توضیحات دقیق مسائل رایج و راهحلها برای خازنهای فشار قوی
مشکل ولتاژ عملیاتی خازن
مقدار ولتاژ عملیاتی یک خازن به طور قابل توجهی بر روی عمر مفید و قابلیت خروجی آن تأثیر میگذارد، که این موضوع آن را به یک شاخص نظارتی کلیدی در سیستم مادر برق تبدیل میکند. تلفات توان فعال در داخل خازن عمدتاً از تلفات دی الکتریکی و تلفات مقاومت هادی ناشی میشود، با توجه به اینکه تلفات دی الکتریکی بیش از ۹۸٪ را شامل میشود. تلفات دی الکتریکی تأثیر قابل توجهی بر دما عملیاتی خازن دارد. این تأثیر میتواند با استفاده از فرمول زیر کمّی شود:
Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³
که در آن:
- Pr نشاندهنده تلفات توان فعال خازن فشار بالا است
- Qc نشاندهنده توان واکنشی آن است
- tgδ مماس تلفات دی الکتریکی است
- ω فرکانس زاویهای شبکه است
- C ظرفیت خازن است
- U ولتاژ عملیاتی خازن است
همانطور که از فرمول فوق پیداست، تلفات توان فعال (Pr) خازن فشار بالا به صورت مستقیم با مجذور ولتاژ عملیاتی (U²) آن متناسب است. با افزایش ولتاژ عملیاتی، تلفات توان فعال به سرعت افزایش مییابد. این افزایش سریع منجر به افزایش دما میشود و در نتیجه عمر مفید عایق خازن را تحت تأثیر قرار میدهد. علاوه بر این، عملیات طولانی مدت خازن در شرایط ولتاژ بیش از حد منجر به جریان بیش از حد میشود که ممکن است خازن را خراب کند. بنابراین، سیستمهای خازن فشار بالا به دستگاههای محافظت ضد ولتاژ بیش از حد جامع نیاز دارند.
▲ تأثیر هارمونیکهای مرتبه بالا
هارمونیکهای مرتبه بالا در شبکه برق نیز میتوانند تأثیرات منفی بر خازن داشته باشند. وقتی جریانهای هارمونیکی وارد خازن میشوند، بر جریان اصلی اضافه میشوند و مقدار پیک جریان عملیاتی و ولتاژ اصلی را افزایش میدهند. اگر واکنش خازنی خازن با واکنش القایی سیستم تطابق داشته باشد، هارمونیکهای مرتبه بالا تقویت میشوند. این تقویت میتواند منجر به جریانهای بیش از حد و ولتاژ بیش از حد شود که ممکن است به تخلیه جزئی در عایق داخلی خازن منجر شود. این تخلیه جزئی میتواند به خرابیهایی مانند پوک شدن و قطع شدن گروه فیوز منجر شود.
▲ مشکل از دست دادن ولتاژ مادر
از دست دادن ولتاژ در مادری که خازن به آن متصل است، یک نگرانی مهم دیگر است. خازنی که در حین عملیات به طور ناگهانی ولتاژ خود را از دست میدهد، میتواند باعث قطع شدن در سمت تأمین زیراستانیون یا قطع شدن ترانسفورماتور اصلی شود. اگر خازن در چنین شرایطی به سرعت قطع نشود، ممکن است ولتاژ بیش از حد خطرناک تجربه کند. علاوه بر این، عدم حذف خازن قبل از بازیابی ولتاژ میتواند منجر به ولتاژ بیش از حد همنوس شود که ممکن است ترانسفورماتور یا خازن خود را خراب کند. بنابراین، دستگاه محافظت ضد از دست دادن ولتاژ ضروری است. این دستگاه باید اطمینان حاصل کند که خازن به طور مطمئن بعد از از دست دادن ولتاژ قطع شده و تنها بعد از بازیابی کامل ولتاژ به حالت عادی بازپیوند شود.
▲ ولتاژ بیش از حد ناشی از عملیات دستگاه قطع کننده
عملیات دستگاه قطع کننده نیز میتواند ولتاژ بیش از حد ایجاد کند. از آنجا که دستگاههای قطع کننده خلاء عموماً برای تغییر خازن استفاده میشوند، پرش تماس در زمان بسته شدن ممکن است ولتاژ بیش از حد ایجاد کند. اگرچه این ولتاژهای بیش از حد با پیک نسبتاً کم هستند، اما تأثیر آنها بر خازن باید نادیده گرفته نشود. به عبارت دیگر، در زمان باز شدن دستگاه قطع کننده (قطع شدن)، ولتاژ بیش از حد تولید شده ممکن است به طور قابل توجهی بیشتر باشد و ممکن است خازن را 穿刺。因此，在断路器操作过程中必须采取有效措施来减轻过电压。 ▲ 电容器运行温度管理 电容器的运行温度也是一个关键因素。过高的温度会对其使用寿命和输出能力产生负面影响，因此需要采取积极的控制和管理措施。显著的是，温度每升高10°C，容量下降率就会翻倍。长期在高电场和高温下运行的电容器，其绝缘介质会逐渐老化，导致介质损耗增加，从而引发内部温度迅速上升。这不仅会缩短电容器的运行寿命，严重情况下甚至会导致热击穿而失效。 为了确保电容器的安全运行，相关法规明确规定： - 当环境温度超过30°C时，应启动通风装置进行冷却。 - 如果环境温度达到或超过40°C，必须立即停用电容器。 因此，必须实施温度监测系统，实时连续跟踪电容器的运行温度。此外，强制通风措施对于改善散热条件至关重要，确保通过有效的对流和辐射有效地排出产生的热量。
