中性线的转换对UPS电源性能的影响和对策
按照发电机中性线的接地位置的不同，采用3极ATS的转换电路有如下两种。
(1) 发电机中性线通过市电中性线接地的转换电路
图1示出传统采用3 极ATS的转换电路，发电机的中性线与市电中性线连接并在市电进线柜处接地。发电机组的中性线在发电机处不接地，发电机组的机座通过PE线在市电进线柜接地。
在这种转换电路中，因为电源系统的中性线仅在市电进线柜一处接地，对于接地故障的检测是安全可靠的。在市电供电的情况下，如果发生了接地故障，接地故工字电感障保护装置(GFP)将会正确地检测出接地故障电流，发出信号，使市电进线开关断开。
应该指出，图1是采用3极ATS时的正确电路，过去曾长期应用，一般情况下是比较理想的。但是，随着配电电路对接地故障保护的需求，图1 的3极ATS 转换电路暴露出一些缺点，例如：因为发电机的中性线不在发电机处接地，在发电机侧不能实现接地故障检测(注：目前发电机输出断路器一般不设接地保护，但当有接地故障时应告警，故需要进行接地故障检测)。
值得特别注意的是，如果供电系统中有多个转换开关,有可能造成中性线电流的分流，使接地故障的检测出现错误，导致接地故障断路器在无接地故障时异常跳闸。如图2所示，在市电供电时，中性线电流会在市电和发电机的中线之间分配，流经3极ATS-2的中性线电流有一部分通过市电中性线返回市电电源，其余电感器生产电流将流向发电机的中性线，并经另一个转换开关(3极ATS-1)返回市电电源。因为这部分电流未经过GFP-2检测电路，被认为是接地故障电流，故可能引起接地故障保护断路器K2在无接地故障时异常跳闸。
图1 采用3极ATS市电和发电机转换电路(发电机中性线通过市电进线柜接地)
图2 具有多个3极转换开关的转换电路(市电供电时中线电流的分流的情况)
(2)发电机组中性线在发电机处接地的转换电路
图3示出采用3 极ATS，而发电机中性线在发电机处单独接地的转换电路。由发电机中性点引出的中性线与市电的中性点连接，发电机组的机座与中性点连接并在发电机处接地。在这种转换电路中，由于市电电源系统中性线在市电进线柜和发电机两处接地，会引起中性线电流和接地故障电流的分流，影响接地故障保护装置的正常工作。
图3 采用3极ATS 的市电和发电机转换电路(发电机中性线在发电机处独立接地)
图4示出在市电供电的情况下，当发生接地故障时，故障电流IGF分流的情况。IGF有一部分通过自故障点至发电机中性点的PE线、发电机组中性点和公共的中性线N返回市电中性点，因而没有被GFP检测到。这可能造成有接地故障时接地故障保护装置拒动。
图5 示出这种转换电路的另一个问题：中性线电流IN被分流。如图所示，IN有一部分经公共中性线、发电机的中电感器厂家性点和发电机组的接地线返回市电电源。这将可能出现GFP检测器的对故障电流的误检测，造成在无接地故障时接地保护装置误动。
图4 采用3极ATS(发电机中性线独立接地)接地故障电流分流的情况
图5 采用3极ATS(发电机中性线独立接地)中性线电流分流的情况
3.2 采用4极ATS的转换电路
如前所述，传统的市电/发电机转换电路采用3极ATS，是不转换中性线的转换电路，无论发电机的中性线在何处接地，市电和发电机的中性线都是固定连接的。因而出现了接地故障电流和中线电流的分流现象，导致接地故障电流的检测错误。显而易见，为了避免上述种种问题，应该进行中性线的转换，使市电和发电机组完全隔离。转换中性线的市电和发电机转换插件电感器电路采用4极ATS。JGJ/T16-2008《民共模电感参数用建筑电气设计规范》规定：正常供电电源与备用发电机之间的转换开关应采用4极开关;带接地故障保护的双电源转换开关应采用4极开关。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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