浅谈ATSE的选择应用.doc

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1、浅谈TSE的选择应用双电源转换开关电器（TSE）的相关国际标准IEC60947-6-1和国家标准GB/T14048.11已经相继颁布和执行。目前从设计到施工单位的有关人员都知道了要以转换开关标准来要求和约束TSE的选择和使用。但考虑到很多实际工程和负载的特殊性，仅满足国家标准的TSE并不一定都能满足施工要求，本文结合实际工程中的应用加以分析。结合一些实际工程和负载的具体情况，在此通过列举几项实际工程中常遇到的问题，对TSE的选用加以论述。【分断能力—短路耐受容量】在供电系统中，短路电流是不可避免的，所以选择电气开关时，必须考虑短路电流及其影响。

2、众所周知，对于断路器这种有保护功能的开关来说，选择时除了考虑额定电流，还要考虑短路分断容量，也就是说在发生短路故障时，断路器有多大的能力来克服短路电流带来的动能、热能的急剧变化，完成回路的分断。这就是断路器的“额定短路分断容量”，也就是分断能力。对于PC级的ATS、负荷开关、隔离开关、交流接触器等不具备保护功能的开关来说，发生短路故障时，这些开关只能承受着，直到起保护作用的断路器、熔断器动作切除短路电流。所以这些自身没有保护功能的开关在选择时，不但要考虑其额定电流值，还应该考虑分断能力。从定义和相关国家标准来说，短路耐受容量是包含了“耐受时间”

3、和“耐受电流”这两个概念，也就是在多长的时间范围内可以承受多大的短路电流。我们知道导体通过电流时是要发热的，不考虑电流变化带来的电磁影响（动稳定性），一般将开关烧坏的主要是热能。我们知道，导体通电发热量与流过导体的电流平方和时间成正比，对导体作用的电流越大，时间越长，产生的热能就越多。如果我们要提高开关耐受短路电流I值，我们只能提高开关的熔点，或者缩短作用时间t。从理论上讲，提高开关的熔点也就是选择高熔点的金属（例如金、钨、硅合金等）做触头，增大开关和触头尺寸（便于降低电阻和散热），但这会增加开关的成本和增大开关的尺寸，而且高熔点合金技术为国外

4、各公司所保密，所以实现起来并不容易。缩短短路电流作用时间t，可以从选择快速分断的断路器或快速熔断器等方面考虑。世界上很多专业制造双电源转换开关的厂家，例如美国ASCO公司、日本共立继器，虽然将其转换开关的短路耐受容量做到非常高了（高出国际标准），但有些场合还是不能满足要求。图Ⅰ图Ⅰ就是一个实例，因为2000KVA变压器短路电流较大，所以其下级断路器限定为75KA的短路分断和50KA的短路耐受。最右侧回路是为配电室用照明回路，该支路虽然用电容量只有100A，因为是从低压母线直接取出，所以该级别的转换开关容量为100A,但短路耐受容量为50KA。国

5、家标准中要求100A转换开关的短路耐受容量为5KA，目前世界上顶级产品100AATSE的短路容量为20-25KA（前级保护为断路器情况下）。为满足50KA短路耐受容量的实际要求，我们可以在ATSE前端加装快速熔断器。由于熔断器比断路器有更短的动作响应时间，所以ATSE可以承受更高的短路电流。从厂方给的数据中可以看出，100AATSE与熔断器配合时，短路耐受电流可以提升到100KA以上。从而解决了小额定、耐高受分断能力的问题。【感性负载的影响】我们都知道电动机负载是一种典型的感性负载，下面就以电动机为例加以说明。实际工程中常见到这样一种情况，切断

6、大型电动机的供电，然后在很短的时间内恢复供电，而电动机不是很快损坏就是电动机保护断路器跳闸，甚至有可能两种情况同时发生。同时电动机也是一种主动性负载，它可以通过磁场存储能量。对于一个运转的电动机突然失去供电，电动机的转子会在惯性作用下继续旋转，依然在切割磁力线，可以视为一个发电机，产生了电压—自激励电压。随着转子旋转的逐渐减慢，这一自激电压将随时间呈指数下降。我们把自激励电压下降到初始值（380v）的37%时所用的时间成为时间常数。大型电动机的时间常数一般是4-5s，5倍时间常数（25s）过后，这一自激电压才会降为0V。正如电源转换时一样，电动

7、机实际上是断电以后再迅速通电，因为大多数ATSE的机械转换时间为0.1-3s之间，也就是说电动机还保存着相当大的激励电压。我们知道电压是一个矢量，含有一定的方向性。最不利的情况就是自激励电压与再次加电的馈电电压方向相反，也就是相位角差180°，那么此时电动机上所承受的电压就是1.37-2倍的额定电压了。由于电动机电阻是不会改变的，当电压上升为2倍的额定电压时，电流也会上升为2倍的额定电流。因为电源的转换，电动机要重新起动，而起动电流为工作电流的6-8倍，所以ATSE触头转换接触的一瞬间，加在电动机的电流为额定电流的12-16倍，而大多数情况下，

8、电动机的保护断路器可以承受10-12倍的起动电流，无法承受因电动机电源转换而带来的高于12倍额定电流的冲击，所以断路器通常跳脱了。根据公式：F=k·I