自动转换开关在不间断电源中的应用

严江海

摘 要：文章主要围绕自动转换开关在不间断电源中的应用展开研究，通过研究分析，以期为后续相关研究人员提供必要的参考作用。

关键词：自动转换开关;不间断电源;应用

前言

当前，油气管道长距离输送过程一般采用的是集散控制系统（DCS）。想要进行计算机、通信工程的显示和控制功能，就需要依靠稳定的控制系统，以及稳定的不间断电源（UPS）。随着电力行业的不断发展。在电力设备的不断更新下，不间断电源（UPS）逐渐发展为大容量的并机双电源。为了减少电力停电情况，缩短停电时间，就要提高供电的自动化，使不间断电源顺利进行双回路供电，需要采用自动开关转换的（ATSE）供电形式。

1应用实例和工作原理

某中心控制室UPS电源接线，见图1。

供电电源实际中是三相四线制电源，并且是双回路电源，双回路电源主要包括常用电源和备用电源，中心控制室电气控制主要是由自动转换开关器（ATSE）控制电气设备。电源使用的断路器主要是采用有转换功能以及具有强大短路保护功能的装置，由中心控制室给出转换信号，构成CB型自动转换开关电器（ATSE），进而能够为侧母线馈电。为防止当雷电出现以及出现过量电压，侧母线线路中安装了SPD浪涌保护器。不间断电源（UPS）柜机实施的接线方式为双线电源接线，不间断电源（UPS）进行工作，主路、旁路闭合输入断路器，同时闭合输出断路器[1]。正常模式下，主路电源是由REC整流器整流，提供给电池组浮充电源，经INV逆变器逆变后，再由STS转换开关连接后再进行输出。当不间断电源（UPS）超载或逆变器出现故障，转为旁路模式时，负载由旁路电源替换静态转换开关。检修过程，维修状态闭合旁路断路器，并且断开主路、旁路断路器端口，进而将旁路电源输出。不间断电源的主机，一号机、二号机均采取分负载模式拓展并机断路器，从而使得输出电源容量出现大的提升[2]。

2组件安装及功能

在上述不间断电源（UPS）中，自动转换开关电器（ATSE）利用的是施耐德的C1系列电器，电器常用电源和备用电源切换主要利用的是控制室的电气控制，另外，当电气本身出现故障，或手动操作错误时，机械连锁控制系统能够为其提供保护作用，从而实现电能管理，进而使电能管理更优化。自动转换开关电器（ATSE）的组件见图2。

（1）带电动装置和辅助开关的断路器QFn，通常情况下接入常用电源。

（2）带电动机构和辅助开关的断路器QFr，通常情况下接入备用电源。

（3）为了防止断路器同时闭合的情况出现，通常情况下安装机械连锁用底板。

（4）常用电源的断路器、接备用电源的断路器的辅助开关的信号，利用电气连锁单元IVE，将信号传输到控制器BA，并将控制器传输的各种信号，合闸、分闸及复位信号输送至连接常用电源和备用电源的断路器。

（5）装有接常用电源的断路器、接备用电源的断路器辅助控制板ACP，为其提供保护作用，从而利用控制板实施断路器电路的自动控制，并对控制器的两台接触器进行实时控制。

（6）控制器BA和UA。用户可在不同的功能需求下，选择适合的BA或UA。控制器BA是切换功能的初级阶段，依据常用电源电压容易出现比如缺相或欠压的情况，来判断常用电源中是否需要另一台电源替换原来的电源。UA一方面管理切换功能，另一方面还管理备用电源发电机。利用信号灯显示接常用电源的断路器、接备用电源的断路器情况;除了自动操作模式，还有常用电源的操作模式、备用电源的操作模式和停止操作模式。t1是在检测到接常用电源的断路器出现故障，并且同时将信息发送到常用电源断路器分闸命令，在这中间的延迟时间即是t1。

3案例分析

在上述自动转换开关电器（ATSE）应用中，接常用电源的断路器QFn、接备用电源的断路器QFr，均采用自动控制形式;控制器BA使用的是自动操作形式;t1设置为0.1s，t2设置为0.1s。当稳定运行时，接常用电源的断路器QFn闭合，供电采用常用电源供电。当有意外发生后，QFn、QFr分断，控制器的信号表示QFn出现故障引起跳闸，在这种情况下，不间断电源（UPS）将模式转化为电池模式，输出正常电源。经检测，常用电源电压Un、备用电源电压Ur，在这种情况下均正常。将不间断电源（UPS）的1号机、2号机的输入断路器全面断开，简单对电源侧母线进行检测，当排除短路故障意外情况后，操作控制器BA，尝试供电给侧母线，这种情况下，接常用电源的断路器QFn、接备用电源的断路器QFr，均无动作。因为对QFn没有进行手动复位，因而有可能是BA存在一定的故障。将QFn操动机构改手动后，然后尝试进行手动合闸，发现QFn为脱扣分闸状态，没有采取保护，因而无法使用手动合闸进行操作。另外，QFn手动复位没有进行前，控制器检测到QFn回路故障后，对切换合闸指令将不再发送，由此认为有短路故障情況发生的位置是电源侧母线，再次对电源侧母线进行全面检查，发现存在一相对地短路现象。后查明发现是SPD浪涌保护器出现对地击穿问题，从而对其进行更换，然后QFn进行手动复位操作，使得整体电路送电正常。

结束语

由此可知，当三相电电源断路器出现脱扣问题，检修人员检修过程中，一般解决思路是其负荷侧相间短路，往往容易忽视相对地短路情况的分析。在其负荷侧母线上存在SPD浪涌保护器时，应对相对地短路引起重视，重点分析。另外，自动转换开关电器（ATSE）是新型的智能化电气设备，它的各个组件部分、类别均有不同[3]，因而在实际操作过程中，操作人员应对其功能及使用方法进行熟知了解，只有这样，才能保证对系统正确的操作和安全维护工作。

参考文献

[1]袁令海，潘代华.双电源自动转换开关在广电大厦配电系统中的应用[J].现代建筑电气，2019，10（12）：44-47.

[2]成军.自动转换开关电器（ATSE）的应用及发展研究[J].江苏科技信息，2017（36）：59-60.

[3]罗永亮，时庆兵.双电源转换开关在数据中心供电系统中的应用[J].安徽建筑，2017，24（05）：379-380.