Phân tích Tác động của Việc Lắp Đặt Biến áp Đo trên Đường Dây so với Bên Tải của Mạch Ngắt Điện vào cho (ATS)
Thiết bị chuyển mạch dự phòng tự động (ABTS) là các thành phần cốt lõi đảm bảo vận hành an toàn, đáng tin cậy và ổn định của lưới điện nhà máy. Logic khởi động của chúng tuân theo nghiêm ngặt hai tiêu chí "mất điện áp nguồn làm việc + không phát hiện dòng điện", hiệu quả tránh sự nhầm lẫn do ngắt kết nối thứ cấp của biến áp điện áp (VTs) hoặc hoạt động sai của ABTS do lỗi đường dây thứ cấp của biến dòng (CTs). Điều kiện kích hoạt yêu cầu cả "không có điện áp và không có dòng điện" hoặc "giá trị điện áp/dòng điện dưới mức cài đặt bảo vệ", không có ngoại lệ.
ABTS dựa vào VTs để thu thập tín hiệu điện áp và CTs để thu thập tín hiệu dòng điện. Do đó, vị trí lắp đặt của các biến áp này trực tiếp xác định độ chính xác của thiết bị trong việc đánh giá trạng thái của nguồn điện làm việc. Trong đó, bất kể CTs được lắp ở phía trên hay phía dưới của công tắc cắt nguồn, ABTS đều có thể nhận diện chính xác "trạng thái tải dòng điện của công tắc cắt và điều kiện tải của thanh đấu"; tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể trong cách ABTS đánh giá trạng thái có điện của thanh đấu khi VTs được lắp ở phía trên (phía nguồn) so với phía dưới (phía thanh đấu) của công tắc cắt, điều này cần phân tích kỹ. Sơ đồ hệ thống được hiển thị trong Hình 1.
1. Biến áp điện áp được lắp ở phía trên của công tắc cắt nguồn (VT phía nguồn)
(1) Vận hành bình thường của nguồn điện vào
Khi ABTS lấy điện từ biến áp điện áp TV1, nếu công tắc cắt 1DL ở "vị trí làm việc + trạng thái đóng", TV1 thu thập điện áp nguồn vào, tương đương với điện áp thanh đấu. ABTS sau đó xác định rằng thanh đấu I có điện.
(2) Mất nguồn điện vào
Khi nguồn điện vào bị hỏng, TV1 thu thập điện áp bằng không và CT thu thập dòng điện bằng không, kích hoạt ABTS hoạt động: đầu tiên cắt 1DL, sau đó đóng công tắc liên kết 3DL, khôi phục điện cho thanh đấu I và cho phép tải tiếp tục hoạt động.
(3) Hoạt động sai của công tắc (Tình huống rủi ro tiềm ẩn)
Nếu 1DL chuyển từ trạng thái đóng sang mở do hoạt động sai hoặc lỗi cơ khí, thanh đấu I mất điện và tải ngừng hoạt động. CT thu thập dòng điện bằng không, nhưng TV1 vẫn thu thập điện áp nguồn vào bình thường (không giảm xuống mức cài đặt bảo vệ), vì vậy ABTS không phát hiện "mất điện áp thanh đấu" và không thể khởi động. 3DL không thể đóng, gây ra mất điện kéo dài trên thanh đấu I và gián đoạn sản xuất nghiêm trọng.
(4) Giải pháp tối ưu hóa logic
Để nhận diện chính xác, cần triển khai "liên khóa vị trí công tắc + tiêu chí điện áp": điện áp thu thập bởi TV1 tương đương với điện áp thanh đấu chỉ khi 1DL ở "vị trí làm việc + trạng thái đóng"; nếu vị trí công tắc bất thường (không phải vị trí làm việc/trạng thái mở), ABTS buộc phải đánh giá điện áp thanh đấu là 0. Ngoài ra, cần thêm logic "xác minh vị trí công tắc": sau khi phát hiện mất điện áp thanh đấu, ABTS xác minh trạng thái của 1DL trước khi quyết định "cắt 1DL + đóng 3DL" hoặc trực tiếp "đóng 3DL".
2. Biến áp điện áp được lắp ở phía dưới của công tắc cắt nguồn (VT thanh đấu)
Khi ABTS lấy điện từ biến áp điện áp thanh đấu TV3, nếu công tắc cắt 1DL ở "vị trí làm việc + trạng thái đóng", TV3 thu thập trực tiếp điện áp của thanh đấu I, và ABTS nhận tín hiệu điện áp thực tế của thanh đấu.
(1) Mất nguồn điện vào
Khi nguồn điện vào bị hỏng hoặc 1DL hoạt động sai đến trạng thái mở, TV3 thu thập điện áp bằng không và CT thu thập dòng điện bằng không, kích hoạt ABTS hoạt động:
(2) Phân tích ưu điểm
VT thanh đấu có thể "nghĩa đen và trực tiếp phản ánh trạng thái có điện của thanh đấu" mà không phụ thuộc vào tiêu chí vị trí công tắc. Logic hoạt động của ABTS đơn giản hơn, nhận diện chính xác các tình huống mất điện áp thanh đấu và tránh rủi ro hoạt động sai/không hoạt động.
3. Phân tích so sánh hai phương án lắp đặt
(1) Độ phức tạp của logic hành động
(2) Rủi ro tiềm ẩn (Rủi ro lớn của lắp đặt phía nguồn)
Nếu TV1 phía nguồn được song song với đường dây L1, khi L1 mất điện, ABTS kích hoạt hành động "cắt 1DL → đóng 3DL". Điện áp thanh đấu sau đó được phản hồi ngược lại L1 thông qua TV1, gây ra "tai nạn nạp điện ngược": tốt nhất, cắt công tắc không khí bên L1 và gây mất điện áp thứ cấp; tệ nhất, hư hại thiết bị và thậm chí gây nguy cơ điện giật cá nhân.
4. Kết luận và khuyến nghị
Để đảm bảo ABTS "hoạt động chính xác và đáng tin cậy" trong trường hợp mất điện áp thanh đấu và tránh tai nạn nạp điện ngược khi VTs được song song, VTs nên được lắp ở phía dưới (phía thanh đấu) của công tắc cắt nguồn để thu thập trực tiếp điện áp thanh đấu thông qua VT thanh đấu. Điều này cho phép phản ánh tức thì trạng thái thực tế của thanh đấu, cung cấp tiêu chí đáng tin cậy cho ABTS. Nó đảm bảo thiết bị hoạt động nhanh chóng và chính xác trong trường hợp mất điện áp thanh đấu, giảm thiểu tác động đến sản xuất và cuộc sống hàng ngày.
