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。

一

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。

二

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。

三

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、运行参数可调及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。