（云南华凌建筑设计有限公司 昆明 650233）
摘要：介绍了自动转换开关电器ATSE的动作时间参数，在供配电系统中根据转换时间选择和使用自动转换开关电器，上、下级ATSE总动作时间的配合原则，通过实际案例指出在供配电系统设计时，需严谨考虑ATSE自身的动作时间，同时系统中上、下级ATSE总动作时间也应相互配合。
关键词：自动转换开关电器；动作时间参数；选择；应用；上、下级配合
Discuss the action time of the automatic transfer switching equipment ATSE in the low voltage power supply and distribution system
He Zhenhuan
（Yunnan Hualing Architectural Design Co，.Ltd，Kunming，650233）
Abstract：The operation time parameters of the automatic switching switch ATSE are introduced. In the power supply and distribution system，automatic switching switchgear is selected and used according to the conversion time. The coordination principle of the total action time of the upper and lower levels of ATSE. Through a practical case，it is pointed out that when designing the power supply and distribution system，we need to consider the action time of ATSE itself，and at the same time，the total operation time of the upper and lower ATSE should also cooperate with each other.
Keywords：Automatic transfer switching equipment；action time parameters；selection；application；coordination of upper and lower levels
1引言
随着我国现代化建设高速发展和科学技术的的不断进步，民用建筑的高度不断刷新，大型住宅楼群及高层商用楼宇日益增多，其体量越来越大功能也越来越复杂，对于一些较重要的一、二级负荷，其中断供电造成的政治影响、经济损失、人身安全的威胁在不断加重。因此为保证重要负荷供电可靠性和连续性的电源品质，双电源自动转换开关电器ATSE在民用建筑中应用范围越来越广泛。因此合理准确选择应用自动转换开关电器（ATSE）是保证电源可靠性，连续性的关键。
ATSE的总动作时间作为ATSE的一项重要设计参数，是判断整个供配电系统是否科学合理、安全可靠、技术经济的重要指标。在整个供配电系统中选择、应用ATSE不仅需要关注ATSE自身的动作时间，系统中上、下级ATSE总动作时间也应相互配合，以满足《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第7.6.1-2 条的要求：“配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性，各级之间应能协调配合；对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。”
2 与ATSE的动作相关的时间参数
自动转换开关电器（Automatic Transfer Switching Equipment）ATSE是由一个或多个开关设备构成，通过自行动作，用于从一路电源断开负载电路并连接至另外一路电源的转换开关电器。主要作用是用来解决主电源和备用电源的可靠性切换。根据国家标准GB /T 14048. 11-2016 《低压开关设备和控制设备 第6-1部分：多功能电器 转换开关电器》的描述，与ATSE的动作相关的时间参数主要包括：
（1）触头转换时间Contact Transfer Time（CTT）：测定从第一组主触头断开常用电源起至第二组主触头闭合备用电源为止的时间。
（2）转换动作时间Operating Transfer Time（OTT）：测定从主电源被监测到偏差的瞬间起至主触头闭合备用电源为止的时间，不包括特意引人的延时。
（3）总动作时间Total Operating Time（TOT）：转换动作时间与特意引人的延时之和。
（4）返回转换时间Return Transfer Time（RTT）：从常用电源完全恢复正常的瞬间起至一组主触头闭合常用电源的瞬间为止的时间加上特意引人的延时。
（5）断电时间Off-Time（OT）：测定从各相电弧最终熄灭的瞬间起至主触头闭合另一个电源为止的转换过程时间，包括任何特意引人的延时。
（6）特意引入延时时间 Purposely Introduced Delay Time（T）：因判断电源工作状况的需要及主触头从一个位置转换到另一个位置时人为设定的延时时间。特意引入延时时间为一个时间范围，可由制造商规定。ATSE通常有三个特意引入延时时间，即T1、T2和T3：
a、故障确认延时时间Fault Confirming Delay Time（T1）：为避免误动作而特意引入的自带常用电源被监测到出现偏差起到控制器发出动作指令止的一段延时时间，可称为特意引入延时时间T1。
b、暂态停留时间Transient Rest Time（T2）：主触头从一个位置转换到另外一个位置时人为设定的延时时间，可称为特意引入延时时间T2。暂态停留时间指三位置ATSE在“断电位置”的停留时间，二位置式ATSE的T2一般为零。
c、返回延时时间 Return Rest Time（T3）：常用电源恢复后的判断时间，可称为特意引入延时时间T3。
下面根据ATSE的动作时间示意图来对ATSE的动作时间参数做一个分析。
二位式ATSE的动作时间示意图见图1所示，由图1可得二位式ATSE的动作时间参数：触头转换时间：CTT= Tf - Tc，转换动作时间：OTT =Tf - Tb，总动作时间：TOT = OTT +T1，返回转换时间：RTT =Ti—Th+T3，断电时间：OT=Tf - Td +T1其中：T1、T2为特意引入的延时时间。
图1.二位式ATSE的动作时间示意图
三位式ATSE的动作时间示意图见图2所示，三位式ATSE与二位式ATSE的动作时间参数相类似，由图2可得三位式ATSE的动作时间参数：触头转换时间：CTT= Th - Tc，转换动作时间：OTT =Th - Tb，总动作时间：TOT = OTT +T1 +T2，返回转换时间：RTT =Tk—Tj+T3，断电时间：OT=Th - Td +T1其中：T1、T2、T3为特意引入的延时时间。
不论是二位式ATSE还是三位式ATSE，其总动作时间都可以表示为：TOT = OTT +T1 +T2，其中OTT为ATSE产品固有的时间，由厂家提供，是不可调节的；T1为一个时间段，不同的ATSE产品其延时时间范围各不相同，可根据工程的实际需要人为设定；T2可以为一个固定值，也可以是一个时间段，二位式ATSE的T2=0，三位式ATSE的T2根据ATSE产品的不同由厂家提供固定值或一个时间段，根据工程的实际需要人为设定。
选择ATSE时必须严格满足ATSE的总动作时间小于其供电负载允许中断供电的时间。
4 上、下级ATSE总动作时间的配合原则
上、下级ATSE总动作时间配合是指各级ATSE转换控制延时时间没有重叠，保证在上级ATSE转换动作未完成时，下级ATSE转换控制不能进行。上、下级ATSE的总动作时间应有匹配性，相互配合原则如下：
（1）上级ATSE总动作时间短，下级ATSE总动作时间长；
（2）当市电为双路电源、同时工作，变配电低压配电系统为单母线分段运行，并设有联络开关时，ATSE的动作时间应与变配电室母联开关转换的动作时间整定值相匹配：大于母联开关转换动作时间0.5秒以上，变配电室母联开关的动作时间一般为2.5秒。
（3）当连接ATSE电器下端的母线所带负载无特殊要求时，ATSE的动作时间为不大于15S即可。
（4）当连接ATSE电器下端的母线所带负载为应急照明时，根据相关规范，该负载允许中断时间不大于5S，则ATSE的总动作时间为小于5S即可。
（5）如果ATSE的固有转换时间不能满足要求，则要选用延时型ATSE。
（6）上下级ATSE总动作时间匹配后，仍应保证最终切换结束的总动作时间满足负荷允许中断供电的时间要求。
（7）当电源由市电向柴油发电机转换时，本级ATSE 总动作时间应比下级ATSE 总动作时间短1 s 以上，比柴油发电机启动达到供电条件的时间长。
（8）除上述情况外，本级ATSE总动作时间应在上级ATSE的转换动作时间的基础上增加0.2S以上。
（9）ATSE总动作时间应在设计图纸中明确规定。
5 上、下级ATSE总动作时间配合在实际工程中的应用
某公共建筑中配电室共TM1、TM2、TM3 等三段低压母线，分别由两路10 kV 高压电源经10KV/0.4KV变压器降压及柴油发电机组供电，低压配电系统为单母线分段运行，TM2、TM3段母线间设置联络开关，如图3 所示。
图3某公共建筑的供配电系统图
当市电正常电源故障，由柴油发电机起动供电时，需确定ATSE1 转换开关的动作时间。柴油发电机起动至满足供电条件需要15 S，则选择ATSE1 的总动作时间TOT1 = 20 S。故TM1段低压母线可主要为消防设备、电梯等允许中断供电时间在15 s 及以上但不大于30 s 的重要负荷供电。
当连接T2变压器的电源发生故障时，可闭合TM2、TM3段母线间的联络开关，由T1 变压器的电源负担全部负荷，联络开关的动作时间一般为2.5S，则由两路市电同时供电的ATSE3 的总动作时间宜大于等于3S，可为备用照明、疏散照明等允许中断供电时间≤5S的负荷供电。
当引入T1、T2 变压器的电源均正常，而接入ATSE3 的其中任一回线路发生故障时，低压母线上的联络开关不应动作，而ATSE3 应迅速动作，将负载自动切换到正常线路下继续工作，没有必要等联络开关动作后再进行转换动作。该ATSE3 产品的固有动作时间越短越好，转换动作越快越好，可为安防监控系统、火灾自动报警系统等允许中断供电时间不大于1.5 s 的负荷供电。对于计算机网络系统主机、计算机数据中心、通信系统主机等允许中断供电时间为ms 级的重要部门，采用UPS 作为机房不间断电源。采用两路低压电源在计算机机房设置专用UPS，要求其内部的电源应急切换装置动作时间为3～4 ms。
6 结论
ATSE的合理和正确选择是供配电系统中重要负荷安全、稳定、可靠运行的重要保障，在选择ATSE时不应该仅仅局限在关注ATSE自身的动作时间，系统中上、下级ATSE总动作时间也应该综合考量相互配合。
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论文作者:和震环
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/5
标签：时间论文; 动作论文; 转换开关论文; 电源论文; 电器论文; 下级论文; 母线论文; 《电力设备》2018年第2期论文;