IEC 60143-2:2012
(Main)Series capacitors for power systems - Part 2: Protective equipment for series capacitor banks
Series capacitors for power systems - Part 2: Protective equipment for series capacitor banks
IEC 60143-2:2012 covers protective equipment for series capacitor banks, with a size larger than 10 Mvar per phase. Protective equipment is defined as the main circuit apparatus and ancillary equipment, which are part of a series capacitor installation, but which are external to the capacitor part itself. The recommendations for the capacitor part are given in IEC 60143-1:2004. The protective equipment is mentioned in Clause 3 and 10.6 of IEC 60143-1:2004. This second edition cancels and replaces the first edition published in 1994. It constitutes a technical revision. The main changes with respect to the previous edition are:
- updated with respect to new and revised component standards;
- updates with respect to technology changes. Outdated technologies have been removed, i.e. series capacitors with dual self-triggered gaps. New technologies have been added, i.e. current sensors instead of current transformers;
- the testing of spark gaps has been updated to more clearly specify requirements and testing procedures. A new bypass making current test replaces the old discharge current test;
- Clause 5, Guide, has been expanded with more information about different damping circuits and series capacitor protections. Keywords: protective equipment for series capacitor banks
Condensateurs série destinés à ètre installés sur des réseaux - Partie 2: Matériel de protection pour les batteries de condensateurs série
La CEI 60143-2:2012 concerne les matériels de protection pour les batteries de condensateurs série, de puissance supérieure à 10 Mvar par phase. Le matériel de protection est défini comme étant l'appareillage du circuit principal et du matériel auxiliaire, qui font partie de l'installation des condensateurs série, mais qui sont à l'extérieur de la partie constituée par les condensateurs eux-mêmes. Les recommandations pour la partie condensateur sont fournies dans la CEI 60143-1:2004. Les matériels de protection sont mentionnés aux 3 et 10.6 de la CEI 60143-1:2004. Cette deuxième édition annule et remplace la première édition publiée en 1994. Elle constitue une révision technique. Les modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
- mises à jour conformément aux nouvelles normes et aux normes révisées relatives aux composants;
- mises à jour relatives aux évolutions technologiques. Les technologies obsolètes ont été retirées: condensateurs série à double éclateurs autodéclenchés. De nouvelles technologies ont été ajoutées: sondes de courant à la place des transformateurs de courant;
- les essais des éclateurs ont été mis à jour pour décrire de manière plus claire les exigences et les procédures d'essai. Un nouvel essai au courant établi du shunt remplace l'ancien essai au courant de décharge;
- L'Article 5, Guide, a été élargi avec plus d'information concernant les différents circuits d'amortissement et les protections de condensateurs série. Mots cles: protection pour les batteries de condensateurs série
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Series capacitors for power systems –
Part 2: Protective equipment for series capacitor banks
Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –
Partie 2: Matériel de protection pour les batteries de condensateurs série
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Part 2: Protective equipment for series capacitor banks
Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –
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ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
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INTERNATIONALE
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ICS 29.240.99; 31.060.70 ISBN 978-2-83220-546-4
– 2 – 60143-2 IEC:2012
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 9
4 Quality requirements and tests . 15
4.1 Overvoltage protector . 15
4.2 Protective spark gap . 16
4.2.1 Purpose . 16
4.2.2 Classification of triggering principles . 16
4.2.3 Tests . 16
4.3 Varistor . 21
4.3.1 Purpose . 21
4.3.2 Classification . 21
4.3.3 Tests . 22
4.4 Bypass switch . 26
4.5 Disconnectors and earthing switches . 26
4.5.1 Purpose . 26
4.5.2 Classification . 27
4.5.3 Tests . 27
4.6 Discharge current-limiting and damping equipment (DCLDE) . 28
4.6.1 Purpose . 28
4.6.2 Classification . 28
4.6.3 Tests . 28
4.7 Voltage transformer . 32
4.7.1 Purpose . 32
4.7.2 Classification . 32
4.7.3 Tests . 32
4.8 Current sensors . 33
4.8.1 Purpose . 33
4.8.2 Classification . 33
4.8.3 Current transformer tests . 33
4.8.4 Electronic transformer tests . 33
4.8.5 Optical transducer tests . 33
4.9 Coupling capacitor. 34
4.9.1 Purpose . 34
4.9.2 Tests . 34
4.10 Signal column . 34
4.10.1 Purpose . 34
4.10.2 Tests . 34
4.11 Fibre optical platform links . 34
4.11.1 Purpose . 34
4.11.2 Tests . 35
4.12 Relay protection, control equipment and platform-to-ground communication
equipment . 35
4.12.1 Purpose . 35
4.12.2 Classification . 35
60143-2 IEC:2012 – 3 –
4.12.3 Tests . 35
5 Guide . 36
5.1 General . 36
5.2 Specification data for series capacitors . 36
5.3 Protective spark gap . 37
5.4 Varistor . 38
5.4.1 General . 38
5.4.2 Varistor voltage-current characteristic . 39
5.4.3 Varistor current and voltage waveforms during a system fault . 40
5.4.4 Comments on varistor definitions and type tests . 41
5.5 Bypass switch . 44
5.6 Disconnectors . 44
5.7 Discharge current-limiting and damping equipment . 44
5.7.1 Purpose of the Discharge Current-Limiting and Damping Equipment . 44
5.7.2 Location of the DCLDE . 45
5.7.3 Configuration of the DCLDE. 47
5.7.4 Miscellaneous comments regarding the DCLDE . 48
5.8 Voltage transformer . 49
5.9 Current transformer . 49
5.10 Relay protection, control equipment and platform-to-ground communication
equipment . 49
5.11 Protection redundancy . 51
5.12 Commissioning tests . 52
5.13 Energization tests . 52
Bibliography . 54
Figure 1 – Typical nomenclature of a series capacitor installation . 7
Figure 2 – Classification of overvoltage protection . 16
Figure 3 – Illustration of waveforms in recovery voltage test . 19
Figure 4 – Typical voltage-current characteristics of one specific metal oxide varistor
element (95 mm diameter) . 40
Figure 5 – Current, voltage and energy waveforms for a
...
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CONSOLIDATED VERSION
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Part 2: Protective equipment for series capacitor banks
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Partie 2: Matériel de protection pour les batteries de condensateurs série
– 2 – IEC 60143-2:2012+AMD1:2021 CSV
IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 9
4 Quality requirements and tests . 16
4.1 Overvoltage protector . 16
4.2 Protective spark gap . 18
4.2.1 Purpose . 18
4.2.2 Classification of triggering principles . 18
4.2.3 Tests . 18
4.3 Varistor . 23
4.3.1 Purpose . 23
4.3.2 Classification . 23
4.3.3 Tests . 23
4.4 Bypass switch . 27
4.5 Disconnectors and earthing switches . 28
4.5.1 Purpose . 28
4.5.2 Classification . 28
4.5.3 Tests . 28
4.6 Discharge current-limiting and damping equipment (DCLDE) . 29
4.6.1 Purpose . 29
4.6.2 Classification . 30
4.6.3 Tests . 30
4.7 Voltage transformer . 33
4.7.1 Purpose . 33
4.7.2 Classification . 33
4.7.3 Tests . 34
4.8 Current sensors . 34
4.8.1 Purpose . 34
4.8.2 Classification . 34
4.8.3 Current transformer tests . 35
4.8.4 Electronic transformer tests . 35
4.8.5 Optical transducer tests . 35
4.9 Coupling capacitor . 35
4.9.1 Purpose . 35
4.9.2 Tests . 35
4.10 Signal column . 35
4.10.1 Purpose . 35
4.10.2 Tests . 35
4.11 Fibre optical platform links . 36
4.11.1 Purpose . 36
4.11.2 Tests . 36
4.12 Relay protection, control equipment and platform-to-ground communication
equipment . 36
4.12.1 Purpose . 36
4.12.2 Classification . 36
IEC 2021
4.12.3 Tests . 37
4.13 Thyristor valves . 38
5 Guide . 38
5.1 General . 38
5.2 Specification data for series capacitors . 38
5.3 Protective spark gap . 39
5.4 Varistor . 39
5.4.1 General . 39
5.4.2 Varistor voltage-current characteristic . 41
5.4.3 Varistor current and voltage waveforms during a system fault . 41
5.4.4 Comments on varistor definitions and type tests . 42
5.5 Bypass switch . 45
5.6 Disconnectors . 45
5.7 Discharge current-limiting and damping equipment . 45
5.7.1 Purpose of the Discharge Current-Limiting and Damping Equipment . 45
5.7.2 Location of the DCLDE . 46
5.7.3 Configuration of the DCLDE . 48
5.7.4 Miscellaneous comments regarding the DCLDE . 49
5.8 Voltage transformer . 50
5.9 Current transformer . 50
5.10 Relay protection, control equipment and platform-to-ground communication
equipment . 50
5.11 Protection redundancy . 52
5.12 Commissioning tests .
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