چگونه از بانک های خازن محافظت کنیم؟

خازن

بانک های خازن بمنظور جبران انرژی راکتیو (واکنش پذیر) که توسط بارهای سیستم الکتریکی جذب شده اند و گاهی اوقات نیز برای ساختنفیلترهایی برای کاهش ولتاژ هارمونیک ، مورد استفاده قرار می گیرند.

نقش آنها ، بهبود کیفیت سیستم الکتریکی است. بسته به سطح ولتاژ و بار سیستم ، آنها می توانند بصورت ستاره، مثلث و دوبل ستاره تنظیم و طبقه بندی شوند.

یک خازن به فرم موردی که دارای پایانه های عایق در بالای خود است ، ظاهر می شود. این شامل ظرفیت های خازنی منفرد است که دارای حداکثر ولتاژ مجاز محدود به (به عنوان مثال V 2250) می باشد و برای به دست آوردن مقاومت ولتاژ مورد نیاز بصورت سری در گروه ها نصب می شوند و برای بدست آوردن رتبه توان مورد نظر، بصورت موازی نصب می شوند.

قاب بانک خازن

دو نوع خازن وجود دارد:

1. خازن هایی که سیستم حفاظت داخلی ندارند.

2. خازن هایی که سیستم حفاظت داخلی دارند: یک فیوز با هر یک از ظرفیت های خازنی منفرد ترکیب می شود.

انواع خطاها (عیب ها)

خطاهای اصلی که در تحت تاثیر قرار دادن بانک های خازنی ، مقصر هستند عبارتند از:

1. اضافه بار،

2. اتصال کوتاه،

3. خطای قاب،

4. اتصال کوتاه در مولفه ی (عناصر) خازن

1-اضافه بار

اضافه بار به علت اضافه جریان موقت یا مستمر بوجود می آید:

اضافه جریان مداوم مرتبط است با:

• بالا بردن ولتاژ منبع تغذیه

• انتشار جریان هارمونیکی بدلیل حضور بارهای غیر خطی مانند مبدلهای استاتیکی (یکسو کننده ها،اینورتر ها با سرعت متغیر)، کوره های قوس، وغیره

اضافه جریان موقت ، به گام مربوط به انرژی دهی به یک بانک خازن مرتبط است. نتایج اضافه بار در گرما بخشی بیش از حد ، تاثیر زیانبار و معکوسی بر تحمل دی الکتریک داشته و منجر به پیری زودرس خازن می شود.

2-اتصال کوتاه

بسته به اینکه آیاخازن ها بصورت مثلث و یا ستاره متصل می شوند،  یک اتصال کوتاه ، می تواند یک خطای داخلی یا خارجی بین رساناها، فاز به فاز یا فاز به خنثی باشد. ظاهر گاز موجود در اتاق گاز تنگ ( غیر قابل نفوذ) از خازن، باعث ایجاد فشار مازادی می شود که ممکن است به باز شدن موردی و نشت دی الکتریک منجر شود.

3-خطای قاب

خطای قاب یک خطای داخلی بین اجزای خازن بوده و خود قاب توسط محفظه فلزی ایجاد شده است.

مشابه اتصال کوتاه داخلی، ظاهر گاز موجود در اتاق گاز غیر قابل نفوذ از خازن باعث ایجاد فشار مازادی می شود که ممکن است به باز شدن موردی و نشت دی الکتریک منجر شود.

4-اتصال کوتاه مولفه (جزء) خازن

اتصال کوتاه در یک جزء (عنصر) ازخازنبه دلیل جرقه ی یک ظرفیت خازنی منفرد است.

بدون هیچگونه حفاظت داخلی: ظرفیت های خازنی منفرد که بصورت موازی سیم کشی شده اند، به واحد معیوب سوق داده می شوند:

• امپدانس خازن اصلاح شده است.

• ولتاژ اعمال شده بین یک گروه کمتر، در سریها توزیع شده است.

• هر گروه به فشار بیشتری فرستاده می شود، که ممکن است باعث جرقه های آبشاری بیشتر و نهایتا به یک اتصال کوتاه کامل منجر شود.

با حفاظت داخلی:  ذوب شدن  فیوز مرتبط داخلی ، باعث حذف خطای ظرفیت خازنی منفرد می شود. خازن بدون خطا باقی می ماند و امپدانس آن ، بر این اساس، اصلاح می شود.

دستگاه های حفاظت

خازنها نباید شارژ شوند ، مگر اینکه آنها دشارژ شده باشند. به منظور جلوگیری از اضافه ولتاژ گذرا، انرژی بخشی ( شارژ) مجدد، باید با تاخیر همراه باشد. یک تاخیر زمانی 10 دقیقه ای، اجازه می دهد تا تخلیه طبیعی کافی اتفاق افتد.

راکتورهای تخلیه سریع ( دشارژ سریع) ممکن است برای کاهش زمان تخلیه استفاده شوند.

اضافه بار

اضافه جریان در مدت زمان طولانی،  به دلیل افزایش ولتاژ منبع تغذیه، ممکن است توسط سیستم حفاظت اضافه ولتاژ، که همواره بر ولتاژ سیستم الکتریکی نظارت می کند، جلوگیری شود. این نوع از حفاظت ممکن است به خودخازن اختصاص داده شود اما بطورعمومی ، یک نوع کلی از سیستم های حفاظت الکتریکی است.

با توجه به اینکه خازن می تواند به طور کلی، ولتاژ 110٪ از ولتاژ محاسبه شده خود را برای 12 ساعت در روز، در خود جای دهد، این نوع از حفاظت ، همیشه لازم نیست.

 

اضافه جریان طولانی مدت به دلیل انتشار جریان هارمونیکی، توسط یکی از انواع سیستم های حفاظت اضافه بار در زیر شناسایی می شود:

• اضافه بار حرارتی

• زمان تاخیر اضافه جریان

به شرط آنکهفرکانس های هارمونیکدر نظر گرفته شوند.

دامنه اضافه جریان در مدت زمان کوتاه ، به دلیل انرژی دهی ( شارژ نمودن) گام به گام بانک خازنی، توسط سری های نصب شده از راکتورهای پالسی در هر گام ، محدود می شود.

اتصال کوتاه

اتصال کوتاه ، توسط یک دستگاه حفاظت اضافه جریان با یک تاخیر زمانی، شناسایی می شود. تنظیمات جریان و زمان تاخیر، انجام عملیات را با حداکثر جریان بار مجاز و بستن و تغییر دادن (سوئیچ کردن)  مراحل را ممکن می سازد.

خطاهای قاب

حفاظت بستگی به سیستم پایه (زمین) دارد. اگر اتصال خنثی به زمین باشد، از دستگاه حفاظت خطای اتصال زمین با تاخیر زمانی، استفاده می شود.

اتصال کوتاه مولفه خازن : تشخیص اتصال کوتاه مبتنی بر تغییر در امپدانس ایجاد شده توسط اتصال کوتاه اجزاء برای خاذن های بدون حفاظت داخلی توسط حذف نمودن ظرفیت های منفردی که دارای خطا هستند برای خازنهایی با فیوزهای داخلی انجام می شود.

هنگامی که بانک خازنی بصورت دوبل ستاره متصل می شود، عدم تعادل ایجاد شده توسط تغییر در امپدانس یکی ازستاره ها ، باعث ایجاد جریانی در اتصال بین نقاط خنثی می شود. این عدم تعادل توسط یک دستگاه حفاظت حساس به اضافه جریان شناسایی می شود.

نمونه هایی از حفاظت بانک خازن

دوبل ستاره وصل شده به بانک خازن برای جبران توان راکتیو ( توان واکنش پذیری)

دوبل ستاره وصل شده به بانک خازن برای جبران توان راکتیو ( توان واکنش پذیری)

فیلتر

 

مدار خازن و فیلتر (چوک هارمونیکی)

 

تنظیم اطلاعات

نوع خطا (عیب)	تنظیمات
خطای قاب	تنظیم زمان مستقیم خطای اتصال زمین: 20٪ ≥ حداکثر جریان خطای زمین و ≤10٪ رتبه CT اگر توسط زمان تاخیر حدود 0.1 ثانیه ای (3 CTs) عرضه شده باشد.
اضافه بار	تنظیمات اضافه ولتاژ :110٪ VN ≥ اضافه بار حرارتی:1.3 ≥ تنظیم یا اضافه جریان 1.3 ≥ تنظیم در زمان مستقیم و یا IDMT زمان تاخیر 10 ثانیه ای
اتصال کوتاه اجزاء خازن	تنظیم زمان مستقیم اضافه جریان : کمتر از 1 آمپر تاخیر زمانی  در حدود 1 ثانیه
اتصال کوتاه	تنظیم زمان مستقیم اضافه جریان : تقریبا 10 در زمان تاخیری در حدود 0.1 ثانیه

مطالب Controller را در کانال تلگرام Controllerدنبال کنید.