ATSの電源インレット回路ブレーカーのラインサイドとロードサイドに電圧変換器を設置する際の影響分析

自動バックアップスイッチング（ABTS）装置は、工場の電力網が安全で信頼性があり安定して動作するための核心的なコンポーネントです。その起動ロジックは「作業電源の電圧消失 + 電流検出なし」という二重基準に厳格に従っており、電圧変換器（VT）の二次側の切断や電流変換器（CT）の二次回路障害によるABTSの誤動作を効果的に避けることができます。「電圧と電流がない」または「保護設定値以下の電圧/電流値」の場合にのみ起動し、例外はありません。

ABTSはVTから電圧信号を収集し、CTから電流信号を収集します。そのため、これらの変換器の設置位置は、装置が作業電源の状態を正確に判断する能力を直接決定します。CTが電力入口の遮断機の上側または下側に設置されているかに関わらず、ABTSは「遮断機の電流通過状態および母線の負荷状態」を正確に識別することができます。しかし、VTが遮断機の上側（入口側）または下側（母線側）に設置されている場合、ABTSが母線の電圧有無を判断する方法には大きな違いがあり、これは重点的に分析する必要があります。システム配線図は図1に示されています。

1. 電力入口の遮断機の上側に設置された電圧変換器（入口VT）
(1) 入口電源の正常運転

ABTSがライン電圧変換器TV1から電力を取得する場合、遮断機1DLが「動作位置 + 閉状態」にある場合、TV1は入口電圧を収集し、これは母線電圧に相当します。ABTSはIセクションの母線が電圧を持っていると判断します。

(2) 入口電源の喪失

入口電源が故障した場合、TV1はゼロの電圧を収集し、CTはゼロの電流を収集し、これによりABTSが動作します：まず1DLをトリップし、次にバスタイ遮断機3DLを閉じてIセクションの母線に電力を復旧させ、負荷が継続して動作できるようにします。

(3) 遮断機の誤動作（主要な隠れたリスクシナリオ）

1DLが誤操作または機械的な故障により閉状態から開状態に切り替わった場合、Iセクションの母線は電力を失い、負荷は停止します。CTはゼロの電流を収集しますが、TV1は依然として正常な入口側の電圧（保護設定値まで下がらない）を収集しますので、「母線電圧の消失」をABTSが検出できず、起動できません。3DLが閉じることができず、Iセクションの母線での長時間の電力喪失と生産中断が発生します。

(4) ロジック最適化ソリューション

正確な識別には「遮断機位置の連鎖 + 電圧基準」を実装する必要があります：TV1が収集する電圧が母線電圧に相当するのは、1DLが「動作位置 + 閉状態」にある場合のみです。遮断機の位置が異常（非動作位置/開状態）である場合、ABTSは強制的に母線電圧を0と判断します。さらに「遮断機位置確認」ロジックを追加する必要があります：母線電圧の消失を検出した後、ABTSは1DLの状態を確認し、「1DLをトリップ + 3DLを閉じる」または直接「3DLを閉じる」を決定します。

2. 電力入口の遮断機の下側に設置された電圧変換器（母線VT）

ABTSが母線電圧変換器TV3から電力を取得する場合、遮断機1DLが「動作位置 + 閉状態」にある場合、TV3は直接Iセクションの母線電圧を収集し、ABTSは実際の母線電圧信号を得ます。

(1) 入口電源の喪失

入口電源が故障した場合または1DLが誤操作により開状態になった場合、TV3はゼロの電圧を収集し、CTはゼロの電流を収集し、これによりABTSが動作します：

• 入口電源が故障した場合：1DLをトリップ → 3DLを閉じて母線電力を復旧させる;

• 遮断機が誤操作した場合：直接3DLを閉じて母線電力を復旧させ、負荷の中断なし。

(2) 有利な点の分析

母線VTは「リアルタイムかつ直接的に母線の電圧有無を反映」することができます。遮断機位置基準に依存することなく、ABTSの動作ロジックはシンプルになり、母線電圧の消失シナリオを正確に識別し、誤動作/非動作リスクを回避できます。

3. 二つの設置方式の比較分析
(1) 動作ロジックの複雑さ

• 入口側設置（TV1）：「遮断機位置確認 + 電圧変換ロジック」を追加する必要があり、ABTSの動作判断の難易度が増します;

• 母線側設置（TV3）：直接母線電圧を収集し、ロジックが明確で動作信頼性が高い。

(2) 潜在リスク（入口側設置の主要な隠れた危険）

入口側のTV1がL1ラインと並列接続されている場合、L1が電力を失うと、ABTSは「1DLをトリップ → 3DLを閉じる」動作をトリガーします。その後、TV1を通じて母線電圧がL1に逆送され、「電圧逆充電事故」が発生します：最善の場合でも、L1側の空気遮断機がトリップし、二次電圧が消失します；最悪の場合、設備が損傷し、個人への感電リスクを引き起こす可能性があります。

4. 結論と推奨

母線電圧の消失時にABTSが「正確かつ信頼性を持って動作」し、VTが並列接続されている場合の電圧逆充電事故を避けるため、VTは電力入口の遮断機の下側（母線側）に設置すべきです。これにより、母線VTを通じて直接母線電圧を収集し、実際の母線状態をリアルタイムに反映することが可能になります。これにより、ABTSに信頼性のある基準を提供し、母線電圧の消失時に迅速かつ正確に動作し、生産や日常生活への影響を最小限に抑えることができます。