Protecció de bancs de condensadors

Definició de la protecció del banc de condensadors

La protecció dels bancs de condensadors implica prevenir falles internes i externes per mantenir la funcionalitat i la seguretat.

Fusibles d'elements

Els fabricants solen incloure fusibles integrats en cada element de condensador. Si es produeix una falla en un element, aquest es desconecta automàticament del conjunt. L'unitat encara pot funcionar, però amb una sortida reduïda. Per a bancs de condensadors més petits, només s'utilitzen aquests esquemes de protecció integrats per evitar el cost d'equip addicional de protecció.

Fusible d'unitat

La protecció del fusible d'unitat limita la durada de l'arc en les unitats de condensador defectuoses. Això redueix el risc de danys mecànics majors i la producció de gasos, protegint les unitats veïnes. Si cada unitat d'un banc de condensadors té el seu propi fusible, el banc pot continuar operant sense interrupció fins que l'unitat defectuosa sigui eliminada i reemplaçada.

Una altra gran avantatge de proporcionar protecció de fusible a cada unitat del banc és que indica la ubicació exacta de l'unitat defectuosa. Però, en triar la mida del fusible per a aquest propòsit, s'ha de tenir en compte que l'element del fusible ha de suportar la càrrega excessiva deguda als harmònics en el sistema. D'aquesta manera, la corrent nominal de l'element del fusible per a aquest propòsit es pren com un 65% superior a la corrent total. Quan cada unitat individual del banc de condensadors està protegida per un fusible, és necessari proporcionar resistència de descàrrega en cada una de les unitats.

Protecció del banc

Encara que cada unitat de condensador generalment té protecció de fusible, si una unitat falla i el seu fusible es fon, la tensió de stress en les altres unitats de la mateixa fila en sèrie augmenta. Cada unitat de condensador està dissenyada per suportar fins a un 110% de la seva tensió nominal. Si una altra unitat de la mateixa fila falla, el stress sobre les unitats restants sanes augmenta i pot superar el seu límit de tensió màxim.

Per tant, sempre és desitjable reemplaçar l'unitat de condensador dañada del banc tan aviat com sigui possible per evitar un stress de tensió excessiu en les altres unitats sanes. Per tant, ha d'haver-hi algun dispositiu indicador per identificar l'unitat defectuosa exacta. Tan aviat com s'identifiqui l'unitat defectuosa en un banc, el banc hauria de ser trencat del servei per reemplaçar l'unitat defectuosa. Hi ha diversos mètodes per detectar la tensió desequilibrada causada per la falla d'una unitat de condensador.

La figura a continuació mostra l'arranjament més comú de protecció del banc de condensadors. Aquí, el banc de condensadors està connectat en formació estel. La part primària d'un transformador de potencial està connectada a través de cada fase. La part secundària de tots tres transformadors de potencial estan connectades en sèrie per formar un delta obert i un relé sensible a la tensió està connectat a través d'aquest delta obert. 

En condicions d'equilibri exacte, no hauria de aparèixer cap tensió a través del relé sensible a la tensió, ja que la suma de les tensions de les tres fases equilibrades és zero. Però quan hi hagi alguna desequilibrada de tensió deguda a la falla d'una unitat de condensador, la tensió resultant apareixerà a través del relé i el relé s'activarà per proporcionar senyals d'alarma i de tripulació.

El relé sensible a la tensió es pot ajustar de manera que, a un cert desequilibri de tensió, només els contactes d'alarma es tanquin. A un nivell de tensió més alt, es tanquen tant els contactes de tripulació com els d'alarma. El transformador de potencial connectat a través dels condensadors de cada fase també ajuda a descarregar el banc després de que s'apagui.

En un altre esquema, els condensadors de cada fase es divideixen en dues parts iguals connectades en sèrie. Es connecta una bobina de descàrrega a través de cada una de les parts, tal com es mostra en la figura. Entre la part secundària de la bobina de descàrrega i el relé sensible a la tensió que desequilibra, es connecta un transformador auxiliar que serveix per regular la diferència de tensió entre les tensions secundàries de la bobina de descàrrega en condicions normals.

Aquí, el banc de condensadors està connectat en estel i el punt neutre està connectat a terra a través d'un transformador de potencial. Un relé sensible a la tensió està connectat a través de la part secundària del transformador de potencial. Tan aviat com hi hagi algun desequilibri entre les fases, la tensió resultant apareixerà a través del transformador de potencial i, per tant, el relé sensible a la tensió s'activarà més enllà d'un valor preestablert.