发布时间 : 星期六 文章关于通信电源级ATS极数选择的应用探讨更新完毕开始阅读1f283af7f242336c1eb95e81
2011．10．10
中国移动通信集团设计院有限公司 第十七届新技术论坛
关于通信电源级ATS极数选择的应用探讨
电源所 刘驰 王海东
【摘 要】：双电源自动（ATS）转换开关是低压电气系统中重要的组成部分，是市电油机切换、双路电源倒换必不可少的设备。目前通信电源级所使用的转换开关多为PC级ATS。且主要是欧美国家的一些产品，如美国的ASCO、GE，法国的施奈德等品牌。其产品也是分不同类型容量供用户选择，通信局房中选择合适的自动转换开关，是提高供电系统安全、可靠的重要环节。
【关键词】：接地方式 TN-S N线 一级配电 二级配电 零线电流
1.概述
随着3G、TD－LTE、IDC等通信业务的发展和增长，通信机房需要不断满足日益增长的业务需求。而用电负荷也出现了高密度化，供电系统容量也越来越大。每年中国移动需要投入大量资金用于机房土建建设、配套设施。以往通信局站只需配置一套低压配电系统，市电与油机电源的切换也只需配置1或2台ATS。而目前的一些通信机房楼或者枢纽楼，少则配置3、4套低压配电系统，多则配置5、6套低压配电系统，甚至更多，而且容量也较以前大很多，一般多为3000A以上的转换开关。而且，还有机房的二级配电系统，同样需要两路电源切换的ATS。
综合ASCO 7000系列、GE ZTS系列和施奈德 WOTPC系列等PC级ATS开关，其同品牌、同功能、同容量四极开关与三极开关的比较，（一）开关本体尺寸，四极开关比三极开关尺寸要大很多，因为多数ATS开关需要与国内盘厂进行配套生产，选择四极开关后，大容量的ATS柜尤其深度会比普通配电柜长400mm以上，这样对土建的要求就比较高，也增加了施工的难度，同时也影响了配电机房的美观性，当采用三极开关后，则大大改善上述因素。（二）开关报价，据了解四极开关比三极开关的价格将上浮约15～
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25％，以施奈德WOTPC -3000系列为例，三极开关报价约30万/台，四极开关报价约36万/台。对于中国移动整体的基础设施建设需求而言，其投资还是非常巨大的。所以合理的选择通信电源级ATS，是有着重要的意义。
2．影响ATS极数选择的原则
对于极数的选择，首先明确影响ATS极数选择的原则，即系统的接地方式和接地故障检测，还有应急电源（一般是柴油机）需要和市电隔离三个方面。 （1）IT系统必须选择3P ATS。
（2）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008），规范中7.5.3条款规定“TN-C-S,TN-S系统中的电源转换开关,应该采用切断相导体和中性线导体的四极开关。”和“正常供电电源与备用发电机之间，其电源转换开关应采用四极开关”。 （2） 如果ATS前端具有4P接地故障保护，中线是不能有重叠或者短接的，因为重叠或者短接会产生回路，导致接地故障误动或者无法正常动作。
（3）由于接地制式的习惯，国内要求柴油机侧使用4P断路器和4P自动转换开关ATS，这样可以在柴油机工作时，有效隔离开柴油机和市电的中线及相线，保证柴油机不会往正常的市电系统里倒送电。 3．3P ATS和4P ATS的接地方式
根据上述原则我们试着探讨通信电源级ATS极数的选择，在通信系统采用三相五线制，将市电油机自动切换的开关，称为一级配电ATS转换开关，电力机房的二次配电系统使用的两路倒换的开关，称为二级配电ATS转换开关。那么我们首先需要知道3P ATS和4P ATS 的接地方式和特点，如下图所示： 3.1 3P ATS的接地方式
注：共用零线
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当出现故障时三极开关接地系统，将使漏电检测失效，如下图所示：
3.2 4P ATS的接地方式
四极开关不会使接地保护失效，如下图所示：
4．一级配电ATS转换开关的选择 4.1 相关标准的要求
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根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008），规范中7.5.3条款规定“正常供电电源与备用发电机之间，其电源转换开关应采用四极开关”。（IEC465.1.5条规定，同上）
4.2 ATS对油机零线接地的要求
因为根据“通信电源设备安装工程设计规范”相关规范要求，通信用低压配电系统必须采用TN-S接地方式，变压器侧中性线直接接地。如果采用3P ATS，则常用电源和备用电源的零线是接在一起连通的。此时无论如何切换，市电侧或是油机侧，零线均无腾空的可能。在三极切换时，油机中性点是通过变压器接地的，油机零线无须单独接地。油机只需做PE接地即可。
但如果采用四极切换，则油机零线必须单独接地，若不单独接地，则油机的中性点就处于腾空的状态，当油机供电时中性点有可能产生漂移现象，对人身和设备的安全带来严重的隐患。 4.3 UPS负载的影响
目前通信负载越来越多采用UPS供电，而UPS输出的中性线同输入中性线直通，通过变压器（或油机）接地。如果UPS输入电源在市电和发电机之间切换时，引起UPS输入中性线断开，导致UPS负载侧的中性线不接地，导致零位漂移，后果是损坏负载，造成重大影响和经济损失。如下图所示不平衡负载：
不平衡负载
4.4一级配电ATS转换开关的选择
在两路电源的自动转换中，ATS是一个很重要的用电设备，当4P自动转换开关电器（ATS）包括4P断路器在转换或者分断电路时，由于机械机构的同期性无法百分百保证，如果发生中性线先于相线分开或后于相线合上，而且持续时间较长，称之为中性线“悬空”，对于三相不平衡负载的配电系统会由于中性线的“悬空”产生瞬间的暂态过电压
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