Контроль перегоряння запобіжника трансформатора напруги / втрати потенціалу (ANSI 60) — чому перегорілий запобіжник ТН може відключити справне коло

Посібник про дистанційний захист (21) та посібник про захист від зниження/підвищення напруги (27/59) обидва залежать від точного вторинного сигналу напруги від трансформатора напруги (ТН). Ця стаття розглядає, що відбувається, коли цей сигнал зникає не через реальне порушення в системі, а через несправність, що перебуває повністю всередині самого кола ТН — та функцію контролю, пристрій ANSI 60, створену для її виявлення.

Чому втрачений сигнал ТН виглядає як пошкодження

Вторинний вихід ТН досягає захисного реле через запобіжник чи автоматичний вимикач та відрізок проводки. Якщо цей запобіжник перегорає, цей автомат відключається чи послаблюється вторинне з'єднання, виміряна реле напруга падає майже до нуля — тоді як реальна первинна напруга в мережі та струм навантаження, що досі проходить через відповідні трансформатори струму, залишаються цілком нормальними. З погляду реле це оманливо схоже на реальне, серйозне пошкодження: раптове падіння напруги.

Наслідки різняться залежно від функції захисту:

• Дистанційне реле (21), яке обчислює удаваний опір як напругу, поділену на струм, бачить падіння опору до нуля в міру зникнення вхідного сигналу напруги — саме сигнатуру близького пошкодження — і може відключитися при цілком справному струмі навантаження.
• Реле мінімальної напруги (27) може відключитися через удавану втрату напруги.
• Спрямоване реле (67/67N), якому потрібен сигнал напруги як фазова опора для визначення напрямку пошкодження, може втратити цю опору і повністю помилитися у визначенні напрямку.

Що робить контроль перегоряння запобіжника / втрати потенціалу

Схема ANSI 60 (також звана «VTS» чи «60FL») призначена для відрізнення цього конкретного виду несправності від реального пошкодження в системі, зазвичай шляхом порівняння того, як поводяться сигнали напруги та струму відносно один одного:

• Реальне пошкодження зазвичай призводить до падіння напруги, що супроводжується одночасним зростанням струму (і появою струму зворотної чи нульової послідовності при несиметричному пошкодженні).
• Перегоряння запобіжника ТН призводить до падіння напруги — часто характеризованого появою напруги зворотної послідовності — без відповідної зміни струму: струм навантаження залишається точно таким, яким він був до зникнення напруги.

Коли схема розпізнає цю сигнатуру напруги без відповідної сигнатури струму, вона оголошує стан перегоряння запобіжника. Залежно від конфігурації реле це зазвичай блокує спрацювання залежних від напруги елементів захисту (дистанційних, спрямованих, мінімальної/ максимальної напруги), залишаючи активним незалежний від напруги резервний захист (звичайний часозалежний максимальний струмовий захист), і видає сигнал тривоги, щоб можна було знайти та усунути реальну несправність кола ТН.

Багато установок доповнюють суто електричне виявлення простим допоміжним контактом на автоматі ТН, підключеним напряму до реле як швидкий, однозначний вхід «коло ТН розімкнене» — корисний, оскільки він миттєво виявляє відключення автомата, без потреби чекати на розпізнавання електричної сигнатури.

Увага: точна логіка виявлення (які порогові значення напруги та струму симетричних складових використовуються та які саме елементи захисту блокуються, а які залишаються активними) залежить від конкретного реле та виробника; ця стаття розглядає лежачий в основі принцип, а не таблицю налаштувань одного виробника.

Практична значущість

Під час введення в експлуатацію чи перевірки схеми дистанційного або спрямованого захисту слід перевірити наявність та правильне налаштування контролю перегоряння запобіжника / втрати потенціалу, а не припускати це. Практична перевірка під час введення в експлуатацію — вилучення запобіжника ТН (чи розмикання автомата ТН) у контрольованих умовах за наявного струму навантаження та підтвердження того, що схема оголошує сигнал тривоги про перегоряння запобіжника і блокує залежні від напруги елементи, замість того щоб реле відключилося через те, що виглядає як пошкодження.

Типові помилки

1. Повна відсутність контролю перегоряння запобіжника / втрати потенціалу в схемі дистанційного чи спрямованого захисту — звичайний перегорілий запобіжник ТН може тоді відключити цілком справне коло.
2. Блокування часозалежного резервного максимального струмового захисту разом із залежними від напруги елементами під час оголошеного стану перегоряння запобіжника — резервний захист, що не залежить від втраченого сигналу напруги, зазвичай має залишатися активним.
3. Опора лише на допоміжний контакт автомата ТН без жодного електричного виявлення сигнатури напруги/струму — послаблений провід чи перегоряння запобіжника, що не відключають сам автомат, тоді залишаться непоміченими.
4. Відсутність перевірки схеми перегоряння запобіжника під час введення в експлуатацію — підтвердження того, що вона існує на папері, не те саме, що підтвердження того, що вона справді оголошує сигнал тривоги і блокує потрібні елементи, коли сигнал ТН дійсно втрачається.

Пов'язані матеріали

• Дистанційний захист (21) — зони захисту за опором
• Захист від зниження/підвищення напруги (27/59)
• Спрямований максимальний струмовий захист (67)
• Контроль синхронізації (25)