اصول حفاظت از بانک خازن چیست؟
حفاظت بانک خازن نیز مانند سایر تجهیزات الکتریکی ازاهمیت بالایی برخوردار است.بانک های خازن در معرض خطاهای الکتریکی قرار دارند. از این رومحافظت از این تجهیزات و همچنین احتمال علت خرابی خازن نیز باید بررسی شود. طرح‌های زیادی برای حفاظت از بانک خازن وجود دارد، اما در هنگام اعمال هر یک از طرح‌ها، باید سرمایه‌گذاری اولیه روی آن بانک خازن را از نظر اقتصادی به خاطر بسپاریم. ما باید سرمایه گذاری اولیه و هزینه حفاظت اعمال شده بر روی آن را با هم مقایسه کنیم. عمدتاً 3 نوع ترتیب حفاظتی وجود دارد که برای یک بانک خازن اعمال می شود.
- اجزای داخلی فیوز
- یونیت فیوز
- حفاظت از بانک
المان های داخلی فیوز
سازندگان واحد خازن معمولاً فیوزهای داخلی را در هر عنصر واحد ارائه می کنند. اگر هر گونه خطا در خود عنصر رخ دهد، به طور خودکار از بقیه واحد جدا می شود. در این مورد، واحد با خروجی کمتر به هدف خود عمل می کند. در بانک با پله های کمتر، این طرح حفاظتی داخلی برای جلوگیری از هزینه سایر تجهیزات حفاظتی اعمال می شود.
یک یونیت فیوز
فیوز معمولاً برای محدود کردن مدت آرک (جرقه) در داخل یک واحد خازن معیوب ارائه می شود. با محدود بودن مدت آرک، احتمال تغییر شکل مکانیکی عمده و تولید گاز زیاد در واحد معیوب کمتر است و از این رو دیگر خازن های بانک نجات می یابند. اگر هر واحد از یک بانک خازن به طور جداگانه در برابر فیوز محافظت شود، در صورت خرابی یک واحد، بانک خازن قبل از برداشتن و تعویض واحد معیوب همچنان بدون وقفه کار می کند.
یکی دیگر از مزیت های مهم تامین فیوز برای هر واحد بانک این است که محل دقیق واحد معیوب را نشان می دهد. اما در انتخاب سایز فیوز برای این منظور باید در نظر گرفت که المنت فیوز باید بارگذاری بیش از حد ناشی از هارمونیک های سیستم را تحمل کند. فیوز باید بیشتر از 65 درصد بار کامل انتخاب شود. هر گاه واحد جداگانه بانک خازن توسط فیوز محافظت شود، لازم است مقاومت تخلیه در هر یک از واحدها ایجاد شود.
حفاظت از بانک
اگرچه به طور کلی حفاظت فیوز با هر یک از واحدهای خازن ارائه می شود، اما زمانی که یک واحد خازن دچار خطا می شود و المنت فیوز مربوطه منفجر می شود، اختلال ولتاژ به واحدهای خازن دیگری که به صورت سری در همان ردیف متصل هستند افزایش می یابد. هر واحد خازن برای تحمل 110 درصد ولتاژ نامی معمولی خود طراحی شده است. اگر خازن های دیگری از کار بیفتند، تنش ولتاژ بر واحدهای سالم دیگر آن ردیف بیشتر افزایش می‌یابد و به راحتی از حد حداکثر مجاز ولتاژ این واحدها عبور می‌کند.
بنابراین همیشه مطلوب است که واحد خازن آسیب دیده را در اسرع وقت از بانک تعویض کنید تا از فشار ولتاژ اضافی بر سایر واحدهای سالم جلوگیری شود. از این رو، باید ترتیبی برای شناسایی دقیق واحد معیوب وجود داشته باشد. به محض شناسایی واحد معیوب در بانک، بانک باید از خدمات تعویض واحد معیوب خارج شود. روش های مختلفی برای سنجش ولتاژ نامتعادل ناشی از خرابی واحد خازن وجود دارد.
حفاظت بانک خازن ستاره رایج
شکل زیر رایج ترین ترتیب حفاظت بانک خازنی را نشان می دهد. در اینجا، بانک در شکل گیری ستاره متصل می شود. اولیه ترانسفورماتور پتانسیل در هر فاز متصل می شود. ثانویه از هر سه ترانسفورماتور پتانسیل به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند تا یک مثلث باز را تشکیل دهند و یک رله حساس به ولتاژ در سراسر این مثلث باز متصل می شود. در شرایط متعادل دقیق نباید هیچ ولتاژی در رله حساس به ولتاژ ظاهر شود زیرا مجموع ولتاژهای 3 فاز متعادل صفر است. اما در صورت عدم تعادل ولتاژ به دلیل خرابی واحد خازن، ولتاژ حاصل در سراسر رله ظاهر می شود و رله برای ارائه سیگنال های آلارم و تریپ فعال می شود.
رله حساس به ولتاژ را می توان به گونه ای تنظیم کرد که تا یک عدم تعادل ولتاژ معین، فقط کنتاکت های هشدار بسته می شوند و برای سطوح ولتاژ بالاتر، کنتاکت های تریپ به همراه کنتاکت های آلارم بسته می شوند. ترانسفورماتور پتانسیل متصل به خازن های هر فاز نیز برای تخلیه بانک پس از خاموش شدن کار می کند.
حفاظت از طریق ترانس کمکی
در طرحی دیگر، خازن ها در هر فاز به دو قسمت مساوی تقسیم می شوند که به صورت سری به هم متصل می شوند. سیم پیچ تخلیه در هر یک از قطعات مطابق شکل زیر متصل می شود. بین ثانویه سیم پیچ تخلیه و ولتاژ حساسی که رله را نامتعادل می کند، یک ترانس کمکی متصل است که برای تنظیم اختلاف ولتاژ بین ولتاژهای ثانویه سیم پیچ تخلیه در شرایط عادی عمل می کند.
حفاظت از طریق مقاومت تخلیه
هر فاز بانک خازن در دو بخش به صورت موازی وصل می شوند. نقاط ستاره هر دو قسمت از طریق ترانسفورماتور جریان باهم قرار می گیرند. ثانویه ترانسفورماتور جریان از طریق یک رله حساس به جریان وصل می شود. در صورت بروز هرگونه عدم تعادل بین دو قسمت بانک، جریان نامتعادلی از ترانسفورماتور جریان می گذرد و به همین علت رله حساس به جریان فعال می شود. این طرح برای تخلیه بانک پس از خاموش شدن، سیم پیچ تخلیه ممکن است در هر فاز از طریق خازن ها متصل شود.
حفاظت از طریق سیم پیچ تخلیه
هر فاز بانک خازن در دو بخش به صورت موازی وصل می شوند. نقاط ستاره هر دو قسمت از طریق ترانسفورماتور جریان باهم قرار می گیرند. ثانویه ترانسفورماتور جریان از طریق یک رله حساس به جریان وصل می شود. در صورت بروز هرگونه عدم تعادل بین دو قسمت بانک، جریان نامتعادلی از ترانسفورماتور جریان می گذرد و به همین علت رله حساس به جریان فعال می شود. این طرح برای تخلیه بانک پس از خاموش شدن، سیم پیچ تخلیه ممکن است در هر فاز از طریق خازن ها متصل شود.
حفاظت از طریق رله کنترل جریان
در طرح دیگری از حفاظت بانک خازن، نقطه مرکز ستاره یک بانک خازن سه فاز از طریق یک ترانسفورماتور جریان به زمین وصل می شود و یک رله حساس به جریان در سراسر ثانویه ترانسفورماتور جریان متصل می شود. به محض وجود عدم تعادل بین فازهای بانک خازن، باید جریانی از طریق ترانس جریان به سمت زمین جریان داشته باشد. لذا رله حساس به جریان برای قطع کردن کلید مدار مرتبط با بانک خازن فعال می شود.
حفاظت از بانک های خازن و کلیه تاسیسات الکتریکی در یک مجموعه صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است. هر هزینه ای برای افزایش ایمنی و حفاظت از این تجهیزات از بروز خسارت های احتمالی در آینده جلوگیری می کند. در نتیجه تهیه چک لیست های هفتگی و ماهانه جهت بازدید از تجهیزات ضروری است.