حفاظت بانک خازنی
حفاظت بانک خازنی در برابر اضافه جریان به همراه جدول انتخاب فیوز برای خازن
خازن ها نیز مانند هر تجهیز دیگری باید در برابر اضافه جریان به‌صورت اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت شوند. این کار معمولا با استفاده از فیوز های ذوب شونده یا بریکر برای هر پله به‌صورت جداگانه انجام می‌شود. حفاظت بانک خازنی تنها مربوط به پله های خازن نبوده و باید یک المان حفاظتی نیز برای کل آن در نظر گرفته شود. در این مقاله مسائل مربوط به انتخاب فیوز و بریکر را بررسی می کنیم. پس از مطالعه ای مقاله می توانید سایز هر فیوز یا بریکر را محاسبه کرده و یا از جدول انتخاب فیوز برای خازن استفاده کنید.
طراحی سیستم حفاظتی
نکته‌ی مهم در طراحی سیستم حفاظتی؛ قرار دادن آن قبل از ادوات سوئیچ است. به‌این‌ترتیب فیوز یا بریکر مسئولیت حفاظت تمام اجزای استفاده شده در یک خط مانند کنتاکتور خازنی، تایرستور سوئیچ، سیم یا کابل‌های ارتباطی، راکتور و خازن را خواهد داشت.
همان‌گونه که در قسمت‌های قبلی شرح داده شد؛ سوئیچ خازن با تنش های شدید جریانی و ولتاژی همراه است. به‌صورت کلی سوئیچ خازن باعث ایجاد جریانی شبیه به اتصال کوتاه با فرکانس 1 تا 15 کیلو هرتز می‌شود.
این جریان ممکن است از 1 تا 3 میلی‌ثانیه طول کشیده و بین 25 تا 200 برابر جریان نامی خازن باشد. علاوه بر این جریان نرمال خازن ها ممکن است با توجه به اندازه‌ی آن‌ها تا حدود 1.5 برابر یا جریانی معادل 1.43 برابر در خازن های تا 100 کیلو وار و 1.36 برابر در خازن های بزرگ‌تر از 100 کیلو وار افزایش پیدا کند.
با توجه به این شرایط؛ حفاظت اضافه جریان استفاده شده در هر پله از بانک خازن باید این خصوصیات را داشته باشد:
- در برابر جریان‌های هجومی ناشی از وصل و قطع خازن پایدار باشد.
- تحمل اضافه جریان‌های لحظه‌ای و دائم ناشی از هارمونیک‌های ولتاژ و تلورانس ظرفیت خازنی را داشته باشد.
- با مشخصه های الکتریکی هر واحد مانند کنتاکتور هماهنگ یا کوردینه باشد.
- قدرت وصل و قدرت قطع اتصال کوتاه آن متناسب با سطح اتصال کوتاه سیستم انتخاب شده باشد.
- در صورت استفاده از بریکر تنظیمات مربوط به جریان ضربه‌ی آن نباید باعث عملکردهای بی‌مورد شود.
حفاظت بانک خازنی باید به‌صورت جزء و کل در نظر گرفته شود. بخش جزء یا مستقیم مربوط به هر خط خازن بوده و از ادوات آن در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کند. ساده ترین راه استفاده از جدول انتخاب فیوز برای خازن ها است. در این جداول علاوه بر سایز فیوز سطح مقطع سیم نیز آورده شده است.
علاوه بر این هر بانک خازنی باید دارای یک حفاظت کل یا پشتیبان نیز باشند. این بخش حفاظت تمام واحدهای خازنی و شینه‌ها را بر عهده داشته و بهتر است دارای جدا کننده باشد.
با توجه به ظرفیت و بزرگی سیستم می‌توان از بریکر یا فیوز های ذوب شونده به‌عنوان حفاظت اصلی بانک خازنی استفاده کرد. محل قرارگیری آن با توجه به نوع تأسیسات متفاوت است. به‌عنوان‌مثال در برخی از تأسیسات حفاظت کل بانک خازن در تابلوی اصلی قرار گرفته و کابل‌ها و بانک را به‌صورت هم‌زمان پوشش می‌دهد.
مزیت اصلی بریکرها ترکیب قابلیت‌های حفاظتی با سیستم جداسازی ایمن است. در این حالت ضمن برخورداری از المان‌های مناسب می‌توان از بریکر به‌منظور جدا کردن بانک خازن از تأسیسات برق‌دار دیگر استفاده کرد.
مطالبی که در حال مطالعه ی آن هستید به صورت تصویری در دوره طراحی بانک خازن آموزش داده شده است. در این دوره تصویری با توان در جریان متناوب، مفهوم جبران سازی توان راکتیو، مزایای فنی و اقتصادی جبران سازی، مشخصات بانک خازن، محاسبه ضریب توان، محاسبه خازن از طریق قبض برق، انتخاب خازن برای الکتروموتور و ترانسفورماتور، انتخاب تجهیزات سوئیچ و حفاظت در بانک خازن و دستور العمل راه اندازی بانک خازن آشنا شده و چند بانک خازن را به صورت عملی بررسی و تست می کنیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این دوره می توانید روی عبارت طراحی بانک خازن کلیک کنید.
در صورت تمایل می‌توانید از فیوزهای ذوب شونده به‌عنوان حفاظت اصلی بانک خازنی نیز استفاده کنید. بهترین حالت در این روش نصب کلید فیوز یا یک سوئیچ دیسکانکتور در مسیر اصلی بانک خازن است.
با این کار علاوه بر سیستم حفاظتی مناسب می‌توان بانک خازن را بدون قطع برق کل سیستم از شبکه جدا کرد. در نظر داشته باشید که در برخی از تاسیسات از فیوزهای ذوب شونده در پایه فیوز به‌عنوان حفاظت بانک خازنی استفاده می‌شود. در این شرایط برای بی برق کردن بانک خازن باید بریکر اصلی تاسیسات قطع شده تا فیوزها از داخل پایه خارج شوند.
به‌منظور کاهش هزینه‌ها می‌توان از کلید های غیر قابل قطع تحت بار مانند ایزولاتور یا دیسکانکتورها نیز در کنار فیوزهای اصلی استفاده کرد. در این حالت حتما باید هشدارها و اینترلاک‌های مناسب را در نظر بگیرید.
هنگام انتخاب نوع و سایز تجهیزات حفاظت بانک خازنی این نکات را مدنظر داشته باشید. این موارد بر اساس توصیه‌های شرکت‌های سازنده مانند ایتون، اشنایدر، زیمنس و غیره تهیه شده است:
- سیستم حفاظت جریانی خازن باید به جریان نامی و جریان هارمونیک ها حساس باشد و باید از هادی ها و کنتاکتور در برابر اتصال کوتاه محافظت کند.
- اضافه ولتاژ دائم نیز می‌تواند باعث افزایش جریان خازن شود. از نظر شرکت ایتون خازن‌ها و دیگر تجهیزات باید توانایی کار دائم با 135 درصد توان راکتیو را داشته باشند. این توان اضافی تحت تاثیر 10 درصد اضافه ولتاژ و 15 درصد تلورانس و هارمونیک‌ها ایجاد خواهد شد.
- استفاده از فیوز در حفاظت خازن‌ها بسیار رایج و ارزان قیمت است و تنها به‌منظور حفاظت خازن در برابر اتصال کوتاه انجام می‌شود.
- در صورت استفاده از فیوزهای ذوب شونده حفاظت اضافه بار خازن انجام نخواهد شد. بخش اضافه بار فیوزها مانند سری gL تنها برای هادی ها مفید است.
- فیوز هر پله یا خط حداقل 1.6 برابر بزرگ‌تر از جریان نامی خازن یا خازن‌ها باشد.
- سیستم اضافه جریان می‌تواند از 1.65 تا 2.5 برابر جریان کامل خازن یا خازن‌ها باشد.
- فیوز حفاظت کل بانک خازن باید 1.4 برابر جریان نامی تمام خازن ها باشد. علت کاهش ضریب فیوز کل بانک خازن در مقایسه با پله های آن، عدم وصل هم زمان تمام خازن‌ها است.
- بهترین حالت حفاظت از خازن با بریکرهای حرارتی مغناطیسی انجام می‌شود.
- در صورت استفاده از بریکر جریان نامی آن باید بیشتر از 1.36 برابر جریان خازن باشد.
- بخش اضافه بار بریکر باید روی 1.36 برابر جریان نامی خازن تنظیم شود.
- بخش جریان ضربه‌ی بریکر کمتر از 10 برابر خازن نباشد.
- در بریکرهای با واحد تریپ الکترونیک توصیه می‌شود روی خاموش قرار داده شود.
- سیم و کابل‌های ارتباطی باید حداقل برای 1.36 برابر جریان نامی خازن سایز شوند.
تست عایق دی الکتریک خازن تا دو برابر ولتاژ AC و 4.3 برابر ولتاژ AC در خازن‌های غیر متالیزه است. در صورت انجام این‌گونه تست‌ها در تأسیسات باید از جداکننده یا تجهیزات با ولتاژ عایقی مناسب استفاده کنید. قابل‌ذکر است که معمولا تست خازن‌های قدرت با اندازه‌گیری جریان نامی یا ظرفیت آن‌ها انجام می‌شود.
در تصویر زیر شمای کلی یک بانک خازن اتوماتیک به همراه راکتور را مشاهده می‌کنید. در این دیاگرام نحوه‌ی قرارگیری تجهیزات حفاظتی به‌صورت تک‌خطی نمایش داده‌شده است.
جهت انتخاب سایز تجهیزات و هادی‌ها می‌توان از جداول استاندارد استفاده کرد. دو نمونه از این جدول‌ها در ادامه آورده شده است.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات طراحی بانک خازنی را مشاهده کنید.
جدول انتخاب فیوز برای خازن
انتخاب سایز فیوز جهت حفاظت خازن‌های اصلاح ضریب توان در استاندارد IEC
| سایز خازن بر اساس kVAr | سایز فیوز در 500 V | سایز فیوز در 690 V | سایز فیوز در1000V |
| کمتر از 5 | 16 | … | … |
| 7.5 | 20 | .. | … |
| 12.5 | 35 | 35 | … |
| 20 | 50 | … | 35 |
| 25 | 63 | 50 | … |
| 30 | 80 | 63 | 50 |
| 40 | 100 | 80 | 63 |
| 50 | 1250 | 100 | 80 |
| 60 | 160 | 125 | 100 |
| 80 | 200 | 160 | 125 |
| 100 | 250 | 200 | 160 |
| 125 | 315 | 250 | 200 |
| 160 | 400 | 315 | 250 |
| 200 | 500 | 400 | 315 |
| 250 | 630 | 500 | 400 |
جریان نامی خازن‌ها به همراه سایز فیوز و سطح مقطع سیم از شرکت فراکو
| خازن | 400 V/ 50 Hz | 525 V/ 50 Hz | 690 V/ 50 Hz | ||||||
| جریان | فیوز | هادی | جریان | فیوز | هادی | جریان | فیوز | هادی | |
| 2.5 | 3.6 | 10 | 1.5×4 | 2.7 | 10 | 1.5×4 | 2.1 | 10 | 1.5×4 |
| 5 | 7.2 | 10 | 1.5×4 | 5.5 | 10 | 1.5×4 | 4.2 | 10 | 1.5×4 |
| 6.25 | 9.0 | 16 | 2.5×4 | 6.9 | 10 | 1.5×4 | 5.2 | 10 | 1.5×4 |
| 7.5 | 10.8 | 16 | 2.5×4 | 8.2 | 16 | 2.5×4 | 6.3 | 10 | 1.5×4 |
| 10 | 14.4 | 20 | 2.5×4 | 11.0 | 16 | 2.5×4 | 8.4 | 16 | 2.5×4 |
| 12.5 | 18.0 | 25 | 4×4 | 13.7 | 20 | 2.5×4 | 10.5 | 16 | 2.5×4 |
| 15 | 21.7 | 35 | 6×4 | 16.5 | 25 | 4×4 | 12.6 | 20 | 2.5×4 |
| 17.5 | 25.3 | 35 | 6×4 | 19.2 | 35 | 6×4 | 14.6 | 25 | 4×4 |
| 20 | 28.9 | 50 | 10×4 | 22.0 | 35 | 6×4 | 16.7 | 25 | 4×4 |
| 25 | 36.1 | 50 | 10×4 | 27.5 | 50 | 10×4 | 20.9 | 35 | 6×4 |
| 27.5 | 39.7 | 63 | 16×4 | 30.2 | 50 | 10×4 | 23.0 | 35 | 6×4 |
| 30 | 43.3 | 63 | 16×4 | 33.0 | 50 | 10×4 | 25.1 | 35 | 6×4 |
| 31.25 | 45.1 | 63 | 16×4 | 34.4 | 50 | 10×4 | 26.1 | 50 | 10×4 |
| 37.5 | 54.1 | 80 | 16×4 | 41.2 | 63 | 16×4 | 31.4 | 50 | 10×4 |
| 40 | 57.7 | 80 | 25+16×3 | 44.0 | 63 | 16×4 | 33.5 | 50 | 10×4 |
| 43.75 | 63.1 | 100 | 25+16×3 | 48.1 | 80 | 25+16×3 | 36.6 | 63 | 16×4 |
| 45 | 65.0 | 100 | 35+16×3 | 49.5 | 80 | 25+16×3 | 37.7 | 63 | 16×4 |
| 50 | 72.2 | 100 | 35+16×3 | 55.0 | 80 | 25+16×3 | 41.8 | 63 | 16×4 |
| 52.5 | 75.8 | 125 | 35+16×3 | 57.7 | 80 | 25+16×3 | 43.9 | 63 | 16×4 |
| 60 | 86.6 | 125 | 50+25×3 | 66.0 | 100 | 35+16×3 | 50.2 | 80 | 25+16×3 |
| 62.5 | 90.2 | 125 | 50+25×3 | 68.7 | 100 | 35+16×3 | 52.3 | 80 | 25+16×3 |
| 67.5 | 97.4 | 160 | 50+25×3 | 74.2 | 125 | 50+25×3 | 56.5 | 80 | 25+16×3 |
| 68.75 | 99.2 | 160 | 70+35×3 | 75.6 | 125 | 50+25×3 | 57.5 | 80 | 25+16×3 |
| 75 | 108.3 | 160 | 70+35×3 | 82.5 | 125 | 50+25×3 | 62.8 | 100 | 35+16×3 |
| 87.5 | 126.3 | 200 | 95+50×3 | 96.2 | 160 | 70+35×3 | 73.2 | 125 | 50+25×3 |
| 93.75 | 135.3 | 200 | 95+50×3 | 103.1 | 160 | 70+35×3 | 78.4 | 125 | 50+25×3 |
| 100 | 144.3 | 200 | 95+50×3 | 110.0 | 160 | 70+35×3 | 83.7 | 125 | 50+25×3 |
| 112.5 | 162.4 | 250 | 120+70×3 | 123.7 | 200 | 95+50×3 | 94.1 | 160 | 70+35×3 |
| 125 | 180.4 | 250 | 120+70×3 | 137.5 | 200 | 95+50×3 | 104.6 | 160 | 70+35×3 |
| 150 | 216.5 | 315 | 185+95×3 | 165.0 | 250 | 120+70×3 | 125.5 | 200 | 95+50×3 |
| 175 | 252.6 | 400 | 95+50×3×2 | 192.5 | 315 | 185+95×3 | 146.4 | 250 | 120+70×3 |
| 200 | 288.7 | 400 | 95+50×3×2 | 219.9 | 315 | 185+95×3 | 167.3 | 250 | 120+70×3 |
| 225 | 324.8 | 500 | 120+70×3×2 | 247.4 | 400 | 95+50×3×2 | 188.3 | 315 | 185+95×3 |
| 250 | 360.8 | 500 | 120+70×3×2 | 274.9 | 400 | 95+50×3×2 | 209.2 | 315 | 185+95×3 |
| 275 | 396.9 | 630 | 185+95×3×2 | 302.4 | 500 | 120+70×3×2 | 230.1 | 400 | 95+50×3×2 |
| 300 | 433.0 | 630 | 185+95×3×2 | 329.9 | 500 | 120+70×3×2 | 251.0 | 400 | 95+50×3×2 |
| 350 | 505.2 | 800 | 240+120×3×2 | 384.9 | 630 | 185+95×3×2 | 292.9 | 500 | 120+70×3×2 |
| 375 | 541.3 | 800 | 240+120×3×2 | 412.4 | 630 | 185+95×3×2 | 313.8 | 500 | 120+70×3×2 |
| 400 | 577.4 | 800 | 240+120×3×2 | 439.9 | 630 | 185+95×3×2 | 334.7 | 500 | 120+70×3×2 |
| 500 | 721.7 | 1000 | 185+95×3×2 | 549.9 | 800 | 240+120×3×2 | 418.4 | 630 | 185+95×3×2 |
خازن های جبران ساز مجهز به حفاظت داخلی هستند. با پایان عمر خازن و افزایش فشار داخلی آن، سیستم حفاظتی عملکرده و دو یا سه فاز خازن را قطع می کند. در صورت عدم عملکرد سیستم حفاظتی، فشار خازن بالا رفته و منفجر می شود. انفجار خازن می تواند به واحدهای دیگر، تابلو برق و غیره آسیب برساند. در این ویدئو عملکرد و عدم عملکرد سیستم حفاظتی در خازن ها را مشاهده می کنید.
مثلث زرد
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.