1概述
　　国际电工委员会IEC标准出版物50(826)第一版1982(1999)《国际电工词汇第826章：建筑物电气装置》定义了“应急电源--用来维持安全用电设备的电源”；“备用电源--当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持整个装置或其某些部分或某一部分所需的电源”。备用电源是对应正常电源的，正常电源显然是用来维持整个装置或其某些部分或某一部分所需的电源”。
　　国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-95对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成或影响的程度对用电负荷进行分级，并规定了相应的供电要求。对于“一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。”；“二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。”，规定“在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷”，“一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统”。即根据用电负荷的重要性及安全性，采用不同供电可靠性的供电做法，其要求与IEC标准的精神是一致的。
　　不同的供电环境、不同的配电系统接地型式、供电电源系统的主接线、配电级数、配电设备的选型及布置、电气线路及其敷设均直接关系到供电的可靠性，所以笔者认为：用户终端提高供电可靠性的措施可从供电电源的供电可靠性和输变电设备、控制设备、布线系统等设备的可靠性着手。设备的可靠性除提高设备本身的可靠性外，采用冗余（冷热备份）设计是常用的办法。
　　电源的切换、设备的主电路的切换需要切换器件。按照国家标准《转换开关电器（TSE）选择和使用导则》征求意见稿的定义：转换开关电器（TSE）是由一个或多个开关设备构成的电器，该电器用于从一路电源断开负载电路并连接至另外一路电源上。对于要求供电连续性较高的重要负载电路中的切换器件一般采用自动转换开关电器（ATSE）。ATSE是自行操作的转换开关电器，通常包括主体部分和控制器，主体部分是用于转换主电路负载电源的开关电器，它分专用型和派生型。控制器是用于检测及监视主电路电源的工作状况，失电时控制器发出动作指令使ATSE转换到正常工作的电源侧。
　　随着TSE的设置，供电系统的可靠性也与其的选择、切换条件、切换的级数、切换时限的配合、检修的问题、是否设置保护等密切相关，为此本文从供电可靠性角度议TSE。
　　2典型供电系统
　　保证供电电源的供电可靠性，工程中往往采用电源类型冗余的措施，国际标准、国家标准对于正常电源、备用电源、应急电源组成的冗余措施都作了相应的规定。在国际标准《建筑物电气装置第5部分：电气设备的选择和安装第56章：应急供电》IEC60364-5-56：2002在第556.1.1条的注中提到对于火灾情况下工作的应急供电“可以存在两种型式的供电电源：应急电源和正常电源”，举例的正常电源是“公用电力网”，与上面所述GB50052-95各级用电负荷的供电规定是一致的。便于进行系统可靠性分析，举例典型供电系统概略图。

　　图1二电源供电（互为备用）主接线
　　图1是工程中满足一、二级负荷的中压供电的典型接线概略，该图中采用二路10kV电源进线，互为备用，采用分段单母线接线，设有备用电源自动投入装置，平时二路电源分段运行，若一路失电，起动备自投装置，分断失电回路的进线断路器，闭合分段断路器，由有电的回路带全部负荷。对于设有110/10kV总变电站、35/10kV总变电站的用户，往往还设10kV开关站，由开关站向10/0.4kV变电所供电，其10kV配电系统、10kV开关站的接线一般与图1基本相同。采用4路10kV供电的用户的接线也基本同图1，不过有的用户设了联络间隔。

　　图2三电源供电（一路专用备用）主接线
　　图2是三路10kV电源进线，其中一路为专用备用电源（电源Ⅲ）作为另二路（电源Ⅰ、Ⅱ）的备用电源，采用分段单母线接线，正常母线段与备用母线段（Ⅲ段）与正常电源段（Ⅰ、Ⅱ段）间设有备用电源自动投入装置，平时电源Ⅰ、Ⅱ分段运行，若一路失电，起动备自投装置，分断失电回路的进线断路器，闭合备用电源段与失电母线段间的分段断路器，由备用电源供电。国家标准GB50052-95规定“供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计”，若电源Ⅰ、Ⅱ均失电，图2的备用电源段的容量足够时可带Ⅰ、Ⅱ段全部负荷。10kV馈出采用放射式配电。
　　低压电器TSE的设置部位在国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《高层民用建筑设计防火规范》（2001年版）GB50045-95、《石油化工企业设计防火规范》（1999年版）GB50160-92等标准、规范及规程都规定了“应在”“最末一级配电箱处设置自动切换装置”；《安全防范工程技术规范》GB50348-2004规定了“宜采用两路独立电源供电，并在末端自动切换”；《智能建筑设计标准》GB50314-2000规定了“应有两路独立电源供电，并在末端自动切换”。根据GB50052-95的精神在用户的电源进线系统要设置TSE，即对于重要负荷至少有两级TSE，为此低压供电系统的典型接线的图3、图4、图5均在变电所低配设低压母联自投和末级配电箱中设双电源切换装置的两级TES。

　　图3两路电源供电系统概略图
　　图3是电源接入系统采用两路10kV电源的10/0.4kV变电所至负载的供电系统概略图，是一、二级负荷供电的典型接线，10/0.4kV变电所接入的两路10kV电源，经配电变压器-T1和-T2变换为230/400V的低压供电系统，向220/380V电压等级的用电负载供电。变电所低压采用分段单母线接线，两段电源互为备用，正常时两路电源单母线运行，当一路电源失电，起动母联自投装置，由另一路电源带全部一、二级负荷。重要负荷的两路电源直接从变电所的不同母线段接取，一路为正常电源，另一路为备用电源，经配电箱的转换开关电器（STE）及配电电路向负载供电。

　　图4三路电源供电系统概略图（一）
　　图4是电源接入系统采用两路10kV电源由电力系统供给和一路220/380V电源由柴油发电站提供的的10/0.4kV变电所至负载的供电系统概略图，是一级负荷中特别重要负荷供电的典型接线。10/0.4kV变电所接入的两路10kV电源，经配电变压器-T1和-T2变为230/400V电压等级的低压供电系统，向220/380V电压等级的用电负载供电。变电所低压采用分段单母线接线，两段电源互为备用，正常时两路电源单母线运行；当一路电源失电，起动母联自投装置，由另一路电源带全部一、二级负荷；当两路电源均失电，起动柴油发动机，Ⅰ、Ⅱ段电源的进线断路器均在分断状态时，闭合应急电源段（Ⅲ段）与Ⅰ段间的分段断路器，向重要负荷供电。应急负荷的两路电源直接分别从变电所的应急母线段（Ⅲ段）和有公网供电的母线段接取，一路为公网电源，另一路为应急电源，经应急配电箱的转换开关电器（STE）及配电电路向负载供电。

　　图5三路电源供电系统概略图（二）
　　图5是电源接入系统采用两路10kV电源由电力系统供给的10/0.4kV变电所和一路220/380V电源由柴油发电站提供的至负载的供电系统概略图，是一级负荷中特别重要负荷供电的另一典型接线。10/0.4kV变电所接入的两路10kV电源，经配电变压器-T1和-T2变为230/400V电压等级的低压供电系统，向220/380V电压等级的用电负载供电。变电所低压采用分段单母线接线，两段电源互为备用，正常时两路电源单母线运行；当一路电源失电，起动母联自投装置，由另一路电源带全部一、二级负荷；当两路电源均失电，起动柴油发动机，Ⅰ、Ⅱ段电源的进线断路器均在分断状态时，通过末级应急配电箱，向重要负荷供电。应急负荷的两路电源直接分别从变电所的母线段和柴油发电站的配电柜上接取，一路为公网电源，另一路为应急电源，经应急配电箱的转换开关电器（STE）及配电电路向负载供电。
　　3系统可靠性分析
　　文中所示图1、图2是为了说明中压供电系统不同路数电源的供电可靠性，以及设置自投装置对系统供电可靠性的影响。
　　文中所示图3～图5是为了说明低压供电系统，不同的电源主接线其供电可靠性，以及设置TSE对供电可靠性的影响。
　　可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。电力系统可靠性就是把可靠性工程的一般原理和方法与电力系统中的工程问题相结合而形成的。供电可靠性指标是用数值大小来表示可靠性各个方面性质的量，一般采用的可靠性指标有可靠度、平均停电频率指标、平均停电持续时间指标。可靠度表示元件可靠工作的概率，平均停电频率指标指一年时间里经受的平均停电次数，平均停电持续时间指在一年中被经受的平均停电持续时间。
　　供电系统是由大量的电工产品和电源系统集成的，供电可靠性除取决于电源的可靠性，也和电工产品的可靠性密切相关。电工产品是依据产品标准生产和检验的，因开关电器触头接通与断开电流的大小、电源电压的电能质量会影响电器的可靠性；负载电流的大小会影响电线、电缆的可靠性；温度、湿度、海拔高度、烟雾、冲击、振动等环境条件的可靠性；贮存条件不良使电工、电子产品的电压耐受能力及绝缘性能下降，会影响其可靠性，所以电工产品使用时的负载条件、环境条件、贮存条件不同，其可靠性也不同。
　　STE系低压开关设备，适用于额定电压交流不超过1000V或直流不超过1500V的配电电路和电动机电路中，显然中压供电系统的备自投装置不属于STE系列。对于终端用户的配变电系统，因受电电压一般采用10kV电压等级（大型企业也采用220kV、110kV、66kV、35kV电压等级），高压系统的可靠性直接关系到低压电源侧的可靠性，所以分析终端用户的供电可靠性需包括中压部分。
　　笔者以文中示出的终端用户的典型供电系统概略图进行供电可靠性分析。鉴于供电系统为保证设备和线路安全运行设有许多保护措施，落实到负载德供电只有正常和故障两个状态，由于缺乏相应的统计数据，为此采用结构函数描述网络系统的进行可靠度，仅对上述各概略图中的供电系统的可靠性定性分析。
　　结构函数描述当一个系统由许多设备或元器件组成，每个设备、元器件必须正常，方能正常的系统为串联系统，即只要有一故障，系统就故障。当至少有一个设备、元器件正常，就正常的系统为并联系统，即必须全部元件故障，系统才故障。
　　图1中正常电源的进线断路器、输电导体、馈出间隔组成的正常电源供电系统是串联结构，其可靠度为各可靠度的乘积。在正常电源失电后，10kV备用电源是通过备自投装置的分段断路器馈出的，由10kV备用电源系统及其进线断路器、输电导体、备自投装置、馈出间隔组成的备用电源系统任一部分故障，就会中断供电，也是串联结构，其可靠度亦是组成部分各可靠度的乘积。对于10kV母线段的供电系统是由正常电源供电系统和备用电源供电系统组成，它们互相备份，仅均故障时方中断供电，系并联结构。对于10kV负载，则因有馈出间隔，供电系统亦为串并联结构。为了简化将上游电源系统、进线断路器、输电导体组成的系统用其总可靠度来表示，即用正常电源系统可靠度R(t)正、备用电源系统可靠度R(t)来表示其正常电源、备用电源接入系统的可靠度。图1其可靠度网络如图6所示。