STS静态转换开关工作原理.pptx

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STS静态切换开关

静态切换开关，包括它的工作原理和用途等相关内容

静态切换开关（Static Switch，STS）是一种具有低延迟、高可用性

和可扩展性的网络切换技术，它能够控制数据流的集中控制和转发。STS

通常用于需要及时响应和迅速反应的应用程序中，例如视频会议、在线教

育和多媒体流媒体等。

STS静态切换开关的结构包括一个“外壳”和一块内部的控制板。外

壳是一种紧凑的机械结构，控制板封装了切换器控制模块和数据交换模块，通过控制面板上的开关可以控制切换开关的操作。STS静态切换开关通常

包括两个网络端口，一个“源”端口和一个“目标”端口，以及一个用于

管理的端口。

STS静态切换开关可以根据用户需要通过控制端口来控制其操作，允

许用户在源和目标之间进行持续的网络连接，以确保不间断的数据传输。

此外，用户也可以设置STS静态切换开关的阈值，以便当一些端口出现故

障时，能够自动将网络切换到另一个端口上。

STS原理

STS静态转换开关工作原理

【关闭】

静态转换开关（STS，Static Transfer Switch）是双电源二选一转换开关，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电如：

＊非并联ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同容量ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同型号ＵＰＳ系统的n+1冗余

功能

两个独立输入源之间的快速转换

转换时间: 典型值8 ms/每相相单独转换模式

转换时间: 最大5 ms 三相同时转换模式

转化瞬间:源于源之间没有环流

有序的转换:按照顺序，每相在电流过零点的时候发生转换

自动和手动转换

转换由内部逻辑或外部命令控制。

自动转换发生在被选择的源超出其允许精度范围的时候。

手动转化是通过前面板的按钮开关或UPS输入的控制命令来实现的。

静态转换开关（STS）在铁路信号电源系统中的应用

静态转换开关（STS）在铁路信号电源系

统中的应用

摘要：《国铁集团工电部关于加强铁路信号电源系统设备技术管理的通知》中要求：高速铁路以及普速铁路大型客运/枢纽车站、驼峰的信号信号电源系统

设备，应采用双总线冗余配电架构。静态切换开关（STS）在双总线配电架构中

的应用可有效解决单电源信号设备的输入电源冗余问题。本文首先对STS的工作

原理进行阐述，重点介绍其器件SCR原理、输入电源切换、互锁机制等，同时结

合双总线冗余配电架构对STS静态转换开关在铁路信号电源系统中的应用进行详述。

关键词：铁路信号电源系统双总线冗余配电架构静态装换开关应用

一、简述

静态转换开关（Static Transfer Switch，STS）是指在两路电源供电系统

之间切换的开关电子设备，主要用于两路电源供电切换，为电源二选一自动切换

系统。STS在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的重要任务。正常工作状态下，在主电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主电源。在主电源发生故障时，负载自动并迅速切换到备用电源，主电源恢复正常后，负

载自动切换回主电源。通常情况下，静态转换开关可在小于10ms的时间内将电

源自动切换到一个稳定的备用电源，不会造成IT类负载断电。STS采用先断后通

的切换方式，一路电源出现故障，STS可以继续由另一路可用电源向设备供电。

一旦出现短路，STS将确保故障不会延伸影响到备用电源，从而保证继续向设备

供电，适合用于UPS与UPS，UPS与发电机，UPS与市电，市电与市电等任意两路

电源的不断电转换。因其快速负载切换的特性，STS已经广泛应用于要求极高供

STS与ATS

STS静态切换开关

(STS静态转换开关)为电源二选一自动切换系统，正常工作状态下，在主电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主电源。在主电源发生故障时，负载自动切换到备用电源，主电源恢复正常后，负载又自动切换到主电源。确保用电设备不断电，从而能够正常工作。STS静态切换开关主要由智能控制板,高速可控硅,断路器构成.其标准切换时间为≤8ms,不会造成IT类负载断电。既对负载可靠供电,同时又能保证STS在不同相切换时的安全性。STS静态转换开关（STS静态转换开关）采用先断后通（Break before Make）的切换方式，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电，如：

- 非并联UPS系统的n+1冗余

- 不同容量UPS系统的n+1冗余

- 不同型号UPS系统的n+1冗余

◇保护功能：

■超载保护(选件):当负载超过设备负载的150%时设备将自动关断输出并报警,10秒后自动再次开启;

■高低压保护功能:当输入交流低压,超压时,设备会自动转向另一路电源;

■智慧检测:当任一时刻,某一路市电断电(含人工切换),设备会自动切换到另一路,免除人工切换或断电的危险;

◇智能报警功能：

■当市电断电时,设备会自动启动报警,90秒后自动消音;

■当市电超限时,设备也会自动报警,90秒后自动消音;

◇手动切换功能:

■两路电源正常时,可随意将负载转向另一路电源供电;

■当某路市电断电或超限时,设备会自动锁闭手动、自动切换；

◇自动定时切换功能（选件）：可设定单路供电时间，自动切换到另一电源供电，确保两路电源供电之老化程度。

STS静态切换开关工作原理以及在空管供电系统中的应用吴可

发表时间：2019-06-03T11:45:25.100Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：吴可

[导读] 摘要：近年来随着航班量的不断增长，民航空管系统快速发展，空管设备数量逐年增长。

（中国民用航空西南地区空中交通管理局四川成都 610202）

摘要：近年来随着航班量的不断增长，民航空管系统快速发展，空管设备数量逐年增长。而空管设备机房内的各类通导、气象设备承担着向管制员提供指挥航班起降和飞行的各类雷达、传输、气象数据及信息，此类设备可瞬间供电中断时间小于20ms。为保障管制席位和空管设备的不间断运行，提升单电源设备供电的冗余可靠性，静态切换开关（Static Transfer Switch，STS）在空管供电系统中的重要性不言而喻。本文首先对STS的工作原理进行阐述，重点介绍其器件SCR原理、输入电源切换、互锁机制等，接着结合民航西南空管局航管小区的供配电配置对STS静态转换开关在空管供电系统中的应用进行详述。

关键词：静态转换开关；工作原理；应用

1 引言

静态转换开关（Static Transfer Switch，STS）是指在两路电源供电系统之间切换的开关电子设备，主要用于两路电源供电切换，为电源二选一自动切换系统。STS在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的核心任务。正常工作状态下，在主电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主电源。在主电源发生故障时，负载自动并迅速切换到备用电源，主电源恢复正常后，负载自动切换回主电源[1]。通常情况下，静态转换开关可在小于8ms的时间内将电源自动切换到一个稳定的备用电源，不会造成IT类负载断电。即使在极端条件下，如180度的相位差，STS的检测和自动切换时间要比许多其它开关的速度快10倍。所以STS既对负载可靠供电，同时又能保证在不同相切换时的安全性。STS采用先断后通（Break before Make）的切换方式，一路电源出现故障，STS可以继续由另一路可用电源向设备供电。一旦出现短路，STS将确保故障不会延伸影响到备用电源，从而保证继续向设备供电，适合用于UPS与UPS，UPS与发电机，UPS与市电，市电与市电等任意两路电源的不断电转换[2]。因其快速负载切换的特性，STS应用于要求极高供电可靠性的高端不间断供电领域，如计算机中心，互联网数据中心、电信、金融数据中心及工业过程控制中心等，利用快速的负载切换功能保证设备能够在主电源发生故障时保障不间断运行，给设备提供稳定的、高质量的交流供电。

STS静态转换开关工作原理

S T S静态转换开关工作

原理

Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

STS静态转换开关工作原理

静态转换开关（STS，Static Transfer Switch）是双电源二选一转换开关，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电如：

＊非并联ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同容量ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同型号ＵＰＳ系统的n+1冗余

功能

两个独立输入源之间的快速转换

转换时间 : 典型值 8 ms/每相相单独转换模式

转换时间 : 最大5 ms 三相同时转换模式

转化瞬间:源于源之间没有环流

有序的转换:按照顺序，每相在电流过零点的时候发生转换

自动和手动转换

转换由内部逻辑或外部命令控制。

自动转换发生在被选择的源超出其允许精度范围的时候。

手动转化是通过前面板的按钮开关或UPS输入的控制命令来实现的。

其内部结构如图所示。

STS 设计用来实现两个同步三相交流电源之间进行不间断（<8ms）转换。两路交流电源的幅度、频率和相位差应控制在一定的范围内。STS的主要作用是在一路输入电源发生故障或需要检修、测试时实现从一路电源到另一路电源之间真正地不间断地转换,禁止接入两路会产生回流的输入电源。STS可以通过控制面板设定其中任意一路输入电源为主电源，另一路输入电源为备用电源。只有在主电源故障或手动复位的情况下，STS才会自动在8ms内从主电源切换到备用电源。 STS的两路静态开关是严格互锁，STS内还装有手动旁路开关，在STS需要检修时，可以手动地将输入电源切换到旁路开关。进行手动转换时可保证输出不间断。

STS静态切换开关

在传统的电力系统中，当电力供应中断或出现故障时，会出现供电中

断的情况，这会对关键的设备和系统造成严重影响。为了解决这个问题，

引入了STS静态切换开关，它可以在电力供应中断时迅速切换到备用电源上，以保证系统的连续供电。

STS静态切换开关通过监控电力供应的状态，来实现电源的自动切换。当电源正常供电时，STS将主电源连接到负载上，同时将备用电源与负载

隔离。而当主电源故障或中断时，STS会立即切换到备用电源上，以保证

负载的连续供电。切换的过程非常快速，通常在几毫秒之内完成，对于关

键的设备和系统来说，这几毫秒的切换时间是可以接受的。

首先是电源输入模块，用于接收主电源和备用电源的输入。主电源和

备用电源可以分别来自不同的电网或独立的电源设备。输入模块会对电源

的电压、频率、相序等进行监测，以确保电源输入的稳定性和一致性。

接下来是双重静态开关，用于实现主电源与备用电源之间的切换。双

重静态开关包括两个独立的开关，一个连接主电源，另一个连接备用电源。当主电源正常供电时，主开关处于导通状态，备用开关处于断开状态；而

当主电源故障或中断时，主开关会自动断开，备用开关则会闭合，实现供

电的切换。

监控控制模块是整个STS系统的核心部分，它负责监测电源输入状态，判断主电源是否正常，并控制双重静态开关的切换。监控控制模块可以通

过多种方式进行监测，包括电流变压器、电压变压器、频率变压器等。一

旦监测到主电源故障，监控控制模块会立即触发切换过程，并确保备用电

源的合理使用。

最后是负载输出模块，用于将电源的输出连接到负载上。负载输出模

sts开关工作原理

STS开关是断路器之间、断路器与母线之间以及断路器间段电缆的切换开关，它具有两个母线侧接点和两个次级侧接点，主要用于电力系统的备份供电和维护操作。本文将详细介绍STS开关的工作原理。

首先，STS开关一般由机械部分和电气部分两部分组成。机械部分主要包括齿轮、传动机构、转位杆等，负责实现开关的切换动作。电气部分主要由机械接点、触头、过渡电阻等组成，负责实现切换动作时电路的连接和断开。

在正常工作状态下，STS开关的齿轮通过传动机构与转位杆相连。当外界故障或维护需要时，通过操作装置给STS开关发送信号，切换动作开始。首先，机械部分会将齿轮转动到特定位置，将机械接点与触头连接，实现电路的连接或断开。同时，过渡电阻会在连接或断开的瞬间扮演过渡作用，防止因电流突变而引起的电弧或电击。

STS开关的两个母线侧接点分别与两个母线相连，而次级侧接点分别与备份电源和负载相连。在正常工作状态下，STS开关的两个母线侧接点与次级侧接点分别处于断开状态，负载通过主路线供电。当主路线发生故障，无法继续供电时，STS开关会自动切换至备份路线，将负载与备份电源连接。同时，STS开关会断开故障路线，确保供电的连续性和可靠性。

STS开关具有自动和手动两种切换模式。在自动模式下，STS开关能够根据事前设定的参数和逻辑进行自动切换操作，实现备份供电。在手动模式下，STS开关可以由操作人员通过操作装置进行切换。手动模式通常用于维护操作或特殊情况下的切换。

需要注意的是，STS开关在切换过程中可能会产生瞬时电弧，并伴有电压和电流的突变。因此，STS开关必须具备良好的抗干扰能力和电弧灭弧能力，以保证切换过程的安全性和可靠性。此外，STS开关还要具备可靠的接触材料和连接技术，以提高开关的寿命和稳定性。

STS静态电源转换开关-产品介绍及说明书

STS 静态电源切换装置产品说明书
Static Transfer Switch 静态电源转换开关
（STS 单相三相全系列通用）
产品说明书
静态转换开关 STS（Static Transfer Switch）是实现两个独立电源间的快速转换的无触点电子式开关装置，其最高转换时间可以达到 4mS，为数字设备、控制设备或其它对电源供电连续性要求极高的用电设备提供供电保障，当一路电源超限或断电后，迅速地切换至另一路电源,保证设备运行及数据安全。它（STS）是实现所谓“分布式供电”方案的有利工具，可以大大提高机房、 PLC、精密仪器等设备供电系统的可靠性。
电。 3）当 UPS1 正常 UPS2 故障时，热备份将由 UPS1 供电，指示灯 UPS1 为亮，UPS2 为灭，OUTPUT
为亮，故障为亮，有报警声。 4）当 UPS2 正常 UPS1 故障时，热备份将由 UPS2 供电，指示灯 UPS1 为灭，UPS2 为亮，OUTPUT
为亮，故障为亮，有报警声。 5）当负载超出设定值，静态开关将封闭，此时 STS 无输出。 6）当 STS 有一路输入不正常时，STS 以每秒一次报警，90 秒后会自动消音，两路市电都正常 STS 自
STS 静态电源切换开关主要由智能控制板，高速可控硅，断路器构成。其标准切换时间为 6ms,最大 8ms，不会造成 IT 类负载断电。既对负载可靠供电，同时又能保证 STS 在不同相切换时的安全性。STS 的基本应用包括电力工业的自动化系统，石化工业的电源系统，计算机和远程通讯中心，大楼的自动化和安全系统，以及其他对电源中断敏感的设备。

STS静态转换开关工作原理

S T S静态转换开关工作

原理

GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-

STS静态转换开关工作原理

静态转换开关（STS，Static Transfer Switch）是双电源二选一转换开关，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电如：＊非并联ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同容量ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同型号ＵＰＳ系统的n+1冗余

功能

两个独立输入源之间的快速转换

转换时间 : 典型值 8 ms/每相相单独转换模式

转换时间 : 最大5 ms 三相同时转换模式

转化瞬间:源于源之间没有环流

有序的转换:按照顺序，每相在电流过零点的时候发生转换

自动和手动转换

转换由内部逻辑或外部命令控制。

自动转换发生在被选择的源超出其允许精度范围的时候。

手动转化是通过前面板的按钮开关或UPS输入的控制命令来实现的。

其内部结构如图所示。

STS静态电源转换开关-产品介绍及说明书

■高低压保护功能:当输入交流低压,超压时,设备会自动转向另一路电源; ■智慧检测:当任一时刻,某一路市电断电(含人工切换),设备会自动切换到另一路,免除人工切换或断
电的危险; ⑵智能报警功能:
■当市电断电时,设备会自动启动报警,90 秒后自动消音; ■当市电超限时,设备也会自动报警,90 秒后自动消音; ⑶手动切换功能: ■两路电源正常时,可随意将负载转向另一路电源供电; ■当某路市电断电或超限时,设备会自动锁闭手动、自动切换； ⑷自动切换功能（选件）：可设定单路供电时间，自动切换到另一电源供电，确保两路电源供电之老化程度。
电。 3）当 UPS1 正常 UPS2 故障时，热备份将由 UPS1 供电，指示灯 UPS1 为亮，UPS2 为灭，OUTPUT
为亮，故障为亮，有报警声。 4）当 UPS2 正常 UPS1 故障时，热备份将由 UPS2 供电，指示灯 UPS1 为灭，UPS2 为亮，OUTPUT
为亮，故障为亮，有报警声。 5）当负载超出设定值，静态开关将封闭，此时 STS 无输出。 6）当 STS 有一路输入不正常时，STS 以每秒一次报警，90 秒后会自动消音，两路市电都正常 STS 自
功能介绍：快速负荷转移 STS 能在同相与不同相环境中达到最快负荷转移(6ms)。供电优先级 RSTS 可由使用者自行设定。保护功能输出电流超限保护 110%，冲击能力 4:1，输入过流与防雷。故障报警环境电量与输出电量出现故障时，设备将自动声光报警,90 秒后自动关闭。多功能接口本系列产品具有 PC 连接接口(RS232)。

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MGE UPS SYSTEMS
Patrick BOIS - Page 2
03/12/99
GALAXY STS
与因特网和电信应用相关的潜在用户名单
•因特网服务供应商ISP: AOL WANADOO REDBUS COLT
LEVEL3 UNET TRANSPAC E-UNET PSI-NET SIRIS BELGACOM COMPLETEL GLOBAL-CROSSING INFONET ISO-NET IBM-GS WORLDNET WORLD-ON-LINE AUCS YAHOO BT-ON-LINE GLOBAL-TELE-SYSTEM TELEGLOBE VIATEL CARRIER FLAGTELECOM INTEL TERRA.
GALAXY STS
ISP/TSP/Housing和数据中心
UPS
MGE UPS SYSTEMS
Patrick BOIS - Page 6
GE
UPS
STS
STS
PDU. Server
PDU
03/12/99
GALAXY STS
与配电柜相关的提议： • 每个用户的配电柜应配一台STS • STS可置于下线配电柜或变压器机柜内，以减小占地面积
03/12/99
GALAXY STS
SLT TNS
UPS 1

STS设备的原理和日常维护

摘要：静态切换开关STS（Static Transfer Switch）在电子设备供电系统

中的起着非常重要的作用，本文首先对STS的工作原理进行阐述，再对其日常维

护保养进行介绍。

关键词：静态转换开关；原理；维护

1引言

静态转换开关STS（Static Transfer Switch）为电源二选一自动切换系统，正常工作状态下，在主电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主电源。在

主电源发生故障时，负载目动切换到备用电源，主电源恢复正常后，负载又自动

切换到主电源。STS静态转换开关（Static Transfer Switch)采用先断后通（Break before Make)的切换方式，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，

为单电源负载提供双母线供电。通常情况下，静态转换开关可在小于8ms的时间

内将电源自动切换到一个稳定的备用电源，不会造成IT类负载断电。所以STS

既对负载可靠供电，同时又能保证在不同相切换时的安全性。因其快速负载切换

的特性，STS应用于计算机中心，互联网数据中心、电信、金融数据中心及工业

过程控制中心等，利用快速的负载切换功能保证设备能够在主电源发生故障时保

障不间断运行，给设备提供稳定的、高质量的交流供电。

2STS组成及工作原理

2.1 STS组成

STS的主回路主要由输入开关、输出开关、旁路维修开关以及由可控硅（SCR）构成的静态切换开关组成。STS的核心电子器件是可控硅（SCR），下面介绍一下

可控硅的工作原理，。

2.2 可控硅（SCR）的工作原理

sts双电源静态切换开关工作原理

一、概述

STS双电源静态切换开关是一种用于电力系统中的重要设备，其作用

是在主电源故障时自动切换到备用电源，以确保电力系统的持续供电。本文将详细介绍STS双电源静态切换开关的工作原理。

二、STS双电源静态切换开关的组成

1. 主电源输入端：主电源输入端连接主电源引线，接收主电源供电。

2. 备用电源输入端：备用电源输入端连接备用电源引线，接收备用电

源供电。

3. 输出端：输出端连接电力系统的负载，输出电力给负载设备。

4. 控制电路：控制电路通过传感器监测主电源和备用电源的状态，实

现自动切换功能。

5. 机械传动装置：机械传动装置用于实现在主电源故障时的切换动作。

三、STS双电源静态切换开关的工作原理

1. 初始状态：当主备电源同时正常供电时，STS双电源静态切换开关

处于初始状态，主电源供电给负载设备，备用电源处于待机状态。

2. 主电源故障检测：当主电源发生故障（如电压异常、频率异常等），控制电路会即时检测到，并发出信号。

3. 控制动作：控制电路接收到主电源故障信号后，通过机械传动装置，使备用电源输入端与输出端连接，同时切断主电源输入端与输出端的

连接。

4. 备用电源供电：一旦切换完成，备用电源会立即开始供电给负载设

备，以保证电力系统的持续供电。

5. 主电源恢复：当主电源故障恢复时，控制电路会检测到主电源正常

恢复的信号，并触发切换动作。

6. 切换回主电源：控制电路通过机械传动装置，将主电源输入端与输

出端连接，同时切断备用电源输入端与输出端的连接，完成切换回主

电源的过程。

四、STS双电源静态切换开关的特点

静态切换开关原理

静态切换开关是一种用于控制电路的装置，它可以通过打开或关闭电路来实现电流的流动或停止。其原理是基于电路中的导电材料与非导电材料之间的转换。

当静态切换开关处于关闭状态时，导电材料之间会存在断开的非导电材料，这会阻止电流的流动。而当静态切换开关处于打开状态时，导电材料之间则会形成连续的通路，电流可以自由地流动。

静态切换开关通常由一个机械或电子元件组成，用于控制导电材料与非导电材料之间的连接或断开。一般来说，静态切换开关可以通过手动控制、电子信号或其他方式来切换开关状态。

在某些静态切换开关中，使用了导电材料的特殊性质。例如，用作导电材料的金属可以通过施加电丝束缚的方式来控制导电性，从而切换开关状态。当这种金属被束缚时，电路处于关闭状态，而当束缚释放时，电路处于打开状态。

除了手动切换外，现代科技也使得静态切换开关可以通过电子信号来自动切换。这些开关通常使用电磁继电器或集成电路来控制开关状态。当接收到特定的电子信号时，继电器或集成电路将发出指令来改变开关的状态。

总的来说，静态切换开关通过控制导电材料与非导电材料之间的连接或断开来实现电路的开闭。它可以手动或自动地切换开关状态，从而控制电流的流动或停止。

STS静态转换开关工作原理

静态转换开关（STS，Static Transfer Switch）是双电源二选一转换开关，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电如：

＊非并联ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同容量ＵＰＳ系统的n+1冗余

＊不同型号ＵＰＳ系统的n+1冗余

功能

两个独立输入源之间的快速转换

转换时间 : 典型值 8 ms/每相相单独转换模式

转换时间 : 最大5 ms 三相同时转换模式

转化瞬间:源于源之间没有环流

有序的转换:按照顺序，每相在电流过零点的时候发生转换

自动和手动转换

转换由内部逻辑或外部命令控制。

自动转换发生在被选择的源超出其允许精度范围的时候。

手动转化是通过前面板的按钮开关或UPS输入的控制命令来实现的。

其内部结构如图所示。

STS的所有的转换都是快速的先断后合，主备电源之间不会产生冲击电流，所有的转换都在小于8ms的时间内完成。

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STS静态切换开关

STS原理

静态转换开关（STS）在铁路信号电源系统中的应用

STS与ATS

STS静态切换开关工作原理以及在空管供电系统中的应用 吴可

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静态切换开关原理

STS静态转换开关工作原理

STS静态切换开关工作原理以及在空管供电系统中的应用吴可