高電圧コンデンサ総合保護ソリューション
主要目的： 電容器と電力網の安全かつ安定した運転を確保し、機器の寿命を延ばす。
高電圧キャパシタが電力網に投入される際、強固な保護システムは不可欠です。このソリューションは、業界標準と実践経験に基づいて、重要な保護措置の設定ガイドラインを提供します。
I. 核心電気パラメータ保護
- 過電圧保護：
- 機能： 大気過電圧（落雷）、スイッチング過電圧、およびシステム定常過電圧によるキャパシタ誘電体の累積的な損傷や瞬間的な破壊から保護する。
- 構成：
- サージアレスタ（MOA - 金属酸化物アレスタ）： キャパシタバンクの線端と中性点端に設置し、特に線側と中性点側に設置して、落雷サージやスイッチング過電圧のピークを効果的に抑制する。
- 過電圧リレー： キャパシタの端子電圧を継続的に監視し、電圧が設定値（通常1.1Un）を超えた場合、時間遅延後にキャパシタバンクをトリップして長時間の過電圧運転を防ぐ。設定はシステムの許容変動範囲を総合的に考慮する必要がある。
- 過電流保護：
- 機能： キャパシタバンクの内部または外部の過負荷、または内部コンポーネントの故障による異常な電流上昇に対応する。
- 構成：
- 時間遅延過電流保護： 主なキャパシタバンク保護のバックアップ保護として機能し、システムの過負荷を処理する。設定は起動時のインラッシュ電流を通過できるように調整され、通常は額定電流の1.5〜2倍に設定される。
- 瞬時過電流保護： 重大なショート回路障害に対応し、瞬時にトリップして障害をクリアする。
- ショート回路保護：
- 機能： キャパシタに関与する内部または外部の相間障害または一相接地障害が発生した場合に、非常に高速に障害をクリアする。
- 構成：
- 専用高電圧ヒューズ： 個々のキャパシタユニット内の内部障害に対する優先的な保護。障害が発生すると即座に動作し、故障ユニットを切り離しながら他のバンクを継続的に運転させる。
- 遮断器+リレープロテクション： バックアップショート回路保護機能を提供する。ヒューズの動作とブレーカーのトリッピング時間の調整が必要である。
II. 重要な状態監視と保護
- 温度保護（熱保護）：
- 機能： 過電流、高調波、通風不良、内部誘電体の劣化、またはコンポーネントの故障（最初にヒューズの動作で示される可能性がある）による異常に高い温度によって引き起こされる爆発や火災を防止する。
- 構成：
- 埋め込み型温度センサー（PTC/Pt100）： 重要な放熱ポイント（例：キャパシタケースの上部）に埋め込んで、内部ホットスポットの温度をリアルタイムで監視する。
- 温度リレー/インテリジェントモニタリングユニット： センサーからの信号を受け取り、温度が安全閾値（例：75°C - 80°C）を超えたときに警報やトリップコマンドを発生させる。
- 高調波保護と軽減：
- 機能： システム高調波によるキャパシタへの「高調波増幅」効果を抑制し、深刻な過電流、過熱、および機器の急速な老化を防ぐ。
- 構成：
- 高調波監視計： バスバーまたはキャパシタ回路上の電流/電圧の全高調波歪率（THD）と個別の高調波成分を継続的に監視し、異常時には警報を発生させる。
- 高調波フィルター： 重度の高調波汚染環境または大規模なキャパシタバンクでは、純粋な補償キャパシタバンクではなく、一致したリアクタンス比（例：6%、13%リアクタ）を持つフィルタキャパシタバンクを優先的に設置する。極端な場合には、アクティブパワーフィルター（APF）を設定する。
III. 安全確保と運用制御
- 接地保護：
- 機能： 故障電流の有効なパスを提供することで、人員と設備の安全を確保する。
- 構成：
- 金属製エンクロージャの信頼性のある接地；接地抵抗は規則に準拠しなければならない。
- 放電コイル/抵抗の二次巻線の一端は接地しなければならない。
- 非効率接地の中性を持つシステムには、オープンデルタ電圧保護を設置する。
- 分離スイッチ（アイソレーター）：
- 機能： 保守中に可視的なブレークを作り、バックフィードのリスクを排除し、安全な孤立点を提供する。
- 構成： 遮断器の電源側（線側）に可視的なエアブレークを持つ分離スイッチを設置する。操作は「五つの防止」連鎖機構に厳密に従う。
- 自動トリップ装置（連鎖保護）：
- 機能： 制御システムレベルで障害または異常運転条件を包括的に判断し、知的トリップを達成する。
- 構成：
- 複数の基準（電圧、電流、温度、ヒューズ動作信号など）を保護制御ユニットに統合する。
- 異常条件下で自動的にトリップ論理を開始し、遮断器を動作させる。変電所自動化システム（SAS）内に統合される。
08/09/2025
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