Analýza dopadu instalace napěťového transformátoru na straně vedení vs. straně zatížení spojovacího přerušovače pro (ATS)

Automatické přepínací zařízení (ABTS) jsou klíčovými komponenty zajišťující bezpečnou, spolehlivou a stabilní operaci továrních elektrických sítí. Jejich startovací logika striktně sleduje dvojitý kritérium „ztráta napětí v pracovním zdroji + detekce nulového proudu“, což efektivně zabrání nesprávnému posouzení způsobenému sekundárním odpojením napěťových transformátorů (VT) nebo chybami ABTS způsobenými poruchami v sekundárním obvodu proudových transformátorů (CT). Podmínka pro aktivaci vyžaduje jak „žádné napětí ani proud“ nebo „hodnoty napětí/proudu pod nastavením ochrany“, bez výjimek.

ABTS se spoléhá na VT pro shromažďování signálů napětí a CT pro shromažďování signálů proudu. Tedy, instalace těchto transformátorů přímo určuje přesnost zařízení při posuzování stavu pracovního zdroje. Mezi nimi, bez ohledu na to, zda jsou CT nainstalovány na horní nebo dolní straně vstupního obvodu přerušovače, ABTS může přesně identifikovat „stav nesení proudu přerušovačem a zatížení sběrnice“; avšak existují významné rozdíly v tom, jak ABTS posuzuje živost sběrnice, když jsou VT nainstalovány na horní straně (vstupní straně) versus dolní straně (straně sběrnice) přerušovače, což vyžaduje zaměřenou analýzu. Systémové zapojení je znázorněno na obrázku 1.

1. Napěťový transformátor nainstalovaný na horní straně vstupního přerušovače (vstupní VT)
(1) Normální provoz vstupního zdroje

Když ABTS čerpá energii z linkového napěťového transformátoru TV1, pokud je přerušovač 1DL v „pracovní pozici + uzavřeném stavu“, TV1 shromažďuje vstupní napětí, které je ekvivalentní napětí sběrnice. ABTS pak určí, že sběrnice I je živá.

(2) Ztráta vstupního zdroje

Když dojde k selhání vstupního zdroje, TV1 shromažďuje napětí rovné nule a CT shromažďuje proud roven nule, což vyvolá reakci ABTS: nejprve otevře 1DL, poté zavře spojovací přerušovač 3DL, obnoví tak napájení sběrnice I a umožní pokračování provozu zátěže.

(3) Chybná práce přerušovače (klíčový skrytý rizikový scénář)

Pokud se 1DL kvůli chybné práci nebo mechanickému selhání přesune z uzavřené do otevřené pozice, sběrnice I ztratí napájení a zátěž se vypne. CT shromažďuje proud roven nule, ale TV1 stále shromažďuje normální vstupní napětí (nektenející se k hodnotě ochrany), takže ABTS nedetekuje „ztrátu napětí sběrnice“ a nemůže se spustit. 3DL se nemůže zavřít, což způsobí dlouhotrvající ztrátu napájení sběrnice I a závažné přerušení výroby.

(4) Optimální řešení logiky

Přesné identifikace vyžadují implementaci „interlocku pozice přerušovače + kritéria napětí“: Napětí shromážděné TV1 je ekvivalentní napětí sběrnice pouze tehdy, když 1DL je v „pracovní pozici + uzavřeném stavu“; pokud je pozice přerušovače nepravá (nepracovní pozice/neuzavřený stav), ABTS silně určí napětí sběrnice jako 0. Kromě toho musí být přidána logika „verifikace pozice přerušovače“: po detekci ztráty napětí sběrnice ověří ABTS stav 1DL před rozhodnutím „otevřít 1DL + zavřít 3DL“ nebo přímo „zavřít 3DL“.

2. Napěťový transformátor nainstalovaný na dolní straně vstupního přerušovače (sběrnice VT)

Když ABTS čerpá energii ze sběrnice napěťového transformátoru TV3, pokud je přerušovač 1DL v „pracovní pozici + uzavřeném stavu“, TV3 přímo shromažďuje napětí sběrnice I a ABTS získá skutečný signál napětí sběrnice.

(1) Ztráta vstupního zdroje

Když dojde k selhání vstupního zdroje nebo 1DL chybně přejde do otevřené pozice, TV3 shromažďuje napětí rovné nule a CT shromažďuje proud roven nule, což vyvolá reakci ABTS:

• Pokud dojde k selhání vstupního zdroje: otevřít 1DL → zavřít 3DL k obnovení napájení sběrnice;

• Pokud dojde k chybné práci přerušovače: přímo zavřít 3DL k obnovení napájení sběrnice, bez přerušení zátěže.

(2) Analýza výhod

Sběrnice VT může „realtime a přímo reflektovat živost sběrnice“ bez závislosti na kritériích pozice přerušovače. ABTS má jednodušší logiku akcí, přesně identifikuje scénáře ztráty napětí sběrnice a vyhýbá se rizikům chybné nebo neúspěšné práce.

3. Porovnání dvou instalacích
(1) Složitost logiky akcí

• Instalace na vstupní straně (TV1): Vyžaduje přidání „verifikace pozice přerušovače + logiky konverze napětí“, což zvyšuje obtížnost rozhodování ABTS;

• Instalace na straně sběrnice (TV3): Přímo shromažďuje napětí sběrnice s jasnou logikou a vysokou spolehlivostí akcí.

(2) Potenciální rizika (hlavní skryté riziko instalace na vstupní straně)

Pokud je TV1 na vstupní straně paralelně propojen s linií L1, když L1 ztratí napájení, ABTS vyvolá akci „otevřít 1DL → zavřít 3DL“. Napětí sběrnice je pak zpětně přivedeno do L1 prostřednictvím TV1, což způsobí „accident reversního nabíjení napětím“: v nejlepším případě vyvolá otevření vzduchového přerušovače na straně L1 a způsobí sekundární ztrátu napětí; v nejhorším případě poškodí zařízení a dokonce může vyvolat riziko osobního elektrického šoku.

4. Závěr a doporučení

Pro zajištění, aby ABTS „přesně a spolehlivě působil“ při ztrátě napětí sběrnice a aby bylo zabráněno accidentům reversního nabíjení napětím, když jsou VT paralelně propojeny, by měly být VT nainstalovány na dolní straně (straně sběrnice) vstupního přerušovače, aby přímo shromažďovaly napětí sběrnice prostřednictvím VT sběrnice. To umožňuje real-time reflektovat skutečný stav sběrnice, poskytuje spolehlivá kritéria pro ABTS. Zajišťuje, aby zařízení rychle a přesně působilo při ztrátě napětí sběrnice, minimalizuje dopady na výrobu a každodenní život.