。
　　3）根据上图中，我们会发现采用PC级的ATS要好于CB级的ATS。CB级的ATS加装了电流脱扣器，这样在大电流的情况下CB级的ATS要发生跳脱，负载会有失电，同时在现场的保护整定时也要和上一级的断路器进行配合，给我们实际运行操作带来了麻烦。采用PC级的ATS这样很好的解决了回路中保护和转换分开，即断路器做为保护性元器件来实现其保护功能，ATS开关做为供配电元器件来实现其可靠的供电功能，这样的产品配合真正的为负载安全稳定运行提供了保障。
　　3）根据实际工程情况，生产PC级别的ATS以美国ASCO的ATS开关为例，我们做以简要阐述：
　　美国ASCO ATS的特点主要有以下几个要点：
　　1. 双电源自动转换开关控制器具备同期相位捕捉功能。从正常侧电源切换至备用侧电源，以及从备用侧电源切换至正常侧电源都具备同期相位捕捉功能，控制器同时主动侦测两路电源的电压、相位、频率。保证设备在两路电源波形几乎一致的情况下，瞬间切换完成。给设备的安全运行带来极大的好处。
　　2. ASCO ATS断电转换时间是ms级，使用大安培的双电源自动转换开关，断电转换时间，是包括了控制器侦测出电源断电、控制器驱动开关触头、开关触头动作三个时间的合成。
　　3. ATS开关具备极大的Icw额定短时耐受电流水平。远远大于断路器的额定短时耐受电流水平。这样可以保证在大电流流过断路器和自动转换开关时，自动转换开关不会先于断路器跳脱，保证了负载供电的可靠性、连续性。
　　4. ATS开关具备N线重叠转换功能，即在开关N线加装一个转换触头，N线采用先接后断的功能。这样的设计理念很好的保证了在发生切换的时候造成的电源三相不平衡，以及在两路电源切换完毕后，两路电源完全分开的原则。
　　5. ATS开关在开关本体内部采用线圈电磁驱动，机械闭锁。很可靠的避免了两路电源并列的问题。正是因为电磁驱动，保证了开关的转换时间为ms级。
　　6. ATS开关在开关本体触头部分采用银钨合金，很好的满足了导电和耐高温的要求，与此同时还具备专门的灭弧栅，保证了动触头和静触头分离的时候把开关拉弧在开关内部完成。
　　7. ATS开关具备自投不自复和自投自复的功能，完全满足国标GB14048.11-2002中2.2.1 操作程序的要求。
　　以下是国标GB14048.11-2002中2.2.1 操作程序的一个摘抄

　　8.ATS开关可以实现就地和远控功能，也可以实现和厂用电监控系统的组网要求。具备实现这个低压元器件的监控、监视，统一管理的功能。
四：总则
　　ASCO ATS目前生产的产品在业界内属于高端的产品，并且在地铁、航空、电信、电力等行业都有很好的业绩。可见是一个比较值得信赖的产品。针对于本工程实际情况，采用ASCO ATS是一个不错的产品选择，ASCO公司生产的ATS具备以上诸多优点，并且也完全符合工程设计以及实际运行要求。对于我们在产品投运后操作维护、运行检修、系统安全稳定等方面都带来了很大的好处。