丁曉輝, 顧怡文, 周振忠

[常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠), 江蘇 常熟 215500]

CAP2系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器

丁曉輝, 顧怡文, 周振忠

[常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠), 江蘇 常熟 215500]

介紹了CAP2系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)。實(shí)踐證明,CAP2系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器短時(shí)耐受電流能力高,無需特定的SCPD保護(hù),不影響電路等級內(nèi)的選擇性,可保證供電可靠性和連續(xù)性。指出CAP2系列具有良好的市場應(yīng)用前景。

低壓配電系統(tǒng); 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器; 操作性能; PC級

0 引 言

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(Automation Transfer Switching Equipment,ATSE)主要用在緊急供電系統(tǒng),是將負(fù)載電路從一個(gè)電源自動換接至另一個(gè)(備用)電源的開關(guān)電器,以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運(yùn)行。因此,ATSE常常應(yīng)用在重要用電場所,其產(chǎn)品可靠性尤為重要。本文介紹了CAP2系列ATSE的主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)。

1 主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)

CAP2系列ATSE是常熟開關(guān)制造有限公司在對ATSE技術(shù)和低壓配電系統(tǒng)供電可靠性進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)的新一代高性能PC級ATSE。該系列ATSE具備高的短時(shí)耐受電流能力以及短路接通能力,同時(shí)具有高性能、多功能、智能化、小型化以及操作維護(hù)簡單等特點(diǎn)。ATSE產(chǎn)品外形如圖1所示[1]。

1.1 主要技術(shù)指標(biāo)

CAP2系列產(chǎn)品符合GB 14048.11—2008《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分：多功能電器轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》標(biāo)準(zhǔn)要求[2],主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示,其中額定工作電壓為400 V,頻率為50 Hz。

圖1 ASTE產(chǎn)品外形

CAP2系列ATSE是依托現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和常熟開關(guān)多年產(chǎn)品開發(fā)成功的經(jīng)驗(yàn),并在分析比較國內(nèi)外著名廠家同類型產(chǎn)品特色的基礎(chǔ)上,結(jié)合市場實(shí)際需求開發(fā)的新一代ATSE。

表1 CAP2系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器主要技術(shù)指標(biāo)

CAP2-630及以下規(guī)格均采用雙列平行旋轉(zhuǎn)插入式觸頭結(jié)構(gòu),短時(shí)耐受電流能力高;錯(cuò)位的彈簧機(jī)構(gòu)既能實(shí)現(xiàn)高效傳動,又能實(shí)現(xiàn)其自身聯(lián)鎖。CAP2-1600繼承了CW系列萬能式斷路器的觸頭滅弧系統(tǒng),并自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)彈簧操作機(jī)構(gòu),外觀小巧,性能卓越。

CAP2自動控制的操作是一個(gè)連續(xù)的過程,即從一路電源斷開到另一路電源合閘的轉(zhuǎn)換過程是連續(xù)的、不間斷的。

1.2.1 短路性能指標(biāo)高

高短時(shí)耐受電流能力及高短路接通能力是PC級ATSE的關(guān)鍵參數(shù),主要是為了能承受上級斷路器分?jǐn)嗲暗亩搪冯娏?保證其自身在接通或承載短路電流時(shí)的可靠性,滿足在大容量電源側(cè)應(yīng)用的要求,也使其不需要特定SCPD(如熔斷器)的保護(hù),由常規(guī)斷路器進(jìn)行保護(hù),不影響電路內(nèi)的選擇性,有利于配電系統(tǒng)選擇性的實(shí)現(xiàn)。

在大容量電路中的斷路器往往是萬能式斷路器,并一般處于配電級或進(jìn)線級,具備選擇性保護(hù)的短路短延時(shí)能力。為了滿足選擇性要求,短路短延時(shí)整定時(shí)間的整定范圍一般為0.1～0.4 s,整定電流的整定范圍一般為8～15倍的額定電流,而Ir3整定電流可能很大。因此,回路中的ATSE必須滿足這種為了選擇性要求而出現(xiàn)的持續(xù)很大的短路電流。大容量ATSE的短耐能力指標(biāo)不僅要求高,而且必須要時(shí)間長,才能滿足上述選擇性要求。目前,絕大多數(shù)1 600 A及以上的ATSE的短時(shí)耐受電流指標(biāo)中的時(shí)間是60 ms,這就使設(shè)計(jì)人員不清楚該產(chǎn)品在短路短延時(shí)狀態(tài)下的短時(shí)耐受電流能力。CAP2-1600的短時(shí)耐受電流為42 kA/0.5 s,與CW2-1 600相同,完全能保證CW2-1600任何整定下ATSE產(chǎn)品的安全性,使設(shè)計(jì)人員在配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)清楚該產(chǎn)品在短路短延時(shí)狀態(tài)下的短時(shí)耐受電流能力,有利于保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。

相互間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，Coreldraw可以打開版本CS5及其以下任何版本的文件，文字不會變成亂碼，圖層不保留，所有要素合并到一個(gè)圖層內(nèi)，可以另存為AI文件；Illustrator 能打開Coreldraw版本10及其以下的CDR文件，圖層完全保留，但文字極易出現(xiàn)亂碼，無法存儲為CDR文件。其他項(xiàng)對比見表4。

1.2.2 操作性能可靠

CAP2系列ATSE均為齒輪傳動機(jī)構(gòu),特別是CAP2-1600是一種全新的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)齒輪驅(qū)動的越限制動彈簧操作機(jī)構(gòu)(越限是指彈簧過死點(diǎn)驅(qū)動和觸頭限定機(jī)構(gòu))。該機(jī)構(gòu)具有零件少、體積小、運(yùn)動簡單、動作可靠、自身連鎖、動觸頭瞬合瞬分、合閘機(jī)械自保持、轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn),保證了高短耐、高短路接通能力,同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)自身的機(jī)械聯(lián)鎖。

CAP2-1600觸頭結(jié)構(gòu)引入萬能式斷路器的觸頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理,主觸頭采用分片式設(shè)計(jì),保證最佳接觸面積避免過熱,并具有自我清潔功能,帶載轉(zhuǎn)換及耐受故障電流能力高,方便保護(hù)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。

CAP2系列ATSE具有手動、電氣兩種操作模式。多功能旋鈕實(shí)現(xiàn)手動和電氣操作的轉(zhuǎn)換,電氣操作模式下閉鎖手動操作,防止誤操作。手動操作模式下,通過與旋鈕聯(lián)動的觸頭切斷電動機(jī)電源,并且通過離合器使電動機(jī)與操作機(jī)構(gòu)脫離,實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械雙重聯(lián)鎖,保證操作安全。在該模式下可通過操作手柄將開關(guān)操作至常用電源位置、斷開位置和備用電源位置,滿足緊急情況下的操作要求。電氣操作模式下,操作由控制器進(jìn)行控制,人機(jī)交互由顯示控制器完成。顯示控制器顯示開關(guān)狀態(tài)、電壓測量值、設(shè)置信息以及故障信息,也可以對工作模式、延時(shí)參數(shù)、欠過壓參數(shù)以及通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其采用大屏幕液晶顯示、輕觸開關(guān)操作、中文菜單提示的引導(dǎo)式操作方式,使設(shè)置和查詢直觀簡單。

1.2.3 接通分?jǐn)嗄芰煽?/p>

CAP2系列ATSE均滿足AC-33B使用類別,可輕松實(shí)現(xiàn)10Ie電流的接通，分?jǐn)唷？蓱?yīng)用于GB/T 14048.11中所有交流典型用途的負(fù)載,應(yīng)用范圍極廣。

特別是CAP2-1600將所有觸頭、滅弧系統(tǒng)置于整體的DMC基座中,并由基座構(gòu)建進(jìn)、出線各極完全獨(dú)立的空間。該空間除滅弧系統(tǒng)方向外其余均被密封,并且完美地繼承了萬能式斷路器熄滅幾十千安培電流能力的滅弧技術(shù)與結(jié)構(gòu),使熄弧時(shí)間和燃弧能量遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品。不僅確保了使用類別AC-33B的10倍電流的優(yōu)良分?jǐn)嗄芰?而且兩路電源間實(shí)現(xiàn)了可靠隔離,并使機(jī)構(gòu)、操作界面完全實(shí)現(xiàn)電隔離,提高了產(chǎn)品的安全性;同時(shí),AC-33B和AC-33iA的使用類別使CAP2-1600幾乎能用于所有配電場合和負(fù)載。

1.2.4 功能豐富、形式多樣

CAP2系列ATSE的智能控制器分為D型和F型。D型用于電網(wǎng)、電網(wǎng)間自動轉(zhuǎn)換,F型用于電網(wǎng)、發(fā)電間自動轉(zhuǎn)換,并具有發(fā)電機(jī)起停和次要負(fù)荷卸載信號輸出。D型和F型控制器集成自投自復(fù)和自投不自復(fù)(互為備用)功能。

智能控制器具有欠壓、過壓、斷相、欠頻、過頻自動切換功能和電動強(qiáng)制切換功能。自動模式狀態(tài)集成的兩種工作方式,適應(yīng)不同使用場合,并具有消防聯(lián)動功能,滿足緊急情況下斷開負(fù)載側(cè)電源的能力。

1.2.5 智能化、網(wǎng)絡(luò)化

配置通信模塊的CAP2可實(shí)現(xiàn)基于Modbus-RTU協(xié)議的通信,實(shí)現(xiàn)“四遙”功能,也可通過常熟開關(guān)公司的CN1DP適配器、CN1EG以太網(wǎng)適配器應(yīng)用于Profibus、DeviceNet、CAN總線和以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò),方便用戶進(jìn)行多種協(xié)議的應(yīng)用管理。通信數(shù)據(jù)有遠(yuǎn)程控制命令、欠/過電壓整定值、轉(zhuǎn)換延時(shí)整定值、常/備用實(shí)時(shí)電壓、合/分閘狀態(tài)、消防聯(lián)動信號、故障狀態(tài)及故障記錄、工作模式、控制器類型、ATSE型號等。

1.2.6 體積小、安裝簡單

(1) CAP2系列產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì),由電源開關(guān)部件、動力部件、控制器、顯示控制器、通信模塊、輔助觸頭等模塊組成,通過先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,使產(chǎn)品體積遠(yuǎn)小于國內(nèi)外同性能產(chǎn)品。

(2) 安裝方式多樣化。CAP2系列產(chǎn)品具有多種不同的安裝方式,能夠滿足用戶的不同安裝要求。柜內(nèi)掛壁式底板安裝,開關(guān)處于柜內(nèi),如圖2所示;柜內(nèi)掛壁式底板安裝,操作部分全部突出柜門,如圖3所示;柜內(nèi)掛壁式底板安裝,操作顯示部分移出開關(guān)本體并掛于柜門,如圖4所示。

圖2 開關(guān)處于柜內(nèi)

圖3 操作部分突出柜門

圖4 操作顯示部分移出開關(guān)本體并掛于柜內(nèi)

CAP2-1600外形尺寸為340 mm(寬)×416 mm(高)×310 mm(深，包括母線),可以輕松地安裝于600 mm(寬)×600 mm(高)的小室內(nèi),使同一臺配電柜實(shí)現(xiàn)同時(shí)容納兩臺進(jìn)線斷路器和一臺轉(zhuǎn)換開關(guān)的典型配電方案成為可能,可極大地降低占用空間和成本。安裝形式與萬能式斷路器基本一致。CAP2-1600典型配電方案如圖5所示。

圖5 CAP2-1600典型配電方案

2 產(chǎn)品應(yīng)用和前景

ATSE作為低壓配電系統(tǒng)中保證供電連續(xù)性的典型器件,正逐漸被廣泛應(yīng)用。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展和人民生活的提高,對配電系統(tǒng)中供電的連續(xù)性提出了更高的要求。因此,高短耐能力、高操作性能將成為ATSE的必然要求。

3 結(jié) 語

CAP2系列ATSE是專用型PC級ATSE,具有高短耐、多功能、智能化、體積小以及操作維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn),已成功推向市場,不僅滿足了兩路電源間自動轉(zhuǎn)換的要求,也滿足了市場對于ATSE的需求,即體積小、容量大、電性能指標(biāo)高、結(jié)構(gòu)模塊化、操作安全可靠、智能化等。

[1] 常熟開關(guān)制造有限公司.CAP2系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器產(chǎn)品樣本[G].2013.

[2] GB 14048.11—2008 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分：多功能電器 轉(zhuǎn)換開關(guān)電器[S].

[3] 張騁,陳小青.自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器應(yīng)用常見問題探討[J].低壓電器,2010(10)：60-62.

CAP2 Series Automatic Transfer Switching Equipment

DING Xiaohui, GU Yiwen, ZHOU Zhenzhong

(Changshu Switchgear MFG. Co., Ltd., Changshu 215500, China)

This paper introduced the main technical index and performance characteristics of CAP2 series automatic transfer switching equipment(ATSE).The practice proved that CAP2 series ATSE has high short-term resistance current capacity,no need of specific SCPD protection,and does not affect on the selectivity of circuit level.CAP2 series ATSE can guarantee the power supply reliability and continuity.It was pointed out that CAP2 series ATSE has a good market application prospect.

low voltage power distribution system; automatic transfer switching equipment(ATSE); operating performance; PC class

丁曉輝(1978—),男,高級工程師,從事低壓電器方面的研究。

TM 564.8

B

1674-8417(2015)03-0064-04

2014-10-31

顧怡文(1979—),男,高級工程師,從事低壓電器方面的研究。

周振忠(1971—),男,高級工程師,從事低壓電器方面的研究。