Аналіз впливу встановлення напругових перетворювачів на лінійній стороні та стороні завантаження боксу автоматичного вводу резерву (ATS)

Автоматичні пристрої резервування (ABTS) є ключовими компонентами, які забезпечують безпечну, надійну та стабільну роботу електромереж заводів. Їх логіка запуску строго відповідає подвійному критерію "втрата напруги в робочому живленні + відсутність струму", що ефективно уникне помилок, спричинених вторинним відключенням напружних перетворювачів (VT) або невідповідною роботою ABTS через аварії вторинних контурів струмових перетворювачів (CT). Умова активізації вимагає одночасно "відсутності напруги і струму" або "значення напруги/струму нижче застановлених параметрів захисту", без винятків.

ABTS залежить від VT для збору сигналів напруги та CT для збору сигналів струму. Тому місце встановлення цих перетворювачів прямо визначає точність пристрою у визначенні стану робочого живлення. Незалежно від того, чи встановлені CT на верхній чи нижній стороні вмикача живлення, ABTS може точно визначити "стан навантаженості вмикача та шини"; однак, існують значні відмінності в тому, як ABTS визначає стан живлення шин, коли VT встановлені на верхній (входній) чи нижній (шина) стороні вмикача, що вимагає детального аналізу. Системна схема показана на рисунку 1.

1. Напружний перетворювач встановлений на верхній стороні вмикача живлення (VT входу)
(1) Нормальна робота входного живлення

Коли ABTS отримує живлення від лінійного напружного перетворювача TV1, якщо вмикач 1DL знаходиться в "робочому положенні + закритий стан", TV1 збирає входну напругу, що еквівалентна напрузі шини. ABTS тоді визначає, що шина I секції під напругою.

(2) Втрата входного живлення

При втраті входного живлення, TV1 збирає напругу, рівну нулю, а CT збирає струм, рівний нулю, що викликає дію ABTS: спочатку відключає 1DL, потім замикає вмикач шинної зв'язки 3DL, відновлюючи живлення шини I секції та дозволяючи продовжити роботу навантаження.

(3) Невідповідна робота вмикача (основний прихований ризик)

Якщо 1DL змінюється з закритого на відкрите положення через невідповідну роботу або механічну аварію, шина I секції втрачає напругу, а навантаження зупиняється. CT збирає струм, рівний нулю, але TV1 все ще збирає нормальну входну напругу (не опускається до параметрів захисту), тому ABTS не виявляє "втрати напруги шини" і не може запуститися. 3DL не може замкнутися, що призводить до тривалої втрати напруги шини I секції та серйозних перерв у виробництві.

(4) Рішення для оптимізації логіки

Для точного визначення необхідно реалізувати "блокування положення вмикача + критерій напруги": напруга, зібрана TV1, еквівалентна напрузі шини лише тоді, коли 1DL знаходиться в "робочому положенні + закритий стан"; якщо положення вмикача аномальне (неробоче положення/відкритий стан), ABTS обов'язково визначає напругу шини як 0. Додатково повинна бути додана логіка "перевірки положення вмикача": після виявлення втрати напруги шини, ABTS перевіряє стан 1DL перед вирішенням "відключити 1DL + замкнути 3DL" або безпосередньо "замкнути 3DL".

2. Напружний перетворювач встановлений на нижній стороні вмикача живлення (VT шини)

Коли ABTS отримує живлення від шинного напружного перетворювача TV3, якщо вмикач 1DL знаходиться в "робочому положенні + закритий стан", TV3 безпосередньо збирає напругу шини I секції, і ABTS отримує фактичний сигнал напруги шини.

(1) Втрата входного живлення

При втраті входного живлення або невідповідній роботі 1DL в відкрите положення, TV3 збирає напругу, рівну нулю, а CT збирає струм, рівний нулю, що викликає дію ABTS:

• Якщо входне живлення втрачається: відключити 1DL → замкнути 3DL, щоб відновити напругу шини;

• Якщо вмикач невідповідно працює: безпосередньо замкнути 3DL, щоб відновити напругу шини, без перерви навантаження.

(2) Аналіз переваг

Шинний VT може "реально та безпосередньо відображати стан напруги шини" без залежності від критеріїв положення вмикача. Логіка дії ABTS простіша, точно визначає ситуації втрати напруги шини та уникне ризиків невідповідної роботи.

3. Порівняльний аналіз двох схем встановлення
(1) Складність логіки дії

• Встановлення на входній стороні (TV1): вимагає додавання "перевірки положення вмикача + логіки перетворення напруги", що збільшує складність визначення дії ABTS;

• Встановлення на шинній стороні (TV3): безпосередньо збирає напругу шини, має зрозумілу логіку та високу надійність дії.

(2) Потенційні ризики (головний прихований ризик встановлення на входній стороні)

Якщо TV1 на входній стороні паралельно з лінією L1, при втраті живлення L1, ABTS викликає дію "відключити 1DL → замкнути 3DL". Напруга шини тоді обернено підсилюється через TV1 до L1, що призводить до "аварії оберненого зарядження напругою": в найкращому випадку, відключається автоматичний вимикач на стороні L1, що призводить до вторинної втрати напруги; в найгіршому випадку, пошкоджується обладнання та навіть може викликати ризик електротравматизм.

4. Висновки та рекомендації

Для забезпечення, що ABTS "діє точно та надійно" при втраті напруги шини та уникнення аварій оберненого зарядження напругою, коли VT паралельні, напружні перетворювачі повинні бути встановлені на нижній (шинній) стороні вмикача живлення, щоб безпосередньо збирати напругу шини через шинний VT. Це дозволяє реальному часу відображати фактичний стан шини, надаючи надійні критерії для ABTS. Це гарантує, що пристрій швидко та точно діє при втраті напруги шини, мінімізуючи вплив на виробництво та повсякденне життя.