Захист за напругою зворотної послідовності (ANSI 47) — неправильний порядок чергування фаз і несиметрія напруги

Гід про захист зворотної послідовності (ANSI 46) описує функцію захисту, що контролює струм зворотної послідовності двигуна чи генератора — тобто з боку навантаження. ANSI 47 ("Phase-Sequence or Phase-Balance Voltage Relay") — дзеркальне відображення цього: ця функція контролює напругу зворотної послідовності з боку живлення і тим самим сигналізує про проблеми, спричинені не навантаженням, а самою мережею чи точкою підключення живлення.

Що виявляє ANSI 47

Трифазну напругу, як і трифазний струм, можна розкласти на симетричні складові: складову прямої послідовності, складову зворотної послідовності та складову нульової послідовності (див. гід про симетричні складові для розуміння основ цього розкладу). ANSI 47 конкретно контролює напругу зворотної послідовності (V2) і спрацьовує, коли вона перевищує встановлений поріг. Типові причини:

• Переплутані фази після (пере)монтажу проводки чи після обслуговування — порядок чергування фаз при цьому інвертований (наприклад, L1-L3-L2 замість L1-L2-L3), що для трифазного двигуна означає зворотний напрямок обертання.
• Перегорілий запобіжник у вимірювальному колі трансформатора напруги (запобіжник ТН) — якщо один із трьох сигналів вимірювання напруги зникає, виникає штучна, сильна складова зворотної послідовності, спричинена не самою мережею, а вимірювальним колом.
• Серйозна несиметрія мережі — наприклад, через велике, нерівномірно розподілене по фазах однофазне навантаження в іншому місці мережі, або через пошкодження на одній фазі, що спричиняє провал напруги на цій фазі.

Відмінність від ANSI 46, ANSI 27 та ANSI 60

Важливо не плутати ці чотири функції, попри спільний акцент на несиметрію чи напругу:

Установка може одночасно застосовувати ANSI 27 (зниження напруги) та ANSI 47 (зворотна послідовність): ANSI 27 вловлює просте падіння напруги на всіх фазах, тоді як ANSI 47 особливо чутливий до випадку, коли напруги виявилися перекошеними одна відносно іншої або йдуть у неправильному порядку — ситуацію, яку сам ANSI 27 може пропустити, якщо середня напруга все ще перебуває в межах нормального допуску.

Практичне значення

ANSI 47 часто застосовують як блокування ввімкнення: перед підключенням чи ввімкненням двигуна або установки реле перевіряє, чи правильний порядок чергування фаз і чи перебуває напруга зворотної послідовності в допустимих межах. За зворотного порядку чергування фаз це запобігає запуску трифазного двигуна в неправильному напрямку — актуально, наприклад, для аварійних генераторів, які перемикаються назад на мережу через пристрій АВР (див. також гід про чотириполюсне перемикання для аварійних генераторів), де неправильний порядок чергування фаз під час перемикання може спричинити серйозне пошкодження підключених трифазних машин.

Часті помилки

1. Плутати ANSI 47 з ANSI 46 — ANSI 47 контролює напругу з боку живлення, ANSI 46 — струм з боку навантаження; обидві функції реагують на несиметрію, але сигналізують про різні частини установки.
2. Замінювати ANSI 47 лише на ANSI 27 — простий захист від зниження напруги пропускає неправильний порядок чергування фаз або перекошений розподіл напруги, доки середня напруга ще здається прийнятною.
3. Ігнорувати відмову запобіжника ТН як можливу причину спрацювання ANSI 47 — не кожне спрацювання ANSI 47 вказує на реальну проблему мережі; спочатку перевірте саме вимірювальне коло.

Пов'язані матеріали

• Захист зворотної послідовності (ANSI 46) — несиметрія фаз двигуна/генератора
• Симетричні складові та аналіз несиметричних пошкоджень
• Несиметрія трифазної напруги
• Аварійний генератор — чотириполюсне перемикання нейтрального провідника