Введение
Конденсаторные банки используются для компенсации реактивной энергии, поглощенной нагрузками электрической системы, а иногда и для создания фильтров для уменьшения гармонического напряжения.
Как защитить конденсаторные банки?
Их роль заключается в улучшении качества электрической системы. Они могут быть подключены по схеме звезда, треугольник и двойная звезда в зависимости от уровня напряжения и нагрузки системы.
Конденсатор поставляется в виде корпуса с изоляционными клеммами сверху. Он включает в себя индивидуальные емкости, которые имеют ограниченные максимально допустимые напряжения (например, 2250 В) и последовательно устанавливаются в группы для получения требуемого напряжения и параллельного монтажа для получения желаемой номинальной мощности.
Конденсаторный банк
Существует два типа конденсаторов:
- Те, у кого нет внутренней защиты,
- Те, у кого есть внутренняя защита: предохранитель сочетается с каждой индивидуальной емкостью.
Типы неисправностей
Основными неисправностями, которые могут повлиять на банки конденсаторов, являются:
- Перегрузка,
- Короткое замыкание,
- Ошибка кадра,
- Короткое замыкание компонентов конденсатора
1. Перегрузка
Перегрузка происходит из-за временного или непрерывного максимального тока:
Непрерывная перегрузка по току, связанная с:
- Повышение напряжения питания,
- Поток гармонического тока из-за наличия нелинейных нагрузок, таких как статические преобразователи (выпрямители, приводы с переменной скоростью), дуговые печи и т.
Временная перегрузка по току, связанная с подачей напряжения на шаге конденсатора. Перегрузки приводят к перегреву, что отрицательно сказывается на диэлектрической прочности и приводит к преждевременному старению конденсатора.
2. Короткое замыкание
Короткое замыкание - внутренняя или внешняя неисправность между живыми проводниками, межфазная или фаза-нейтраль, в зависимости от того, являются ли конденсаторы треугольными или звездообразными.
Появление газа в газонепроницаемой камере конденсатора создает избыточное давление, которое может привести к открытию корпуса и утечке диэлектрика.
3. Ошибка кадра
Сбой кадра - это внутренняя неисправность между компонентом живого конденсатора и рамой, созданной металлической камерой.
Подобно внутреннему короткому замыканию, появление газа в газонепроницаемой камере конденсатора создает избыточное давление, которое может привести к открытию корпуса и утечке диэлектрика.
4. Короткое замыкание компонентов конденсатора
Короткое замыкание компонент конденсатора связано с перегрузкой индивидуальной емкости.
Без внутренней защиты: параллельные проводные индивидуальные емкости шунтируются неисправным блоком:
- Изменено полное сопротивление конденсатора
- Приложенное напряжение распределяется на одну меньшую группу в серии
- Каждая группа подвергается большему стрессу, что может привести к дополнительным каскадным перепадам, вплоть до полного короткого замыкания.
С внутренней защитой: плавление соответствующего внутреннего предохранителя устраняет неисправную индивидуальную емкость: конденсатор остается неисправен, его импеданс изменяется соответствующим образом.
верхний
Защитные устройства
Конденсаторы не должны включаться, если они не разряжены. Во избежание переходного перенапряжения перезапуск должен быть задержан во времени. 10-минутная временная задержка обеспечивает достаточный естественный разряд.
Для уменьшения времени разряда могут использоваться реакторы с быстрым разрядом.
Перегрузки
Из-за повышения напряжения питания чрезмерную токовую нагрузку можно избежать с помощью защиты от перенапряжения, которая контролирует напряжение электрической системы. Этот тип защиты может быть назначен самому конденсатору, но обычно это тип общей защиты электрической системы.
Учитывая, что конденсатор обычно может выдерживать напряжение 110% от его номинального напряжения в течение 12 часов в день, этот тип защиты не всегда необходим.
Максимальный ток большой продолжительности из-за потока гармонического тока определяется защитой от перегрузки одного из следующих типов:
- Термическая перегрузка
- Перегрузка по току с задержкой по времени
при условии, что он учитывает гармонические частоты.
Амплитуда сверхтока короткой продолжительности из-за возбуждения ступеней банка конденсатора ограничена последовательными импульсными реакторами с каждым шагом.
Короткие замыкания
Короткие замыкания обнаруживаются устройством защиты от перегрузки по времени. Настройки тока и задержки позволяют работать с максимально допустимым током нагрузки и закрывать и переключаться.
Ошибки кадра
Защита зависит от системы заземления. Если нейтраль заземлена, используется устройство защиты от замыканий на землю с задержкой по времени.
Короткое замыкание компонентов конденсатора: обнаружение основано на изменении импеданса, создаваемого коротким замыканием компонента для конденсаторов без внутренней защиты путем устранения неисправной индивидуальной емкости для конденсаторов с внутренними предохранителями.
Когда конденсаторная батарея соединена с двойной звездой, дисбаланс, создаваемый изменением импеданса в одной из звезд, заставляет ток течь в соединении между чистыми точками. Этот дисбаланс обнаруживается чувствительным устройством защиты от сверхтоков.
верхний
Примеры защиты банков конденсаторов
Двухконтактный конденсаторный блок для компенсации реактивной мощности
Двухконтактный конденсаторный блок для компенсации реактивной мощности
Фильтр
Фильтр
Настройка информации
| Тип неисправности | настройка |
| перегрузка |
Настройка перенапряжения: ≤110% Vn Термическая перегрузка: установка ≤1, 3 В или перегрузка по току установка ≤1.3 В прямое время или временной задержки IDMT 10 с |
| Короткое замыкание |
Установка прямого времени перегрузки по току: приблизительно 10 Задержка времени приблизительно 0, 1 с |
| Ошибка кадра |
Установка времени прямого замыкания на землю: ≤20% максимальный ток замыкания на землю и ≥10% номинальной мощности CT, если она была заменена 3-кратным временем задержки приблизительно 0, 1 с |
| Короткое замыкание компонентов конденсатора |
Установка прямого времени перегрузки по току: <1-амперная временная задержка приблизительно 1 с |
Ресурс: Руководство по защите - Schneider Electric