Выбор элементов защиты конденсаторов и конденсаторных установок

Как правило, силовые конденсаторы снабжены встроенной индивидуальной защитой, выполненной в виде плавких предохранителей. Конденсаторные установки (КУ) на 380 В в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) должны иметь защиту от токов КЗ с наименьшим временем отключения, которая обеспечивала бы требуемую селективность работы. Если конденсаторы, комплектующие КУ, имеют встроенные индивидуальные предохранители, то общая защита КУ может быть осуществлена с помощью предохранителей FU с.

рубильником или контактором КМ (см. рис. 4. а) или с помощью автоматического выключателя QF (см. рис. 4. б) или с помощью разъединителя QS и выключателя SA (см. рис. 4. в).

В этом случае плавкая вставка предохранителя для общей защиты КУ выбирается по току.

.

где n_о6щ — общее число конденсаторов в КУ шт.; Q_HOM — номинальная мощность одного конденсатора, квар; U_л — линейное напряжение сети, кВ.

Автоматический выключатель должен иметь комбинированный расцепитель, обеспечивающий защиту от перегрузки и КЗ. Причем уставка тока максимальной защиты комбинированного расцепителя с учетом перегрузочной способности конденсаторов не должна превышать 130% номинального тока КУ.

В качестве выключателей может использоваться быстродействующий автомат или контактор для коммутации чисто емкостной нагрузки на номинальный ток 300 — 800 А, допускающий 20—30 операций в сутки. Выключатели должны выдерживать ударный ток КЗ более 50 кА. В качестве таких аппаратов могут использоваться контакторы типа КТУ-4000 или КТ6043 с предохранителями или автоматические выключатели типа А400 с дистанционным управлением и необходимыми видами защит.

Конденсаторные установки на 3—10 кВ в соответствии с ПУЭ должны иметь защиты:

• -от КЗ, общую для всей КУ, выполненную в виде максимальной токовой защиты с отсечкой;
• -от КЗ в самих конденсаторах, не снабженных встроенной индивидуальной защитой;
• -от перегрузки токами высших гармоник, если такая перегрузка возможна;
• -от повышения напряжения свыше 110% номинального значения.

Для надежного действия максимальной токовой защиты при КЗ необходимо, чтобы расчетный ток КЗ был больше тока срабатывания защиты, учитывая, что согласно техническим данным конденсаторы допускают длительную работу при действующем значении тока, равном 130% номинального.

Во избежание ложного срабатывания общей защиты КУ от КЗ ток уставки максимальной защиты принимают примерно в два раза больше ее номинального тока.

Возможно, использование индукционных токовых реле с зависимой выдержкой времени, что позволяет их применять для защиты цепей от перегрузки.

В качестве выключателей для КУ на 3—10 кВ наиболее пригодны вакуумные и элегазовые выключатели. Не исключено использование масляных выключателей типов ВМГ-133, ВПМ-10 и др. с запасом по току не менее 50% номинального тока КУ, снабженных дополнительными шунтирующими резисторами.

Защита от КЗ в конденсаторах является одной из наиболее ответственных типов защит, что обусловлено быстрым возрастанием энергии дуги, возникающей внутри поврежденного конденсатора до значения, при котором корпус конденсатора может быть разрушен. Защита конденсаторов на 3—10 кВ от токов КЗ осуществляется быстродействующими и токоограничивающими плавкими предохранителями типа ПК.

Предохранители выбираются согласно следующим основным требованиям:

номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети, на котором расположены конденсаторы;

предохранители должны выдерживать значительные колебания нагрузки;

предохранители должны быть рассчитаны на периодические переходные токи, а процессе коммутации;

при параллельном соединении конденсатор, предохранители должны выдерживать максимальный разрядный ток, проходящий от неповреждённых конденсаторов к поврежденному;

предохранители должны обладать высоким быстродействием и возможностью селективной работы,.

разрывная мощность предохранителей должна быть не менее возникающей на выводах конденсатора мощности КЗ;

при пробое отдельных секций конденсатора, соединенных последовательно, номинальный ток плавкой вставки предохранителя не должен превышать 160% номинального тока защищаемого им конденсатора, т. е.

где Q_HOM-номинальная мощность однофазного конденсатора, квар;

— номинальное напряжение сети, кВ С учетом описанных требований даются рекомендации по выбору плавких вставок предохранителей для индивидуальной защиты однофазных конденсаторов выше 1000 В.

Если конденсатор состоит из п последовательно включенных секций, из которых к секций повреждено, то проходящий через предохранитель ток КЗ.

где I_ном — номинальный ток конденсатора, А.

При правильном выборе плавкой вставки предохранителя он должен срабатывать до пробоя последней секции конденсатора, и этим будет исключена возможность повреждения бака конденсатора.

Для индивидуальной защиты конденсаторов применяются малогабаритные предохранители, которые крепятся одним концом жестко к главным шинам, а другим — гибким проводом к изолятору конденсатора.

Все данные по силовым конденсаторам можно найти в специальных справочниках.