本文對配電系統(tǒng)中如何設(shè)置自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器進(jìn)行探討，提出無末端切換要求的一、二級負(fù)荷ATSE主要應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)的主電源切換，對要求雙電源末端互投的負(fù)荷應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定設(shè)置，同時(shí)應(yīng)重視負(fù)荷對切換時(shí)間的要求。建議各類民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范對要求雙電源末端互投的重要負(fù)荷作出統(tǒng)一，明確的規(guī)定。 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器ATSE經(jīng)常應(yīng)用于額定電壓交流不超過1000V的常用電源和備用電源之間的切換，以保證對重要負(fù)載的不間斷供電。由于國家標(biāo)準(zhǔn)對ATSE的應(yīng)用場合尚無明確、統(tǒng)一的規(guī)范規(guī)定。因此，在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，隨意設(shè)置ATSE的現(xiàn)象比較普遍，任意擴(kuò)大應(yīng)急用電的范圍、過多的建設(shè)電源線路，造成浪費(fèi)，由于增加了供電級數(shù)，使保護(hù)選擇性不可靠而引發(fā)事故的情況也有實(shí)例發(fā)生。根據(jù)以往接觸國內(nèi)外的工程經(jīng)驗(yàn)，對民用建筑電氣設(shè)計(jì)中ATSE的選擇和應(yīng)用作一探討。 無末端切換要求的一、二級負(fù)荷ATSE 其主要應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)的主電源切換，按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052—1995的有關(guān)規(guī)定，電力負(fù)荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響分為一級、二級和三級負(fù)荷。同時(shí)規(guī)定，一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時(shí)，另一個電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。近年來供電系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，從電力網(wǎng)引接兩回路電源進(jìn)線加備用自投(BZT)的供電方式，不能滿足一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷對供電可靠性及連續(xù)性的要求。因此，對一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷要求由與電網(wǎng)不并列的獨(dú)立的應(yīng)急電源供電。應(yīng)急電源類型的選擇，應(yīng)根據(jù)一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間，以及要求的電源為交流或直流等條件來進(jìn)行?！豆┡潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052—1995條文說明第3．0．3條指出，多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，變壓器和線路都是可靠的供電元件。因此，對無末端切換要求的一、二級負(fù)荷ATSE主要應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)的主電源切換，如圖1所示。 圖1 ATSE應(yīng)用在主電源切換 國家規(guī)范除了對部分重要的一、二級負(fù)荷例如消防設(shè)備有明確的雙電源末端切換要求外，對大部分一、二級負(fù)荷沒有要求雙電源末端切換。若過多的建設(shè)電源線路和雙電源切換裝置，不但造成大量浪費(fèi)而且由于元器件的增加，事故也終難避免。筆者就曾接觸到一個工程，由于雙電源末端切換CB級開關(guān)的選擇性設(shè)置不當(dāng)，致使一個開關(guān)柜內(nèi)照明燈的故障引起冷卻水泵 的ATSE兩路電源全部斷開、大容量發(fā)電機(jī)組停機(jī)的事故。因此，并非設(shè)置了ATSE供電就可靠，配電系統(tǒng)中串聯(lián)元件過多，因元件故障和操作錯誤而產(chǎn)生事故的可能性也隨之增加。所以復(fù)雜的配電系統(tǒng)可靠性不一定高。 按規(guī)范要求設(shè)置負(fù)載端的ATSE 對于民用建筑，目前規(guī)范最明確要求雙電源在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置的規(guī)定是《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045—1995(2005年版)中第9．1．2條。該條文規(guī)定，高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)的供電，應(yīng)在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。該條文是在國家1983年試行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ45—1982第8．1．2條的基礎(chǔ)上修訂而來的。82規(guī)范原條文規(guī)定，消防用電設(shè)備的兩個電源或兩回線路，應(yīng)在最末一級配電箱處自動切換。95規(guī)范條文說明9．1．2條第3款指出，規(guī)范在執(zhí)行過程中，不少設(shè)計(jì)人員對原條文太籠統(tǒng)提出異議，即原規(guī)范條文規(guī)定在最末一級配電箱處自動互投是指全部消防設(shè)備還是指部分消防設(shè)備，不明確。如指所有消防設(shè)備，配電箱處均要求切換，實(shí)際上執(zhí)行有困難，如：火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志就難以執(zhí)行；還有最末一級配電箱是什么部位應(yīng)明確。根據(jù)上述意見，GB50045—1995作了修改，第一，重點(diǎn)是高層建筑的消防控制室、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)等。第二，切換部位是指各自的最末一級配電箱，如消防水泵應(yīng)在消防水泵房配電箱處切換：又如消防電梯應(yīng)在電梯機(jī)房配電箱處切換等等。據(jù)了解，雙電源末端切換在國外是極少采用及提及的，在境外的一些電氣設(shè)計(jì)中，主要采用提高供電線路的耐火等級，例如采用氧化鎂防火電纜等手段來保證火災(zāi)時(shí)供電線路的連續(xù)供電需要，而極少采用雙電源末端互投。隨著國內(nèi)電線電纜生產(chǎn)水平的提高和技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)該逐步減少對雙電源末端切換的要求，而提高對重要負(fù)荷供電電纜連續(xù)供電的可靠性要求。目前在民用建筑中部分設(shè)計(jì)規(guī)范要求采用雙電源末端切換，初步統(tǒng)計(jì)見表1。 圖2是《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045—1995中條文說明9．1．1的附圖，從圖中可以看出，雙電源末端互投的配電級數(shù)很少，只有保證了雙電源互投上、下級保護(hù)開關(guān)的選擇性，才可談重要負(fù)荷的供電可靠性。 圖2 北京長城飯店消防用電設(shè)備供電線路示意圖 選用ATSE應(yīng)重視轉(zhuǎn)換動作時(shí)間 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器的動作時(shí)間在GB／T14048.11-2002標(biāo)準(zhǔn)中，是指“由常用電源轉(zhuǎn)換至備用電源或由備用電源轉(zhuǎn)換到常用電源的轉(zhuǎn)換動作總時(shí)間，如果包括任何延時(shí)或斷電時(shí)間，均應(yīng)在制造廠規(guī)定的時(shí)間內(nèi)”。 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052—1995第2．0．4條第2款規(guī)定，“自投裝置的動作時(shí)間能滿足允許中斷供電時(shí)間的，可選用帶有自動投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路”。 受開關(guān)物理特性和制造工藝的限制，并考慮到“電弧短路”的問題(實(shí)驗(yàn)測定可靠的滅弧時(shí)間約120ms)，機(jī)械式ATSE的轉(zhuǎn)換動作時(shí)間在一百多毫秒至幾秒鐘，在目前生產(chǎn)工藝條件下，ATSE的動作時(shí)間見表2。 設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載允許供電中斷時(shí)間及負(fù)載特性選定ATSE總動作時(shí)間。各類負(fù)載允許中斷供電時(shí)間見表3。 對允許中斷供電時(shí)間在1．5S以內(nèi)的負(fù)載及重要場所的應(yīng)急備用電源，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ／T16—1992第6．3．1．2條(2)、(3)條的規(guī)定，應(yīng)設(shè)置不間斷電源裝置。 結(jié)束語 由于國家標(biāo)準(zhǔn)對ATSE的應(yīng)用場所尚無明確、統(tǒng)一的規(guī)范規(guī)定，在各類民用建筑的相關(guān)規(guī)范中對末端雙電源切換的規(guī)定尺度不統(tǒng)一，表述各異，有的甚至互相矛盾。致使當(dāng)前電氣設(shè)計(jì)人員對ATSE的設(shè)置隨意性較大，過多的建設(shè)電源線路，造成浪費(fèi)，配電系統(tǒng)多級保護(hù)開關(guān)的設(shè)置甚至引發(fā)事故。因此，在對自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用深入討論的同時(shí)要重視各類民用建筑對要求雙電源末端互投的重要負(fù)荷范圍的界定，在工程的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格按照國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器。