Анализ влияния установки трансформатора напряжения на стороне линии по сравнению со стороной нагрузки относительно автоматического выключателя ввода питания (ATS)

Автоматические устройства переключения резерва (ABTS) являются ключевыми компонентами, обеспечивающими безопасную, надежную и стабильную работу заводских электрических сетей. Их логика запуска строго следует двойному критерию "потеря напряжения в рабочем источнике питания + отсутствие тока", что эффективно предотвращает ошибочные срабатывания, вызванные вторичным отключением трансформаторов напряжения (VT) или неправильными действиями ABTS из-за неисправностей вторичных цепей трансформаторов тока (CT). Условие активации требует наличия "отсутствия напряжения и тока" или "значений напряжения/тока ниже настроек защиты", без исключений.

ABTS полагается на VT для сбора сигналов напряжения и CT для сбора сигналов тока. Таким образом, расположение этих трансформаторов напрямую определяет точность устройства при определении состояния рабочего источника питания. Независимо от того, установлены ли CT на верхней или нижней стороне выключателя питания, ABTS может точно определить "состояние нагрузки выключателя и состояние нагрузки шины"; однако есть значительные различия в том, как ABTS определяет живое состояние шин, когда VT установлены на верхней стороне (сторона входа) по сравнению с нижней стороной (сторона шины) выключателя, что требует детального анализа. Схема подключения системы показана на рисунке 1.

1. Трансформатор напряжения установлен на верхней стороне выключателя питания (VT на входе)
(1) Нормальная работа источника питания

Когда ABTS получает питание от линейного трансформатора напряжения TV1, если выключатель 1DL находится в "рабочем положении + закрытом состоянии", TV1 собирает напряжение входа, которое эквивалентно напряжению шины. ABTS затем определяет, что шина I под напряжением.

(2) Потеря источника питания

При отказе источника питания TV1 собирает напряжение, равное нулю, а CT собирает ток, равный нулю, что приводит к срабатыванию ABTS: сначала отключается 1DL, затем закрывается выключатель секционирования 3DL, восстанавливая питание шины I и позволяя нагрузке продолжать работу.

(3) Неправильное действие выключателя (основной скрытый риск)

Если 1DL переходит из закрытого в открытое положение из-за неправильного действия или механической неисправности, шина I теряет питание, и нагрузка останавливается. CT собирает ток, равный нулю, но TV1 все еще собирает нормальное напряжение со стороны входа (не снижается до уровня настройки защиты), поэтому ABTS не обнаруживает "потерю напряжения шины" и не может начать работу. 3DL не может закрыться, что приводит к длительному отключению питания на шине I и серьезным производственным перебоям.

(4) Оптимизация логики

Для точного определения необходимо внедрить "блокировку положения выключателя + критерий напряжения": напряжение, собранное TV1, эквивалентно напряжению шины только тогда, когда 1DL находится в "рабочем положении + закрытом состоянии"; если положение выключателя аномально (ненормальное положение/открытое состояние), ABTS принудительно определяет напряжение шины как 0. Кроме того, необходимо добавить логику "проверки положения выключателя": после обнаружения потери напряжения шины ABTS проверяет состояние 1DL перед принятием решения о "отключении 1DL + закрытии 3DL" или прямом "закрытии 3DL".

2. Трансформатор напряжения установлен на нижней стороне выключателя питания (VT на шине)

Когда ABTS получает питание от трансформатора напряжения шины TV3, если выключатель 1DL находится в "рабочем положении + закрытом состоянии", TV3 напрямую собирает напряжение шины I, и ABTS получает реальный сигнал напряжения шины.

(1) Потеря источника питания

При отказе источника питания или неправильном действии 1DL, TV3 собирает напряжение, равное нулю, а CT собирает ток, равный нулю, что приводит к срабатыванию ABTS:

• Если источник питания отказывает: отключение 1DL → закрытие 3DL для восстановления питания шины;

• Если выключатель неправильно действует: прямое закрытие 3DL для восстановления питания шины, без перебоев в нагрузке.

(2) Анализ преимуществ

Трансформатор напряжения шины может "в реальном времени и напрямую отражать состояние подачи напряжения на шину" без необходимости использования критериев положения выключателя. Логика действия ABTS проще, точно определяет случаи потери напряжения шины и избегает рисков неправильного действия или бездействия.

3. Сравнительный анализ двух схем установки
(1) Сложность логики действия

• Установка со стороны входа (TV1): требуется добавление "проверки положения выключателя + логики преобразования напряжения", что увеличивает сложность определения действия ABTS;

• Установка со стороны шины (TV3): напрямую собирает напряжение шины с четкой логикой и высокой надежностью действия.

(2) Потенциальные риски (основная скрытая опасность установки со стороны входа)

Если TV1 со стороны входа параллельно подключен к линии L1, при потере питания L1 ABTS запускает действие "отключение 1DL → закрытие 3DL". Напряжение шины затем обратно подается на L1 через TV1, вызывая "аварию обратного заряда напряжения": в лучшем случае, срабатывает автоматический выключатель на стороне L1, вызывая потерю вторичного напряжения; в худшем случае, повреждается оборудование и даже возникают риски поражения электрическим током.

4. Заключение и рекомендации

Чтобы обеспечить, чтобы ABTS "действовал точно и надежно" при потере напряжения шины и избежать аварий обратного заряда напряжения при параллельном подключении VT, трансформаторы напряжения должны быть установлены на нижней стороне (сторона шины) выключателя питания, чтобы напрямую собирать напряжение шины через трансформатор напряжения шины. Это позволяет в реальном времени отражать фактическое состояние шины, предоставляя надежные критерии для ABTS. Это гарантирует, что устройство быстро и точно действует при потере напряжения шины, минимизируя влияние на производство и повседневную жизнь.