Как защитить батареи конденсаторов

Как защитить батареи конденсаторов

Конденсаторные батареи предназначены для компенсации реактивной энергии, производимой нагрузкой электрической системы. Иногда на их основе создаются фильтры, уменьшающие гармоническое напряжение.

Они призваны повышать качество электрической системы. В зависимости от уровня напряжения и нагрузки системы, их соединения могут принимать форму звезды, треугольника или двойной звезды.

Конденсаторная батарея имеет вид корпуса, в верхней части которого находятся изолированные выводы. Она состоит из отдельных конденсаторов с лимитированным наибольшим значением напряжения (например, 2250 В), и объединенных в последовательные группы, чтобы выдержать нужное напряжение. Для получения необходимого значения мощности составляющие батареи соединяются параллельно друг другу.

Конденсаторы делятся на 2 типа:

1. С отсутствующей внутренней защитой

2. Оснащенные внутренней защитой: все конденсаторы в батарее оборудованы специальными предохранителями

Разновидности отказов

Наиболее частые виды отказов конденсаторных батарей бывают следующими:

1. Перегрузка

2. Короткое замыкание

3. Каркасный отказ

4. Короткое замыкание компонентов конденсатора

1. Перегрузка

Перегрузка случается в результате временного или постоянного переизбытка тока. Постоянный происходит из-за роста напряжения на источнике питания или потока гармонического тока, вызванного наличием нелинейной нагрузки (например, статические преобразователи — ректификаторы, двигатели с переменной скоростью, а также дуговые печи и т.д.)

Временный сверхток может появиться в момент подачи электричества на конденсаторную батарею.

Перегрузки вызывают чрезмерное нагревание, разрушающее сопротивление диэлектрика и ускоряющему износ конденсатора.

2. Короткое замыкание

Короткое замыкание — это внутреннее или внешнее замыкание между компонентами конденсатора, находящимися под током. Короткое замыкание случается как между фазами, так и между фазой и нейтралью. Это зависит от способа соединения емкости — в форме треугольника или звезды.

Появление газа в герметичном корпусе конденсатора приводит к чрезмерному давлению, которое может послужить причиной потери герметизации корпуса и утечки изолирующего материала.

3. Каркасный отказ

Каркасным отказом называют созданное металлическим корпусом внутреннее замыкание между компонентами конденсатора, находящими под током, и каркасом. Как и при внутреннем коротком замыкании, наличие газа в герметичном корпусе конденсатора вызывает повышенное давление, результатом которого станет разгерметизация корпуса и утечка диэлектрика.

4. Короткое замыкание компонентов конденсатора

Короткое замыкание компонентов конденсатора, как правило, вызывается пробоями отдельных емкостей.

Не имеющие внутренней защиты: соединенные параллельно отдельные конденсаторы шунтируются отказавшей единицей:

— изменяется импеданс конденсатора

— подаваемое напряжение распределяется на последовательность, в которой на одну группу меньше.

— на каждую группу приходится более серьезная нагрузка, что может отразиться на дальнейшей работе устройства, становясь

причиной каскадных отказов и даже полноценного короткого замыкания.

Оборудованные внутренней защитой: расплавление внутреннего предохранителя выводит из строя отказавший конденсатор. Сама батарея продолжает функционировать, но на ее импедансе это сказывается весьма негативно.

Устройства защиты

Не стоит подавать на конденсаторы ток, если перед этим они не были разряжены. Повторная подача энергии должна происходить через определенный временной промежуток, дабы предотвратить скоротечные перенапряжения. Естественная разрядка конденсаторной батареи обычно занимает всего 10 минут.

Для ускорения разрядки можно применять специальное устройство быстрой разрядки.

Перегрузки

Нельзя допускать наличие тока перегрузки, связанного с повышением напряжения источника питания, на протяжении долгого времени. Для этого применяется защита от перегрузки, контролирующая напряжение электросистемы. Этот тип защиты бывает напрямую связан с конденсатором, но, как правило, он является общей защитой электрической системы.

Принимая во внимание тот факт, что конденсатор чаще всего способен перенести напряжение в 110% от его номинального напряжения на протяжении 12 часов, необходимость в этом типе защиты возникает не всегда.

Ток перегрузки, вызванный потоком гармонического тока и сохраняющийся долгое время, выявляется защитой от перегрузки, которая разделяется на 2 типа:

— Тепловая перегрузка

— Перегрузка задержки времени

при условии, что система защиты учитывает гармонические частоты.

Величина тока перегрузки за небольшой временной промежуток из-за подачи энергии на конденсаторную батарею ограничивается последовательно установленными импульсными дросселями.

Короткие замыкания

Короткие замыкания вычисляются прибором защиты от тока перегрузки времени задержки. Параметры величины тока и длительности задержки позволяют иметь дело с максимальным разрешенным током нагрузки для закрытия шагового реле.

Каркасные отказы

Каркасные отказы зависят от системы заземления. При заземленной нейтрали, как правило, применяется устройство защиты от отказов заземления при временных задержках.

Короткие замыкания компонентов конденсатора: Выявление подобного замыкания базируется на изменении импеданса, созданного коротким замыканием компонентов конденсатора, не оснащенного внутренней защитой, или в результате отключения отдельных сбойных компонентов для конденсаторов с внутренними предохранителями.

Если конденсаторная батарея имеет соединение по типу двойной звезды, то дисбаланс, вызванный изменением импеданса в одной звезде, приведет к движению тока через соединение между нейтральными точками. Это выявляется защитным прибором, чувствительным к току перегрузки.

Рубрики1

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*