Analiza vpliva namestitve napetostnega preobrazovalnika na strani vodila in strani opterečenja pri vhodnem prekinitelju za (ATS)

Avtomatska naprava za preklop na varnostno strmo (ABTS) so ključne komponente, ki zagotavljajo varno, zanesljivo in stabilno delovanje električnih omrežij v tovarnah. Njeni pogoji za vklop strogo sledijo dvojnemu kriteriju "izguba napetosti v delovnem viru + odsotnost toka", kar učinkovito preprečuje napačna sodila zaradi sekundarnega odcepljenja napetostnih transformatorjev (VT) ali nepravilnega delovanja ABTS zaradi sekundarnih kriv pri tokonosnih transformatorjih (CT). Pogoji za aktivacijo zahtevajo hkrati "ni napetosti in ni toka" ali "vrednosti napetosti/toka so pod varnostnim nastavitvami", brez izjem.

ABTS se zanaša na VT za zbiranje signalov napetosti in CT za zbiranje signalov toka. Torej, položaj namestitve teh transformatorjev neposredno določa natančnost naprave pri ocenjevanju stanja delovnega vira. Med njimi, ne glede na to, ali so CT nameščeni zgornji ali spodnji strani preklopnika za vhodni tok, ABTS lahko natančno prepozna "stanje nosilca toka preklopnika in stanje obremenitve šinke"; vendar pa obstajajo bistvene razlike v tem, kako ABTS prepoznava žive stanje šinke, kadar so VT nameščeni zgornji (vhodni) strani ali spodnji (šinka) strani preklopnika, kar zahteva fokusiran analizo. Sistemsko vezavo prikazuje Slika 1.

1. Napetostni transformator nameščen zgornji strani vhodnega preklopnika (VT vhoda)
(1) Normalno delovanje vhodnega vira

Ko ABTS pobira energijo iz napetostnega transformatorja TV1, če je preklopnik 1DL v "delovnem položaju + zaprt", TV1 zbere vhodno napetost, ki je enaka napetosti šinke. ABTS potem določi, da je prva šinka živa.

(2) Izguba vhodnega vira

Ko pride do odpovedi vhodnega vira, TV1 zbere napetost 0 in CT zbere tok 0, kar sproži delovanje ABTS: najprej odpre 1DL, nato zapre preklopnik med šinkami 3DL, s čimer se obnovi napajanje prve šinke in obremenitev lahko nadaljuje s delovanjem.

(3) Nepravilno delovanje preklopnika (ključni skriti tvegan scenarij)

Če se 1DL zaradi nesreče ali mehanske odpovedi premakne iz zaprega v odprt položaj, prva šinka izgubi napajanje in obremenitev ustavi. CT zbere tok 0, vendar TV1 še vedno zbere normalno vhodno napetost (ki ne pada pod varnostno nastavitev), zato ABTS ne more prepoznati "izgube napetosti šinke" in ne more začeti. 3DL ne more biti zaprt, kar povzroči dolgotrajno izgubo napajanja prve šinke in težke prekinjanje proizvodnje.

(4) Rešitev optimizacije logike

Natančno prepoznavanje zahteva implementacijo "interlock položaja preklopnika + kriterij napetosti": napetost, zbrana z TV1, je enaka napetosti šinke le, ko je 1DL v "delovnem položaju + zaprt"; če je položaj preklopnika neustrezen (nedelovni položaj/odprt), ABTS prisilno določi, da je napetost šinke 0. Dodatno mora biti dodana logika "verifikacija položaja preklopnika": po zaznavanju izgube napetosti šinke, ABTS preveri status 1DL preden se odloči za "odpiranje 1DL + zapiranje 3DL" ali neposredno "zapiranje 3DL".

2. Napetostni transformator nameščen spodnji strani vhodnega preklopnika (VT šinke)

Ko ABTS pobira energijo iz napetostnega transformatorja TV3, če je preklopnik 1DL v "delovnem položaju + zaprt", TV3 neposredno zbere napetost prve šinke, in ABTS pridobi dejanski signal napetosti šinke.

(1) Izguba vhodnega vira

Ko pride do odpovedi vhodnega vira ali 1DL nepravilno deluje in se odpre, TV3 zbere napetost 0 in CT zbere tok 0, kar sproži delovanje ABTS:

• Če pride do odpovedi vhodnega vira: odpiranje 1DL → zapiranje 3DL za obnovitev napajanja šinke;

• Če preklopnik nepravilno deluje: neposredno zapiranje 3DL za obnovitev napajanja šinke, brez prekinjanja obremenitve.

(2) Analiza prednosti

VT šinke lahko "trenutno in neposredno odraža živo stanje šinke" brez uporabe kriterija položaja preklopnika. ABTS ima preprostješo logiko delovanja, natančno prepoznava situacije izgube napetosti šinke in izogiba tveganjem nepravilnega delovanja ali nedelovanja.

3. Primerjava dveh shem namestitve
(1) Kompleksnost logike delovanja

• Namestitev na vhodni strani (TV1): Zahteva dodajanje "verifikacije položaja preklopnika + logike pretvorbe napetosti", kar poveča težavnost sodil ABTS;

• Namestitev na strani šinke (TV3): Neposredno zbiranje napetosti šinke z jasno logiko in visoko zanesljivostjo delovanja.

(2) Potencialna tveganja (glavno skrito tveganje namestitve na vhodni strani)

Če je TV1 na vhodni strani vzporedno povezan s črtom L1, ko L1 izgubi napajanje, ABTS sproži dejanje "odpiranje 1DL → zapiranje 3DL". Napetost šinke je potem obratno napajana preko TV1, kar povzroča "nesrečo obratnega napajanja napetosti": v najboljšem primeru se odpali plinski preklopnik na strani L1 in povzroči sekundarno izgubo napetosti; v najslabšem primeru pa poškoduje opremo in celo sproži tveganje električnega udara.

4. Zaključek in priporočila

Za zagotavljanje, da ABTS "deluje natančno in zanesljivo" med izgubo napetosti šinke in izogibanje nesrečam obratnega napajanja napetosti, ko so VT vzporedno povezani, bi VT morali biti nameščeni spodnji (strani šinke) vhodnega preklopnika, da neposredno zbirajo napetost šinke preko VT šinke. To omogoča trenutno odražanje dejanskega stanja šinke, kar zagotavlja zanesljive kriterije za ABTS. To zagotavlja hitro in natančno delovanje naprave med izgubo napetosti šinke, kar minimizira vpliv na proizvodnjo in vsakdanji življenjski standard.