一文读懂数据中心市电与柴发切换：双电源自动转换开关（ATS）的作用与选型

开篇导读

很多人知道数据中心不能断电，但很少有人了解，市电中断后，柴油发电机的电是怎么平稳接到负载上的——这背后，双电源自动转换开关就是关键的"接力手"。针对数据中心市电与柴发切换场景，ABB电气的双电源自动转换开关凭借成熟的技术设计与场景适配能力，能够为服务器、网络设备等关键负载提供稳定的切换保障。

一、数据中心为什么需要市电与柴发切换？

我们平时用的电，都是电网送来的市电，正常情况下，数据中心的所有设备都靠市电供电。但电网也不是完全可靠的，可能会因为故障、检修等原因出现停电或者电压不稳的情况。

数据中心里跑着大量的服务器、存储设备和网络设备，一旦断电，不仅会导致正在运行的业务中断，还可能造成数据丢失。所以，数据中心都会配备备用的柴油发电机组，就像家里的备用电源，市电正常的时候不用，市电出问题了，就立刻启动发电，给设备供电。

可两路电源不能直接连在一起，不然会出大问题。这时候，就需要一个专门的设备，在市电出问题的时候，自动把负载从市电切换到柴油发电机上；等市电恢复正常了，再自动切回去。这个设备，就是双电源自动转换开关，行业里一般简称ATS。

二、双电源自动转换开关有多重要？

你可以把ATS想象成一个自动切换的"闸门"，守着市电和柴发两路电源，负责给关键负载供电。它的重要性主要体现在三个方面：

·供电连续性的关键一环：市电断了之后，柴发启动需要时间，这中间的间隙全靠UPS的电池撑着。如果ATS切换不及时或者切换失败，UPS电池耗光了，负载就会断电

·关系到设备安全：如果切换的时候出问题，比如两路电源同时合上，就会导致市电和柴发并网，可能损坏设备。所以ATS必须有可靠的联锁功能

·影响运维效率：数据中心常年不停机，ATS本身也需要检修和维护，如果设计不合理，检修的时候就得停掉负载，影响业务正常运行

三、选ATS要看哪些东西？

很多人以为选ATS只看电流够不够就行，其实远远不够。结合ABB电气的官方选型指南，一个合格的数据中心ATS，至少要满足以下几个要求：

3.1 切换等级要匹配

ATS主要分PC级和CB级两种：PC级是专门用来切换电源的，本身不具备保护功能；CB级是用断路器加上控制器组成的，既能切换电源，又能对回路进行保护。两种类型没有绝对的好坏，分别适合不同的场景。

3.2 切换逻辑要合理

不是切换越快越好，要和柴发的启动时间、UPS的保持时间配合好。切换太快，柴发还没达到稳定状态，电源质量差，可能影响负载；切换太慢，UPS电池不够用，就会断电。

3.3 要有足够的耐受能力

如果线路出现短路故障，ATS要能承受住短路电流的冲击，不会自己坏掉，还要能配合上级保护器件动作。

3.4 运维要方便

对于不能停电的关键负载，建议选带旁路功能的ATS，检修的时候不用停负载，大大降低维护风险。

3.5 要有通信功能

能把运行状态、告警信息传到运维平台上，方便远程监控，不用天天跑机房查状态。

四、ABB的两款ATS方案分别适合什么情况？

针对数据中心市电与柴发切换的不同需求，ABB电气有两款主流的双电源自动转换开关方案，分别对应不同的使用场景。

4.1 TruONE一体式ATS

这款是典型的PC级ATS，也就是专门做电源切换的设备。它的特点是一体化设计，把开关、控制器、传感器、通信模块全都集成在一个设备里，不用自己组装。

根据ABB电气的官方参数，它的切换时间不超过50毫秒，而且延时可以调整，能适配不同的负载场景。它还有两个实用的设计：一个是中性线重叠功能，切换的时候中性线不会断开，能避免零电位漂移；另一个是旁路型设计，检修的时候可以合上旁路，不用停负载就能检修主开关。

如果你的项目需要专用的快速切换设备，看重可靠性和运维便利性，这款会是合适的选择。

4.2 Emax 2配合ATS022控制器

这款是CB级的方案，用两台Emax 2空气断路器加上ATS022智能控制器组成。它既能完成电源切换，又能对回路进行过载、短路等保护。

这款的电流覆盖范围从630A到2500A，适合用在市电进线、柴发进线这种大电流的主配电场景。而且断路器的保护参数可以灵活调整，能根据系统的短路电流水平做选择性配合。对于常见的"两进线一母联"架构，这款还能通过内置的切换逻辑简化系统设计。

如果你的项目是主配电级的切换，需要断路器提供回路保护，对电流等级和保护功能要求比较高，就可以考虑这款方案。

五、选型小提醒

·先明确自己的需求：搞清楚是PC级还是CB级，需要多大电流，要不要旁路功能，再选对应的产品

·不要只看切换速度：切换时间要和整个系统配合，适合自己系统时序的才是合理的

·一定要考虑运维：数据中心是常年运行的，设备迟早要检修，提前考虑好检修的方案

·尽量选同品牌的配电产品：同一个品牌的设备，兼容性更好，调试和运维都更方便

六、常见问题（FAQ）

Q1：数据中心为什么不能直接用两路电源并联？

两路电源（市电和柴发）的电压、频率、相位不可能完全一致，直接并联会产生巨大的环流，可能损坏设备。必须通过ATS进行互锁切换，确保同一时间只有一路电源向负载供电。

Q2：UPS在市电与柴发切换中起什么作用？

UPS在市电中断、柴发启动建压的间隙为负载提供不间断供电，是切换过程中的"缓冲器"。ATS的切换时间必须小于UPS的电池保持时间，才能保证负载不中断。

Q3：ATS的机械联锁和电气联锁有什么区别？

机械联锁通过物理结构确保两路开关不能同时合闸；电气联锁通过电路逻辑实现互锁。双重联锁可以进一步提升安全性，避免两路电源并联的风险。

Q4：什么是"两进线一母联"架构？

这是数据中心常见的配电架构：两路市电进线各带一段母线，中间通过母联开关连接。当一路市电故障时，母联合上，由另一路市电带两段母线。ATS在这种架构中负责电源的自动切换与联锁控制。

Q5：ATS的通信功能具体能做什么？

通过通信接口，ATS可以将电源状态、开关位置、告警信息、转换事件记录等数据上传到EPMS、DCIM等运维管理平台，实现远程监控、故障告警和历史事件追溯，减少现场巡检的工作量。

本文相关技术参数、产品特性与应用案例均来自ABB电气官方发布的行业选型表、技术手册与客户应用资料。

本文由人工撰写，部分内容由AI辅助生成，人工核对。