常见问题

双电源自动转换开关（ATS）是低压电气系统中重要的组成部分，是市电油机切换、双路电源切换 必不可少的设备。目前数据中心机房所使用的转换开关多为 PC 级 ATS（部分机房使用 CB 级 ATS)。且 主要是欧美国家的一些产品，目前国内 ATSE 常选用美国的 ASCO、GE，法国的施耐德等品牌。其产品 也是分不同类型容量供用户选择，数据中心机房中选择合适的自动转换开关，是提高供电系统安全、 关于数据中心机房 ATS 双电源数选择的探讨 可 靠的重要环节。

影响 ATS 数选择的原则对于数的选择，首先明确影响 ATS 数选择的原则，即系统的接地方 式和接地故障检测，还有应急电源（一般是柴油机）需要和市电隔离三个方面。 

1《民用建筑电气设计规范》（ JGJ/T16-2008 ）， 规范中 7.5.3 条款规定“ TN-C-S,TN-S 系统中的 电源转换开关, 应该采用切断相导体和中性线导体的四开关。”和“正常供电电源与备用发电机之间， 其电源转换开关应采用四开关”。 

2 如果 ATS 前端具有 4P 接地故障保护，中线是不能有重叠或者短接的，因为重叠或者短接会产生 回路，导致接地故障误动或者无法正常动作。 

3 由于接地制式的习惯，国内要求柴油机侧使用 4P 断路器和 4P 自动转换开关 ATS， 这样可以在 柴油机工作时，有效隔离开柴油机和市电的中线及相线，保证柴油机不会往正常的市电系统里倒送电。 3P ATS 和 4P ATS 的接地方式 

根据上述原则我们试着探讨数据中心机房电源级 ATS 数的选择，在数据中心机房系统采用三相 五线制，将市电油机自动切换的开关，称为一级配电 ATS 转换开关，电力机房的二次配电系统使用的 两路倒换的开关，称为二级配电 ATS 转换开关。 

1.一级配电 ATS 转换开关的选择 根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008），规范中 7.5.3 条款规定“正常供电电源与备用发电机 之间，其电源转换开关应采用四开关”。（ IEC465.1.5 条规定，同上） 

2 ATS 对油机零线接地的要求 因为根据“数据中心机房电源设备安装工程设计规范”相关规范要求，数据中心机房用低压配电系统必 须采用 TN-S 接地方式，变压器侧中性线直接接地。如果采用 3P ATS，则常用电源和备用电源的零线是 接在一起连通的。此时无论如何切换，市电侧或是油机侧，零线均无腾空的可能。在三切换时，油机 中性点是通过变压器接地的，油机零线无须单独接地。油机只需做 PE 接地即可。 但如果采用四切换，则油机零线必须单独接地，若不单独接地，则油机的中性点就处于腾空的状态， 当油机供电时中性点有可能产生漂移现象，对人身和设备的安全带来严重的隐患。 

3 UPS 负载的影响 目前数据中心机房负载越来越多采用 UPS 供电，而 UPS 输出的中性线同输入中性线直通，通过变压器 （或油机）接地。如果 UPS 输入电源在市电和发电机之间切换时，引起 UPS 输入中性线断开，导致 UPS 负载侧的中性线不接地，导致零位漂移，后果是损坏负载，造成重大影响和经济损失。 

4 一级配电 ATS 转换开关的选择 在两路电源的自动转换中，ATS 是一个很重要的用电设备，当 4P 自动转换开关电器（ATS）包括 4P 断 路器在转换或者分断电路时，由于机械机构的同期性无法百分百保证，如果发生中性线先于相线分开或 后于相线合上，而且持续时间较长，称之为中性线“悬空”，对于三相不平衡负载的配电系统会由于中 性线的“悬空”产生瞬间的暂态过电压从而影响系统的绝缘安全性并产生暂态冲击，有可能导致二次电 子设备受到影响。因此在规范里对 4P 低压开关电器的中性线做了“先合后分”的推荐。但是要求中性 线要和相线具备一致性，可以同时分断两路电源。 

综上所述，首先要满足相关标准的要求，即在市电电源、油机电源切换的一级配电 ATS 转换开关 选择四转换开关，另一方面，考虑零线中断后可能造成的隐患，宜选择带零线重叠切换的四开关。 在非转换期，ATS 是 4 开关，两输入电源分离（相线和中性线）在转换时，N 线动触头先转换， 接触到另一电源的 N 线并保持连接两电源 N 线；相线动触头是“先分后合”的转换至另一侧电源；负 载 N 线同时接两电源的 N 线。 

二级配电 ATS 转换开关的选择 

1 二级配电 ATS 的重要性 

电力机房二级配电系统，其负荷重要性比较高，需要双路供电，负载主要包括开关电源输入屏、UPS 输 入屏、机房空调输入屏等。均为数据中心机房保证的一级重要负荷。双电源供电安全设计是非常重要的。

2 数据中心机房机房供电及接地方式 

随着供电技术、供电设备的更新，目前数据中心机房机房的供电系统一般采用双路市电电源引入局房， 变压器及低压配电系统则多采用 2N、N+1 的运行方式，备用油机电源采用 N、N＋1 的运行方式。其供 电系统的安全、可靠性已经比之前有了很大的提高。二级配电 ATS 的选择也必须与之相匹配。 而数据中心机房机房的接地系统采用 TN-S 系统，其优势恰恰在于一旦设备出现外壳带电，能将漏电电 流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的几倍，低压断路器的脱扣器会立即跳闸，使故障设备 断电，设备及人员安全。其原因在于电气设备的外露可导电部分通过 PE 线直接与系统接地点相连， 当发生设备短路或漏电时，短路电流经金属导线构成闭合回路。形成金属性单相短路，从而产生足够大 的短路电流，使保护装置能可靠动作，将故障电流切除。 数据中心机房局房采用 TN－S 的接地系统，我们不希望在油机切换后，由于各种原因所产生的中心线 断开，而相线自成回路，而产生的零地电压升高，零线电流通过多个回路回到中性点，这样离散电流产 生将危害整个供电系统及人身安全。 

3 二级配电系统的出线方式 

一般数据中心机房机房的配电系统，在进线开关选择四级断路器，配四段保护。馈电分路选择三断路 器，配二段保护或三段保护，二级配电系统引入两个不同的馈电分路，二级配电 ATS 的作用即是两路 电源的自动倒换。 

4 二级配电系统 ATS 的选择 

我们试将二级配电 ATS 做为负载的一部分，油机电源与市电电源的 N 线已经在该一级配电 ATS 转换开 关处实现了分断。而一级配电选择带中性线重叠切换的 ATS 转换开关，二级配电系统转换开关可以使 用三级的 ATS 转换开关。从另外的角度看，如果一级配电 ATS 转换开关选择普通的四 ATS 转换开关， 则需视具体的供电系统方式和接地系统方式来选择合理的二级配电 ATS 转换开关，建议选用四 ATS 转换开关。当然如果是非常重要的数据中心机房枢纽大楼或者重要的数据中心，其二级配电 ATS 转换 开关宜选用带中性线重叠四转换开关。

小结 

对于双电源转换开关数的选择与系统所采用的何种接地方式是至关重要的，即使一级配电 ATS 选用 四开关，如果油机中性线不接地，那么实际检测油机的中性点零地电压时，有的高达百伏。所以数据 中心机房局房首先要保证接地系统的安全可靠；其次，在分配 UPS 负载时尽量做到三相平衡。 一级配电 ATS 优先选择带中性线重叠切换的四开关，则二级配电 ATS 即可选择三开关。这样即保 证供电系统的安全可靠，同时机房的配套建设上能节省更多的投资。合理选择 ATS 对数据中心机房局 房的建设有着重要的作用。