本书是一部系统、全面阐述转换开关电器 ( TSE) 技术的专业性著作, 以TSE产品技术与工程应用为主线, 构建了从基础理论、核心技术到行业实践、 维护及选型的完整知识体系。本书融合了国内外标准、 前沿技术和丰富工程经验, 结构严谨, 内容详实。全书以基础理论—产品技术—设计应用—智能发展为主线, 深入解析转换开关电器的核心原理、分类标准、选型设计、安装调试及运维要点, 并聚焦行业数字化、智能化发展趋势。 本书旨在为TSE产品研发、电气设计、系统集成、设备运维及质量管理等领域的专业人员提供一套权威、实用的综合性技术指南与解决方案参考。

序言
前言
第 1 章 概述
1. 1 转换开关电器的用途与分类 1
1. 2 标准体系及与国际标准对比与分析 1
1. 3 基本概念 3
1. 4 符号及图示 7
第 2 章 TSE 的应用及技术要求
2. 1 TSE 在供配电系统中的应用 9
2. 2 TSE 与母联开关应用的差异 (120°相位差) 10
2. 3 消防电源末端 TSE 转换可靠性分析 11
2. 4 中性极 (N 极) 重叠转换的应用 11
2. 5 感性负载转换特性 12
2. 6 非线性 (整流 / 容性) 负载转换特性 13
2. 7 三、 四极 ATSE 的选择 14
2. 8 TSE 使用环境及成套 TSE 18
第 3 章 TSE 的主要技术特性
3. 1 一般要求20
3. 2 转换能力要求 20
3. 3 短路特性及配合要求 20
3. 4 TSE 同步转换要求 21
3. 5 机械联锁 21
3. 6 辅助电路和控制电路 21
第 4 章 TSE 的主要设计要点
4. 1 专用型 PC 级 TSE 设计要点 23
4. 2 派生型 CB 级 TSE 设计要点 26
4. 3 MTSE 设计要点 27
Ⅵ
4. 4 RTSE 设计要点 … 28
4. 5 TSE 转换操作机构的主要特征 (典型结构分析) 28
第 5 章 控制器（CTL）主要技术特性及设计要点
5. 1 ATSE 控制器 (CTL) 主要特性 31
5. 2 控制器 (CTL) 性能要求 32
5. 3 电磁兼容要求 33
5. 4 控制器 (CTL) 可靠能力要求 34
5. 5 控制器 (CTL) 设计要点 35
5. 6 ATSE 控制器的选择 (CTL) 38
5. 7 谐波电压对 ATSE 的影响 39
第 6 章 旁路转换开关电器（BTSE）
6. 1 概述 43
6. 2 BTSE 的分类 43
6. 3 BTSE 的主要技术特征 43
6. 4 BTSE 的主要结构特征 44
6. 5 BTSE 试验验证 47
第 7 章 中性极（N 极）重叠转换开关电器
7. 1 N 极重叠转换的应用 49
7. 2 N 极重叠转换产品结构及性能要求 49
7. 3 N 极重叠转换 ATSE 选用原则 50
第 8 章 瞬间并联转换开关电器（C-TSE）
8. 1 瞬间并联转换的应用 51
8. 2 瞬间并联转换开关电器性能要求 52
8. 3 ATSE 瞬间并联对电源的影响 52
第 9 章 电动机负载的转换
9. 1 概述 54
9. 2 电动机反电动势测试 54
9. 3 母线残压分析 56
9. 4 ATSE 恰当时机转换条件及系统解决方案 58
第 10 章 高速自动转换开关电器（H-ATSE）
10. 1 概述 59
10. 2 高速 H-ATSE 解决方案 59
Ⅶ
10. 3 典型高速 H-ATSE 装置 61
10. 4 高速 H-ATSE 的应用 65
第 11 章 三电源转换开关电器（TH-TSE）
11. 1 概述 69
11. 2 两台 ATSE 完成三电源切换的应用 69
11. 3 派生型 CB 级三电源 ATSE 70
11. 4 专用型三电源 ATSE 71
11. 5 三电源 ATSE 在实际工程中应用案例 72
11. 6 专业型 PC 级三电源 ATSE 优点 73
第 12 章 ATSE 可靠性工程试验（高加速寿命试验 HALT）
12. 1 概述 74
12. 2 试验项目及基本要求 75
12. 3 试验条件及设备 76
12. 4 产品失效模式及判别依据 77
12. 5 试验方法及程序 77
12. 6 HALT 试验中环境应力与诱发的故障模式之间的关系 83
12. 7 关键零部件试验 85
12. 8 ATSE 关键部件可靠性测试要求 86
第 13 章 TSE 认证试验
13. 1 TSE 认证程序及主要内容 90
13. 2 TSE 认证的必备文件资料及编写要求 92
13. 3 ODM 申请须要提交的资料 95
第 14 章 TSE 的验收、使用、常见故障及维护
14. 1 TSE 的产品验收条件 96
14. 2 TSE 的使用 97
14. 3 TSE 及 BTSE 常见故障 97
第 15 章 静态转换开关电器（STS）
15. 1 概述 101
15. 2 STS 工作原理 102
15. 3 STS 主要组成部分 103
15. 4 主要元件103
15. 5 典型系统结构 105
15. 6 STS 技术与应用 106
15. 7 测试 111
Ⅷ
15. 8 结论 112
第 16 章 中压转换开关电器（MV-TSE）
16. 1 概述 113
16. 2 MV-TSE 应用与备自投使用差异 113
16. 3 MV-TSE 主要技术要求 119
16. 4 专用型 MV-TSE 主要结构要求 121
16. 5 MV-TSE 中压成套开关设备 122
16. 6 中压旁路成套开关设备 (MV-BTSE) 123
16. 7 MV-TSE 型式试验及注意事项 124
第 17 章 TSE 典型行业应用案例
17. 1 数据中心应用案例 128
17. 2 电子厂房应用案例129
17. 3 医疗行业应用案例 130
17. 4 机场应用案例 131
17. 5 地铁系统应用案例 132
17. 6 金融数据中心应用案例 133
17. 7 建筑楼宇应用案例 134
17. 8 体育场馆应用案例 134
17. 9 石化行业应用案例 135
17. 10 热电厂 ATSE 应用案例 136
17. 11 消防系统应用案例 138
17. 12 中压 ATSE 应用案例 138
第 18 章 TSE 选择原则及招标文件要求
18. 1 一般原则 142
18. 2 根据供电系统选择 TSE 143
18. 3 对 TSE 招标技术文件要求 149
第 19 章 设计规范对电源及电源切换要求
19. 1 负荷分级和供电要求153
19. 2 供电电源 159
19. 3 设计规范对电源切换和切换装置要求 161
第 20 章 典型产品在工程中应用实例
20. 1 WTS 系列 ATSE 在工程中应用实例 163
20. 2 TruONE 系列 ATSE 在工程中应用实例 164
20. 3 MDS9MV 系列 ATSE 在工程中应用实例 165
Ⅸ
20. 4 SmartGen ATSE 控制器在工程中应用实例 166
20. 5 SIWOQ7 系列 ATSE 在工程中应用实例 168
20. 7 UTS 系列 ATSE 在工程中应用实例 169
20. 8 SSK 系列 ATSE 在工程中应用实例 170
20. 9 WHK 系列 MV-ATSE 在工程中应用实例 171
20. 10 Zenith 系列 ATSE 在工程中应用实例 172
20. 11 TGQ3L 系列 ATSE 在工程中应用实例 173
20. 12 RWQ 系列 ATSE 在工程中应用实例 174
20. 13 ATyS 系列 ATSE 在工程中应用实例 175
附录 A ATSE 转换不同感性负载测试报告 176
附录 B 开关电器三相触头同步性测试方法 185
附录 C ATSE 与 UPS 配合实验测试报告（N 极重叠转换） 189
附录 D ATSE 瞬间并联电源测试报告 197
附录 E H-ATSE 转换与变频器宕机验证试验报告 203
附录 F H-ATSE 转换非线性（整流/容性）负载测试报告 212
附录 G 数据中心配电系统 ATSE 转换测试报告 219
附录 H 数据中心中压配电系统 MV-TSE 转换过程测试报告 230
附录 I 发电机组起动及 ATSE 转换暂态过程测试报告 235

在现代供电系统中, 对连续、可靠电能的需求已上升到前所未有的战略高度。数据中心、高端制造、医疗急救、交通运输、金融交易等关键领域, 无不将供电连续性视为其安全线和生命线。转换开关电器 ( TSE) 作为确保重要负荷在常用电源与备用电源之间安全、可靠、及时转换的核心电器, 其技术性能与正确应用直接关系到整个供电系统的稳定与安全。近年来, 中国的TSE技术取得了长足的进步, 其应用场景早已超越简单的两电源转换,向专用化、智能化、高可靠性和极端条件应用深度拓展。从消防电源末端的可靠性分析,到数据中心毫秒级的高速转换;从电动机负载的残压应对, 到中压系统的大容量切换; 从传统的三极转换, 到中性极重叠及瞬间并联等复杂技术, TSE 的选择与应用已成为一项涉及多学科、多领域的综合性技术课题。然而, 业界在TSE的深入理解、规范选型和正确应用上仍存在诸多盲点与挑战, 亟需一部系统、权威的技术指南予以廓清。
本书正是在此背景下应运而生。我们汇聚了行业内的资深专家与工程技术力量, 以现行的国家标准和国际规范为基石, 结合大量实验数据与前沿工程案例, 力图打造一部涵盖从基础理论到尖端应用、 从元器件设计到系统集成的 TSE 技术百科全书。
本书内容体系宏大, 逻辑严密。基础构建 (第1~3章) : 系统阐述TSE的基本概念、分类、标准体系及其在供配电系统中的核心应用与通用技术要求, 为读者奠定坚实的理论基础。技术深研 (第4~8章) : 聚焦各类TSE(如PC级、CB级、旁路 BTSE、中性极重叠 NTSE 等)的设计要点、 技术特性与核心机构, 并专章剖析智能控制器 ( CTL) 的关键技术,展现产品内在的技术精髓。前沿应用(第 9~13章) : 深入探讨如电动机负载转换、 高速转换 ( H-TSE) 、 三电源及中压转换(MV-TSE) 等特殊且关键的应用场景, 并引入高加速寿命试验 ( HALT) 等先进的可靠性工程方法, 确保产品在极端条件下运行的卓越表现。实践指引 (第14~20章): 提供从产品验收、使用维护、故障排除到行业招标、设计规范解读的全链条实践指导, 并辅以涵盖数据中心、 医疗、 交通等典型行业的丰富应用案例,使理论紧密联系实际。数据是美丽的语言。 为使手册内容更具权威性, 编委会开展了8项专题技术研究。 通过实验验证, 我们首次在全球范围内公布了如 “变频器宕机时间” 等重大技术数据, 为高速ATSE的应用提供了关键支撑。 书中9个附录(A~I)是极具价值的专题测试报告, 它们均基于真实场景的一手数据, 为TSE的选型、设计与验证提供了客观、权威的依据。
本书旨在为电气设计人员、成套厂工程师、项目管理人员、 产品研发人员以及高校师生提供权威的技术参考。 我们期望, 它不仅能帮助读者解决当前面临的具体技术问题, 更能拓展读者的技术视野, 激发创新思维。由于技术发展日新月异, 且编者水平所限, 书中难免有疏漏之处, 恳请广大读者不吝批评指正, 共同推动我国转换开关电器技术水平的持续进步。
《转换开关电器技术手册》 编委会 曲德刚
2025 年 7 月