郑州众智科技股份有限公司 徐红宗 王磊 崔文峰

　　1 引言

　　在电力行业中，低压双电源自动转换领域，已经发展十分成熟，开关切换电流从几十安培到几千安培，功能从人工手动切换发展到全自动切换，有一体式PC级开关，也有分体式的CB级开关。在ATS市场中常用的开关的控制原理皆为先切离再闭合，这种方式在开关切换时必然会导致负载出现短时断电过程，因为在两路供电电源中，在波形不同相时切换，是不能先合再分闸的，不然会造成开关短路，可能会瞬间烧毁，所以在负载供电要求不严，容许短时断电的场合应用十分普遍。如果用户对供电要求很高，在负载工作期间，任何时候不能断电，即使主用电源停电，也要保证负载的供电，那就需要用到STS静态切换，控制备用电源始终与主用电源同步，在主用电源停电或需要切换时，快速切换到备用供电，保证了负载的不断电切换，但此中方式，整个系统造价昂贵，不适用一般场合。但是有些场合对供电要求相对较高，在主用停电后，能起动备用电源，负载经过短时的停电然后切换到备用电源供电，而在供电电源正常情况下，不容许轻易负载断电，特别是为电力设备检修、定时试机、发电回切市电、及多台发电机组循环工作时带来不便，在这种场合正是同步切换适用的领域。随着行业技术的发展和需求，同步切换的应用也逐渐发展起来。

　　2 同步切换系统的构成

　　同步切换系统是由ATS开关及控制器组成。ATS开关一般为两个CB级的断路器组成，可以控制两路供电同时合闸，无需做开关的互锁电路。控制器是检测两路供电电源的电力参数，在达到合分闸条件时控制开关合分闸。同步切换系统与一般的ATS切换系统的区别在于，同步切换系统无需做两路开关的互锁，而一般的ATS切换系统严禁两路开关同时合闸，所以必须增加互锁电路或通过开关结构设计解决，同时控制器的数据采样精度及可靠性要求更高。同步切换时没有电流冲击，因此可以显著提高开关切换寿命。

　　3 同步切换原理

　　同步切换的工作原理是在两路电源都正常时，检测两路供电电源的电力参数，在两路电源的频率差、相位差及电压差在规定范围内时，及时控制待同步合闸侧的开关合闸，待检测到合闸已到位信号时，将待分离侧的开关断开，从而达到同步切换而负载不断电的目的，通过精确控制，保证两路电源在同步切换时的并联时间不超过1秒钟，进一步减小因微小的失步造成的电源冲击。

　　同步三要素：相位差、频率差、电压差。

　　相位差：是同步中至关重要的参数，在相位差较大时，同步的瞬间各相的瞬时压差也会很大，此时切换对开关和电源冲击较大，严重时会烧毁开关。为了减小冲击，同时考虑开关的工作延时，相位差一般选取5°左右。