تحليل التأثير لتركيب محول الجهد على جانب الخط مقابل جانب الحمل من قاطع الدائرة المدخل للتيار الكهربائي الآلي (ATS)

أجهزة التحويل التلقائي للإحتياط (ABTS) هي مكونات أساسية تضمن التشغيل الآمن والموثوق والاستقرار لشبكات الطاقة في المصانع. تتبع منطق بدء تشغيلها المعايير المزدوجة "فقدان الجهد في مصدر الطاقة العامل + عدم الكشف عن التيار"، مما يمنع بشكل فعال الأخطاء الناجمة عن انقطاع الثانوي للمحول الجهد (VTs) أو سوء التشغيل لأجهزة ABTS بسبب أعطال الدائرة الثانوية للمحولات الحالية (CTs). يتطلب شرط التفعيل "عدم وجود جهد ولا تيار" أو "قيم الجهد/التيار أقل من الإعدادات الواقية"، دون استثناءات.

تعتمد ABTS على VTs لجمع إشارات الجهد و CTs لجمع إشارات التيار. وبالتالي، فإن مواقع تركيب هذه المحولات تحدد بدقة دقة الجهاز في تحديد حالة مصدر الطاقة العامل. بغض النظر عن مكان تركيب CTs سواء كان في الجانب العلوي أو السفلي لدائرة قاطع الدائرة، يمكن لـ ABTS تحديد بدقة "حالة الحمل في قاطع الدائرة والحالة الحملية للأذرعة"؛ ومع ذلك، هناك اختلافات كبيرة في كيفية قيام ABTS بتقييم حالة الشحن للأذرعة عند تركيب VTs في الجانب العلوي (جانب الدخول) مقابل الجانب السفلي (جانب الأذرعة) لقاطع الدائرة، وهو ما يتطلب تحليلًا مركّزًا. يتم عرض التوصيل النظامي في الشكل 1.

1. محول الجهد مثبت في الجانب العلوي لقاطع دائرة مصدر الطاقة (محول الجهد الدخلي)
(1) التشغيل الطبيعي لمصدر الطاقة الدخلي

عندما يستمد ABTS الطاقة من محول الجهد الخطي TV1، إذا كان قاطع الدائرة 1DL في "الموضع العامل + الحالة المغلقة"، يقوم TV1 بجمع الجهد الدخلي، وهو ما يعادل جهد الأذرعة. ثم يحدد ABTS أن الأذرعة القسم الأول حية.

(2) فقدان مصدر الطاقة الدخلي

عند فشل مصدر الطاقة الدخلي، يقوم TV1 بجمع جهد صفر و CT بجمع تيار صفر، مما يثير عمل ABTS: أولاً يفصل 1DL، ثم يغلق قاطع الدائرة الموصل للأذرعة 3DL، مما يعيد الطاقة إلى الأذرعة القسم الأول والسماح للحمل بالاستمرار في العمل.

(3) سوء التشغيل لقاطع الدائرة (سيناريو الخطر الأساسي المخفي)

إذا تحول 1DL من الحالة المغلقة إلى الحالة المفتوحة بسبب سوء التشغيل أو الفشل الميكانيكي، يفقد الأذرعة القسم الأول الطاقة ويغلق الحمل. يقوم CT بجمع تيار صفر، ولكن TV1 لا يزال يجمع الجهد الطبيعي للجانب الداخلي (دون الانخفاض إلى الإعداد الوقائي)، لذا لا يمكن لـ ABTS اكتشاف "فقدان جهد الأذرعة" ولا يمكنه البدء. لا يمكن لإغلاق 3DL، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة المستمر للأذرعة القسم الأول وإيقافات الإنتاج الشديدة.

(4) حل تحسين المنطق

يتطلب التعرف الدقيق تنفيذ "الربط بين موضع قاطع الدائرة + معيار الجهد": يكون الجهد الذي يجمعه TV1 مكافئًا لجهد الأذرعة فقط عندما يكون 1DL في "الموضع العامل + الحالة المغلقة"؛ إذا كان موضع قاطع الدائرة غير طبيعي (غير الموضع العامل/الحالة المفتوحة)، يقوم ABTS بإجباري تقدير جهد الأذرعة كصفر. بالإضافة إلى ذلك، يجب إضافة منطق "تحقق من موضع قاطع الدائرة": بعد اكتشاف فقدان جهد الأذرعة، يقوم ABTS بتحقق من حالة 1DL قبل قرار "فصل 1DL + إغلاق 3DL" أو مباشرة "إغلاق 3DL".

2. محول الجهد مثبت في الجانب السفلي لقاطع دائرة مصدر الطاقة (محول الجهد للأذرعة)

عندما يستمد ABTS الطاقة من محول جهد الأذرعة TV3، إذا كان قاطع الدائرة 1DL في "الموضع العامل + الحالة المغلقة"، يقوم TV3 بجمع جهد الأذرعة القسم الأول مباشرة، ويتلقى ABTS إشارة الجهد الفعلية للأذرعة.

(1) فقدان مصدر الطاقة الدخلي

عند فشل مصدر الطاقة الدخلي أو سوء تشغيل 1DL إلى الحالة المفتوحة، يقوم TV3 بجمع جهد صفر و CT بجمع تيار صفر، مما يثير عمل ABTS:

• إذا فشل مصدر الطاقة الدخلي: يفصل 1DL → يغلق 3DL لاستعادة طاقة الأذرعة؛

• إذا حدث سوء تشغيل لقاطع الدائرة: يغلق 3DL مباشرة لاستعادة طاقة الأذرعة، دون انقطاع الحمل.

(2) تحليل المزايا

يمكن لمحول جهد الأذرعة "أن يعكس بشكل مباشر وفوري حالة الشحن للأذرعة" دون الحاجة إلى معايير موضع قاطع الدائرة. لدي ABTS منطق تشغيل أبسط، حيث يتم التعرف بدقة على حالات فقدان جهد الأذرعة وتتجنب مخاطر سوء التشغيل/عدم التشغيل.

3. تحليل مقارن للاثنتين من خطط التركيب
(1) تعقيد منطق التشغيل

• التركيب في الجانب الداخلي (TV1): يتطلب إضافة "تحقق من موضع قاطع الدائرة + منطق تحويل الجهد"، مما يزيد من صعوبة الحكم على تشغيل ABTS؛

• التركيب في جانب الأذرعة (TV3): يجمع الجهد للأذرعة مباشرة مع منطق واضح وموثوقية تشغيل عالية.

(2) المخاطر المحتملة (الخطر الرئيسي لتركيب الجانب الداخلي)

إذا تم توازي TV1 في الجانب الداخلي مع الخط L1، عندما يفقد L1 الطاقة، يقوم ABTS بتشغيل "فصل 1DL → إغلاق 3DL". يتم تغذية الجهد للأذرعة عكسًا عبر TV1 إلى L1، مما يسبب "حادث تغذية الجهد العكسي": في أفضل الحالات، يفصل قاطع الدائرة الهوائي على جانب L1 ويسبب فقدان الجهد الثانوي؛ وفي أسوأ الحالات، يتسبب في تلف المعدات وحتى مخاطر الصدمات الكهربائية الشخصية.

4. الخلاصة والتوصيات

لضمان أن ABTS "يعمل بدقة وموثوقية" أثناء فقدان جهد الأذرعة وتتجنب حوادث تغذية الجهد العكسي عند توازي VTs، يجب تركيب VTs في الجانب السفلي (جانب الأذرعة) لقاطع دائرة مصدر الطاقة لتجميع جهد الأذرعة مباشرة عبر محول جهد الأذرعة. هذا يسمح بعكس حالة الأذرعة الفعلية بشكل فوري، مما يوفر معايير موثوقة لـ ABTS. يضمن أن يعمل الجهاز بسرعة ودقة أثناء فقدان جهد الأذرعة، مما يقلل من التأثيرات على الإنتاج والحياة اليومية.