雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATS）是低壓電氣系統(tǒng)中重要的組成部分，是市電油機(jī)切換、雙路電源切換 必不可少的設(shè)備。目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房所使用的轉(zhuǎn)換開關(guān)多為 PC 級 ATS（部分機(jī)房使用 CB 級 ATS)。且 主要是歐美國家的一些產(chǎn)品，目前國內(nèi) ATSE 常選用美國的 ASCO、GE，法國的施耐德等品牌。其產(chǎn)品 也是分不同類型容量供用戶選擇，數(shù)據(jù)中心機(jī)房中選擇合適的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，是提高供電系統(tǒng)安全、 關(guān)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房 ATS 雙電源數(shù)選擇的探討 可 靠的重要環(huán)節(jié)。
影響 ATS 數(shù)選擇的原則對于數(shù)的選擇，首先明確影響 ATS 數(shù)選擇的原則，即系統(tǒng)的接地方 式和接地故障檢測，還有應(yīng)急電源（一般是柴油機(jī)）需要和市電隔離三個(gè)方面。
1《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JGJ/T16-2008 ）， 規(guī)范中 7.5.3 條款規(guī)定“ TN-C-S,TN-S 系統(tǒng)中的 電源轉(zhuǎn)換開關(guān), 應(yīng)該采用切斷相導(dǎo)體和中性線導(dǎo)體的四開關(guān)?！焙汀罢９╇婋娫磁c備用發(fā)電機(jī)之間， 其電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四開關(guān)”。
2 如果 ATS 前端具有 4P 接地故障保護(hù)，中線是不能有重疊或者短接的，因?yàn)橹丿B或者短接會產(chǎn)生 回路，導(dǎo)致接地故障誤動或者無法正常動作。
3 由于接地制式的習(xí)慣，國內(nèi)要求柴油機(jī)側(cè)使用 4P 斷路器和 4P 自動轉(zhuǎn)換開關(guān) ATS， 這樣可以在 柴油機(jī)工作時(shí)，有效隔離開柴油機(jī)和市電的中線及相線，保證柴油機(jī)不會往正常的市電系統(tǒng)里倒送電。 3P ATS 和 4P ATS 的接地方式
根據(jù)上述原則我們試著探討數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源級 ATS 數(shù)的選擇，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房系統(tǒng)采用三相 五線制，將市電油機(jī)自動切換的開關(guān)，稱為一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)，電力機(jī)房的二次配電系統(tǒng)使用的 兩路倒換的開關(guān)，稱為二級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)。
1.一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇 根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-2008），規(guī)范中 7.5.3 條款規(guī)定“正常供電電源與備用發(fā)電機(jī) 之間，其電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)采用四開關(guān)”。（ IEC465.1.5 條規(guī)定，同上）
2 ATS 對油機(jī)零線接地的要求 因?yàn)楦鶕?jù)“數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范”相關(guān)規(guī)范要求，數(shù)據(jù)中心機(jī)房用低壓配電系統(tǒng)必 須采用 TN-S 接地方式，變壓器側(cè)中性線直接接地。如果采用 3P ATS，則常用電源和備用電源的零線是 接在一起連通的。此時(shí)無論如何切換，市電側(cè)或是油機(jī)側(cè)，零線均無騰空的可能。在三切換時(shí)，油機(jī) 中性點(diǎn)是通過變壓器接地的，油機(jī)零線無須單獨(dú)接地。油機(jī)只需做 PE 接地即可。 但如果采用四切換，則油機(jī)零線必須單獨(dú)接地，若不單獨(dú)接地，則油機(jī)的中性點(diǎn)就處于騰空的狀態(tài)， 當(dāng)油機(jī)供電時(shí)中性點(diǎn)有可能產(chǎn)生漂移現(xiàn)象，對人身和設(shè)備的安全帶來嚴(yán)重的隱患。
3 UPS 負(fù)載的影響 目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房負(fù)載越來越多采用 UPS 供電，而 UPS 輸出的中性線同輸入中性線直通，通過變壓器 （或油機(jī)）接地。如果 UPS 輸入電源在市電和發(fā)電機(jī)之間切換時(shí)，引起 UPS 輸入中性線斷開，導(dǎo)致 UPS 負(fù)載側(cè)的中性線不接地，導(dǎo)致零位漂移，后果是損壞負(fù)載，造成重大影響和經(jīng)濟(jì)損失。
4 一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇 在兩路電源的自動轉(zhuǎn)換中，ATS 是一個(gè)很重要的用電設(shè)備，當(dāng) 4P 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATS）包括 4P 斷 路器在轉(zhuǎn)換或者分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，由于機(jī)械機(jī)構(gòu)的同期性無法百分百保證，如果發(fā)生中性線先于相線分開或 后于相線合上，而且持續(xù)時(shí)間較長，稱之為中性線“懸空”，對于三相不平衡負(fù)載的配電系統(tǒng)會由于中 性線的“懸空”產(chǎn)生瞬間的暫態(tài)過電壓從而影響系統(tǒng)的絕緣安全性并產(chǎn)生暫態(tài)沖擊，有可能導(dǎo)致二次電 子設(shè)備受到影響。因此在規(guī)范里對 4P 低壓開關(guān)電器的中性線做了“先合后分”的推薦。但是要求中性 線要和相線具備一致性，可以同時(shí)分?jǐn)鄡陕冯娫础?nbsp;
綜上所述，首先要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，即在市電電源、油機(jī)電源切換的一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān) 選擇四轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一方面，考慮零線中斷后可能造成的隱患，宜選擇帶零線重疊切換的四開關(guān)。 在非轉(zhuǎn)換期，ATS 是 4 開關(guān)，兩輸入電源分離（相線和中性線）在轉(zhuǎn)換時(shí)，N 線動觸頭先轉(zhuǎn)換， 接觸到另一電源的 N 線并保持連接兩電源 N 線；相線動觸頭是“先分后合”的轉(zhuǎn)換至另一側(cè)電源；負(fù) 載 N 線同時(shí)接兩電源的 N 線。
二級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇
1 二級配電 ATS 的重要性
電力機(jī)房二級配電系統(tǒng)，其負(fù)荷重要性比較高，需要雙路供電，負(fù)載主要包括開關(guān)電源輸入屏、UPS 輸 入屏、機(jī)房空調(diào)輸入屏等。均為數(shù)據(jù)中心機(jī)房保證的一級重要負(fù)荷。雙電源供電安全設(shè)計(jì)是非常重要的。
2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)房供電及接地方式
隨著供電技術(shù)、供電設(shè)備的更新，目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)房的供電系統(tǒng)一般采用雙路市電電源引入局房， 變壓器及低壓配電系統(tǒng)則多采用 2N、N+1 的運(yùn)行方式，備用油機(jī)電源采用 N、N＋1 的運(yùn)行方式。其供 電系統(tǒng)的安全、可靠性已經(jīng)比之前有了很大的提高。二級配電 ATS 的選擇也必須與之相匹配。 而數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)房的接地系統(tǒng)采用 TN-S 系統(tǒng)，其優(yōu)勢恰恰在于一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，能將漏電電 流上升為短路電流，這個(gè)電流很大，是 TT 系統(tǒng)的幾倍，低壓斷路器的脫扣器會立即跳閘，使故障設(shè)備 斷電，設(shè)備及人員安全。其原因在于電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過 PE 線直接與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連， 當(dāng)發(fā)生設(shè)備短路或漏電時(shí)，短路電流經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路。形成金屬性單相短路，從而產(chǎn)生足夠大 的短路電流，使保護(hù)裝置能可靠動作，將故障電流切除。 數(shù)據(jù)中心機(jī)房局房采用 TN－S 的接地系統(tǒng)，我們不希望在油機(jī)切換后，由于各種原因所產(chǎn)生的中心線 斷開，而相線自成回路，而產(chǎn)生的零地電壓升高，零線電流通過多個(gè)回路回到中性點(diǎn)，這樣離散電流產(chǎn) 生將危害整個(gè)供電系統(tǒng)及人身安全。
3 二級配電系統(tǒng)的出線方式
一般數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)房的配電系統(tǒng)，在進(jìn)線開關(guān)選擇四級斷路器，配四段保護(hù)。饋電分路選擇三斷路 器，配二段保護(hù)或三段保護(hù)，二級配電系統(tǒng)引入兩個(gè)不同的饋電分路，二級配電 ATS 的作用即是兩路 電源的自動倒換。
4 二級配電系統(tǒng) ATS 的選擇
我們試將二級配電 ATS 做為負(fù)載的一部分，油機(jī)電源與市電電源的 N 線已經(jīng)在該一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開 關(guān)處實(shí)現(xiàn)了分?jǐn)?。而一級配電選擇帶中性線重疊切換的 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)，二級配電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)可以使 用三級的 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)。從另外的角度看，如果一級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇普通的四 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)， 則需視具體的供電系統(tǒng)方式和接地系統(tǒng)方式來選擇合理的二級配電 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)，建議選用四 ATS 轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)然如果是非常重要的數(shù)據(jù)中心機(jī)房樞紐大樓或者重要的數(shù)據(jù)中心，其二級配電 ATS 轉(zhuǎn)換 開關(guān)宜選用帶中性線重疊四轉(zhuǎn)換開關(guān)。
小結(jié)
對于雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)數(shù)的選擇與系統(tǒng)所采用的何種接地方式是至關(guān)重要的，即使一級配電 ATS 選用 四開關(guān)，如果油機(jī)中性線不接地，那么實(shí)際檢測油機(jī)的中性點(diǎn)零地電壓時(shí)，有的高達(dá)百伏。所以數(shù)據(jù) 中心機(jī)房局房首先要保證接地系統(tǒng)的安全可靠；其次，在分配 UPS 負(fù)載時(shí)盡量做到三相平衡。 一級配電 ATS 優(yōu)先選擇帶中性線重疊切換的四開關(guān)，則二級配電 ATS 即可選擇三開關(guān)。這樣即保 證供電系統(tǒng)的安全可靠，同時(shí)機(jī)房的配套建設(shè)上能節(jié)省更多的投資。合理選擇 ATS 對數(shù)據(jù)中心機(jī)房局 房的建設(shè)有著重要的作用。
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