コンデンサバンク保護

コンデンサバンク保護の定義

コンデンサバンクの保護は、内部および外部の故障を防ぎ、機能と安全性を維持することを目的としています。

要素用ヒューズ

製造者は通常、各コンデンサ要素に内蔵のヒューズを含めています。要素に故障が発生した場合、その要素は自動的に他のユニットから切り離されます。ユニットは引き続き機能しますが、出力が減少します。小さなコンデンサバンクでは、追加の保護装置のコストを避けるために、これらの内蔵保護スキームのみを使用することがあります。

ユニット用ヒューズ

ユニット用ヒューズ保護は、故障したコンデンサユニットでのアークの持続時間を制限します。これにより、大きな機械的損傷やガス生成のリスクが低減され、隣接するユニットが保護されます。コンデンサバンクの各ユニットに個別のヒューズがある場合、一つのユニットが故障しても、故障ユニットを取り外し、交換するまでバンクは中断せずに動作を続けられます。

各ユニットにヒューズ保護を提供するもう一つの大きな利点は、故障ユニットの正確な位置を示すことです。しかし、この目的のためにヒューズのサイズを選択する際には、システム内の高調波による過負荷に耐えることができるよう考慮する必要があります。そのため、この目的のためのヒューズ要素の電流定格は、全負荷電流の65%以上とされています。個々のコンデンサバンクユニットがヒューズで保護されている場合は、各ユニットに放電抵抗を設けることが必要です。

バンク保護

各コンデンサユニットは一般的にヒューズ保護を持っていますが、ユニットが故障しヒューズが切れると、同じ系列行の他のユニットに対する電圧ストレスが増加します。各コンデンサユニットは、定格電圧の110%まで耐えられるように設計されています。同じ行の別のユニットが故障すると、残りの健全なユニットに対するストレスが増加し、最大電圧制限を超える可能性があります。

したがって、他の健全なユニットへの過度の電圧ストレスを避けるために、故障したコンデンサユニットをできるだけ早く交換することが望ましいです。そのためには、故障ユニットを特定するための何らかの表示装置が必要です。バンク内の故障ユニットが特定されたら、バンクはサービスから取り外し、故障ユニットを交換する必要があります。コンデンサユニットの故障によって引き起こされるアンバランス電圧を検知する方法はいくつかあります。

以下の図は、最も一般的なコンデンサバンク保護の配置を示しています。ここでは、コンデンサバンクは星形接続されています。各相間に電圧変圧器の一次側が接続されています。すべての3つの電圧変圧器の二次側は直列に接続され、オープンデルタを形成し、電圧センシティブリレーがこのオープンデルタに接続されています。

完全にバランスしている状態では、電圧センシティブリレーに電圧が現れるべきではありません。なぜなら、バランスした3相電圧の合計はゼロだからです。しかし、コンデンサユニットの故障により電圧アンバランスが発生すると、結果的な電圧がリレーに現れ、リレーが作動してアラームとトリップ信号を提供します。

電圧センシティブリレーは、ある電圧アンバランスでアラーム接点のみが閉じるように調整できます。さらに高い電圧レベルでは、トリップとアラームの両方の接点が閉じます。各相のコンデンサ間に接続された電圧変圧器も、スイッチオフ後にバンクを放電するのに役立ちます。

別のスキームでは、各相のコンデンサは2つの等しい部分に分割され、直列に接続されます。各部分には放電コイルが接続されています。放電コイルの二次側とアンバランスを検知する感度の高いリレーの間に補助変圧器が接続されており、これは正常条件下での放電コイルの二次電圧間の電圧差を調整する役割を果たします。

ここでは、コンデンサバンクは星形接続され、中性点は電圧変圧器を通じて接地されています。電圧センシティブリレーが電圧変圧器の二次側に接続されています。フェーズ間にアンバランスが発生するとすぐに、結果的な電圧が電圧変圧器に現れ、電圧センシティブリレーが予め設定された値を超えて作動します。