ATSE设计使用中的两个误区

ATSE设计使用中的两个误区

摘要:阐述了ATSE在使用中的两个容易让人产生的错误观念的误区，并提出了正确的观点，主要是以下两个问题：ATSE的切换时间并不是越短越好，而是根据上下级ATSE切换时间配合上的需要，来选择ATSE合适的切换时间；用接触器配合新型QTS1双电源切换控制器来实现双电源切换是一种可靠性比较高的ATSE方案。

关键词:ATSE 切换时间 接触器

国家设计规范中明确说明：建筑内的消防用电负荷要由两路电源供电，并在最末一级配电处实现自动切换，所以双电源自动切换开关（ATSE）是目前建筑电气行业中一个很热门的产品，然而在ATSE的设计使用中却有一些容易让人产生的错误观念的误区，如果得不到及时的澄清和纠正，将会影响ASTE产品的正确使用。
误区之一：ATSE的切换时间越短越好
ATSE的切换时间并非都是越短越好，在一个配电系统中，一个ATSE开关的切换时间，是根据上下级ATSE开关动作的配合需要来确定的，并非是越短越好。如某建筑有两路高压电源供电，系统如图1所示，应急母线的进线端的两台连锁的断路器QF1、QF2组成上级ATSE，在消防负荷配电箱内KM1、KM2组成的ATSE为下级ATSE，当两路电源正常时，QF1闭合，QF2分断，应急母线上的电源接自Ⅱ段母线上，在消防负荷配电箱内KM1闭合KM2分断，消防负荷的常用电源接自应急母线，假设上级ATSE（QF1、QF2）切换的时间为t1，下级ATSE（ KM1、KM2）切换的时间为t2，如果t2< t1，也就是说消防负荷配电箱内的下级ATSE的切换时间短于上级ATSE的切换时间，当电源2失电时，Ⅱ段母线上失电，应急母线同时失电，由于t2< t1，所以大量消防负荷配电箱的ATSE会先于上级ATSE动作，会把消防负荷切换到Ⅰ段母线上，随后上级ATSE也切换完成，上级ATSE把应急母线的进线电源也切换到了Ⅰ段母线上，应急母线上的电压又恢复正常，下级ATSE检测到常用电源恢复正常后又要动作一次，把消防负荷切换回应急母线上，这样在短时间内就会两次切换动作，会对消防负荷的正常供电和电网造成两次冲击，对平稳供电产生不利的影响。
如果t2> t1，也就是说消防负荷配电箱内的下级ATSE的切换时间长于上级ATSE的切换时间，当电源2失电时，上级ATSE会先动作，把应急母线的进线电源切换到Ⅰ段母线上，应急母线上的电压在短暂失电后迅速恢复了正常，而此时下级ATSE还未来的及动作，电压就恢复正常了，避免了两次切换的动作，避免大量消防负荷配电箱内ATSE的两次频繁动作对消防用电负荷和对电网造成的巨大冲击，
在目前常见的建筑配电系统中，这种上下两级ATSE开关的两路供电系统较为常见，在这种系统中，应急母线与两路电源母线之间自动投切的带机械和电气连锁的断路器开关为上级ATSE，各消防负荷配电箱内的ATSE为下级ATSE，而多于两级的三级ATSE系统的形式则很少见到。在设计中正确确定ATSE的动作时间的原则是：根据上下级ATSE开关动作的配合需要来确定，下级ATSE开关切换时间应比上级的ATSE开关切换时间长0.5秒以上。所以，片面追求ATSE的切换速度快是没有意义的，在一座建筑内占绝大多数的下级ATSE如果切换速度过快，不但不能保证可靠的平稳供电，有时还会产生供电事故。
误区之二：接触器做双电源切换是不可靠的
用接触器做双电源切换很早就有了，在目前市场上常见的几种成套的ATSE产品推出之前，就一直是用接触器和中间继电器搭接一个控制线路来实现双电源自动切换的，1999年还推出了一本标准图集99D373，图集中列举了多种用中间继电器（时间继电器）来检测电源电压来实现双电源自动切换的方法，这种双电源自动切换方案在多年的使用中表现出以下的缺点：由于中间继电器只能接在常用电源三相中的两相上，如果恰好是未接中间继电器的相线出现断线后引起电源缺相的故障，由于中间继电器所在相的电压是正常的，所以中间继电器不会动作，也就不会切换；这种检测方式只能检测到电源电压过低的电源故障，对于电源电压过高的情况不能检测到，所以这种方式不能实现在常用电源出现所有故障情况时都能切换到备用电源上，这种方案还有一个很大的缺陷，就是接触器线圈容易烧毁，由于处于接通状态的接触器处于长期带电工作的状态，线圈发热量比较大，如果电源电压再偏高的话，接触器的线圈就容易烧坏，由于以上的缺点，这种方式已经趋于淘汰，用的比较少了。但这种方式也不是一点优点都没有，由于接触器是一种成熟可靠的电气元件，接触器的机械结构简单，动作简单可靠，不容易出现机械故障，而且接触器的电气寿命长达50万次～100万次，同时接触器的价格比较低，所以这种方式具有切换动作简单可靠、寿命长、价格低的优点。
标准图集99D373是1999年出版的，因为当时还未出现成套的ATSE产品，作为一种简易的双电源切换的方法，在没有更好产品可用的情况下采用这种简易的双电源切换的方法也是可以的，但是在2002年10月推出了ATSE的国家标准GB14048.11，在该标准中，明确ATSE必须在常用电源的任意一相电压异常时切换到备用电源上去，所以用99D373搭接的双电源切换方案，是不能满足双电源切换的国家标准的要求的，这种用接触器和中间继电器搭接一个控制线路来实现双电源切换的方法已经不能再在工程中使用了。
虽然这种双电源切换的方法不能再用了，但并不是说明接触器不能做ATSE，在双电源切换电器的国家标准GB/T14048.11中第21页A3条明确说明：接触器和断路器都能做为ATSE的主触点开关电器，既然断路器目前大量的作为ATSE的主触点开关电器，所以接触器也是可以作为ATSE的主触点开关电器。
深圳市强电通科技有限公司最近推出了一种采用单片机控制技术，专门针对接触器的工作特性开发的一种QTS1系列的双电源切换控制器，由一台QTS1系列控制器加两个接触器，可以组成一台高性能的双电源自动切换开关，可以可靠的实现双路电源的自动切换，控制器可以对常用电源、备用电源的共六路电压信号实现实时检测和灯光显示，三相电源中任何一相的欠压、过压、缺相均能检测到，并执行相应的操作；同时，控制器内采用了一种专利技术的接触器节能驱动电路来驱动接触器，接触器线圈吸合后的功耗很低，长期带电工作无明显温升，在电源电压长期偏高的情况下也不会发热烧毁，这种新型ATSE产品很好的克服了早期用接触器和中间继电器做双电源切换的缺点，但同时又保留了接触器做双电源切换的机械结构简单动作可靠、寿命长、价格低的优点，填补了目前ATSE产品的一个空白点，是对目前双电源切换产品的一个很好的补充和完善，具有广阔的应用前景。