Защита по напряжению обратной последовательности (ANSI 47) — неправильный порядок чередования фаз и несимметрия напряжения

Руководство о защите обратной последовательности (ANSI 46) описывает функцию защиты, контролирующую ток обратной последовательности двигателя или генератора — то есть со стороны нагрузки. ANSI 47 ("Phase-Sequence or Phase-Balance Voltage Relay") — зеркальное отражение этого: данная функция контролирует напряжение обратной последовательности со стороны питания и тем самым сигнализирует о проблемах, вызванных не нагрузкой, а самой сетью или точкой подключения питания.

Что обнаруживает ANSI 47

Трёхфазное напряжение, как и трёхфазный ток, можно разложить на симметричные составляющие: составляющую прямой последовательности, составляющую обратной последовательности и составляющую нулевой последовательности (см. руководство о симметричных составляющих для понимания основ этого разложения). ANSI 47 конкретно контролирует напряжение обратной последовательности (V2) и срабатывает, когда оно превышает установленный порог. Типичные причины:

• Перепутанные фазы после (пере)монтажа проводки или после обслуживания — порядок чередования фаз при этом инвертирован (например, L1-L3-L2 вместо L1-L2-L3), что для трёхфазного двигателя означает обратное направление вращения.
• Перегоревший предохранитель в измерительной цепи трансформатора напряжения (предохранитель TН) — если один из трёх сигналов измерения напряжения пропадает, возникает искусственная, сильная составляющая обратной последовательности, вызванная не самой сетью, а измерительной цепью.
• Серьёзная несимметрия сети — например, из-за крупной, неравномерно распределённой по фазам однофазной нагрузки в другом месте сети, или из-за повреждения на одной фазе, вызывающего провал напряжения на этой фазе.

Отличие от ANSI 46, ANSI 27 и ANSI 60

Важно не путать эти четыре функции, несмотря на общий акцент на несимметрию или напряжение:

Установка может одновременно применять ANSI 27 (понижение напряжения) и ANSI 47 (обратная последовательность): ANSI 27 улавливает простое падение напряжения на всех фазах, тогда как ANSI 47 особенно чувствительна к случаю, когда напряжения оказались перекошены друг относительно друга или следуют в неверном порядке — ситуация, которую сам ANSI 27 может пропустить, если среднее напряжение всё ещё находится в пределах нормального допуска.

Практическая значимость

ANSI 47 часто применяется в качестве блокировки включения: перед подключением или включением двигателя или установки реле проверяет, правильный ли порядок чередования фаз и находится ли напряжение обратной последовательности в допустимых пределах. При обратном порядке чередования фаз это предотвращает запуск трёхфазного двигателя в неверном направлении — актуально, например, для аварийных генераторов, переключаемых обратно на сеть через устройство АВР (см. также руководство о четырёхполюсном переключении для аварийных генераторов), где неправильный порядок чередования фаз при переключении может вызвать серьёзное повреждение подключённых трёхфазных машин.

Частые ошибки

1. Путать ANSI 47 с ANSI 46 — ANSI 47 контролирует напряжение со стороны питания, ANSI 46 — ток со стороны нагрузки; обе функции реагируют на несимметрию, но сигнализируют о разных частях установки.
2. Заменять ANSI 47 только на ANSI 27 — простая защита от понижения напряжения пропускает неправильный порядок чередования фаз или перекошенное распределение напряжения, пока среднее напряжение ещё кажется приемлемым.
3. Игнорировать отказ предохранителя ТН как возможную причину срабатывания ANSI 47 — не каждое срабатывание ANSI 47 указывает на реальную проблему сети; сначала проверьте саму измерительную цепь.

Связанные материалы

• Защита обратной последовательности (ANSI 46) — несимметрия фаз двигателя/генератора
• Симметричные составляющие и анализ несимметричных повреждений
• Несимметрия трёхфазного напряжения
• Аварийный генератор — четырёхполюсное переключение нейтрального проводника