1、引言
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)供電可靠性要求也越來(lái)越高。很多場(chǎng)合用兩路電源來(lái)保證供電可靠性，電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對(duì)保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平的不斷提高有著越來(lái)越重要的意義。電力系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，將會(huì)給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)不可估量的損失。尤其在用電供需矛盾突出的情況下，突發(fā)停電事故較多，許多企事業(yè)單位為維持正常供電，不得不在停電時(shí)采用備用電源（例如備用電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組、蓄電池組逆變（eps）等）來(lái)供電。雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（簡(jiǎn)稱atse）就是為了滿足這一種要求而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，由一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器和其他必需的電器（轉(zhuǎn)換控制器）組成，用于監(jiān)測(cè)電源電路、并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的開(kāi)關(guān)電器。作為重要負(fù)荷的末端互投裝置，atse在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，正確合理的選擇atse可確保重要負(fù)荷的可靠供電，atse在重要負(fù)荷的供電系統(tǒng)中是不可缺少和重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它有自投自復(fù)和自投不自復(fù)兩種切換功能，實(shí)現(xiàn)常用電源（n）與備用電源（r）之間的切換，因一路電源出現(xiàn)斷電或異常（欠壓、過(guò)壓、失壓）而進(jìn)行電源之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以保證供電的連續(xù)性、可靠性、安全性。本文以煉鐵廠5號(hào)高爐低壓配電系統(tǒng)中的cdq3系列雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為例，介紹雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的發(fā)展過(guò)程、使用以及故障排除。
2、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)atse的發(fā)展過(guò)程
atse目前在我國(guó)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，即兩接觸器型、兩斷路器型、勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。兩接觸器型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第一代，是我國(guó)最早生產(chǎn)的雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它是由兩臺(tái)接觸器搭接而成的簡(jiǎn)易電源，這種裝置因機(jī)械聯(lián)鎖不可靠、耗電大等缺點(diǎn)，因而在工程中越來(lái)越少采用。兩斷路器式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第二代，也就是我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和iec標(biāo)準(zhǔn)中所提到的cb級(jí)atse，它是由兩斷路器改造而成，另配機(jī)械聯(lián)鎖裝置，可具有短路或過(guò)電流保護(hù)功能，但是機(jī)械聯(lián)鎖不可靠。勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第三代，它是由勵(lì)磁式接觸器外加控制器構(gòu)成的一個(gè)整體裝置，機(jī)械聯(lián)鎖可靠，轉(zhuǎn)換由電磁線圈產(chǎn)生吸引力來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，速度快。電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第四代，是pc級(jí)atse，其主體為負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)，為機(jī)電一體式開(kāi)關(guān)電器，轉(zhuǎn)換由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)換平穩(wěn)且速度快，并且具有過(guò)0位功能。
3、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理
cdq3系列雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是由開(kāi)關(guān)本體和控制器兩大部分組成，采用兩臺(tái)三級(jí)或四級(jí)塑殼斷路器及內(nèi)附部件作為主開(kāi)關(guān)，控制器是以高性能16位mcu為核心，電磁兼容性設(shè)計(jì)，抗干擾性能強(qiáng)，可以穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)期工作。配以led顯示和按鍵操作，形成良好的人機(jī)對(duì)話界面，操作提示性強(qiáng)，是一種理想的機(jī)電一體化雙電源切換系統(tǒng)。廣泛用于各種不允許長(zhǎng)時(shí)間停電的重要場(chǎng)所。cdq3雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)擁有三種操作方式：即控制器的自動(dòng)分合閘、由控制器操作的手動(dòng)分合閘、脫離控制器的手動(dòng)分合閘。切換開(kāi)關(guān)的主電路接線如下圖1，原理動(dòng)作框圖如下圖2。
進(jìn)入工作狀態(tài)后，控制器將自動(dòng)對(duì)兩路電源各相電壓連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，并計(jì)算出各相的電壓有效值，根據(jù)整定的數(shù)據(jù)，微處理器做出各種判斷處理，處理結(jié)果通過(guò)延時(shí)（可調(diào)）驅(qū)動(dòng)電路向操作機(jī)構(gòu)發(fā)出分閘或合閘指令，通過(guò)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的常，備用及雙份轉(zhuǎn)換，且故障的狀況可由led數(shù)碼管和指示燈反映出來(lái)。
4、功能：
4.1自動(dòng)
當(dāng)設(shè)定為自動(dòng)功能時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的切換由控制器根據(jù)故障狀況自動(dòng)控制。
自投自復(fù)：即（f0模式，運(yùn)用于電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)。正常狀態(tài)時(shí)，由常用電源供電，當(dāng)常用電源出現(xiàn)故障或異常(任何一相發(fā)生欠壓，過(guò)壓，失壓或缺相)時(shí)，經(jīng)過(guò)延時(shí)（已設(shè)定，并可調(diào)）自動(dòng)轉(zhuǎn)換至備用電源供電；當(dāng)常用電源恢復(fù)正常后，再經(jīng)設(shè)定延時(shí)時(shí)間自動(dòng)返回到常用電源供電；當(dāng)備用電源出現(xiàn)工作或異常（任一相電壓發(fā)生過(guò)壓，欠壓，失壓或缺相），并出現(xiàn)備用電源異常報(bào)警提示時(shí)，不能產(chǎn)生切換。
自投不自復(fù)：即（f1）模式，當(dāng)備用電源正常，而常用電源出現(xiàn)故障或異常時(shí)（過(guò)壓。欠壓，失壓或缺相），自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將自動(dòng)切換至備用電源供電；但當(dāng)常用電源恢復(fù)正常后，自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)將仍停留在備用電源供電位置而不轉(zhuǎn)回，只有當(dāng)備用電源出現(xiàn)故障后（欠壓，過(guò)壓，失壓或缺相）才能轉(zhuǎn)到常用電源位置供電。
電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)：即（f2）模式，當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用于電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)時(shí)，控制器對(duì)電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)兩路電源進(jìn)行切換，在電網(wǎng)電源出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)（以一組常開(kāi)，常閉觸點(diǎn)輸出），用來(lái)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓達(dá)到額定要求時(shí)，控制器將進(jìn)行轉(zhuǎn)換，至于系統(tǒng)容量，由用戶自行配置，當(dāng)發(fā)電機(jī)容量有限時(shí)，可先除去部分負(fù)載，以免拖動(dòng)不起；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將自動(dòng)轉(zhuǎn)換至電網(wǎng)電源供電。
雙分狀態(tài)：當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)（過(guò)載，短路），cb型主開(kāi)關(guān)的塑殼斷路器有可能出現(xiàn)脫扣，這時(shí)為避免切換至另一路電源，控制器將自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至雙分位置，等候故障處理；故障處理完畢后，再根據(jù)情況，進(jìn)行再扣合閘。
4.2手動(dòng)
當(dāng)在手動(dòng)模式下時(shí)，用戶可根據(jù)需要操縱控制器面板上的按鍵來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的切換，有三種位置可選擇：常用電源位置，備用電源位置，雙分位置。
5、在高爐低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)用
在高爐爐頂設(shè)備、熱風(fēng)設(shè)備、布袋設(shè)備、除塵設(shè)備都應(yīng)用了雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，額定工作電流分別有600a、200a、125a、100a，接線圖如下，
6、故障分析與排除
在調(diào)試或使用過(guò)程中可能遇到的常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)下表：
故障現(xiàn)象
原因分析
排除方法
控制器面板無(wú)顯示
主回路為控制器提供的電源不正常
檢查從主回路到控制器的線路是否連接正常，有無(wú)松動(dòng)，螺釘是否擰緊
能聽(tīng)到控制器內(nèi)部繼電器動(dòng)作的聲音，但自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)拒動(dòng)
控制器與開(kāi)關(guān)本體的連接存在故障
檢查控制器到開(kāi)關(guān)本體的插頭有無(wú)松動(dòng)，緊固螺釘是否上牢
通電后雖然各相電壓均正常，但面板顯示為異常
動(dòng)力線與斷路器電源的連接存在故障
檢查動(dòng)力線與斷路器電源是否接好，是否有失壓現(xiàn)象
7、注意事項(xiàng)：
*常用電源和備用電源相序必須一致，常n、備n和相線不能接錯(cuò)否則控制器有可能損壞。
*負(fù)載不正常，過(guò)載或短路而造成斷路器脫扣時(shí)，請(qǐng)查實(shí)原因，排除故障后方可重新操作運(yùn)行。
*當(dāng)處于自動(dòng)工作方式時(shí)，請(qǐng)不要人工手動(dòng)操作手柄。手柄僅做斷電調(diào)試，勿用手柄帶負(fù)荷操作。
*開(kāi)關(guān)本體安裝必須要有良好的接地
8、結(jié)束語(yǔ)
電力配電系統(tǒng)安全、可靠、連續(xù)供電對(duì)高爐設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。具有備用電源的場(chǎng)合如何合理選用各種電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器尤為人們關(guān)注。雖然按負(fù)荷類別不同，可選用不同控制轉(zhuǎn)換方式及結(jié)構(gòu)方式的atse來(lái)滿足應(yīng)用要求，但是對(duì)于低壓總電源側(cè)的atse應(yīng)該首選帶選擇性保護(hù)的雙投cb級(jí)atse，使供電電路既能在故障時(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)換電源，又能在發(fā)生短路故障時(shí)得到及時(shí)切斷故障電路。真正達(dá)到安全、可靠、連續(xù)供電的要求。文中不妥之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)、指正。