数据中心的配电系统绝大部分都涉及两路外市电相互之间的切换或者外部供电与柴油发电机组之间的切换。这些切换动作一般是由自动转换开关来实现的。这样看来，自动转换开关的可靠性将直接影响到供电系统的冗余架构是否能够发挥作用。
一、什么是自动转换开关
根据GB／T14048.11-2002《自动转换开关电器》的定义，自动转换开关设备(Automatic Transfer Switching Equipment)，是指由一个或几个转换开关电器和其他必需的电器组成，用于监测电源电路，并将一个或几个负载电路从一路电源自动转换到另一个电源的电器。
二、ATS的分类
从分类上来看，主要分为PC型和CB型。其中：
PC型是指PC型ATSE是指能够接通、承载，但不用于分断短路电流的ATS；
CB型ATS配备过电流脱扣器，其触头能接通并用于分断短路电流；
这么说有点不够具体。详细点说就是CB型ATS由两台断路器加机械连锁机构组成，具有短路保护功能；PC型ATSE为一体式结构(三点式)，是双电源切换的专用开关，具有结构简单、体积小，自动联锁、转换速度快、安全、可靠等优点，但PC型ATS需要配备短路保护电器。
上面这个图中就是一个比较常见的断路器式CB型ATS，可以清楚的看出来这是由断路器和相应的控制器组成的。
这个是PC型ATS典型的内部结构，看起来里面是什么就没那么清晰了，其实基本原理是这样的：
具体怎么工作的，我就不细说了，这个图还是很简单的。
对于数据中心的应用场景，我们一般是在UPS前端或制冷系统供电前端外市电切换或者柴油发电机切换，因此，对于切换时间的容忍程度相对较高，从几十毫秒的量级到几秒的量级也都是可以承受的。所以，我个人觉得切换时间不应该作为CB型和PC型选择的主要依据。那么，在选择的时候我们应该关注什么呢？我认为主要应该从可靠性角度来衡量。
从结构上以及实际使用经验上看，PC型ATS设备由于采用了一体化设计以及相对可靠的接触器式结构，一般来说可靠性更高一些，在数据中心领域应用也更为广泛。当然，PC型的也贵一些。
三、PC型ATS设备在数据中心配电系统里应用的要点
1、短路保护电器的使用
在前面已经提到了，PC型ATS设备不具有断开短路电流的能力，因此在实际应用过程中，其上下游要合理配置相应的短路保护电器，也就是断路器、熔断器等。
2、短路耐受电流
PC型ATS不具备保护能力，在发生短路故障时，要在一定的时间内可以忍受一定的短路电流通过，这个值在国标GB14048.11中是这样要求的：
额定电流/A |
耐受时间/s |
耐受电流/kA |
Icw＜100 |
0.03 |
5 |
100≤Icw＜400 |
0.03 |
10 |
400≤Icw＜500 |
0.06 |
10 |
500≤Icw＜1000 |
0.06 |
20Ie |
1000≤Icw |
0.06 |
20Ie或50（取较低值） |
当然这个仅仅是国标中的最低要求，具体需要ATS耐受多大的电流还是要通过短路电流计算得出的。
3、额定短时耐受电流值
在国标中对于ATS设备比较常见的有两种使用类别：AC-31A和AC-33A，他们主要的区别在于额定短时耐受电流值上。
I/Ie |
U/Ue |
Cos |
通电时间/s |
|
AC-31A |
1.5 |
1.05 |
0.05 |
0.05 |
AC-33A |
6 |
1.05 |
0.05 |
0.05 |
由于上面的特点，AC-31A适用于交流、频繁操作、无感或微感负载；AC-33A适用于交流、频繁操作、电动机负载等。
因此，在数据中心的应用中，考虑到UPS输入端呈感性负载特性，尤其是工频UPS设备，其前端的ATS还是选择AC-33A更为可靠一些；而对于用于空调供电系统切换的ATS设备，那就更应该选用AC-33A了。
4、二位式与三位式的选择
二位式ATSE主触头仅有“常用电源位”与“备用电源位”，转换动作时间快，供电可靠性高。
三位式ATSE有多个“零位”，主要用于带高感抗或大电动机负载转换时，为避免冲击电流做“暂态停留”之用，即主触头处于空挡，负载断电时间是二位式的2—3倍。
在以往较为常见的电气系统设计时，市电与发电机转换用的ATSE，可使用三位式ATS。这里面主要考虑到柴油发电机在接收到启动信号后，到能够输出平稳的电能这个过程需要一个时间，因此可以考虑三位式的ATS设备。而具体到某个机房是该用二位式还是三位式，还应该根据自身的情况来考虑。
5、三极还是四极
所谓三级还是四级，指的是转换开关是不是转换零线。这个问题在规范中是有较为明确的说明的
根据IEC 456．1．5标准规定：
（1）正常供电电源与备用发电机之间若不是同一接地网络时，转换开关应该选用四极开关；
（2）带剩余电流保护的双电源转换开关应采用四极开关。
（3）两种不同接地系统的电源转换应选用四极开关。
对于一般的数据中心机房来讲，还是以四极转换开关为主。四极开关中的零线切换，是与相线切换不同的。这是因为相线的切换采用的是先断后通策略，而零线一旦断开将会使得后端供电系统零电位悬浮，而UPS输出端的零线一般都是直接接输入端，因此零电位悬浮会直接反应到后端的IT设备上，极有可能造成IT设备工作异常或者断电。
所以，四级的ATS在切零线时是采用先通后断的策略。
6、最好是配置旁路
旁路的主要作用是能够在ATS设备维护或者故障处理时，可以对后端负载继续供电，这一点对于数据中心机房供电是尤为重要的。
7、延时值的设定
在负载切换过程中，尤其是将负载切至柴油发电机组时和制冷系统供电切换时，我们不希望把全部负载一下子都加上，而是想要一个逐步增加负载的过程，这个时候可以考虑利用多台ATS设备切换并设置不同的延时时间来实现，从而确保负载不是突加到另一路电源上。
最后附一个表吧，这个表不是我统计的，这是上海电器科学研究所出具的，供大家在选型时参考吧
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