Pengujian Bank Kapasitor
Standar ANSI, IEEE, NEMA, atau IEC digunakan untuk menguji bank kapasitor daya.
Terdapat tiga jenis pengujian yang dilakukan pada bank kapasitor. Mereka adalah
Uji Desain atau Uji Tipe.
Uji Produksi atau Uji Rutin.
Uji Lapangan atau Uji Pra-komisioning.
Uji Desain atau Uji Tipe Bank Kapasitor
Ketika desain baru dari kapasitor daya diperkenalkan oleh produsen, perlu diuji apakah batch baru kapasitor memenuhi standar atau tidak. Uji desain atau uji tipe tidak dilakukan pada kapasitor individu, melainkan dilakukan pada beberapa kapasitor yang dipilih secara acak untuk memastikan kepatuhan terhadap standar.
Selama peluncuran desain baru, setelah uji desain ini dilakukan, tidak perlu mengulangi uji ini untuk batch produksi selanjutnya hingga desain berubah. Uji tipe atau uji desain biasanya merusak dan mahal.
Uji tipe yang dilakukan pada Bank Kapasitor adalah –
Uji Ketahanan Impuls Tegangan Tinggi.
Uji Bushing.
Uji Stabilitas Termal.
Uji Tegangan Pengaruh Radio (RIV).
Uji Penurunan Tegangan.
Uji Penyalaan Arus Pendek.
Uji Ketahanan Impuls Tegangan Tinggi
Uji ini memastikan ketahanan isolasi yang digunakan dalam unit kapasitor. Isolasi yang disediakan pada unit kapasitor harus mampu menahan tegangan tinggi selama kondisi overvoltage transien.
Terdapat tiga jenis unit kapasitor.
Unit Kapasitor dengan Satu Bushing
Di sini, satu terminal elemen kapasitor keluar dari casing melalui bushing dan terminal lainnya dari elemen kapasitor langsung terhubung ke casing itu sendiri. Di sini, casing unit kapasitor berfungsi sebagai salah satu terminal unit kapasitor. Unit ini tidak dapat menjalani uji ketahanan impuls tegangan tinggi.
Unit Kapasitor dengan Dua Bushing
Di sini, kedua ujung elemen kapasitor diakhiri pada casing melalui dua bushing terpisah. Di sini, casing sepenuhnya terisolasi dari badan casing.
Unit Kapasitor dengan Tiga Bushing
Dalam unit kapasitor tiga fase, terminal garis dari setiap fase elemen kapasitor tiga fase keluar dari casing melalui tiga bushing terpisah.
Uji ini hanya dilakukan pada unit kapasitor dengan lebih dari satu bushing. Semua stang bushing harus disirkuit pendek dengan kawat konduktif tinggi sebelum menerapkan impuls tegangan tinggi. Badan casing harus di-ground dengan baik.
Jika lebih dari satu unit dengan rating BIL atau Basic Insulation Level yang akan diuji, maka semua bushing dari batch tersebut harus disirkuit pendek bersama-sama.
Dalam uji ini, tegangan impuls standar diterapkan pada setiap stang bushing. Impuls tegangan yang direkomendasikan adalah 1.2/50 µsec. Jika unit kapasitor memiliki dua bushing BIL yang berbeda, maka tegangan impuls yang diterapkan didasarkan pada bushing BIL yang lebih rendah. Jika tidak ada flash over pada bushing selama tiga kali aplikasi berturut-turut dari tegangan impuls yang ditentukan, unit tersebut dianggap lulus uji.
Uji Bushing
Jika tidak ada flash over dalam uji impuls sebelumnya, tidak perlu melakukan uji bushing terpisah. Tetapi jika ada flash over dalam tiga kali aplikasi berturut-turut dari tegangan impuls, maka tiga kali aplikasi tegangan impuls tambahan diterapkan. Jika tidak ada flash over tambahan yang terjadi pada bushing, maka bushing tersebut dianggap lulus uji.
Uji Stabilitas Termal Kapasitor Daya
Uji ini dilakukan untuk melihat seberapa stabil termal unit kapasitor. Untuk uji ini, unit uji dipasang antara dua unit kapasitor dummy. Unit kapasitor dummy harus memiliki dimensi yang sama dengan unit uji.
Unit dummy dan unit uji harus dipasang dengan cara yang sama seperti yang akan dipasang pada struktur bank kapasitor.
Untuk mengurangi sirkulasi udara, ketiga kapasitor tersebut diletakkan di dalam enklosur tertutup. Unit dummy dapat berupa unit kapasitor dengan rating yang sama dengan unit uji atau model resistor dari unit uji. Model resistor berarti alih-alih elemen kapasitor, resistor ditempatkan di dalam casing kapasitor untuk menghasilkan efek termal yang sama dengan unit kapasitor asli untuk daya unit yang sama. Udara di dalam enklosur tidak boleh dipaksa beredar. Ketiga sampel, yaitu kapasitor uji dan dua kapasitor dummy, dipasok dengan tegangan uji yang dihitung menggunakan rumus berikut,
Dimana,
VT adalah tegangan uji,
VR adalah tegangan nominal unit uji,
WM adalah kerugian daya maksimum yang diperbolehkan,
WA adalah kerugian daya aktual.
Meskipun tegangan uji dihitung dari rumus di atas, tetapi tegangan uji harus dibatasi hingga nilai yang menghasilkan maksimal 144% dari KVAR nominal kapasitor. Tegangan yang telah dihitung atau diperkirakan dan diterapkan, harus dipertahankan dalam ± 2% selama 24 jam periode uji.
Uji Tegangan Pengaruh Radio
Uji ini dilakukan pada frekuensi nominal dan 115% dari tegangan rms nominal kapasitor. Uji ini hanya dilakukan pada unit yang memiliki lebih dari satu bushing. Karena unit dengan satu bushing memiliki casing yang terhubung langsung dengan elemen kapasitor. Selama uji, casing unit multi-bushing harus di-ground dengan baik. Kapasitor uji harus diletakkan pada suhu ruangan dan bushingnya harus kering dan bersih. Unit harus dipasang pada posisi yang direkomendasikan. Selama pengukuran pada 1 MHz, tegangan frekuensi radio tidak boleh melebihi 250 µV.
Uji Penurunan Tegangan
Di sini, unit kapasitor diisi dengan tegangan DC yang nilainya sama dengan nilai puncak dari tegangan AC nominal unit. Setelah unit diisi, biarkan unit tersebut dilepaskan melalui suatu cara dan penurunan tegangan diukur. Jika tegangan turun kurang dari 50 V dalam 5 menit untuk unit kapasitor dengan rating lebih dari 600 V (rms), maka unit tersebut dianggap lulus uji penurunan tegangan. Penurunan tegangan ini harus dalam 1 menit untuk unit kapasitor dengan rating kurang dari 600 V (rms).
Uji Penyalaan Arus Pendek
Uji ini dilakukan untuk memverifikasi ketatnya semua koneksi internal dari unit kapasitor. Tidak hanya ketat, uji ini juga memverifikasi ukuran konduktor dan sifat-sifat elektriknya dipilih dan dirancang dengan benar atau tidak, dalam unit kapasitor. Dalam uji ini, unit-unit kapasitor diisi hingga 2,5 kali dari tegangan rms nominalnya. Kemudian, unit kapasitor dilepaskan. Pengisian dan pelepasan ini harus dilakukan setidaknya 5 kali. Kapasitansi unit kapasitor diukur sebelum menerapkan tegangan pengisian dan juga setelah pelepasan kelima unit. Perbedaan antara kapasitansi awal dan akhir dicatat dan seharusnya tidak lebih dari perbedaan kapasitansi unit ketika satu elemen kapasitor shorted atau satu elemen fusible dioperasikan.
Yang berarti,
(Kapasitansi yang diukur awal - kapasitansi yang diukur setelah pelepasan kelima) < (kapasitansi unit dengan semua elemen dan elemen fusible - kapasitansi dengan satu elemen kapasitor shorted atau satu elemen fusible dioperasikan)
Uji Rutin Bank Kapasitor
Uji rutin juga disebut sebagai uji produksi. Uji ini harus dilakukan pada setiap unit kapasitor dari batch produksi untuk memastikan parameter kinerja individu.
Uji Overvoltage Jangka Pendek
Dalam uji ini, tegangan DC sebesar 4,3 kali tegangan rms nominal atau tegangan AC sebesar 2 kali tegangan rms nominal diterapkan pada stang bushing unit kapasitor. Batas kapasitor harus mampu menahan salah satu dari tegangan tersebut setidaknya selama 10 detik. Suhu unit selama uji harus dipertahankan pada 25 ± 5 Derajat. Dalam kasus unit kapasitor tiga fase, jika elemen kapasitor tiga fase terhubung dalam bintang dengan netral terhubung melalui bushing keempat atau melalui casing, tegangan yang diterapkan antara terminal fase, akan menjadi √3 kali tegangan yang disebutkan di atas. Tegangan yang sama seperti di atas akan diterapkan antara terminal fase dan terminal netral.
Untuk unit tiga fase yang terhubung delta, tegangan nominal adalah tegangan fase ke fase.
Kapasitansi harus diukur sebelum dan setelah tegangan uji diterapkan. Perubahan kapasitansi harus kurang dari 2% dari kapasitansi yang diukur semula atau yang disebabkan oleh kegagalan satu elemen kapasitif atau elemen fusible, mana yang lebih kecil.
Uji Tegangan Terminal ke Casing
Uji ini hanya berlaku di mana elemen kapasitor internal unit terisolasi dari casingnya. Uji ini memastikan ketahanan isolasi terhadap overvoltage yang disediakan antara casing logam dan elemen kapasitor. Tegangan uji diterapkan antara casing dan stang bushing selama 10 detik. Untuk unit kapasitor dengan bushing yang berbeda BIL, uji ini dilakukan berdasarkan bushing BIL yang lebih rendah.
Uji Kapasitansi
Uji ini dilakukan untuk memastikan bahwa setiap unit kapasitor dalam batch atau lot harus memberikan tidak lebih dari 110% dari VAR nominalnya selama kondisi operasi normal, yaitu pengisian dengan menerapkan tegangan dan frekuensi nominal ke unit dalam batas suhu yang mungkin, yang dianggap sebagai Derajat C. Jika pengukuran dilakukan pada suhu lain selain 25
