Защитный контроль и мониторинг
Целью защитного контроля конденсаторного банка является удаление банка от обслуживания до того, как какие-либо устройства или какой-либо из элементов, составляющих конденсаторный блок, будут подвержены более 110% от их номинального напряжения.
Как контролировать и защищать банки конденсаторов, прежде чем что-то пойдет не так (фото-кредит: thomasnet.com)
Когда конденсаторные блоки в банке конденсатора терпят неудачу, величина увеличения напряжения на остальных устройствах зависит от соединения банка, количества последовательных групп конденсаторов на фазу, количества блоков в каждой группе серий и количества единицы удалены из одной серии. Подобный эффект возникает и на внутренних элементах, составляющих конденсаторный блок.
Такой мониторинг является желательным как для внешних, так и для внутренних предохранителей для предотвращения каскадного отказа остальных блоков и связанных с ними предохранителей.
Для безударных конструкций такой каскадный отказ может стать коротким замыканием и потребовать, чтобы защита основной цепи работала, поэтому несколько важнее обнаружить отказ до того, как он каскадируется в безнадежных банках.
Сравнение рабочих характеристик элементов управления конденсаторами
1. Ручное управление
| преимущества | Недостатки |
| Никакого устройства управления не требуется, поскольку коммутационное устройство банка эксплуатируется персоналом подстанции. | Требуется обслуживающий персонал на подстанции. |
2. Контроль времени
| преимущества | Недостатки |
| Неэлектрический управляющий вход позволяет применять в любой точке цепи. |
|
3. Контроль температуры
| преимущества | Недостатки |
|
Может применяться только в тех случаях, когда может быть установлена прямая корреляция с увеличением нагрузки и температурой, например, нагрузки на кондиционеры. |
4. Контроль напряжения
| преимущества | Недостатки |
| Применяет и удаляет шунтирующие конденсаторы, когда напряжения системы работают за пределами допустимых допусков на напряжение. |
|
5. Контроль тока
| преимущества | Недостатки |
|
Требуется трансформатор тока. Регулировка немного сложнее, чем другие элементы управления. |
Управление 6. kVAR
| преимущества | Недостатки |
|
|
Доступны защитные средства контроля для конденсаторных банков, подключенных к Wait-Wye, конденсаторным конденсаторам с нейтралью и нейтральным конденсаторным блокам, как показано на рисунках 1 и 2.
Этот вопрос обсуждается ниже в разделе «Защита конденсаторных банков».
Рисунок 1 - Различные нейтральные токи
Вышеприведенная схема, применимая к банкам, сконфигурированным двойным Wye, показана на рисунке 1. Эта схема определяет ток, который возникает, когда существует дисбаланс между нейтралами двух необоснованных банков.
Эта схема имеет то преимущество, что она нечувствительна к дисбалансу напряжения в системе и постоянному току или напряжениям третьей гармоники и поэтому является предпочтительной компоновкой, если банк имеет достаточный размер, чтобы сделать это практически возможным.
Для банков Delta аналогичный принцип может быть принят с использованием конфигурации «H» конденсаторов на каждой фазе.
Рисунок 2 - (a) Нейтральное напряжение; (б) нейтральный ток
Для одиночных нейтральных нейтральных конденсаторных батарей наиболее прямолинейное защитное управление является нейтральным токовым реле. Эта схема работает от нейтрального тока, создаваемого из-за дисбаланса, вызванного отказами конденсаторов в любой фазе.
Основным преимуществом схемы нейтральной защиты является то, что она относительно недорогая, но она должна быть защищена от третьих гармоник и должна быть устойчивой к постоянным напряжениям дисбаланса и внешнему току при внешних замыканиях на землю, как это видно на нейтральном берегу.
Если не так много сечений серии, это контрольное управление может быть настроено на сигнализацию и отключение на двух разных уровнях нейтрального тока, чтобы обеспечить (a) раннее обнаружение проблемы в банке и (b) адекватную защиту, если дополнительные конденсаторные блоки потерпеть неудачу.
Плавно-нейтральное защитное управление аналогично защищенному нейтральному блоку, за исключением того, что в нейтрали (обычно номинальной 15 кВ) используется трансформатор напряжения (VT) для индикации сдвига нейтрального напряжения при потере единиц.
Управляющее напряжение чувствительно и подвержено тем же ограничениям и преимуществам, что и защитное управление для заземленных конденсаторных батарей.
Как выбрать защиту конденсатора?
Защита конденсатора состоит из:
- Предохранители для защиты отдельных конденсаторов
- Автоматические выключатели с релейной сигнализацией неисправности и состояния или выключателем для защиты конденсаторного банка
Предохранитель для защиты отдельных конденсаторов
Следующие критерии применяются для выбора конденсаторных предохранителей для отдельных блоков и для конденсаторов с внешней плавкой, используемых в конденсаторных банках.
Внутренние предохранители для внутренних предохранителей, используемые в конденсаторных банках, соответствуют одним и тем же основным критериям, но в этих случаях характеристики предохранителей применяются производителем:
Номинальное напряжение - должно быть больше номинального напряжения конденсатора.
Непрерывный ток - плавкий предохранитель должен иметь не менее 165% от тока конденсатора для заземленных банков и 150% для необоснованных банков. Это включает в себя допуски на гармоники, допуск блока конденсатора и перенапряжение.
Предохранитель для отдельного блока в конденсаторной батарее должен выдерживать энергию, которая способствовала отказу блока другими конденсаторами в одной фазовой группе.
Короткое замыкание (прерывание) - должно превышать ток короткого замыкания, который будет работать при замыкании конденсаторного блока.
Временные характеристики
- Предохранитель должен очищать максимальный ток из-за неисправного устройства, предпочтительно в течение 30 с или менее или максимум 300 с.
- Кривая времени-времени должна лежать ниже или слева от кривой разрыва (может) разрыва корпуса.
Релейная защита для защиты конденсатора
Ретрансляция для защиты конденсаторного банка включает в себя максимальный ток (для защиты от отказа), перенапряжение, обнаружение системных проблем и дисбаланс тока или напряжения в зависимости от конфигурации банка для контроля состояния конденсаторных блоков.
Схема защиты для типичного конденсаторного блока емкостью 12, 6 МВА (2 × 6, 3 МВА, подключенного в двойном Уайе) с внешними предохранителями и реактора для отстройки серии показана на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема защиты для блока конденсатора и банка
Реле максимального тока для защиты конденсаторной батареи
Реле защиты от перегрузки по току, устройство 51 с обратной или очень обратной характеристикой, используется для защиты от конденсаторной защиты. Ток срабатывания установлен на уровне 150-200% от номинального тока в банке, а временной шкал настроен на то, чтобы превысить максимальный пусковой ток при включении или переключении.
Кривая времени срабатывания реле также должна координироваться с предохранителем конденсаторного блока. Такая же защита банков будет использоваться для внутренних или неконсолированных банков, но без последнего требования к координации.
Защита от пониженного напряжения и перенапряжения
Реле перенапряжения, подключенное к шине, является реле с задержкой по времени и настроено на отключение банка, если напряжение в системе превышает общее номинальное напряжение банка и до превышения времени выдерживания напряжения в блоке.
Минимальное напряжение предусмотрено для отключения банка для потери напряжения в системе и с задержкой по времени, чтобы обеспечить параллельное размыкание и другие переходные напряжения.
Защита от дисбаланса тока / напряжения
Реле тока и дисбаланса используются для обнаружения потерь конденсаторных блоков внутри банка и защиты оставшихся блоков от перенапряжения. Реле должны быть установлены выше неотъемлемого дисбаланса, вызванного допуском конденсатора, дисбалансом напряжения в системе и гармоническим током или напряжением.
Допуск на конденсаторный блок составляет 0-15%, при среднем - около 4%. Тем не менее, единицы могут быть приобретены с допуском на производство 0-4% для особых условий.
Схемы обнаружения дисбаланса напряжения или тока между нейтралами двух необоснованных банков показаны на рисунках 4а и 4b соответственно. Обе схемы нечувствительны к дисбалансу напряжения системы и току или напряжению третьей гармоники.
Эта схема применима к двойным банкам, настроенным Wye.
a) дисбаланс напряжения; b) Текущий дисбаланс
Аналогичная схема может быть применена поэтапно, если несколько кратных четырех конденсаторных блоков соединены в конфигурации «H» с помощью CT (или VT), подключенного к соединению между серединами двух пар конденсаторов, которые вверх "H."
Этот вариант может использоваться для одного банка Wye- или для Delta-connected.
Процедура испытания реле защиты конденсатора SEL-487V
Ссылка // Промышленные энергетические системы Хана, Шоаиб (Покупка твердой обложки из Амазонки)