Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9889-1:2013 (IEC 60931-1:1996, With Amendment 1:2002) về Tụ điện công suất nối song song loại không tự phục hồi dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1000V - Phần 1: Yêu cầu chung - Tính năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng -Yêu cầu an toàn - Hướng dẫn lắp đặt và vận hành
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1 000 V - Part 1: General - Performance, testing and rating - Safety requirements - Guide for installation and operation
Lời nói đầu
TCVN 9889-1:2013 hoàn toàn tương đương với IEC 60931-1:1996 và sửa đổi 1:2002;
TCVN 9889-1:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ tiêu chuẩn IEC 60931, Tụ điện công suất nối song song loại không tự phục hồi dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V gồm 3 phần:
TCVN 9889-1:2013 (IEC 60931-1:1996, a1:2002), Phần 1: Yêu cầu chung - Tinh năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng - Yêu cầu an toàn - Hướng dẫn lắp đặt và vận hành
IEC 60931-2:1995, Phần 2: Thử nghiệm lão hóa và thử nghiệm phá hủy
IEC 60931-3:1996, Phần 3: Cầu chảy bên trong
TỤ ĐIỆN CÔNG SUẤT NỐI SONG SONG LOẠI KHÔNG TỰ PHỤC HỒI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ ĐIỆN ÁP DANH ĐỊNH ĐẾN VÀ BẰNG 1 000 V - PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG - TÍNH NĂNG, THỬ NGHIỆM VÀ THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG - YÊU CẦU AN TOÀN - HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH
Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1 000 V - Part 1: General - Performance, testing and rating - Safety requirements - Guide for installation and operation
Mục 1: Yêu cầu chung
1. Phạm vi áp dụng và mục đích
Tiêu chuẩn này áp dụng cho khối tụ điện và dãy tụ điện chủ yếu được thiết kế để hiệu chỉnh hệ số công suất của hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V và tần số từ 15 Hz đến 60 Hz.
Tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho các tụ điện được thiết kế để sử dụng trong mạch lọc công suất. Các định nghĩa, yêu cầu và thử nghiệm bổ sung đối với tụ lọc được nêu trong Phụ lục A.
Các yêu cầu bổ sung đối với tụ điện được bảo vệ bằng các cầu chảy bên trong cũng như các yêu cầu đối với cầu chảy bên trong được cho trong IEC 60931-3.
Các tụ điện dưới đây không thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này:
- Tụ điện công suất nối song song loại tự phục hồi dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V (IEC 60831).
- Tụ điện công suất nối song song dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định lớn hơn 1 000 V(IEC 60871).
- Tụ điện dùng cho máy gia nhiệt kiểu cảm ứng làm việc ở các tần số từ 40 Hz đến 24 000 Hz (IEC 60110);
- Tụ điện nối tiếp (IEC 60143).
- Tụ điện dùng cho các ứng dụng là động cơ và tương tự (IEC 60252).
- Tụ điện ghép nối và tụ điện phân áp (IEC 60358).
- Tụ điện được sử dụng trong mạch điện tử công suất (IEC 61071).
- Tụ điện xoay chiều cỡ nhỏ được sử dụng trong bóng đèn huỳnh quang và bóng đèn phóng điện (IEC 61048 và IEC 61049).
- Tụ điện triệt nhiễu tần số rađiô (đang xem xét).
- Tụ điện được thiết kế để sử dụng trong các loại thiết bị điện khác nhau, và do đó được xem là thành phần thiết bị điện.
- Tụ điện được thiết kế để sử dụng với điện áp một chiều xếp chồng lên điện áp xoay chiều.
Các phụ kiện như dao cách ly, thiết bị đóng cắt, biến áp đo lường, cầu chảy, v.v...., cần phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan.
Mục đích của tiêu chuẩn này là để:
a) xây dựng các qui tắc đồng nhất về tính năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng;
b) xây dựng các qui tắc cụ thể về an toàn;
c) cung cấp hướng dẫn lắp đặt và vận hành.
Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu có ghi năm công bố, chỉ áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).
TCVN 8095-436:2009 (IEC 60050(436):1990), Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế (IEV) - Chương 436: Tụ điện công suất
TCVN 6099-1:2007 (IEC 60060-1:1989), Kỹ thuật thử nghiệm điện áp cao - Phần 1: Định nghĩa chung và yêu cầu thử nghiệm
IEC 60110:1973, Recommendation for capacitors for inductive heat generating plants operating at frequencies between 40 and 24 000 Hz (Khuyến cáo đối với tụ điện dùng cho máy gia nhiệt kiểu cảm ứng ở tần số từ 40 Hz đến 24 000 Hz)
IEC 60143:1992, Series capacitors for power systems (Tụ điện nối tiếp dùng cho hệ thống điện)
IEC 60252:1993, A.C. motor capacitors (Tụ điện dùng cho động cơ xoay chiều)
IEC 60269-1:1986 [1], Cầu chảy hạ áp - Phần 1: Yêu cầu chung
IEC 60358:1990, Coupling capacitors and capacitor dividers (Tụ điện ghép nối và tụ điện phân áp)
IEC 60831-1:1996 [2], Shunt power capacitors of the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1000 V - Part 1: General - Performance, testing and rating - Safety requirements - Guide for installation and operation (Tụ điện công suất nối song song loại tự phục hồi dùng cho hệ thống xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V - Phần 1: Yêu cầu chung - Tính năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng - Yêu cầu về an toàn - Hướng dẫn lắp đặt và vận hành)
IEC 60871-1:1987 [3], Shunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltage above 1000 V - Part 1: General - Performance, testing and rating - Safety requirements - Guide for installation and operation (Tụ điện nối song song dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định lớn hơn 1 000 V - Phần 1: Yêu cầu chung - Tính năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng - Yêu cầu về an toàn - Hướng dẫn lắp đặt và vận hành)
IEC 60931-2:1995, Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1000 V - Part 2: Ageing test and destruction test (Tụ điện công suất nối song song loại không tự phục hồi dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V- Phần 2: Thử nghiệm lão hóa và thử nghiệm phá hủy)
IEC 60931-3:1996, Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1000 V - Part 3: Internal fuses (Tụ điện công suất nối song song loại không tự phục hồi dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định đến và bằng 1 000 V - Phần 3: Cầu chảy bên trong)
IEC 61000-2-2:1990 [4], Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment - Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 2-2: Môi trường - Mức tương thích đối với nhiễu dẫn tần số thấp và tín hiệu truyền trong hệ thống cung cấp điện hạ áp công cộng)
IEC 61000-4-1:1992, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 1: Overview of immunity tests. Basic EMC publication (Tương thích điện từ (EMC) - Phần 4: Kỹ thuật thử nghiệm và đo - Mục 1: Tổng quan và thử nghiệm miễn nhiễm. Tiêu chuẩn EMC cơ bản)
IEC 61048:1991, Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits - General and safety requirements (Tụ điện dùng trong mạch bóng đèn huỳnh quang dạng ống và bóng đèn phóng điện khác - Yêu cầu chung và yêu cầu về an toàn)
IEC 61049:1991, Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits - Performance requirements (Tụ điện dùng trong mạch bóng đèn huỳnh quang dạng ống và bóng đèn phóng điện khác - Yêu cầu về tính năng)
IEC 61071-1:1993, Power electronic capacitors - Part 1: General (Tụ điện dùng trong mạch điện từ công suất - Phần 1: Yêu cầu chung)
Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các định nghĩa sau.
3.1. Phần tử tụ điện (capacitor element)
Phần tử (element)
Linh kiện, về cơ bản gồm hai điện cực, được cách ly bằng chất điện môi.
[IEV 436-01-03]
3.2. Khối tụ điện (capacitor unit)
Khối (unit)
Cụm gồm một hoặc nhiều phần tử tụ điện lắp trong cùng một vỏ chứa có các đầu nối được đưa ra ngoài.
[IEV 436-01-04]
3.3. Tụ điện không tự phục hồi (non-self-healing capacitor)
Tụ điện mà điện môi của nó sau khi bị đánh thủng cục bộ, không phục hồi được.
3.4. Dãy tụ điện (capacitor bank)
Dãy (bank)
Một số khối tụ điện được nối với nhau để hoạt động cùng nhau.
[IEV 436-01-06]
3.5. Tụ điện (capacitor)
Trong tiêu chuẩn này, từ “tụ điện” được sử dụng khi không cần phân biệt sự khác nhau giữa khối tụ điện và dãy tụ điện.
3.6. Hệ thống lắp đặt tụ điện (capacitor installation)
Một hoặc nhiều dãy tụ điện và các phụ kiện của chúng.
[IEV 436-01-07]
3.7. Cơ cấu phóng điện của tụ điện (discharge device of a capacitor)
Cơ cấu có thể lắp trong tụ điện, có khả năng làm giảm điện áp giữa các đầu nối về gần như bằng
không, trong khoảng thời gian cho trước, sau khi tụ điện đã được ngắt khỏi lưới.
[IEV 436-03-15, có sửa đổi]
3.8. Cầu chảy bên trong tụ điện (internal fuse of a capacitor)
Cầu chảy được nối bên trong khối tụ điện, nối tiếp với một phần tử tụ điện hoặc nhóm phần tử tụ điện.
[IEV 436-03-16]
3.9. Cơ cấu ngắt quá áp suất dùng cho tụ điện (overpressure disconnector for a capacitor)
Cơ cấu ngắt được thiết kế để ngắt điện của tụ điện trong trường hợp áp suất bên trong tăng không bình thường.
(IEV 436-03-17, có sửa đổi).
3.10. Cơ cấu ngắt quá nhiệt dùng cho tụ điện (overtemperature disconnector for a capacitor)
Cơ cấu ngắt được thiết kế để ngắt điện của tụ điện trong trường hợp nhiệt độ bên trong tăng không bình thường.
3.11. Đầu nối pha (line terminal)
Đầu nối được thiết kế để nối với dây pha của lưới.
[IEV 436-03-01]
CHÚ THÍCH: Trong tụ điện nhiều pha, đầu nối dự kiến để nối với dây trung tính không được xem là đầu nối pha.
3.12. Điện dung danh định của tụ điện (rated capacitance of a capacitor)
CN
Giá trị điện dung mà tụ điện được thiết kế.
[IEV 436-01-12, có sửa đổi]
3.13. Công suất ra danh định của tụ điện (rated output of a capacitor)
QN
Công suất phản kháng suy ra từ điện dung, tần số và điện áp.
[IEV 436-01-16, có sửa đổi]
3.14. Điện áp danh định của tụ điện (rated voltage of a capacitor)
UN
Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều mà tụ điện được thiết kế.
[IEV 436-01-15]
CHÚ THÍCH: Trong trường hợp tụ điện có một hoặc nhiều mạch điện riêng rẽ (ví dụ khối một pha được thiết kế để sử dụng trong đầu nối nhiều pha, hoặc các khối nhiều pha có các mạch riêng rẽ), UN là điện áp danh định của từng mạch điện.
Đối với tụ điện nhiều pha có đấu nối điện bên trong giữa các pha và đối với dãy tụ điện nhiều pha, UN là điện áp pha-pha.
3.15. Tần số danh định của tụ điện (rated frequency of a capacitor)
fN
Tần số mà tụ điện được thiết kế.
[IEV 436-01-14]
3.16. Dòng diện danh định của tụ điện (rated current of a capacitor)
IN
Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều mà tụ điện được thiết kế.
[IEV 436-01-13]
3.17. Tổn hao của tụ điện (capacitor losses)
Công suất tác dụng tiêu hao trong tụ điện.
[IEV 436-04-10]
CHÚ THÍCH: Cần tính đến tất cả các thành phần sinh ra tổn hao, ví dụ:
- đối với khối tụ điện, tổn hao từ điện môi, cầu chảy bên trong, điện trở phóng điện bên trong, các mối nối, v.v...;
- đối với dây tụ điện, tổn hao từ các khối tụ điện, cầu chảy bên ngoài, thanh cái, cuộn kháng phóng điện và cuộn cảm làm nhụt, v.v...
3.18. Tang góc tổn hao (của một tụ điện) (tangent of the loss angle (of a capacitor))
tg d
Tỷ số giữa điện trở nối tiếp tương đương và dung kháng của tụ điện ở điện áp và tần số xoay chiều hình sin qui định.
[IEV 436-04-11]
3.19. Điện áp xoay chiều lớn nhất cho phép của tụ điện (maximum permissible a.c. voltage of a capacitor)
Điện áp xoay chiều hiệu dụng lớn nhất mà tụ điện có thể chịu được trong thời gian cho trước trong các điều kiện qui định.
[IEV 436-04-07]
3.20. Dòng điện xoay chiều lớn nhất cho phép của tụ điện (maximum permissible a.c. current of a capacitor)
Dòng điện xoay chiều hiệu dụng lớn nhất mà tụ điện có thể chịu được trong thời gian cho trước trong các điều kiện qui định.
[IEV 436-04-09]
3.21. Nhiệt độ không khí môi trường (ambient air temperature)
Nhiệt độ của không khí ở nơi dự định lắp tụ điện.
3.22. Nhiệt độ không khí làm mát (cooling air temperature)
Nhiệt độ của không khí làm mát đo được ở vị trí nóng nhất giữa hai khối tụ trong dãy tụ điện, trong các điều kiện ổn định. Nếu chỉ có một khối tụ điện thì nhiệt độ không khí làm mát là nhiệt độ đo được tại điểm cách vỏ chứa của tụ điện xấp xỉ 0,1 m và ở hai phần ba chiều cao so với đế của tụ điện.
3.23. Điều kiện ổn định (steady-state condition)
Cân bằng nhiệt mà tụ điện đạt được ở công ra không đổi và ở nhiệt độ không khí môi trường không đổi.
3.24. Điện áp dư (residual voltage)
Điện áp còn lại trên các đầu nối của tụ điện tại một thời điểm nhất định sau khi ngắt điện.
4.1. Điều kiện vận hành bình thường
Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu đối với tụ điện được thiết kế để sử dụng trong các điều kiện sau:
a) Điện áp dư khi đóng điện
Điện áp này không được vượt quá 10 % điện áp danh định (xem Điều 22, Điều 32 và Phụ lục B).
b) Độ cao so với mực nước biển
Độ cao không được lớn hơn 2 000 m.
c) Các cấp nhiệt độ không khí môi trường
Tụ điện được phân loại theo các cấp nhiệt độ, mỗi cấp được qui định bằng một con số và tiếp theo là một chữ cái. Con số thể hiện nhiệt độ không khí môi trường thấp nhất mà tụ điện có thể làm việc.
Các chữ cái thể hiện các giới hạn trên của dải biến thiên nhiệt độ, có các giá trị lớn nhất qui định trong Bảng 1. Các cấp nhiệt độ bao trùm dãy nhiệt độ từ -50 °C đến +55 °C.
Nhiệt độ không khí môi trường thấp nhất mà tụ điện có thể làm việc cần được chọn từ năm giá trị ưu tiên là +5 °C, -5 oC, -25 °C, -40 °C, -50 °C.
Để sử dụng trong nhà, thường áp dụng giới hạn dưới là -5 °C.
Bảng 1 dựa trên các điều kiện vận hành trong đó tụ điện không làm ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí môi trường (ví dụ các hệ thống lắp đặt ngoài trời).
Bảng 1 - Ký hiệu bằng chữ cái đối với giới hạn trên của dải nhiệt độ
| Nhiệt độ môi trường, °C | |||
| Ký hiệu | Giá trị lớn nhất | Giá trị trung bình cao nhất trong giai đoạn bất kỳ của | |
| 24 h | 1 năm | ||
| A | 40 | 30 | 20 |
| B | 45 | 35 | 25 |
| C | 50 | 40 | 30 |
| D | 55 | 45 | 35 |
CHÚ THÍCH 1: Các giá trị nhiệt độ theo Bảng 1 có thể thấy trong bảng nhiệt độ khí tượng ở khu vực vị trí lắp đặt.
CHÚ THÍCH 2: Các giá trị nhiệt độ cao hơn các giá trị chỉ ra trong Bảng 1 có thể được xem xét trong các ứng dụng đặc biệt theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua. Trong trường hợp này, cấp nhiệt độ cần được chỉ ra bằng phối hợp giữa các giá trị nhiệt độ nhỏ nhất và lớn nhất, ví dụ, -40/60.
Nếu tụ điện ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí, việc thông gió và/hoặc lựa chọn tụ điện phải sao cho các giới hạn trong Bảng 1 được duy trì. Nhiệt độ không khí làm mát trong hệ thống lắp đặt này không được lớn hơn các giới hạn nhiệt độ của Bảng 1 quá 5 °C.
Có thể chọn tổ hợp bất kỳ giữa các giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất đối với cấp nhiệt độ tiêu chuẩn của tụ điện, ví dụ -40/A hoặc -5/C.
Các cấp nhiệt độ tiêu chuẩn ưu tiên là: -40/A, -25/A, -5/A và -5/C.
4.2. Điều kiện vận hành không bình thường
Nếu không có thỏa thuận khác giữa nhà chế tạo và người mua, nói chung tiêu chuẩn này không áp dụng cho các tụ điện mà các điều kiện vận hành của chúng không tương thích với các yêu cầu của tiêu chuẩn này.
Mục 2: Yêu cầu chất lượng và các thử nghiệm
5.1. Qui định chung
Điều này đưa ra các yêu cầu thử nghiệm đối với khối tụ điện và, khi có qui định, đối với các phần tử của tụ điện.
Cái cách điện đỡ, thiết bị đóng cắt, biến áp đo lường, cầu chảy, v.v....phải phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan.
5.2. Điều kiện thử nghiệm
Nếu không có qui định khác đối với thử nghiệm hoặc phép đo cụ thể, nhiệt độ của chất điện môi của tụ điện phải nằm trong khoảng từ +5 °C đến +35 °C.
Có thể giả thiết rằng nhiệt độ chất điện môi của khối tụ điện bằng nhiệt độ môi trường, với điều kiện tụ điện được để ở trạng thái không đóng điện ở nhiệt độ môi trường không đổi trong khoảng thời gian đủ. Khi cần hiệu chỉnh, nhiệt độ chuẩn cần sử dụng là +20 °C, nếu không có thỏa thuận nào khác giữa nhà chế tạo và người mua.
Các thử nghiệm và phép đo ở điện xoay chiều phải được thực hiện ở tần số 50 Hz hoặc 60 Hz không phụ thuộc vào tần số danh định của tụ điện, nếu không có qui định khác.
Tụ điện có tần số danh định thấp hơn 50 Hz phải được thử nghiệm và đo ở 50 Hz hoặc 60 Hz, nếu không có qui định khác.
Thử nghiệm được phân loại là:
6.1. Thử nghiệm thường xuyên
a) Đo điện dung và tính công suất ra (xem Điều 7).
b) Đo tang góc tổn hao (tg d) của tụ điện (xem Điều 8).
c) Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối (xem 9.1).
d) Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối và vỏ chứa (xem 10.1).
e) Thử nghiệm cơ cấu phóng điện bên trong (xem Điều 11).
f) Thử nghiệm độ kín (xem Điều 12).
Các thử nghiệm thường xuyên phải được nhà chế tạo thực hiện trên từng tụ điện trước khi xuất xưởng. Nếu người mua có yêu cầu, nhà chế tạo phải cung cấp cho người mua chứng chỉ về các kết quả của thử nghiệm này.
Nhìn chung, không bắt buộc phải tuân thủ đúng trình tự thử nghiệm nêu trên.
6.2. Thử nghiệm điển hình
a) Thử nghiệm ổn định nhiệt (xem Điều 13).
b) Đo tang góc tổn hao (tg d) của tụ điện ở nhiệt độ tăng cao (xem Điều 14).
c) Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối (xem 9.2).
d) Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối và vỏ chứa (xem 10.2).
e) Thử nghiệm điện áp xung sét giữa các đầu nối và vỏ chứa (xem Điều 15).
f) Thử nghiệm phóng điện (xem Điều 16).
g) Thử nghiệm lão hóa (xem Điều 17);
h) Thử nghiệm tự phục hồi (xem Điều 18). Không áp dụng.
i) Thử nghiệm phá hủy (xem Điều 19).
j) Thử nghiệm ngắt cầu chảy bên trong (xem 5.3 trong IEC 60931-3).
Các thử nghiệm điển hình được thực hiện để đảm bảo rằng tụ điện phù hợp với các đặc tính và yêu cầu vận hành qui định trong tiêu chuẩn này về mặt thiết kế, kích cỡ, vật liệu và chế tạo.
Nếu không có qui định nào khác, tất cả các mẫu tụ điện dự kiến sẽ chịu thử nghiệm điển hình thì trước tiên phải chịu được tất cả các thử nghiệm thường xuyên một cách thỏa đáng.
Các thử nghiệm điển hình phải được thực hiện bởi nhà chế tạo và, khi có yêu cầu, nhà chế tạo phải cung cấp chứng chỉ chi tiết về các kết quả thử nghiệm này.
Việc hoàn thành từng thử nghiệm điển hình cũng có hiệu lực cho các khối tụ điện có cùng điện áp danh định và công suất ra thấp hơn với điều kiện là chúng không khác nhau theo cách có thể ảnh hưởng đến các đặc tính cần kiểm tra bởi thử nghiệm đó. Không nhất thiết phải thực hiện tất cả các thử nghiệm điển hình trên cùng một mẫu tụ điện.
6.3. Thử nghiệm chấp nhận
Các thử nghiệm thường xuyên và/hoặc thử nghiệm điển hình, hoặc một số thử nghiệm trong số chúng, có thể được nhà chế tạo thực hiện lặp lại theo hợp đồng được thỏa thuận với người mua. Loại thử nghiệm, số lượng mẫu có thể phải chịu các thử nghiệm lặp lại này, và các tiêu chí chấp nhận, phải được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua, và phải được qui định trong hợp đồng.
7. Đo điện dung và tính công suất ra
7.1. Qui trình đo
Điện dung phải được đo ở điện áp và tần số do nhà chế tạo chọn. Phương pháp sử dụng không được có sai số do các hài, hoặc do các phụ kiện bên ngoài tụ điện cần đo, như cuộn kháng và các mạch chặn trong mạch đo. Phải đưa ra độ chính xác của phương pháp đo và tương quan với các giá trị đo được ở điện áp và tần số danh định.
Phép đo điện dung phải được thực hiện sau thử nghiệm điện áp giũa các đầu nối (xem Điều 9).
Phép đo ở điện áp trong khoảng từ 0,9 đến 1,1 lần điện áp danh định và ở tần số từ 0,8 đến 1,2 lần tần số danh định phải được thực hiện trên tụ điện đã được sử dụng cho thử nghiệm ổn định nhiệt (xem Điều 13), thử nghiệm lão hóa (xem Điều 17) trước khi thực hiện các thử nghiệm này và có thể thực hiện trên các tụ điện khác theo yêu cầu của người mua đã thỏa thuận với nhà chế tạo.
7.2. Dung sai điện dung
Điện dung không được sai khác điện dung danh định quá:
- -5 % đến +10 % đối với các khối tụ điện và dãy tụ điện đến và bằng 100 kvar;
- -5 % đến +5 % đối với khối tụ điện và dãy tụ điện lớn hơn 100 kvar.
Giá trị điện dung là giá trị đo được trong các điều kiện ở 7.1.
Trong các khối tụ điện ba pha, tỷ số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của điện dung đo được giữa hai đầu nối pha bất kỳ không được lớn hơn 1,08.
CHÚ THÍCH: Công thức để tính công suất ra của tụ điện ba pha từ giá trị đo điện dung một pha được cho trong Phụ lục B.
8. Phép đo tang góc tổn hao (tg d) của tụ điện
8.1. Qui trình đo
Tổn hao tụ điện (hoặc tg d) phải được đo ở điện áp và tần số do nhà chế tạo chọn. Phương pháp sử dụng không được có các sai số do các hài, hoặc do các phụ kiện bên ngoài tụ điện cần đo, như cuộn kháng và các mạch chặn trong mạch đo. Phải đưa ra độ chính xác của phương pháp đo và tương quan với các giá trị đo được ở điện áp và tần số danh định.
Phép đo tổn hao của tụ điện phải được thực hiện sau thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối (xem Điều 9).
Phép đo ở điện áp trong khoảng từ 0,9 đến 1,1 lần điện áp danh định và ở tần số từ 0,8 đến 1,2 lần tần số danh định phải được thực hiện trên tụ điện trước khi thử nghiệm ổn định nhiệt (xem Điều 13) và có thể thực hiện trên các tụ điện khác theo yêu cầu của người mua có thỏa thuận với nhà chế tạo.
CHÚ THÍCH 1: Khi thử nghiệm số lượng lớn tụ điện, có thể sử dụng lấy mẫu theo thống kê để đo tang d. Kế hoạch lấy mẫu theo thống kê cần theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.
CHÚ THÍCH 2: Giá trị tang d của loại chất điện môi nhất định là hàm của thời gian đóng điện trước khi đo. Trong trường hợp này, điện áp thử nghiệm và thời gian đóng điện cần theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.
8.2. Yêu cầu về tổn hao
Giá trị tang d, đo được theo 8.1, không được vượt quá giá trị do nhà chế tạo công bố về nhiệt độ và điện áp của thử nghiệm hoặc giá trị được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.
9. Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối
9.1. Thử nghiệm thường xuyên
Từng tụ điện phải chịu trong 10 s hoặc thử nghiệm theo điểm a) hoặc thử nghiệm theo điểm b). Nếu không có thỏa thuận trước, nhà chế tạo được phép lựa chọn giữa hai thử nghiệm này. Trong quá trình thử nghiệm, không được xảy ra phóng điện đâm xuyên hoặc phóng điện bề mặt.
a) Thử nghiệm điện áp xoay chiều, điện áp thử nghiệm là:
Ut = 2,15 UN.
Thử nghiệm điện áp xoay chiều phải được thực hiện với điện áp về cơ bản là hình sin.
b) Thử nghiệm điện áp một chiều, điện áp thử nghiệm là:
Ut = 4,3 UN.
CHÚ THÍCH 1: Đối với tụ điện nhiều pha, các điện áp thử nghiệm cần được điều chỉnh thích hợp.
CHÚ THÍCH 2: Cho phép cầu chảy của phần tử bên trong tác động với điều kiện là các dung sai điện dung vẫn đáp ứng và có không quá hai cầu chảy tác động trong một khối tụ điện.
9.2. Thử nghiệm điển hình
Thử nghiệm điển hình đã được thực hiện trong quá trình thử nghiệm thường xuyên theo 9.1. Xem thêm đoạn thứ 3 của 6.2.
10. Thử nghiệm điện áp xoay chiều giữa đầu nối và vỏ chứa
10.1 Thử nghiệm thường xuyên
Các khối tụ điện có tất cả các đầu nối cách điện với vỏ chứa phải chịu điện áp xoay chiều đặt giữa các đầu nối (nối với nhau) và vỏ chứa. Điện áp cần đặt vào bằng 2UN + 2 kV hoặc 3 kV, chọn giá trị cao hơn, trong 10 s hoặc tăng thêm 20 % giá trị điện áp với thời gian tối thiểu là 2 s.
Nếu các khối tụ điện được thiết kế để nối trực tiếp vào đường dây điện trên không và theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người sử dụng, thử nghiệm phải được thực hiện với điện áp bằng 6 kV.
Trong quá trình thử nghiệm, không được có phóng điện đâm xuyên hoặc phóng điện bề mặt.
Thử nghiệm phải được thực hiện ngay cả trong vận hành, nếu một trong các đầu nối được thiết kế để nối với vỏ chứa.
Các khối tụ điện ba pha có điện dung từng pha riêng rẽ có thể được thử nghiệm liên quan đến vỏ chứa với tất cả các đầu nối được nối với nhau. Các khối có một đầu nối được nối cố định với vỏ chứa không phải chịu thử nghiệm này.
Khi vỏ chứa của khối tụ điện có chứa vật liệu cách điện thì bỏ qua thử nghiệm này.
Nếu tụ điện có các pha hoặc các phân đoạn riêng rẽ thì thử nghiệm cách điện giữa các pha hoặc các phân đoạn này phải được thực hiện ở cùng giá trị điện áp như đối với thử nghiệm đầu nối với vỏ chứa.
10.2. Thử nghiệm điển hình
Các khối tụ điện có tất cả các đầu nối được cách điện với vỏ chứa phải chịu thử nghiệm ở 10.1 trong thời gian 1 min.
Thử nghiệm trên các khối tụ điện có một đầu nối được nối cố định với vỏ chứa chỉ giới hạn cho (các) cách điện xuyên và vỏ chứa (không có các phần tử tụ điện) hoặc cho khối tụ điện được cách điện hoàn toàn với vỏ chứa và có cách điện bên trong giống hệt nhau.
Nếu vỏ chứa của tụ điện bằng vật liệu cách điện thì điện áp thử nghiệm phải được đặt giữa các đầu nối và lá kim loại bọc sát xung quanh bề mặt của vỏ chứa.
Thử nghiệm phải được thực hiện trong điều kiện khô đối với các khối tụ điện trong nhà và với điều kiện mưa nhân tạo (xem TCVN 6099-1 (IEC 60060-1)) đối với các khối tụ điện được sử dụng ngoài trời.
Trong quá trình thử nghiệm, không được có phóng điện đâm xuyên hoặc phóng điện bề mặt.
CHÚ THÍCH 1: Các khối tụ điện được thiết kế để lắp đặt ngoài trời có thể chỉ phải chịu thử nghiệm khô.
Trong trường hợp này, nhà chế tạo cần cung cấp báo cáo thử nghiệm điển hình riêng rẽ chỉ ra rằng cách điện xuyên cùng với vỏ ngoài, nếu sử dụng, sẽ chịu được điện áp thử nghiệm ướt.
CHÚ THÍCH 2: Đối với tụ lọc, điện áp xuất hiện ở các đầu nối tụ điện luôn cao hơn điện áp lưới.
Đối với tụ Iọc và với điều kiện là tổng số học của các giá trị hiệu dụng của các điện áp hài không vượt quá 0,5 lần điện áp lưới danh nghĩa, điện áp thử nghiệm giữa các đầu nối và vỏ chứa qui về điện áp lưới danh nghĩa mà bộ lọc được nối đến (và không phải điện áp xuất hiện ở các đầu nối của tụ điện).
Nếu vượt quá 0,5 lần thì áp dụng qui tắc thông thường, nghĩa là điện áp thử nghiệm giữa các đầu nối và vỏ chứa qui về điện áp danh định của tụ điện.
11. Thử nghiệm cơ cấu phóng điện bên trong
Điện trở của cơ cấu phóng điện bên trong, nếu có, phải được kiểm tra bằng phép đo điện trở hoặc bằng cách đo tốc độ tự phóng điện (xem Điều 22). Nhà chế tạo được phép lựa chọn phương pháp.
Thử nghiệm phải được thực hiện sau thử nghiệm điện áp của Điều 9.
Khối tụ điện (ở trạng thái chưa sơn) phải chịu thử nghiệm để phát hiện rò rỉ bất kỳ của vỏ chứa và (các) cách điện xuyên. Nhà chế tạo được phép xây dựng qui trình thử nghiệm, và phải mô tả phương pháp thử nghiệm liên quan.
Nếu nhà chế tạo không nêu qui trình, thì áp dụng qui trình thử nghiệm sau đây.
Các khối tụ điện chưa được đóng điện phải được sấy toàn bộ trong tối thiểu 2 h, sao cho tất cả các bộ phận đều đạt đến nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ lớn nhất trong Bảng 1 không ít hơn 20 °C. Không được xảy ra rò rỉ.
Nên sử dụng cơ cấu chỉ thị thích hợp.
CHÚ THÍCH: Nếu tụ điện không chứa vật liệu lỏng ở nhiệt độ thử nghiệm thì thử nghiệm có thể được bỏ qua như một thử nghiệm thường xuyên.
Khối tụ điện chịu thử nghiệm phải được đặt giữa hai khối khác có cùng thông số đặc trưng và phải được đóng điện ở điện áp như với tụ điện thử nghiệm. Một cách khác, có thể sử dụng hai tụ điện giả từng cái có chứa điện trở. Tiêu tán trên điện trở phải được điều chỉnh đến giá trị sao cho nhiệt độ vỏ chứa của tụ điện giả ở gần đỉnh của các mặt đối diện bằng hoặc lớn hơn nhiệt độ của tụ điện thử nghiệm. Khoảng cách ly giữa các khối tụ điện phải bằng hoặc nhỏ hơn khoảng cách thông thường.
Khối lắp ráp phải được đặt trong không khí không có gió lùa trong hộp được gia nhiệt ở tư thế bất lợi nhất về nhiệt theo hướng dẫn của nhà chế tạo khi lắp đặt tại hiện trường. Nhiệt độ không khí môi trường phải được duy trì ở giá trị bằng hoặc lớn hơn nhiệt độ thích hợp nêu trong Bảng 2. Nhiệt độ này phải được kiểm tra bằng nhiệt kế có hằng số thời gian nhiệt xấp xỉ 1 h.
Nhiệt kế này phải được che chắn sao cho chỉ phải chịu bức xạ nhiệt nhỏ nhất có thể có từ ba mẫu được đóng điện.
Bảng 2 - Nhiệt độ không khí môi trường đối với thử nghiệm ổn định nhiệt
| Ký hiệu | Nhiệt độ không khí môi trường, °C |
| A | 40 |
| B | 45 |
| C | 50 |
| D | 55 |
Sau khi tất cả các phần của tụ điện đã đạt đến nhiệt độ không khí môi trường, tụ điện thử nghiệm phải chịu điện áp xoay chiều về cơ bản là hình sin trong ít nhất 48 h. Độ lớn của điện áp trong 24 h cuối cùng của thử nghiệm phải được điều chỉnh để có được công suất ra tính được bằng cách sử dụng điện dung đo được (xem 7.1), bằng ít nhất 1,44 lần công suất ra danh định.
Trong 6 h cuối cùng, nhiệt độ vỏ chứa gần đỉnh phải được đo ít nhất bốn lần. Trong suốt thời gian 6 h, độ tăng nhiệt không được tăng lên quá 1 °C. Nếu quan sát thấy sự thay đổi lớn hơn của nhiệt độ thì thử nghiệm phải được tiếp tục cho đến khi thỏa mãn yêu cầu trên trong bốn lần đo liên tiếp trong 6 h tiếp theo.
Kết thúc thử nghiệm ổn định nhiệt, ghi lại chênh lệch giữa nhiệt độ đo được của vỏ chứa và nhiệt độ không khí môi trường.
Trước và sau thử nghiệm, điện dung phải được đo (xem 7.1) trong dải nhiệt độ tiêu chuẩn dùng cho thử nghiệm (xem 5.2), và hai phép đo này phải được hiệu chỉnh về cùng một nhiệt độ điện môi. Điện dung không được có thay đổi lớn hơn 2 % trong các phép đo này.
Phép đo tang góc tổn hao (tg d) phải được thực hiện trước và sau khi thử nghiệm ổn định nhiệt, ở nhiệt độ xấp xỉ 20 °C.
Giá trị ở phép đo thứ hai của tang góc tổn hao không được lớn hơn giá trị ở phép đo thứ nhất quá 2 x 10-4.
Khi giải thích kết quả của phép đo, phải tính đến hai yếu tố:
- tính tái lặp của phép đo;
- thực tế là sự thay đổi bên trong chất điện môi có thể gây ra sự thay đổi nhỏ về điện dung, mà không xảy ra đánh thủng một phần tử của tụ điện hoặc tác động của một cầu chảy bên trong.
CHÚ THÍCH 1: Khi kiểm tra, nếu các điều kiện về nhiệt độ là thỏa đáng, thì cần tính đến việc thăng giáng điện áp, tần số và nhiệt độ không khí môi trường trong suốt thử nghiệm. Vì lý do này, nên vẽ đồ thị các tham số này, và tham số độ tăng nhiệt của vỏ chứa như một hàm của thời gian.
CHÚ THÍCH 2: Các khối tụ điện được thiết kế cho hệ thống lắp đặt điện 60 Hz có thể được thử nghiệm ở 50 Hz và các khối được thiết kế cho 50 Hz có thể được thử nghiệm ở 60 Hz với điều kiện là áp dụng công suất ra qui định. Đối với các khối dưới 50 Hz, các điều kiện thử nghiệm cần được thỏa thuận giữa người mua và nhà chế tạo.
CHÚ THÍCH 3: Đối với các khối tụ điện nhiều pha, cho phép có hai khả năng:
- sử dụng nguồn ba pha;
- sửa đổi đầu nối bên trong để chỉ có một pha có cùng công suất ra.
14. Phép đo tang góc tổn hao (tg d) của tụ điện ở nhiệt độ tăng cao
14.1. Qui trình đo
Tổn hao của tụ điện (tg d) phải được đo vào cuối của thử nghiệm ổn định nhiệt (xem Điều 13). Điện áp đo phải là điện áp trong thử nghiệm ổn định nhiệt.
14.2. Yêu cầu
Giá trị tg d được đo theo 14.1 không được vượt quá giá trị công bố của nhà chế tạo về nhiệt độ và điện áp của thử nghiệm, hoặc giá trị theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.
15. Thử nghiệm điện áp xung sét giữa các đầu nối và vỏ chứa
Chỉ các khối tụ điện có tất cả các đầu nối được cách điện với vỏ chứa và được thiết kế cho các hệ thống lắp đặt hở mới phải chịu thử nghiệm này.
Thử nghiệm xung sét phải được thực hiện với sóng 1,2/50 ms đến 5/50 ms có giá trị đỉnh bằng 8 kV nếu điện áp danh định của tụ điện là UN £ 690 V hoặc có giá trị đỉnh bằng 12 kV nếu UN > 690 V.
Nếu khối tụ điện được thiết kế để nối trực tiếp với đường dây điện trên không và theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người sử dụng, thử nghiệm xung sét phải được thực hiện với sóng 1,2/50 ms đến 5/50 ms có giá trị đỉnh bằng 15 kV nếu điện áp danh định của tụ điện là UN £ 690 V hoặc có giá trị đỉnh bằng 25 kV nếu UN > 690 V.
Ba xung có cực tính dương sau đó là ba xung có cực tính âm phải được đặt giữa các đầu nối được nối với nhau và vỏ chứa.
Sau khi thay đổi cực tính, cho phép đặt một số xung có biên độ thấp hơn trước khi đặt các xung thử nghiệm.
Kiểm tra để thấy không bị hỏng hóc trong quá trình thử nghiệm bằng máy hiện sóng tia catốt, được sử dụng để ghi lại điện áp và để kiểm tra dạng sóng.
Nếu vỏ chứa của tụ điện bằng vật liệu cách điện thì phải đặt điện áp giữa các đầu nối và lá kim loại được bọc sát xung quanh bề mặt của vỏ chứa.
CHÚ THÍCH: Phóng điện cục bộ từ cách điện đến vỏ chứa có thể được thể hiện bằng sự thay đổi dạng sóng giữa các xung khác nhau.
Khối tụ điện phải được nạp điện một chiều và sau đó phóng điện qua khe hở nằm càng sát với tụ điện càng tốt.
Khối tụ điện phải chịu năm lần phóng điện như vậy trong khoảng thời gian 10 min.
Điện áp thử nghiệm phải là 2UN.
Trong vòng 5 min sau thử nghiệm này, khối tụ điện phải chịu thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối (xem 9.1).
Điện dung phải được đo trước thử nghiệm phóng điện và sau thử nghiệm điện áp. Các phép đo này không được sai khác một lượng tương ứng với đánh thủng một phần tử hoặc nổ một cầu chảy bên trong, hoặc quá 2 %.
Đối với các khối tụ điện nhiều pha, thực hiện thử nghiệm theo cách sau:
- Trong trường hợp các khối tụ điện có đấu nối ba pha tam giác, hai đầu nối phải được nối tắt và thực hiện thử nghiệm giữa đầu nối thứ ba và các đầu nối được nối tắt ở 2UN.
- Trong trường hợp các khối tụ điện có đấu nối sao ba pha, thử nghiệm được thực hiện giữa hai đầu nối còn đầu nối thứ ba để hở. Điện áp thử nghiệm phải là để đạt được cùng điện áp thử nghiệm trên các phần tử.
Nếu đỉnh thứ nhất của dòng điện thử nghiệm vượt quá giá trị 200 IN (hiệu dụng) thì có thể giữ ở giá trị này nhờ cuộn dây bên ngoài.
Các yêu cầu của thử nghiệm này được cho trong IEC 60931-2.
Không áp dụng.
Các yêu cầu của thử nghiệm này được cho trong IEC 60931-2.
Mục 3: Quá tải
20.1. Điện áp dài hạn
Khối tụ điện phải thích hợp để hoạt động ở các mức điện áp theo Bảng 3 (xem thêm Điều 29 và 32).
Bảng 3 - Mức điện áp chấp nhận được trong vận hành
| Kiểu | Hệ số điện áp x UN hiệu dụng | Khoảng thời gian lớn nhất | Nhận xét |
| Tần số nguồn | 1,00 | Liên tục | Giá trị trung bình cao nhất trong giai đoạn đóng điện bất kỳ của tụ điện. Đối với các thời gian đóng điện nhỏ hơn 24 h, áp dụng các ngoại trừ như nêu dưới đây (xem Điều 29). |
| Tần số nguồn | 1,10 | 8 h trong mỗi 24 h | Điều chỉnh điện áp hệ thống và các thăng giáng |
| Tần số nguồn | 1,15 | 30 min trong mỗi 24 h | Điều chỉnh điện áp hệ thống và các thăng giáng |
| Tần số nguồn | 1,20 | 5 min | Tăng điện áp khi tải nhẹ (xem Điều 29) |
| Tần số nguồn | 1,30 | 1 min |
|
| Tần số nguồn cộng với hài | Sao cho dòng điện không vượt quá giá trị cho trong Điều 21 (xem thêm Điều 33 và 34). | ||
Biên độ của quá điện áp có thể bỏ qua mà không gây hư hại đáng kể đến tụ điện phụ thuộc vào thời gian quá điện áp, số lượng các quá điện áp và nhiệt độ tụ điện (xem Điều 29). Giả thiết các quá điện áp được cho trong Bảng 3 và có giá trị cao hơn 1,15 UN không xuất hiện quá 200 lần trong vòng đời của tụ điện.
20.2. Điện áp đóng cắt
Việc đóng cắt dãy tụ điện bằng thiết bị đóng cắt không phóng điện trở lại thường gây ra quá điện áp quá độ, đỉnh thứ nhất của nó không vượt quá lần điện áp đặt (giá trị hiệu dụng) trong khoảng thời gian lớn nhất bằng 1/2 chu kỳ.
Khoảng 5 000 thao tác đóng cắt mỗi năm được chấp nhận trong các điều kiện này, có tính đến thực tế là một số thao tác trong đó có thể xảy ra khi nhiệt độ bên trong của tụ điện nhỏ hơn 0 °C nhưng phải nằm trong cấp nhiệt độ. (Quá dòng điện quá độ đỉnh liên quan có thể đạt tới 100 lần giá trị IN (xem Điều 33)).
Trong trường hợp tụ điện được đóng cắt thường xuyên hơn thì các giá trị biên độ và thời gian quá điện áp phải được giới hạn ở các mức thấp hơn (xem Điều 34).
Các giới hạn và/hoặc suy giảm này phải theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.
21. Dòng điện lớn nhất cho phép
Khối tụ điện phải thích hợp với hoạt động liên tục ở dòng điện pha hiệu dụng bằng 1,3 lần dòng điện xảy ra ở điện áp hình sin danh định và tần số danh định, không tính các quá độ. Khi tính đến dung sai điện dung bằng 1,15 CN thì dòng điện lớn nhất có thể đạt đến 1,5 IN.
Các hệ số quá dòng này nhằm tính đến các ảnh hưởng kết hợp của hài, quá điện áp và dung sai điện dung theo 20.1.
Mục 4: Yêu cầu an toàn
Từng khối tụ điện và/hoặc dãy tụ điện phải được cung cấp phương tiện để phóng điện cho từng khối tụ điện trong 3 min về 75 V hoặc nhỏ hơn, từ điện áp đỉnh ban đầu bằng lần điện áp danh định UN.
Không được có cơ cấu đóng cắt, cầu chảy, hoặc bất kỳ cơ cấu cách ly nào giữa khối tụ điện và cơ cấu phóng điện này.
Cơ cấu phóng điện không thay thế cho việc nối tắt các đầu nối tụ điện với nhau và với đất trước khi cầm nắm.
CHÚ THÍCH 1: Tụ điện được nối trực tiếp và cố định với các thiết bị điện khác có trang bị tuyến phóng điện chỉ được xem là phóng điện đúng khi các đặc tính của mạch điện đảm bảo cho phóng điện của tụ điện trong thời gian qui định ở trên.
CHÚ THÍCH 2: Cần lưu ý là ở một số nước yêu cầu thời gian và điện áp phóng điện nhỏ hơn. Trong trường hợp đó, người mua cần thông báo với nhà chế tạo.
CHÚ THÍCH 3: Mạch phóng điện cần có đủ khả năng mang dòng để tụ điện phóng điện từ giá trị đỉnh của quá điện áp 1,3 UN theo Điều 20.
CHÚ THÍCH 4: Công thức tính điện trở phóng điện được nêu ở Phụ lục B.
CHÚ THÍCH 5: Vì điện áp dư khi đóng điện không được vượt quá 10 % điện áp danh định (xem 4.1) nên có thể cần điện trở phóng điện có giá trị điện trở thấp hoặc có cơ cấu phóng điện kiểu đóng cắt bổ sung nếu các tụ điện được điều khiển tự động.
Để cố định điện thế vỏ chứa kim loại của tụ điện và để có thể mang dòng điện sự cố trong trường hợp đánh thủng vỏ chứa, vỏ chứa kim loại phải có mối nối có khả năng mang dòng điện sự cố.
Khi tụ điện có tẩm vật liệu không được phép phát tán vào môi trường thì cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa. Ở một số nước, có các yêu cầu pháp lý liên quan đến vấn đề này (xem 26.3). Các khối tụ điện và dãy tụ điện phải mang nhãn tương ứng nếu có yêu cầu.
Tại thời điểm đặt hàng, người mua phải qui định các yêu cầu đặc biệt bất kỳ liên quan đến các qui định về an toàn có thể có ở các quốc gia mà tụ điện có thể được lắp đặt.
Mục 5: Ghi nhãn
26.1. Tấm thông số
Thông tin dưới đây phải được ghi theo cách không tẩy xóa được hoặc trực tiếp hoặc bằng tấm nhãn lên từng khối tụ điện.
a) Tên của nhà chế tạo.
b) Số nhận biết và năm chế tạo.
(Năm có thể là một phần của số nhận biết hoặc ở dạng mã).
c) Công suất ra danh định QN, tính bằng kilovar (kvar).
Đối với các khối ba pha, phải nêu công suất ra tổng (xem Phụ lục B).
d) Điện áp danh định UN, tính bằng vôn (V).
e) Tần số danh định fN, tính bằng héc (Hz).
f) Cấp nhiệt độ.
| g) Cơ cấu phóng điện, nếu ở bên trong, phải được chỉ ra băng lời hoặc bằng ký hiệu hoặc bằng điện trở danh định, tính bằng kilô ôm (kW) hoặc mêga ôm (MW). |
h) Ký hiệu đấu nối
(Tất cả các tụ điện, trừ khối tụ điện một pha là chỉ có một điện dung đều phải chỉ ra cách đấu nối của chúng. Xem 26.2 để có các ký hiệu đấu nối tiêu chuẩn).
| i) Cầu chảy bên trong, nếu có, phải được chỉ ra bằng lời hoặc băng ký hiệu |
j) Thể hiện bộ ngắt quá áp hoặc bộ ngắt nhiệt, nếu có lắp bộ ngắt này.
k) Mức cách điện Ui, tính bằng kilôvôn (kV). (Chỉ cho các khối có tất cả các đầu nối được cách ly với vỏ chứa).
Mức cách điện phải được ghi bằng hai con số cách nhau bằng dấu gạch chéo, số thứ nhất cho giá trị hiệu dụng của điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp, tính bằng kilôvôn, và số thứ hai cho giá trị đỉnh của điện áp thử nghiệm xung sét, tính bằng kilôvôn (ví dụ 3/15 kV).
Đối với các khối tụ điện có một đầu nối nối cố định với vỏ chứa và các khối tụ điện dùng cho hệ thống lắp đặt hở và không được thử nghiệm theo Điều 15, thông tin này là 3/- kV.
l) Viện dẫn TCVN 9889 (IEC 60931) (cùng với năm xuất bản).
Trong trường hợp tụ lọc, phải viện dẫn đến Phụ lục A.
CHÚ THÍCH 1: Đối với các khối tụ điện nhỏ, được nhà chế tạo hoặc nhà đại diện nối cố định với nhau để tạo thành dãy tụ điện hoặc khối tụ điện lớn thì có thể bỏ qua một số điểm nhất định ở trên. Trong trường hợp này, dãy tụ điện hoặc khối tụ điện lớn hơn này cần mang tấm thông số đặc trưng hoàn chỉnh.
CHÚ THÍCH 2: Cần có cảnh báo sau: "Cảnh báo: Sau khi cắt nguồn 5 min mới được cầm tay vào".
26.2. Ký hiệu đấu nối tiêu chuẩn
Kiểu đấu nối phải được chỉ ra bằng các chữ cái hoặc bằng các ký hiệu sau:
D hoặc = tam giác
Y hoặc = sao
YN hoặc = sao, trung tính đưa ra ngoài
III hoặc = ba ngăn không nối liên kết
26.3. Tấm cảnh báo
Khi tụ điện được tẩm các sản phẩm không được phát tán ra môi trường (xem Điều 24) thì tụ điện phải mang nhãn phù hợp với luật hoặc qui định bắt buộc ở quốc gia sử dụng, trách nhiệm của người sử dụng là thông báo cho nhà chế tạo biết luật hoặc qui định này.
27.1. Tờ hướng dẫn hoặc tấm thông số
Nhà chế tạo phải ghi các thông tin tối thiểu dưới đây trong tờ hướng dẫn hoặc, khi có yêu cầu của người mua, trên tấm thông số:
a) Tên nhà chế tạo.
b) Công suất ra danh định QN, tính bằng kilovar (kvar).
(Cần nêu công suất ra tổng.)
c) Điện áp danh định UN, tính bằng vôn (V).
d) Ký hiệu đấu nối.
(Đối với ký hiệu đấu nối tiêu chuẩn, xem 26.2. Ký hiệu đấu nối có thể là một phần của sơ đồ đấu nối đơn giản).
e) Thời gian nhỏ nhất cần thiết giữa ngắt và đóng trở lại dãy tụ điện.
f) Khối lượng tính bằng kilogam (kg).
CHÚ THÍCH: Nhà chế tạo được chọn giữa tấm thông số và tờ hướng dẫn.
27.2. Tấm cảnh báo
Áp dụng 26.3 cho dãy tụ điện.
Mục 6: Hướng dẫn lắp đặt và vận hành
Không giống như hầu hết các thiết bị điện, tụ điện công suất nối song song, bất cứ khi nào được đóng điện, sẽ vận hành liên tục ở giá trị đầy tải, hoặc ở giá trị tải sai lệch so với giá trị này chỉ do biến thiên điện áp và tần số.
Quá ứng suất và quá nhiệt sẽ rút ngắn tuổi thọ của tụ điện, và do đó các điều kiện vận hành (như nhiệt độ, điện áp và dòng điện) cần được khống chế chặt chẽ.
Cần lưu ý rằng việc đưa điện dung cục bộ vào hệ thống có thể sinh ra các điều kiện vận hành không thỏa đáng (ví dụ khuếch đại các hài, tự kích thích của máy điện, quá điện áp do đóng cắt, làm việc không thỏa đáng của thiết bị điều khiển từ xa bằng tần số âm thanh, v.v...).
Do tụ điện có nhiều kiểu khác nhau và liên quan đến nhiều yếu tố nên không thể đề cập, theo các qui tắc đơn giản, đến lắp đặt và vận hành ở tất cả các trường hợp có thể có. Thông tin sau được nêu liên quan đến các điểm quan trọng hơn cần xem xét. Ngoài ra, cần tuân thủ các khuyến cáo của nhà chế tạo và cơ quan cấp điện, đặc biệt là các khuyến cáo liên quan đến đóng cắt tụ điện khi lưới điện đang trong điều kiện tải nhẹ.
Điện áp danh định của tụ điện không nên nhỏ hơn điện áp làm việc lớn nhất của lưới điện mà tụ điện được nối vào, có tính đến ảnh hưởng của bản thân tụ điện.
Trong một số lưới điện nhất định, có thể có sai khác đáng kể giữa điện áp làm việc và điện áp danh định của lưới điện, người mua cần cung cấp thông tin chi tiết để nhà chế tạo có thể đặt ra một dung sai hợp lý. Điều này là quan trọng đối với tụ điện vì tính năng và tuổi thọ của tụ điện có thể bị ảnh hưởng bất lợi do sự tăng quá mức điện áp trên điện môi của tụ điện.
Trong trường hợp các phần tử điện cảm được mắc nối tiếp với tụ điện để giảm ảnh hưởng của hài, v.v..., việc tăng điện áp ở các đầu nối của tụ điện lên cao hơn so với điện áp làm việc của lưới điện đòi hỏi sự tăng tương ứng điện áp danh định của tụ điện.
Nếu không có sẵn các thông tin ngược lại, điện áp làm việc cần được giả thiết là bằng điện áp danh định (điện áp công bố) của lưới điện.
Khi xác định điện áp dự kiến trên các đầu nối của tụ điện, cần tính đến các lưu ý sau:
a) Tụ điện nối song song có thể gây tăng điện áp trong lưới điện chứa chúng (xem Phụ lục B). Việc tăng điện áp này có thể lớn hơn do có hài. Do đó tụ điện có thể phải làm việc ở điện áp cao hơn so với điện áp đo được trước khi nối tụ điện.
b) Điện áp ở các đầu nối của tụ điện có thể đặc biệt cao vào những thời điểm non tải (xem Phụ lục B). Trong trường hợp này, toàn bộ hoặc một phần tụ điện cần được cắt nguồn để tránh quá ứng suất các khối tụ điện và tăng điện áp quá mức trong lưới điện.
Chỉ trong trường hợp khẩn cấp, mới nên cho tụ điện vào vận hành đồng thời ở quá điện áp lớn nhất cho phép và ở nhiệt độ môi trường lớn nhất cho phép và khi đó chỉ trong các khoảng thời gian ngắn.
CHÚ THÍCH 1: Cần tránh chọn biên an toàn quá lớn cho điện áp danh định UN vì điều này sẽ làm giảm công suất ra so với công suất ra danh định.
CHÚ THÍCH 2: Xem Điều 20 liên quan đến điện áp lớn nhất cho phép.
30.1. Qui định chung
Cần lưu ý đến nhiệt độ làm việc cao nhất của tụ điện vì nhiệt độ này có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ. Về khía cạnh này, nhiệt độ điểm nóng nhất là yếu tố quyết định nhưng khó để đo nhiệt độ này trong vận hành thực tế.
Khi nhiệt độ vượt quá giới hạn trên sẽ đẩy nhanh sự suy giảm điện hóa của chất điện môi. Nhiệt độ thấp hơn giới hạn dưới hoặc tốc độ thay đổi rất nhanh từ nóng sang lạnh có thể khởi đầu sự suy giảm phóng điện cục bộ trong chất điện môi.
30.2. Lắp đặt
Tụ điện phải được lắp đặt ở vị trí sao cho đủ khả năng tiêu tán nhiệt sinh ra do tổn hao của tụ điện bằng đối lưu và bức xạ.
Thông gió cho phòng đặt tụ điện và bố trí các khối tụ điện phải tạo lưu thông tốt không khí xung quanh từng khối tụ điện. Đây là yêu cầu đặc biệt quan trọng đối với các khối tụ điện được lắp đặt thành các hàng xếp lên nhau.
Nhiệt độ của tụ điện sẽ tăng lên khi chịu bức xạ từ mặt trời hoặc từ bề mặt có nhiệt độ cao. Tùy thuộc vào nhiệt độ không khí làm mát, cường độ làm mát và cường độ và thời gian bức xạ, có thể cần sử dụng một hoặc nhiều biện pháp sau:
- bảo vệ tụ điện khỏi bức xạ;
- chọn tụ điện được thiết kế cho nhiệt độ môi trường cao hơn (ví dụ cấp -5/B thay vì -5/A, hoặc tụ điện có thiết kế thích hợp khác);
- sử dụng các tụ điện có điện áp danh định lớn hơn điện áp theo Điều 29.
Tụ điện được lắp đặt ở độ cao so với mực nước biển lớn hơn 2 000 m sẽ tiêu tán nhiệt do đối lưu kém hơn, điều này cần xét đến khi xác định công suất ra của các khối tụ điện (xem điểm e) của Điều 31).
30.3. Nhiệt độ không khí môi trường cao
Tụ điện có ký hiệu C thường thích hợp với phần lớn các ứng dụng trong điều kiện nhiệt đới. Tuy nhiên ở một số nơi, nhiệt độ không khí môi trường có thể đòi hỏi tụ điện có ký hiệu D. Tụ điện có ký hiệu D cũng có thể được yêu cầu đối với những trường hợp khi tụ điện thường chịu bức xạ mặt trời trong nhiều giờ (ví dụ ở những vùng sa mạc), ngay cả khi nhiệt độ môi trường không quá cao (xem 30.2).
Trong các trường hợp ngoại lệ, nhiệt độ không khí môi trường có thể cao hơn 55 °C đối với giá trị cao nhất, hoặc 45 °C đối với giá trị trung bình trong ngày. Trong trường hợp không thể cải thiện được điều kiện làm mát, cần sử dụng các tụ điện có thiết kế đặc biệt hoặc có điện áp danh định cao hơn.
30.4. Đánh giá các tổn hao
Nếu cần đánh giá các tổn hao thì tất cả các phụ kiện tạo ra tổn hao, ví dụ như cầu chảy bên ngoài, cuộn kháng, v.v.. phải được tính vào tổng tổn hao của dãy tụ điện.
31. Điều kiện vận hành đặc biệt
Ngoài các điều kiện thông dụng cho cả hai giới hạn của cấp nhiệt độ (xem 30.1), người mua cần cung cấp thông tin cho nhà chế tạo về các điều kiện quan trọng nhất như sau:
a) Độ ẩm tương đối cao: có thể cần sử dụng cái cách điện có thiết kế đặc biệt. Cần lưu ý đến khả năng cầu chảy bên ngoài bị phân dòng bởi hơi ẩm đọng trên các bề mặt của cầu chảy.
b) Nấm mốc phát triển nhanh: kim loại, vật liệu gốm và một số sơn và sơn dầu không hỗ trợ sự phát triển của nấm mốc. Với các loại vật liệu khác, nấm mốc có thể phát triển trong các vị trí ẩm, đặc biệt là nơi có bụi đọng, v.v...
Việc sử dụng chất diệt nấm có thể cải thiện tình trạng của các vật liệu này nhưng các chất này không giữa đặc tính độc quá thời hạn nhất định.
c) Khí quyển có tính ăn mòn: các khí quyển như vậy có thể thấy trong các khu công nghiệp hoặc gần biển. Cần lưu ý rằng trong khí hậu có nhiệt độ cao hơn, ảnh hưởng có thể nghiêm trọng hơn trong khí hậu ôn hòa. Khí quyển có tính ăn mòn cao cũng có thể xuất hiện trong các ứng dụng trong nhà.
d) Nhiễm bẩn: khi tụ điện được lắp đặt ở vị trí có độ nhiễm bẩn cao, cần có các biện pháp phòng ngừa đặc biệt.
e) Độ cao trên 2 000 m so với mực nước biển: tụ điện được sử dụng ở những vùng cao hơn 2 000 m phải chịu các điều kiện đặc biệt. Việc lựa chọn kiểu tụ điện cần theo thỏa thuận giữa người mua và nhà chế tạo.
Điều 20 qui định các hệ số quá điện áp.
Theo thỏa thuận với nhà chế tạo, một số hệ số quá điện áp có thể được tăng lên nếu xác suất quá điện áp ước lượng thấp hơn hoặc nếu điều kiện nhiệt độ ít khắc nghiệt hơn. Áp dụng các giới hạn quá điện áp tần số nguồn này với điều kiện các quá điện áp quá độ không xếp chồng lên chúng. Điện áp đỉnh không được lớn hơn lần giá trị hiệu dụng cho trước.
Tụ điện có khả năng phải chịu quá điện áp cao do sét cần có đủ bảo vệ. Nếu sử dụng bộ chống sét thì chúng phải được bố trí càng gần với tụ điện càng tốt.
Có thể yêu cầu các bộ chống sét đặc biệt để bảo vệ dòng điện phóng điện từ tụ điện, đặc biệt là từ các dãy tụ điện lớn.
Khi tụ điện được nối cố định với động cơ, có thể nảy sinh những khó khăn sau khi ngắt động cơ ra khỏi nguồn cung cấp. Động cơ, trong khi vẫn quay, có thể làm việc như một máy phát tự kích thích và có thể làm tăng điện áp một cách đáng kể vượt quá điện áp hệ thống.
Tuy nhiên, điều này có thể được ngăn ngừa bằng cách đảm bảo rằng dòng điện của tụ điện nhỏ hơn dòng điện từ hóa của động cơ; giá trị nên vào khoảng 90 %. Để phòng ngừa, không nên chạm vào các bộ phận mang điện của động cơ mà tụ điện được nối cố định vào trước khi động cơ dừng hẳn.
CHÚ THÍCH 1: Điện áp duy trì do tự kích thích sau khi ngắt điện cho máy điện đặc biệt nguy hiểm đối với máy phát cảm ứng và đối với động cơ có hệ thống hãm được thiết kế để hãm khi mất điện (ví dụ như động cơ nâng).
CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp động cơ ngừng ngay lập tức sau khi được ngắt điện khỏi nguồn thì lượng bù có thể vượt quá 90 %.
Khi tụ điện được nối với động cơ kết hợp với bộ khởi động sao/tam giác thì việc bố trí phải sao cho không xuất hiện quá điện áp trong quá trình bộ khởi động làm việc.
Tụ điện không được cho làm việc với dòng điện vượt quá giá trị lớn nhất qui định ở Điều 21.
Dòng điện quá tải có thể có do điện áp bị vượt quá ở tần số cơ bản, hoặc do các hài, hoặc cả hai. Các nguồn hài phát sinh chủ yếu từ bộ chỉnh lưu, điện tử công suất và lõi biến áp đã bão hòa.
Nếu điện áp tại thời điểm tải nhẹ tăng lên do tụ điện thì bão hòa của lõi biến áp có thể là đáng kể. Trong trường hợp này, hài có độ lớn không bình thường được sinh ra và một trong các hài này có thể được khuếch đại do cộng hưởng giữa biến áp và tụ điện. Đây là lý do nữa để khuyến cáo ngắt các tụ điện khi tải nhẹ, như được đề cập ở điểm b) của Điều 29.
Nếu dòng điện qua tụ điện vượt quá giá trị lớn nhất qui định ở Điều 21 trong khi điện áp nằm trong giới hạn cho phép bằng 1,10 UN qui định trong Điều 20 thì cần xác định hài chiếm ưu thế để tìm ra giải pháp tốt nhất.
Cần xem xét các giải pháp dưới đây.
a) chuyển một số hoặc tất cả các tụ điện đến các phần khác của hệ thống;
b) nối một cuộn kháng nối tiếp với tụ điện để giảm tần số cộng hưởng của mạch điện đến giá trị thấp hơn giá trị của hài gây nhiễu;
c) tăng giá trị điện dung khi tụ điện được nối gần các linh kiện bán dẫn công suất.
Dạng sóng của điện áp và các đặc tính lưới cần được xem xét trước và sau khi lắp đặt tụ điện khi có các nguồn hài như có các linh kiện bán dẫn cỡ lớn thì cần hết sức lưu ý.
Các quá dòng điện quá độ có biên độ và tần số cao có thể xuất hiện khi tụ điện được đóng vào mạch điện. Các ảnh hưởng quá độ này có thể xuất hiện khi một phần của dãy tụ điện được nối song song với các phần khác đã được đóng điện (xem Phụ lục B).
Có thể cần giảm các quá dòng điện quá độ này đến các giá trị chấp nhận được liên quan đến tụ điện và thiết bị bằng cách đóng điện cho các tụ điện qua một điện trở (điện trở đóng cắt), hoặc bằng cách lắp thêm các trở kháng trong mạch cung cấp đến từng phân đoạn của dãy tụ điện.
Nếu tụ điện có lắp cầu chảy thì giá trị đỉnh của các quá dòng điện do các thao tác đóng cắt phải được giới hạn đến giá trị lớn nhất bằng 100 IN (giá trị hiệu dụng).
34. Thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và các mối nối
Thiết bị đóng cắt và bảo vệ và các mối nối cần được thiết kế để mang liên tục một dòng điện bằng 1,3 lần dòng điện có thể đạt được bởi điện áp hình sin có giá trị hiệu dụng bằng điện áp danh định ở tần số danh định. Vì tụ điện có thể có giá trị điện dung bằng 1,15 lần giá trị tương ứng với công suất ra (xem 7.2), dòng điện này có thể có giá trị lớn nhất là 1,3 x 1,15 lần dòng điện danh định.
Ngoài ra, các thành phần hài, nếu có, có thể có hiệu ứng phát nóng lớn hơn so với thành phần cơ bản tương ứng, do hiệu ứng bề mặt.
Thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và các mối nối cần có khả năng chịu được các ứng suất điện động và ứng suất nhiệt sinh ra do quá dòng điện quá độ biên độ cao và tần số cao có thể có khi đóng nguồn.
Các hiệu ứng quá độ này có thể xuất hiện khi tụ điện (khối tụ điện hoặc dãy tụ điện) được nối song song với (các) tụ điện khác đã được đóng điện. Thông lệ chung là tăng điện cảm của các mối nối để giảm dòng điện đóng cắt, mặc dù việc này làm tăng tổng tổn hao. Cần thận trọng để dòng điện không vượt quá dòng điện đóng cắt lớn nhất cho phép.
Khi xem xét các ứng suất điện động và ứng suất nhiệt có thể dẫn đến các yêu cầu kích thước quá lớn, cần thực hiện các biện pháp đặc biệt như đề cập trong Điều 33 đối với mục đích bảo vệ chống quá dòng.
CHÚ THÍCH 1: Cụ thể, các cầu chảy cần được chọn có dung lượng nhiệt đủ (xem IEC 60269-1 và IEC 60931-3).
CHÚ THÍCH 2: Trong một số trường hợp đặc biệt, ví dụ khi tụ điện được điều khiển tự động, có thể xảy ra các thao tác đóng cắt lặp lại ở các khoảng thời gian tương đối ngắn. Thiết bị đóng cắt và cầu chảy cần được lựa chọn để chịu được các điều kiện này (xem chú thích 5 của Điều 22).
CHÚ THÍCH 3: Áptômát nối với cùng một thanh cái và thanh cái này đã được nối với dãy tụ điện có thể phải chịu ứng suất đặc biệt trong trường hợp đóng ngắn mạch.
CHÚ THÍCH 4: Áptômát dùng để đóng cắt các dãy tụ điện song song cần có khả năng chịu được dòng điện khởi động (biên độ và tần số) sinh ra khi một dãy tụ được nối với thanh cái mà thanh cái này đã được nối với (các) dãy tụ khác.
Khuyến cáo rằng các tụ điện cần được bảo vệ chống quá dòng bằng rơle quá dòng thích hợp, được điều chỉnh để tác động vào cơ cấu ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giới hạn cho phép qui định ở Điều 21. Nói chung, cầu chảy không cung cấp bảo vệ quá dòng thích hợp.
CHÚ THÍCH: Tùy thuộc vào thiết kế của tụ điện mà điện dung của chúng sẽ thay đổi nhiều hay ít theo nhiệt độ.
Cần lưu ý rằng điện dung có thể thay đổi đột ngột sau khi đóng điện tụ điện nguội. Điều này có thể tạo ra tác động không mong muốn của thiết bị bảo vệ.
Nếu sử dụng các cuộn kháng có lõi sắt, cần lưu ý đến bão hòa có thể có và quá nhiệt của lõi sắt do các hài.
Bất kỳ tiếp xúc xấu nào trong mạch tụ điện cũng có thể làm xuất hiện hồ quang, gây ra các dao động tần số cao làm quá nhiệt và tạo ra ứng suất quá mức cho tụ điện. Do đó, cần xem xét thường xuyên tất cả các tiếp xúc trên tụ điện.
Chưa có yêu cầu cụ thể.
36. Tụ điện nối với hệ thống có điều khiển từ xa bằng tần số âm thanh
Trở kháng của tụ điện ở các tần số âm thanh là rất thấp. Khi các tụ điện nối với hệ thống có điều khiển từ xa bằng tần số âm thanh thì việc quá tải của bộ phát điều khiển từ xa và do đó làm việc không thỏa đáng có thể xảy ra.
Có nhiều phương pháp để tránh các sai lỗi này. Việc lựa chọn phương pháp tốt nhất cần thực hiện theo thỏa thuận giữa các bên liên quan.
37.1. Phát xạ
Trong các điều kiện vận hành bình thường, tụ điện công suất phù hợp với tiêu chuẩn này không tạo ra bất kỳ nhiễu điện từ nào. Do đó, các yêu cầu đối với phát xạ điện từ được xem là thỏa mãn và không cần thử nghiệm chứng minh.
CHÚ THÍCH 1: Do trở kháng của tụ điện giảm khi tăng tần số nên cần thực hiện các biện pháp để tránh ảnh hưởng không mong muốn lên hệ thống điều khiển nhấp nhô.
CHÚ THÍCH 2: Khi sử dụng tụ điện và điện cảm trong lưới được mang tải là các điện áp hoặc dòng điện hài, cần thận trọng vì các hài có thể được khuếch đại.
37.2. Miễn nhiễm
Tụ điện công suất được cung cấp cho môi trường EMC trong khu vực dân cư, thương mại và công nghiệp nhẹ (được cấp nguồn trực tiếp ở điện áp thấp từ nguồn lưới công cộng) cũng như trong khu vực công nghiệp (là một phần của lưới công nghiệp điện áp thấp không công cộng).
Trong các điều kiện vận hành bình thường, các yêu cầu và các thử nghiệm miễn nhiễm dưới đây được xem là có liên quan.
37.2.1. Nhiễu tần số thấp
Tụ điện phải thích hợp để làm việc liên tục khi có các hài và hài trung gian nằm trong các giới hạn yêu cầu ở Điều 2 và Điều 3 của IEC 61000-2-2. Không cần kiểm tra bằng thử nghiệm.
CHÚ THÍCH: Để phù hợp với các yêu cầu ở Điều 20 và 21, thường sử dụng các cuộn cảm mắc nối tiếp với tụ điện.
37.2.2. Quá độ dẫn và nhiễu tần số cao
Điện dung cao của tụ điện công suất hấp thụ các quá độ dẫn và nhiễu tần số cao mà không có ảnh hưởng xấu. Mức khắc nghiệt không vượt quá mức 3. như trong IEC 61000-4-1, được xem là thỏa mãn và không cần kiểm tra bằng thử nghiệm.
37.2.3. Phóng điện tĩnh điện
Tụ điện công suất không nhạy với phóng điện tĩnh điện. Mức khắc nghiệt không vượt quá mức 3, như trong IEC 61000-4-1, được xem là thỏa mãn và không cần kiểm tra bằng thử nghiệm.
37.2.4. Nhiễu từ
Tụ điện công suất không nhạy với nhiễu từ. Mức khắc nghiệt không vượt quá mức 3, như trong IEC 61000-4-1, được xem là thỏa mãn và không cần kiểm tra bằng thử nghiệm.
37.2.5. Nhiễu điện từ
Tụ điện công suất không nhạy với nhiễu điện từ. Mức khắc nghiệt không vượt quá mức 3, như trong IEC 61000-4-1, được xem là thỏa mãn và không cần kiểm tra bằng thử nghiệm.
(qui định)
Định nghĩa, yêu cầu và thử nghiệm bổ sung đối với tụ điện công suất dùng làm bộ lọc
Khi bổ sung các điều khoản dưới đây vào phần nội dung của tiêu chuẩn này thì áp dụng cho các tụ điện của bộ lọc rẽ nhánh (xem Điều 1).
A.1. Định nghĩa
A.1.1. Tụ điện của bộ lọc dải thông và bộ lọc thông cao (tụ lọc)
Tụ điện (hoặc dãy tụ điện) khi nối với các linh kiện khác, như (các) cuộn kháng và (các) điện trở, cho trở kháng thấp đối với một hoặc nhiều dòng điện hài.
A.1.2. Điện áp danh định (UN) (xem 3.14)
Tổng số học của các điện áp hiệu dụng xuất hiện do các tần số cơ bản và tần số hài hoặc điện áp tính được từ công suất danh định (xem A.1.3) và điện kháng tụ điện ở tần số danh định, chọn giá trị lớn hơn.
A.1.3. Công suất ra danh định (QN) (xem 3.13)
Tổng số học của công suất ra tạo bởi tần số cơ bản và các hài.
A.1.4. Dòng diện danh định (IN) (xem 3.16)
Căn bậc hai của tổng các bình phương giá trị dòng điện danh định ở tần số cơ bản và tần số hài.
CHÚ THÍCH: Đối với các linh kiện như thanh cái, v.v..., cần xem xét giá trị hiệu dụng đối với tất cả các dòng điện.
A.2. Yêu cầu và thử nghiệm về chất lượng
A.2.1. Dung sai điện dung
Đối với các tụ lọc, đặc biệt là bộ lọc dải thông, dung sai đối xứng được khuyến cáo cho cả khối tụ điện và dãy tụ điện.
Các khối tụ điện tiêu chuẩn có các dải dung sai không đối xứng (xem 7.2). Cần xem xét thực tế này khi xác định giá trị điện dung và dung sai.
CHÚ THÍCH: Khi xác định dung sai của dãy tụ điện trong tụ lọc, cần xem xét các yếu tố sau:
- dung sai của thiết bị lắp cùng, đặc biệt là (các) cuộn kháng;
- biến thiên tần số cơ bản trong lưới mà tụ lọc được nối vào;
- biến thiên điện dung do nhiệt độ xung quanh và tải;
- biến thiên điện dung cho phép trong thời gian ngắn trong quá trình, ví dụ, gia nhiệt, hoặc trong các điều kiện vận hành không bình thường;
- biến thiên điện dung do hoạt động bảo vệ bên trong, nếu có.
A.2.2. Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối (xem Điều 9)
Thử nghiệm xoay chiều.
Đối với tụ lọc:
Ut = 2,15 UI+ 1,5 UH
trong đó
UI là điện áp hiệu dụng ở tần số cơ bản;
UH là tổng số học của giá trị hiệu dụng của điện áp hài.
A.2.3. Thử nghiệm ổn định nhiệt (xem Điều 13)
Đối với tụ lọc, nếu 1,44 QN thấp hơn công suất ra được xác định với 1,1 UN ở tần số cơ bản thì sử dụng điện áp thử nghiệm bằng 1,1 UN cho thử nghiệm ổn định nhiệt.
A.3. Quá tải - Dòng điện cho phép lớn nhất (xem Điều 21)
Đối với tụ lọc, dòng điện cho phép lớn nhất phải theo thỏa thuận giữa người mua và nhà chế tạo.
A.4. Ghi nhãn - Tờ hướng dẫn hoặc tấm thông số (xem 27.1)
Đối với tụ lọc, tần số hài điều hưởng tốt nhất là phải được ghi nhãn sau tần số danh định, ví dụ:
50 Hz + 250 Hz (bộ lọc thông thấp)
50 Hz + 550 Hz/650 Hz (bộ lọc thông rộng)
50 Hz + ³ 750 Hz (bộ lọc thông cao)
A.5. Hướng dẫn lắp đặt và vận hành - Chọn điện áp danh định (xem Điều 29)
Cuộn kháng mắc nối tiếp với tụ lọc sẽ làm điện áp tăng trên các đầu nối tụ điện ở điện áp tần số cơ bản.
(tham khảo)
Công thức dùng cho tụ điện và hệ thống lắp đặt
B.1. Tính công suất ra của tụ điện ba pha từ ba phép đo điện dung một pha
Điện dung đo được giữa các đầu nối hai pha bất kỳ của tụ điện ba pha nối tam giác hoặc nối sao được biểu thị là Ca, Cb và Cc. Nếu thỏa mãn các yêu cầu về đối xứng nêu ở 7.2 thì công suất ra Q của tụ điện có thể được tính với độ chính xác thích hợp từ công thức:
trong đó
Ca, Cb và Cc được tính bằng micrô fara (mF);
UN được tính bằng vôn (V);
Q được tính bằng mêgavar (Mvar).
B.2. Tần số cộng hưởng
Tụ điện sẽ cộng hưởng với hài theo công thức dưới đây, n là số nguyên:
trong đó
S là công suất ngắn mạch (MVA) mà tụ điện được lắp đặt;
Q được tính bằng mêgavar (Mvar);
n là số hài: nghĩa là, tỉ số giữa hài cộng hưởng (Hz) và tần số lưới (Hz).
B.3. Độ tăng điện áp
Đấu nối tụ điện nối song song sẽ gây ra tăng điện áp ở trạng thái ổn định được biểu diễn như sau:
trong đó
DU là độ tăng điện áp, tính bằng vôn (V);
U là điện áp trước khi nối tụ điện (V);
S là công suất ngắn mạch (MVA) mà tụ điện được lắp đặt;
Q được tính bằng mêgavar (Mvar).
B.4. Dòng điện quá độ khởi động
B.4.1. Đóng điện tụ điện đơn lẻ
là giá trị đỉnh của dòng điện khởi động của tụ điện, tính bằng ampe (A);
IN là dòng điện danh định (hiệu dụng) của tụ điện, tính bằng ampe (A);
S là công suất ngắn mạch (MVA) mà tụ điện được lắp đặt;
Q được tính bằng mêgavar (Mvar).
B.4.2. Đóng điện tụ điện song song với (các) tụ điện đã đóng điện
trong đó
là giá trị đỉnh của dòng điện khởi động của tụ điện, tính bằng ampe (A);
U là điện áp pha-đất, tính bằng vôn (V);
XC là dung kháng nối tiếp mỗi pha, tính bằng ôm (W);
XL là cảm kháng mỗi pha giữa các dãy tụ điện, tính bằng ôm (W);
fS là tần số của dòng điện khởi động, tính bằng héc (Hz);
fN là tần số danh định, tính bằng héc (Hz).
B.4.3. Điện trở phóng điện trong các khối một pha hoặc trong các khối một pha hoặc nhiều pha
trong đó
t là thời gian phóng điện từ đến UR, tính bằng giây (s);
R là điện trở phóng điện, tính bằng mêgaôm (MW);
C là điện dung danh định, tính bằng micrô fara (mF) cho mỗi pha;
UN là điện áp danh định của khối tụ điện, tính bằng vôn (V);
UR là điện áp dư cho phép, tính bằng vôn (V) (xem Điều 22 đối với các giới hạn của t và UR)
k là hệ số phụ thuộc vào phương pháp đấu nối điện trở với các khối tụ điện (xem Hình B.1).
Hình B.1 - Giá trị k phụ thuộc vào phương pháp đấu nối điện trở với các khối tụ điện
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Mục 1: Yêu cầu chung
1. Phạm vi áp dụng và mục đích
2. Tài liệu viện dẫn
3. Thuật ngữ và định nghĩa
4. Điều kiện vận hành
Mục 2: Yêu cầu chất lượng và các thử nghiệm
5. Yêu cầu thử nghiệm
6. Phân loại thử nghiệm
7. Đo điện dung và tính công suất ra
8. Phép đo tang góc tổn hao (tang 6) của tụ điện
9. Thử nghiệm điện áp giữa các đầu nối
10. Thử nghiệm điện áp xoay chiều giữa đầu nối và vỏ chứa
11. Thử nghiệm cơ cấu phóng điện bên trong
12. Thử nghiệm độ kín
13. Thử nghiệm ổn định nhiệt
14. Phép đo tang góc tổn hao (tang 5) của tụ điện ở nhiệt độ tăng cao
15. Thử nghiệm điện áp xung giữa các đầu nối và vỏ chứa
16. Thử nghiệm phóng điện
17. Thử nghiệm lão hóa
18. Thử nghiệm tự phục hồi
19. Thử nghiệm phá hủy
Mục 3: Quá tải
20. Điện áp lớn nhất cho phép
21. Dòng điện lớn nhất cho phép
Mục 4: Yêu cầu về an toàn
22. Thiết bị phóng điện
23. Mối nối vỏ chứa
24. Bảo vệ môi trường
25. Các yêu cầu an toàn khác
Mục 5: Ghi nhãn
26. Ghi nhãn khối tụ điện
27. Ghi nhãn dãy tụ điện
Mục 6: Hướng dẫn lắp đặt và vận hành
28. Qui định chung
29. Chọn điện áp danh định
30. Nhiệt độ làm việc
31. Điều kiện vận hành đặc biệt
32. Quá điện áp
33. Dòng điện quá tải
34. Thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và các mối nối
35. Chọn chiều dài đường rò
36. Tụ điện nối với hệ thống có điều khiển từ xa bằng tần số âm thanh
37. Tương thích điện tử (EMC)
Phụ lục A (qui định) - Định nghĩa, yêu cầu và thử nghiệm bổ sung đối với tụ lọc công suất
Phụ lục B (tham khảo) - Công thức dùng cho tụ điện và hệ thống lắp đặt
[1] Đã có TCVN 5926-1:2006 hoàn toàn tương đương với IEC 60269-1:2005
[2] Đã có TCVN 8083-1:2009 hoàn toàn tương đương với IEC 60831-1:2002
[3] Đã có TCVN 9890-1:2013 hoàn toàn tương đương với IEC 60871-1:2005
[4] Đã có TCVN 7909-2:2008 hoàn toàn tương đương với IEC 61000-2-2:2002
Ý kiến bạn đọc
