Protezione della Banca di Condensatori

Come altri apparecchi elettrici, anche i condensatori shunt possono essere soggetti a guasti interni ed esterni. Pertanto, questo equipaggiamento deve essere protetto da guasti interni ed esterni. Esistono numerosi schemi disponibili per la protezione della banca di condensatori, ma durante l'applicazione di qualsiasi schema, dobbiamo ricordare l'investimento iniziale su quel condensatore dal punto di vista economico. Dovremmo confrontare l'investimento iniziale e il costo della protezione applicata. Ci sono principalmente 3 tipi di disposizioni di protezione che vengono applicate a una banca di condensatori.

1. Fusibile elemento.

2. Fusibile unità.

3. Protezione della banca.

Fusibili elemento

I produttori di unità di condensatori forniscono comunemente un fusibile incorporato in ogni elemento dell'unità. In questo caso, se si verifica un guasto in qualsiasi elemento, viene automaticamente disconnesso dal resto dell'unità. In questo caso, l'unità continua a svolgere la sua funzione, ma con una capacità di uscita ridotta. Nelle banche di condensatori di piccola potenza, viene applicato solo questo schema di protezione incorporata per evitare la spesa di altre attrezzature di protezione speciali.

Fusibile unità

La protezione con fusibile unità è generalmente fornita per limitare la durata dell'arco all'interno di un'unità di condensatore difettosa. Poiché la durata dell'arco è limitata, c'è meno probabilità di deformazioni meccaniche significative e produzione massiccia di gas nell'unità difettosa, salvando così le unità vicine della banca. Se ogni unità di una banca di condensatori è protetta individualmente contro il fusibile, in caso di guasto di un'unità, la banca di condensatori può continuare a funzionare senza interruzioni prima di rimuovere e sostituire l'unità difettosa.

Un altro grande vantaggio della protezione con fusibile di ogni unità della banca è che indica la posizione esatta dell'unità difettosa. Tuttavia, durante la scelta della dimensione del fusibile per questo scopo, si deve considerare che l'elemento del fusibile deve resistere al carico eccessivo dovuto agli armonici nel sistema. In considerazione di ciò, la corrente nominale dell'elemento del fusibile per questo scopo viene presa come il 65% superiore alla corrente a pieno carico. Ogni volta che l'unità individuale della banca di condensatori è protetta da un fusibile, è necessario fornire una resistenza di scarica in ciascuna delle unità.

Protezione della banca

Sebbene in generale la protezione con fusibile sia fornita con ciascuna delle unità di condensatori, quando un'unità di condensatore è in guasto e l'elemento del fusibile associato viene bruciato, lo stress di tensione aumenta alle altre unità di condensatori connesse in serie nella stessa fila. Generalmente, ogni unità di condensatore è progettata per resistere al 110% della sua tensione nominale normale. Se un'altra unità di condensatore diventa fuori servizio, nella stessa fila in cui precedentemente un'unità era danneggiata, lo stress di tensione sulle altre unità sane di quella fila aumenterà ulteriormente e supererà facilmente il limite di tensione massima consentita per queste unità.

Pertanto, è sempre desiderabile sostituire l'unità di condensatore danneggiata dalla banca il prima possibile per evitare eccessivi stress di tensione sulle altre unità sane. Pertanto, deve esserci qualche dispositivo indicatore per identificare l'unità difettosa esatta. Non appena l'unità difettosa è identificata in una banca, la banca dovrebbe essere rimossa dal servizio per sostituire l'unità difettosa. Esistono diversi metodi per rilevare la tensione non bilanciata causata dal guasto di un'unità di condensatore.
La figura seguente mostra la disposizione più comune di protezione della banca di condensatori. Qui, la banca di condensatori è collegata in configurazione stella. Il primario di un trasformatore di tensione è connesso tra ciascuna fase. I secondari di tutti e tre i trasformatori di tensione sono collegati in serie per formare un delta aperto e un relè sensibile alla tensione è connesso attraverso questo delta aperto. In condizioni esattamente bilanciate non dovrebbe apparire alcuna tensione attraverso il relè sensibile alla tensione, poiché la somma delle tensioni trifase bilanciate è zero. Ma quando ci sarebbe qualsiasi squilibrio di tensione dovuto al guasto di un'unità di condensatore, la tensione risultante apparirà attraverso il relè e il relè sarà azionato per fornire un allarme e segnali di trip.

Il relè sensibile alla tensione può essere regolato in modo tale che fino a un certo squilibrio di tensione solo i contatti d'allarme sarebbero chiusi e per un livello di tensione più alto i contatti di trip insieme ai contatti d'allarme sarebbero chiusi. Il trasformatore di tensione connesso tra i condensatori di ciascuna fase serve anche per la scarica della banca dopo l'interruzione.

In un altro schema, i condensatori in ciascuna fase sono divisi in due parti uguali collegate in serie. La bobina di scarica è connessa tra ciascuna delle parti come mostrato nella figura. Tra il secondario della bobina di scarica e il relè sensibile alla tensione non bilanciata è connesso un trasformatore ausiliario che serve a regolare la differenza di tensione tra le tensioni secondarie della bobina di scarica nelle condizioni normali.

Qui, la banca di condensatori è connessa in stella e il punto neutro è connesso a terra attraverso un trasformatore di tensione. Un relè sensibile alla tensione è connesso attraverso il secondario del trasformatore di tensione. Non appena c'è qualsiasi squilibrio tra le fasi, la tensione risultante apparirà attraverso il trasformatore di tensione e quindi il relè sensibile alla tensione sarà azionato oltre un valore prefissato.

Qui, la banca di condensatori di ciascuna fase è divisa in due parti uguali collegate in parallelo e i punti stella di entrambe le parti sono interconnessi attraverso un trasformatore di corrente. I secondari del trasformatore di corrente sono connessi attraverso un relè sensibile alla corrente. In caso di qualsiasi squilibrio tra le due parti della banca, vi sarà una corrente non bilanciata che scorre attraverso il trasformatore di corrente e quindi il relè sensibile alla corrente sarà azionato. In questo schema, per la scarica della banca dopo l'interruzione, può essere connessa una bobina di scarica tra i condensatori in ciascuna fase.

In un altro schema di protezione della banca di condensatori, il punto stella di una banca di condensatori trifase è connesso a terra attraverso un trasformatore di corrente e un relè sensibile alla corrente è connesso attraverso il secondario del trasformatore di corrente. Non appena c'è qualsiasi squilibrio tra le fasi della banca di condensatori, vi sarà una corrente che scorre a terra attraverso il trasformatore di corrente e quindi il relè sensibile alla corrente sarà azionato per tripolare l'interruttore associato alla banca di condensatori.

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