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数据中心供电系统常用的转换开关

数据中心供电系统中,为了提高可用性,越来越多的环节采用了冗余配置。通常是对双路冗余输入采用转换开关转换成一路,典型的配置主要有三种:

1.交流双市电或市电与柴油发电机+ATS转换开关

2.双路UPS输出+STS转换开关

3.机架中双路输入+机架ATS转换开关

在当代数据中心供电系统中,转换开关成为一个非常重要的必备设备,其性能的好坏直接影响到整个供电系统可用性功能的实现。

今天我们将对这其中的一种转换开关-ATS转换开关,从它的的结构形式、性能特点、使用方法等进行简单的介绍。

ATS转换开关

ATS是AutomaticTransfer Switch的简称,自动转换开关,是一个将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器。

ATS转换开关主要用于数据中心交流输入冗余供电系统中,通常是用于冗余的双路市电或市电与柴油发电机之间的转换。

ATS为机械机构,以接触器为切换执行部件,转换时间为100毫秒以上,会造成负载断电。

ATS工作模式

ATS转换开关共有两种工作模式:自动工作模式和手动工作模式。

1.自动工作模式

自动模式有两种切换方式,即自投自复(R)和自投不自复(S)两种。

ATS的结构原理图

如果是自投自复方式,则当主电源故障时,自动切换到备用电源:一旦主电源恢复正常,无论备用电源的情况如何,开关自动切换到主电源。

如果是自投不自复方式,则当主电源故障时,自动切换到备用电源:在没有人为干预条件下,即使主电源恢复正常,开关也不会自动切换到主电源。

在自动工作模式中,切换动作的固有延时为80ms以内.控制器的延时0-30S。

2.手动工作模式

当控制开关置于手动工作模式时,可根据需要,通过操作手柄在主电源和备用电源间切换。

一旦启动手动工作模式,开关将无自动切换能力。

用户必须通过控制器上的手动按钮完成电源切换,切换动作无人为延时。必要时可将两路电源同时置于断开状态,以便进行电路维护或维修。

性能和使用要求

1.性能要求

2.功能要求

ATS应具有短路保护功能过电压保护功能,为了防止雷电的影响和分合闸所造成的过电压,应加装过电压防浪涌保护

为了更好的实现线路的全面监控,ATS设备应具有电源各种故障保护故障报警指示运行参数可调电源电压显示等功能,并防止故障电源向负载供电。为实现“四遥”提供前提条件,实现智能化集中监控

数据中心各种供电系统设备都配置了共模和差模干扰滤波器,在系统启动时会有较大的漏电流通过滤波器流入地线,所以ATS设备不能安装漏电保护

并且,在双路电源转换过程中,不能存在两路电源叠加短路问题

3.使用要求

两种不同接地系统间的电源转换开关应采用四极型开关,以保证两个系统的完全隔离。

数据中心供电系统有一个特殊要求,在三相供电系统为单相设备供电时,系统零线是绝对不允许断开的,如图所示。

三相系统的零线断开时对单相负载的影响

如果采用四极型ATS,由于机械转换的不一致性,可能会存在瞬间火线通而零线断的现象,这会给单相供电的IT带来灾难性的破坏,导致运行不正常或损坏设备。

解决办法有两个:

一是在ATS转换开关后面配置隔离变压器,于是ATS就可以选用三级;

二是选用有特殊功能的四极ATS,该ATS在转换过程中可做到先断火线后断零线和先接零线后接火线。

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