بانک خازن محافظ

تعریف حفاظت از بانک خازنه

حفاظت از بانک‌های خازنه شامل جلوگیری از خرابی‌های داخلی و خارجی برای حفظ عملکرد و ایمنی است.

فسن‌های عنصری

تولیدکنندگان معمولاً فسن‌های داخلی در هر عنصر خازنه اضافه می‌کنند. اگر خرابی در یک عنصر رخ دهد، به طور خودکار از بقیه واحد جدا می‌شود. واحد همچنان می‌تواند کار کند، اما با توان خروجی کاهش یافته. برای بانک‌های خازنه کوچکتر، فقط این طرح‌های حفاظتی داخلی استفاده می‌شوند تا هزینه تجهیزات حفاظتی اضافی را جلوگیری کنند.

فسن واحد

حفظت فسن واحد مدت زمان قوس الکتریکی در واحدهای خازنه معیوب را محدود می‌کند. این کار خطر آسیب مکانیکی عمده و تولید گاز را کاهش می‌دهد و واحدهای مجاور را محافظت می‌کند. اگر هر واحد در یک بانک خازنه فسن خود را داشته باشد، بانک می‌تواند بدون مختل شدن ادامه دهد حتی اگر یک واحد خراب شود، تا واحد معیوب خارج و جایگزین شود.

مزیت دیگر ارائه حفاظت فسن به هر واحد بانک این است که محل دقیق واحد معیوب را نشان می‌دهد. اما در زمان انتخاب اندازه فسن برای این منظور، باید در نظر گرفت که عنصر فسن باید بار بیش از حد ناشی از هارمونیک‌ها در سیستم را تحمل کند. بنابراین، رتبه جریان عنصر فسن برای این منظور ۶۵٪ بالاتر از جریان کامل در نظر گرفته می‌شود. هرگاه واحد فردی بانک خازنه با فسن محافظت شود، لازم است مقاومت تخلیه در هر یک از واحدها ارائه شود.

حفاظت بانک

در حالی که هر واحد خازنه معمولاً حفاظت فسن دارد، اگر یک واحد خراب شود و فسن آن بسوزد، تنش ولتاژ روی سایر واحدها در همان ردیف سری افزایش می‌یابد. هر واحد خازنه طراحی شده است تا تا ۱۱۰٪ ولتاژ اسمی خود را تحمل کند. اگر واحد دیگری در همان ردیف خراب شود، تنش روی واحدهای سالم باقی‌مانده افزایش می‌یابد و می‌تواند حداقل ولتاژ خود را تجاوز کند.

بنابراین همیشه مطلوب است که واحد خازنه معیوب به سرعت از بانک جایگزین شود تا تنش ولتاژ بیش از حد روی واحدهای سالم باقی‌مانده را جلوگیری کند. بنابراین، باید ترتیبی برای شناسایی واحد معیوب وجود داشته باشد. همچنین همیشه باید بانک از خدمت خارج شود تا واحد معیوب جایگزین شود. روش‌های مختلفی برای تشخیص عدم تعادل ولتاژ ناشی از خرابی واحد خازنه وجود دارد.

شکل زیر نمایشگر ترتیب معمول حفاظت از بانک خازنه است. در اینجا، بانک خازنه به شکل ستاره متصل شده است. اولیه یک ترانسفورماتور پتانسیل به هر فاز متصل شده است. دومیه تمامی سه ترانسفورماتور پتانسیل به صورت سری متصل شده‌اند تا یک دلتای باز تشکیل دهند و یک رله حساس به ولتاژ به صورت موازی با این دلتای باز متصل شده است. 

در شرایط دقیقاً متعادل، هیچ ولتاژی در مقابل رله حساس به ولتاژ ظاهر نمی‌شود زیرا جمع ولتاژهای متعادل سه فاز صفر است. اما وقتی هر نوع عدم تعادل ولتاژی ناشی از خرابی واحد خازنه رخ دهد، ولتاژ نتیجه در مقابل رله ظاهر می‌شود و رله برای ارائه هشدار و سیگنال‌های قطع عمل می‌کند.

رله حساس به ولتاژ می‌تواند تنظیم شود تا در یک ولتاژ نامتوازن خاص، فقط تماس‌های هشدار بسته شوند. در سطح ولتاژ بالاتر، هر دو تماس قطع و هشدار بسته می‌شوند. ترانسفورماتور پتانسیل متصل به هر فاز خازنه نیز کمک می‌کند تا بانک بعد از قطع شدن تخلیه شود.

در طرح دیگری، خازنه‌ها در هر فاز به دو بخش مساوی تقسیم شده و به صورت سری متصل شده‌اند. سیم تخلیه به صورت موازی با هر یک از بخش‌ها متصل شده است. بین دومیه سیم تخلیه و رله حساس به ولتاژ نامتوازن، یک ترانسفورماتور کمکی متصل شده است که برای تنظیم تفاوت ولتاژ بین دومیه‌های سیم تخلیه در شرایط عادی عمل می‌کند.

در اینجا، بانک خازنه به شکل ستاره متصل شده و نقطه محاوره به زمین از طریق یک ترانسفورماتور پتانسیل متصل شده است. یک رله حساس به ولتاژ به صورت موازی با دومیه ترانسفورماتور پتانسیل متصل شده است. همچنین همچنین هرگاه هر نوع عدم تعادل بین فازها رخ دهد، ولتاژ نتیجه در مقابل ترانسفورماتور پتانسیل ظاهر می‌شود و بنابراین رله حساس به ولتاژ فراتر از مقدار تنظیم شده عمل می‌کند.