콘덴서 뱅크의 보호

기타 전기 장비와 마찬가지로, 병렬 콘덴서도 내부 및 외부 전기 고장에 노출될 수 있습니다. 따라서 이 장비도 내부 및 외부 고장으로부터 보호되어야 합니다. 콘덴서 뱅크의 보호를 위한 여러 가지 방안이 있지만, 어떤 방안을 적용하더라도 경제적인 관점에서 콘덴서에 대한 초기 투자를 기억해야 합니다. 초기 투자 비용과 적용되는 보호 비용을 비교해야 합니다. 주로 3가지 유형의 보호 방식이 콘덴서 뱅크에 적용됩니다.

1. 요소용 퓨즈.

2. 유닛용 퓨즈.

3. 뱅크 보호.

요소용 퓨즈

콘덴서 유닛 제조업체는 일반적으로 각 요소에 내장된 퓨즈를 제공합니다. 이렇게 하면 특정 요소에서 고장이 발생하면 자동으로 해당 요소가 나머지 유닛과 분리됩니다. 이러한 경우 유닛은 여전히 작동하지만 출력이 줄어듭니다. 작은 등급의 콘덴서 뱅크에서는 이러한 내장 보호 방식만 적용하여 다른 특수 보호 장비의 비용을 절약합니다.

유닛용 퓨즈

유닛용 퓨즈 보호는 일반적으로 고장난 콘덴서 유닛 내부의 아크 지속 시간을 제한하기 위해 제공됩니다. 아크 지속 시간이 제한되면, 고장난 유닛에서 큰 기계적 변형이나 가스 생성의 위험이 줄어들고, 따라서 뱅크의 인접 유닛들이 보호됩니다. 콘덴서 뱅크의 각 유닛이 개별적으로 퓨즈로 보호되어 있다면, 한 유닛이 고장났을 때에도 고장난 유닛을 제거하고 교체하기 전까지 콘덴서 뱅크는 중단 없이 계속 작동할 수 있습니다.

뱅크의 각 유닛에 퓨즈 보호를 제공하는 또 다른 주요 장점은 정확한 고장 유닛 위치를 표시한다는 것입니다. 그러나 이 목적을 위해 퓨즈 크기를 선택할 때, 시스템의 고조파로 인한 과부하를 견딜 수 있는 퓨즈 요소여야 함을 고려해야 합니다. 이를 고려하여, 이 목적을 위한 퓨즈 요소의 전류 등급은 전체 부하 전류의 65% 이상으로 설정됩니다. 개별 콘덴서 뱅크 유닛이 퓨즈로 보호되는 경우, 각 유닛에 방전 저항을 제공해야 합니다.

뱅크 보호

일반적으로 각 콘덴서 유닛에는 퓨즈 보호가 제공되지만, 콘덴서 유닛이 고장나고 관련 퓨즈 요소가 녹아내릴 때, 동일한 행에 직렬로 연결된 다른 콘덴서 유닛에 대한 전압 스트레스가 증가합니다. 일반적으로 각 콘덴서 유닛은 정상 등급 전압의 110%를 견딜 수 있도록 설계됩니다. 만약 같은 행에서 이미 하나의 유닛이 손상된 상태에서 다른 유닛이 더 이상 작동하지 않게 된다면, 그 행의 건전한 유닛들에 대한 전압 스트레스는 더욱 증가하여 이러한 유닛들의 최대 허용 전압을 쉽게 초과하게 됩니다.

따라서 가능한 한 빨리 손상된 콘덴서 유닛을 뱅크에서 교체하여 다른 건전한 유닛들에 대한 과도한 전압 스트레스를 피하는 것이 바람직합니다. 따라서 정확한 고장 유닛을 식별할 수 있는 표시 장치가 필요합니다. 뱅크에서 고장 유닛이 확인되면, 고장 유닛을 교체하기 위해 뱅크를 서비스에서 제거해야 합니다. 콘덴서 유닛의 고장으로 인한 불균형 전압을 감지하는 여러 방법이 있습니다.
아래 그림은 가장 일반적인 콘덴서 뱅크 보호 배치를 보여줍니다. 여기서 콘덴서 뱅크는 별 형식으로 연결되어 있습니다. 각 상에 포텐셜 변압기의 일차측이 연결되어 있으며, 모든 세 개의 포텐셜 변압기의 이차측은 열린 델타를 형성하기 위해 직렬로 연결되고, 전압 민감형 릴레이가 이 열린 델타에 연결됩니다. 완전 균형 상태에서는 전압 민감형 릴레이에 전압이 나타나지 않아야 합니다. 왜냐하면 균형 잡힌 3상 전압의 합은 0이기 때문입니다. 그러나 콘덴서 유닛의 고장으로 인해 전압 불균형이 발생하면, 결과 전압이 릴레이에 나타나 릴레이가 알람 및 트립 신호를 제공하도록 작동합니다.

전압 민감형 릴레이는 특정 전압 불균형까지는 알람 접점만 닫히고, 특정 높은 전압 수준에서는 트립 접점과 함께 알람 접점이 닫히도록 조정될 수 있습니다. 각 상의 콘덴서에 연결된 포텐셜 변압기는 또한 스위칭 오프 후 뱅크의 방전에도 사용됩니다.

다른 방식에서는 각 상의 콘덴서가 두 개의 동등한 부분으로 나뉘어 직렬로 연결되고, 각 부분에 방전 코일이 연결됩니다. 방전 코일의 이차측과 전압 민감형 릴레이 사이에 보조 변압기가 연결되어 있어, 정상 조건 하에서 방전 코일의 이차측 전압 차이를 조절합니다.

여기서 콘덴서 뱅크는 별 형식으로 연결되며, 중성점은 포텐셜 변압기를 통해 지상에 연결됩니다. 전압 민감형 릴레이는 포텐셜 변압기의 이차측에 연결됩니다. 즉시 어느 상에서도 불균형이 발생하면, 결과 전압이 포텐셜 변압기에 나타나 전압 민감형 릴레이는 미리 설정된 값 이상으로 작동합니다.

여기서 각 상의 콘덴서 뱅크는 두 개의 동등한 부분으로 나뉘어 병렬로 연결되고, 두 부분의 별점을 전류 변압기를 통해 연결합니다. 전류 변압기의 이차측은 전류 민감형 릴레이에 연결됩니다. 뱅크의 두 부분 간에 불균형이 발생하면, 전류 변압기를 통해 불균형 전류가 흐르고, 따라서 전류 민감형 릴레이는 작동합니다. 이 방식에서는 스위칭 오프 후 뱅크의 방전을 위해 각 상의 콘덴서에 방전 코일을 연결할 수 있습니다.

다른 콘덴서 뱅크 보호 방식에서는 3상 콘덴서 뱅크의 중성점이 전류 변압기를 통해 지상에 연결되고, 전류 민감형 릴레이는 전류 변압기의 이차측에 연결됩니다. 즉시 콘덴서 뱅크의 상 간에 불균형이 발생하면, 전류 변압기를 통해 지상으로 전류가 흐르고, 따라서 전류 민감형 릴레이는 콘덴서 뱅크와 연관된 회로 차단기를 트립시키도록 작동합니다.

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