摘要 ：ATS市發電轉換系統對備用柴油發電機施加的控制水平取決于用電企業的主電源電壓。由于每種情況都不同，因此必須由依照柴油發電機廠家提供的指導和建議。當發生市電斷電時，ATS通過觸發柴油發電機啟動，并將電源自動切換到柴油發電機供電。但是“市電- 柴油機”型ATS中的柴油發電機啟動信號線的使用是有條件的， 如果對其不正確使用會導致康明斯柴油發電機的誤啟動， 因此應在設計時注意避免此類低級錯誤。

一、雙電源轉換系統的概述

      在當今高度工作化的時代下對于用電的需求和供電的穩定性日益增強，而在電力系統供電的領域中由于自動轉換開關（AutomaticTransferSwitches）的發明，斷電已不再會對生產造成嚴重的危害。為提高配電系統供電的可靠度及縮短因事故停電的電力中斷時間及復電時間，在現今的配電系統中已越來越多的設計采用了控制切換電源的自動轉換系統。為此，本文將介紹和探討關于自動轉換系統的功能與相關應用。

1、ATS工作模式

      ATS轉換系統的原理簡圖如圖1所示，柜體外形如圖2所示。ATS轉換開關分為自動工作模式和手動工作模式兩種工作模式。

（1）自動工作模式

      自動模式有兩種切換方式，即自投自復（R）和自投不自復（S）兩種。

① 如果是自投自復方式，則當主電源故障時，自動切換到備用電源：一旦主電源恢復正常，無論備用電源的情況如何，開關自動切換到主電源。

② 如果是自投不自復方式，則當主電源故障時，自動切換到備用電源：在沒有人為干預條件下，即使主電源恢復正常，開關也不會自動切換到主電源。

      在自動工作模式中，切換動作的固有延時為80ms以內.控制器的延時0-30S。

（2）手動工作模式

      當控制開關置于手動工作模式時，可根據需要，通過操作手柄在主電源和備用電源間切換。一旦啟動手動工作模式，開關將無自動切換能力。用戶必須通過控制器上的手動按鈕完成電源切換，切換動作無人為延時。必要時可將兩路電源同時置于斷開狀態，以便進行電路維護或維修。

2、功能要求

（1）ATS應具有短路保護功能、過電壓保護功能，為了防止雷電的影響和分合閘所造成的過電壓，應加裝過電壓防浪涌保護。

（2）為了更好的實現線路的全面監控，ATS轉換裝置應具有電源各種故障保護、故障報警指示、運行參數可調及電源電壓顯示等功能，并防止故障電源向負載供電。為實現“四遙”提供前提條件，實現智能化集中監控。

（3）由于很多用戶的供電系統設備都配置了共模和差模干擾濾波器，在系統啟動時會有較大的漏電流通過濾波器流入地線，所以ATS轉換裝置不能安裝漏電保護。并且，在雙路電源轉換過程中，不能存在兩路電源疊加短路問題。

表1    雙電源（ATS）轉換柜性能要求

3、使用要求

      兩種不同接地系統間的電源轉換開關應采用四極型開關，以保證兩個系統的完全隔離。對于有很多使用單相用電設備的用戶，供電系統有一個特殊要求，在三相供電系統為單相設備供電時，系統零線是絕對不允許斷開的，如圖3所示。

      如果采用四極型ATS，由于機械轉換的不一致性，可能會存在瞬間火線通而零線斷的現象，這會給單相供電的設備帶來災難性的破壞，導致運行不正常或損壞設備。四級ATS轉換開關工作過程動態圖如圖4所示。

4、雙電源轉換的過程

二、柴油發電機信號線連接方式

      柴油發電機組的自啟動信號線比較常見的是使用一種無源觸點信號，就是電工口語中的干接點信號。通常是采用雙電源轉換柜提供信號源，接線方式如圖5所示。當實際工作中，電力系統中沒有雙電源裝置，可采用中間繼電器的方法來解決，接線方式如圖6所示。

1、選擇信號源

      雙電源市電柴油發電機組需要接收自啟動信號，首先需要選擇合適的信號源。一般情況下可選擇以下信號源：

（1）公用電網信號：市電信號可以直接接入發電機組自啟動裝置，當市電掉電時，發電機組將會接收到停電信號，自動啟動發電機組發電。

（2）開關量信號：開關量信號可以直接接入自啟動裝置，一旦接收到開關量信號，發電機組將會自動啟動發電。

（3）手動信號：手動信號需要操作人員手動按下按鈕或者打開開關才能發送信號，觸發發電機組自動啟動。

2、確定信號線接口

      在選擇好合適的信號源后，需要確定信號線的接口。常用的接口有以下幾種：

（1）數字接口：數字接口是目前應用最廣泛的接口之一，多數發電機組都兼容數字接口。它具有傳輸速度快、傳輸精度高等優點，但是數字接口需要額外連接調制解調器才能進行傳輸。

（2）模擬接口：模擬接口是傳輸自啟動信號的另一種方式，它具有成本低、穩定性好等優點，但是需要耗費較多的電線，傳輸性能也不如數字接口。

（3）無線接口：無線接口是使用無線通信技術傳輸自啟動信號的方式，它可以實現無纜的傳輸方式，但是需要額外購買無線通信設備，并會受干擾等問題的影響。

3、信號線接線步驟

      在對柴油發電機啟動信號線進行接線時，需要將其連接到控制系統中相應的位置。一般來說，控制系統中會有一個專門的接口供啟動信號線連接。在接線前，需要先將發電機的電源關閉，并斷開與電網的連接。接線時，應按照以下步驟進行：

（1）找到啟動信號線的接口。這個接口通常標有“啟動信號”等字樣。

（2） 將啟動信號線的插頭和接口對準，插入接口并擰緊。

（3） 檢查接線是否牢固，確保插頭和接口之間沒有松動的地方。

（4）最后，恢復發電機的電源，并重新連接到電網上。

4、信號線連接注意事項

      在實際接線過程中中，還需要注意以下問題：

（1）接線前應先切斷電源，以免造成安全事故。

（2）接線時應按照說明書和圖紙進行，避免接錯線或接反線。

（3）定期檢查接線是否松動，如有松動應及時擰緊。

二、雙電源轉換系統的設計思路

1、問題的提出

      在工程設計中， 對于不能取得第二路城市電網電源的一、二級負荷和消防負荷的地方， 應急康明斯柴油發電機以其啟動迅速 （ 可控制在15~30s之內完成啟動并投入工作） 、啟動完成后供電可靠性高， 特別是供電容量大和持續供電時間長等優點得到了廣泛的應用并取得了良好的效果。

      康明斯柴油發電機在啟動時必須有啟動控制信號， 既能夠保證它在主電源停電時迅速啟動以保證及時供電， 同時又還要防止其誤啟動。關于這部分內容， 在《供配電系統設計規范》 （ GB 50052- 95） 第3.0.2 條中有明確規定， 同時在對該條文的解釋中也明確提出“例如應急電源原動機的啟動命令必須由正常電源主開關的輔助接點發出， 而不是由繼電器的接點發出”。本文著重討論防止因啟動信號來源的設置 錯誤而造成康明斯柴油發電機誤啟動的問題。

      在工程設計中， 電源自動轉換開關電器 （ ATS） 得到廣泛應用。眾所周知， 大多數ATS都包含兩種類型， 即“市電- 市電”型和“市電- 發電機” 型。其中“市電- 市電”型僅完成兩路電源之間的轉換， 而“市電- 發電機” 型中多了一根啟動康明斯柴油發電機的啟動信號線， 它具有啟動康明斯柴油發電機的功能。在僅有一路市電電源和一臺康明斯柴油發電機的工程設計中， 將安裝在配電房的ATS選用為“市電- 發電機”型， 這本身沒錯， 因為在配電房的ATS其第二電源確是引自康明斯柴油發電機。并且該類ATS除有兩路電源的三相缺相檢測、三相過欠電壓檢測外， 還具備康明斯柴油發電機電源頻率檢測的功能， 可以在確定康明斯柴油發電機電源穩定后才將其觸頭閉合， 以保證康明斯柴油發電機電源在穩定可靠的前提下投入使用。

      但是， 不分場合地利用“市電- 發電機”型ATS的啟動信號線去啟動康明斯柴油發電機就值得斟酌了， 部分設計人員這樣作因為他們認為這是市電是否有 電的“最可靠”的檢測點。筆者認為這是缺乏依據 的， 筆者將其分為3種場合并分別分析如下 （ 在后面的討論中將“市電- 發電機”型ATS簡稱為“ATS”，   將“康明斯柴油發電機”簡稱為“柴油發電機”） 。

2 、問題分析

（1）單臺配電變壓器，  配電房內單個ATS，  無消防負荷，  且非消防重要負荷僅有一個出線回路的情況

      此種情況下利用柴油發電機型ATS的啟動信號線去啟動柴油發電機是沒什么問題的， 因為此時ATS開關僅對它后面的重要負荷回路負責， 只要它檢測到其前端無電， 都要立即啟動柴油發電機。而部分地方供電部門將用電負荷按用途進行了不同的計量分類， 在這種情況下重要負荷有可能會因計量不同而采用兩臺及以上數量的ATS，  本文為簡化僅考慮二臺）。那么此時柴油發電機啟動信號線該取自哪一臺ATS呢? 我們已經可以看出， 任意一臺ATS前端的信號輸出點都是一段小母線或內部電纜接頭處的電源情況的反映， 而不能表示系統電源的真實情況。