Zabezpieczenie napięciowe kolejności przeciwnej (ANSI 47) — nieprawidłowa kolejność faz i asymetria napięcia

Przewodnik o zabezpieczeniu kolejności przeciwnej (ANSI 46) opisuje funkcję zabezpieczającą monitorującą prąd składowej przeciwnej silnika lub generatora — a więc po stronie obciążenia. ANSI 47 ("Phase-Sequence or Phase-Balance Voltage Relay") jest lustrzanym odbiciem tego: ta funkcja monitoruje napięcie składowej przeciwnej po stronie zasilania i tym samym sygnalizuje problemy, które nie są spowodowane przez obciążenie, lecz przez samą sieć lub przyłącze zasilające.

Co wykrywa ANSI 47

Napięcie trójfazowe, podobnie jak prąd trójfazowy, można rozłożyć na składowe symetryczne: składową zgodną, składową przeciwną i składową zerową (zob. przewodnik o składowych symetrycznych w celu poznania podstaw tego rozkładu). ANSI 47 monitoruje konkretnie napięcie składowej przeciwnej (V2) i zadziała, gdy przekroczy ono ustawiony próg. Typowe przyczyny:

• Zamienione fazy po (ponownym) okablowaniu lub po konserwacji — kolejność faz jest wtedy odwrócona (na przykład L1-L3-L2 zamiast L1-L2-L3), co dla silnika trójfazowego oznacza odwrócony kierunek obrotów.
• Przepalony bezpiecznik w obwodzie pomiarowym przekładnika napięciowego (bezpiecznik VT) — jeśli jeden z trzech sygnałów pomiaru napięcia zniknie, powstaje sztuczna, silna składowa przeciwna, która nie jest spowodowana przez samą sieć, lecz przez obwód pomiarowy.
• Poważna asymetria sieci — na przykład z powodu dużego, nierównomiernie rozłożonego na fazy obciążenia jednofazowego gdzie indziej w sieci, lub z powodu zwarcia na jednej fazie powodującego zapadnięcie napięcia na tej fazie.

Różnica względem ANSI 46, ANSI 27 i ANSI 60

Ważne jest, by nie mylić tych czterech funkcji, mimo wspólnego nacisku na asymetrię lub napięcie:

Instalacja może stosować jednocześnie ANSI 27 (podnapięcie) i ANSI 47 (składowa przeciwna): ANSI 27 wychwytuje zwykły spadek napięcia na wszystkich fazach, podczas gdy ANSI 47 jest szczególnie czuła na sytuację, w której napięcia są wzajemnie zniekształcone lub w niewłaściwej kolejności — sytuację, którą sam ANSI 27 może przeoczyć, jeśli średnie napięcie nadal mieści się w normalnym zakresie.

Praktyczne znaczenie

ANSI 47 jest często stosowana jako blokada załączenia: zanim silnik lub instalacja zostaną podłączone lub dołączone, przekaźnik sprawdza, czy kolejność faz jest prawidłowa i czy napięcie składowej przeciwnej mieści się w dopuszczalnej granicy. Przy odwróconej kolejności faz zapobiega to rozruchowi silnika trójfazowego w niewłaściwym kierunku — istotne na przykład przy agregatach prądotwórczych awaryjnych, które są przełączane z powrotem na sieć za pomocą przełącznika samoczynnego załączania rezerwy (zob. też przewodnik o czteropolowym przełączaniu przy agregatach awaryjnych), gdzie nieprawidłowa kolejność faz przy przełączaniu może spowodować poważne uszkodzenia podłączonych maszyn trójfazowych.

Najczęstsze błędy

1. Mylenie ANSI 47 z ANSI 46 — ANSI 47 monitoruje napięcie po stronie zasilania, ANSI 46 prąd po stronie obciążenia; oba reagują na asymetrię, ale sygnalizują inną część instalacji.
2. Zastępowanie ANSI 47 samym ANSI 27 — proste zabezpieczenie podnapięciowe przeoczy nieprawidłową kolejność faz lub przekrzywiony rozkład napięcia, dopóki średnie napięcie nadal wydaje się akceptowalne.
3. Pomijanie awarii bezpiecznika VT jako możliwej przyczyny zadziałania ANSI 47 — nie każdy alarm ANSI 47 wskazuje na rzeczywisty problem sieci; najpierw sprawdź sam obwód pomiarowy.

Powiązane

• Zabezpieczenie kolejności przeciwnej (ANSI 46) — asymetria fazowa silnika/generatora
• Składowe symetryczne i analiza zwarć asymetrycznych
• Asymetria napięcia trójfazowego
• Agregat awaryjny — czteropolowe przełączanie przewodu neutralnego