حل کامل حفاظت از خازن با فشار بالا

هدف اصلی:​​ برای تضمین عملکرد ایمن و پایدار خازنه‌ها و شبکه برق و افزایش طول عمر تجهیزات.

هنگامی که خازنه‌های فشار بالا در شبکه برق به کار گرفته می‌شوند، داشتن یک سیستم محافظ قوی ضروری است. این راه‌حل، بر اساس استانداردهای صنعتی و تجربیات عملی، راهنمایی‌هایی برای تنظیم اقدامات محافظتی کلیدی ارائه می‌دهد:

​I. محافظت از پارامترهای الکتریکی اصلی​

1. ​محافظت از فشار بیش از حد:​​
• ​وظیفه:​​ جلوگیری از آسیب تجمعی به دی الکتریک خازنه یا شکست ناگهانی ناشی از فشار بیش از حد جوی (برق)، فشار بیش از حد تغییر حالت و فشار بیش از حد حالت پایدار سیستم.
• ​پیکربندی:​​
• ​آرام‌بخش (MOA - آرام‌بخش اکسید فلزی):​​ نصب شده در انتهای خط و نقطه خنثی بانک خازنه، به ویژه در طرف خط و نقطه خنثی، برای کنترل مؤثر ورود برق و قله فشار بیش از حد تغییر حالت.
• ​رеле فشار بیش از حد:​​ به طور مداوم ولتاژ پایانه خازنه‌ها را مورد نظارت قرار می‌دهد. هنگامی که ولتاژ از مقدار تعیین شده (معمولاً ۱.۱Un) بیشتر شود، پس از تأخیر زمانی بانک خازنه را قطع می‌کند تا از عملکرد طولانی مدت با فشار بیش از حد جلوگیری کند. تعیین تنظیمات نیاز به در نظر گرفتن جامع محدوده نوسانات مجاز سیستم دارد.
2. ​محافظت از جریان بیش از حد:​​
• ​وظیفه:​​ واکنش به افزایش غیرعادی جریان ناشی از بار بیش از حد داخلی یا خارجی بانک خازنه یا شکست المان‌های داخلی.
• ​پیکربندی:​​
• ​محافظت از جریان بیش از حد با تأخیر زمانی:​​ به عنوان محافظت پشتیبان اصلی بانک خازنه و مدیریت بار بیش از حد سیستم عمل می‌کند. تنظیم باید با جریان‌های ورودی در زمان تغذیه هماهنگ باشد، معمولاً بین ۱.۵ تا ۲ برابر جریان اسمی تنظیم می‌شود.
• ​محافظت از جریان بیش از حد ناگهانی:​​ هدف آن شکست‌های کوتاه‌مداری شدید است و به طور ناگهانی برای رفع عیب عمل می‌کند.
3. ​محافظت از کوتاه‌مداری:​​
• ​وظیفه:​​ ارائه رفع سریع بسیار عیب در صورت بروز کوتاه‌مداری فاز به فاز داخلی یا خارجی یا کوتاه‌مداری تک‌فاز به زمین شامل خازنه‌ها.
• ​پیکربندی:​​
• ​保險絲（專用高壓保險絲）：​ 單個電容器單元內部故障的首選保護。發生故障時立即熔斷，隔離故障單元，同時允許其他單元繼續運行。
• ​斷路器 + 繼電器保護：​ 提供備份短路保護功能。必須確保保險絲動作和斷路器跳閘時間之間的協調。

​II. 重要的狀態監測與保護​

1. ​溫度保護（熱保護）：​
• ​功能：​ 防止由於過流、諧波、通風不良、內部介質老化或元件損壞（最初可能由保險絲動作指示）引起的異常高溫導致的爆炸或火災。
• ​配置：​
• ​嵌入式溫度傳感器（PTC/Pt100）：​ 嵌入在關鍵散熱點（例如，電容器殼體頂部）以實時監測內部熱點溫度。
• ​溫度繼電器 / 智能監控單元：​ 接收來自傳感器的信號。當溫度超過安全閾值（例如，75°C - 80°C）時激活，發出警報或跳閘命令。
2. ​諧波保護與抑制：​
• ​功能：​ 抑制系統諧波對電容器造成的“諧波放大”效應，從而導致嚴重的過流、過熱和設備快速老化。
• ​配置：​
• ​諧波監測儀表：​ 持續監測母線或電容器電路上的總諧波失真（THD）和各個諧波含量。異常時發出警報。
• ​諧波濾波器：​ 在諧波污染嚴重或大容量電容器組的情況下，優先安裝匹配電抗比的濾波電容器組（例如，帶有6%、13%電抗器），而不是純補償電容器組。在極端情況下，配置 主動功率濾波器（APF）。

​III. 安全保障與操作控制​

1. ​接地保護：​
• ​功能：​ 通過提供有效的故障電流路徑來確保人員和設備的安全。
• ​配置：​
• 金屬外殼的可靠接地；接地電阻必須符合規定。
• 放電線圈/電阻的二次繞組的一端必須接地。
• 在中性點非有效接地的系統中安裝開口三角形電壓保護。
2. ​隔離開關（隔離器）：​
• ​功能：​ 在維護期間創建可見的斷開點，確保無反饋風險並提供安全隔離點。
• ​配置：​ 在斷路器的源側（線路側）安裝帶有可見空氣間隙的隔離開關。操作必須嚴格遵循“五防”聯鎖機制。
3. ​自動跳閘裝置（聯鎖保護）：​
• ​功能：​ 在控制系統層面綜合判斷故障或異常運行情況，實現智能跳閘。
• ​配置：​
• 將多個標準（電壓、電流、溫度、保險絲動作信號等）集成到保護和控制單元中。
• 在異常情況下自動啟動跳閘邏輯，驅動斷路器操作。集成在變電站自動化系統（SAS）中。