Directrius d'operació i manteniment per a condensadors elèctrics
Directrius d'operació i manteniment per a condensadors elèctrics
Els condensadors elèctrics són dispositius estàtics de compensació reactiva que es fan servir principalment per subministrar potència reactiva als sistemes elèctrics i millorar el factor de potència. A través de la compensació reactiva local, redueixen la corrent a les línies de transmissió, minimitzen les pèrdues de potència i els descensos de tensió, i contribueixen significativament a millorar la qualitat de l'energia i l'ús més eficient dels equips.
El següent detalla els aspectes clau de l'operació i el manteniment dels condensadors elèctrics per a referència.
1. Protecció dels condensadors elèctrics
(1) S'han d'aplicar mesures de protecció adequades a les bancs de condensadors. Aquestes poden incloure protecció amb relés diferencials o equilibrats, o protecció amb relé de sobrecorrent instantània. Per a condensadors de 3,15 kV i superior, es recomana instal·lar fusibles individuals en cada condensador. La corrent nominal del fusible s'ha de seleccionar en funció de les característiques del fusible i la corrent d'endollament, generalment 1,5 vegades la corrent nominal del condensador, per prevenir explosions de la cisterna d'oli.
(2) A més de les anteriors, es poden aplicar mesures de protecció suplementàries quan sigui necessari:
Si l'augment de tensió és freqüent i sostenit, s'han de prendre mesures per assegurar que no superi 1,1 vegades el valor nominal.
Utilitzar interruptors automàtics adequats per protegir contra sobrecorrents, limitant la corrent a no més de 1,3 vegades la corrent nominal.
Quan els condensadors estiguin connectats a línies aèries, s'han d'utilitzar parafulles adequades per protegir contra sobre-tensions atmosfèriques.
En sistemes d'alta tensió on la corrent de curtcircuït superi els 20 A i els dispositius de protecció estàndard o fusibles no puguin eliminar de manera fiable els defectes a terra, s'ha de implementar protecció contra defectes a terra monofàsics.
(3) La selecció correcta de les esquemes de protecció és crucial per a l'operació segura i fiable dels condensadors. Independentment del mètode utilitzat, el sistema de protecció ha de complir els següents requisits:
Sensibilitat suficient per assegurar una operació fiable en cas de defectes interns en qualsevol condensador individual o fallida d'elements individuals.
Capacitat per eliminar selectivament condensadors defectuosos, o permetre la identificació fàcil d'unitats danysades després de la desconnexió total.
No tripar falsament durant les operacions de commutació o defectes del sistema com els defectes a terra.
Fàcil d'instal·lar, ajustar, provar i mantenir.
Baix consum d'energia i cost d'operació.
(4) No s'ha d'instal·lar recobriment automàtic en les bancs de condensadors. En lloc d'això, s'ha d'utilitzar un dispositiu de tripulació de llançament per baixa tensió. Això és degut al fet que els condensadors necessiten temps per descarregar-se. Si s'intenta un recobriment immediatament després de la tripulació, pot quedar una càrrega residual amb polaritat contrària a la tensió de reinici, resultant en corrents d'endollament extremadament altes que poden causar abombaments de la cisterna, sprays d'oli o fins i tot explosions.
2. Endollament i desendollament dels condensadors elèctrics
(1) Abans d'endollar una banc de condensadors, utilitzeu un megohmmetre per comprovar el circuit de descàrrega.
(2) Les següents consideracions s'apliquen en la commutació de les bancs de condensadors:
Les bancs de condensadors no s'han de connectar a la xarxa quan la tensió de barra superi 1,1 vegades la tensió nominal.
Després de la desconnexió de la xarxa, una banc de condensadors no s'ha de reiniciar dins d'un minut, excepte en aplicacions de commutació repetida automàtica.
Els interruptors utilitzats per la commutació no han de produir sobre-tensions perilloses. La corrent nominal de l'interruptor ha de ser no menor de 1,3 vegades la corrent nominal de la banc de condensadors.
3. Descàrrega dels condensadors elèctrics
(1) Després de la desconnexió de la xarxa, els condensadors han de descarregar-se automàticament. La tensió terminal hauria de disminuir ràpidament de manera que, independentment de la tensió nominal, no superi 65 V en 30 segons després de la desconnexió.
(2) Per assegurar la seguretat, s'han d'instal·lar dispositius de descàrrega automàtica al costat de càrrega de l'interruptor del circuit del condensador i directament en paral·lel amb el condensador (no s'han de col·locar interrumptors, aïlladors o fusibles en sèrie). Les bancs de condensadors equipades amb dispositius de descàrrega no dedicats, com transformadors de tensió (per a condensadors d'alta tensió) o bombetes incandescent (per a condensadors de baixa tensió), o aquelles connectades directament a motors, no necessiten dispositius de descàrrega addicionals. Quan s'utilitzin bombetes, la vida útil es pot estendre augmentant el nombre de bombetes en sèrie.
(3) Abans de tocar cap part conductora d'un condensador desconnectat, encara que s'hagi produït una descàrrega automàtica, s'ha d'utilitzar una barra metàlica aïllada i a terra per fer un curt-circuit entre els terminals del condensador per a la descàrrega manual.
4. Manteniment i cura durant l'operació
(1) Les bancs de condensadors haurien de ser monitoritzades per personal format, i s'han de mantenir registres d'operació.
(2) Es han de realitzar inspeccions visuals diàries de les bancs de condensadors en funcionament, segons les regulacions. Si es detecta un abombament de la cisterna, l'unitat s'ha de treure de servei immediatament per evitar falles.
(3) La corrent de fase en la banc de condensadors es pot monitoritzar utilitzant ampermetres.
(4) No s'han d'endollar els condensadors quan la temperatura ambient sigui inferior a -40 °C. Durant l'operació, la temperatura mitjana no ha de superar +40 °C per més d'una hora, +30 °C per més de dues hores, o +20 °C anualment. Si es superen aquests límits, s'ha d'utilitzar refredament artificial (p. ex., ventiladors) o desconectar la banc de condensadors de la xarxa.
(5) Es han de realitzar controls de temperatura al lloc d'instal·lació i al punt més calent de la cisterna del condensador utilitzant termòmetres de mercúri o equivalents, amb registres (especialment durant l'estiu).
(6) La tensió d'operació no ha de superar 1,1 vegades la tensió nominal; la corrent d'operació no ha de superar 1,3 vegades la corrent nominal.
(7) Connectar condensadors pot incrementar la tensió del sistema, especialment sota càrrega lleugera. En aquests casos, s'ha de desconectar part o tota la banc de condensadors.
(8) Les coves i els aïlladors de suport han de ser nets, sense daños i sense marques de descàrrega. La cisterna del condensador ha de ser neta, sense deformacions i sense fugues. No s'han d'acumular pols o detritus en el condensador o en el seu suport.
(9) Totes les connexions en el circuit del condensador (barres de distribució, cables de terra, interruptors, fusibles, commutadors, etc.) han de ser inspeccionades per la seva fiabilitat. Fins i tot un tornell allargat o un contacte deficient pot portar a fallides prematures del condensador o incidents a nivell de sistema.
(10) Si s'ha de realitzar un test de resistència dielèctrica després d'un període d'operació, s'ha de fer a la tensió de prova especificada.
(11) L'inspecció dels valors de capacitance i fusibles s'ha de realitzar almenys una vegada al mes. El tangent de pèrdues (tanδ) dels condensadors s'ha de mesurar 2-3 vegades any en tensió nominal o propera a la nominal per avaluar l'estat de l'aislament.
(12) Si una banc de condensadors triga per l'operació d'un relé, no s'ha de reiniciar fins que no s'identifiqui la causa.
(13) Si es detecta una fuga d'oli durant l'operació o el transport, es pot reparar soldant amb alliacte de plom.
5. Precaucions en l'operació de commutació (isolació)
(1) En condicions normals, durant una parada completa de la subestació, primer s'ha d'obrir l'interruptor de la banc de condensadors, seguit pels interruptors de les línies de sortida. Durant la reinicialització, la seqüència s'ha d'invertir.
(2) En cas d'interrompiment total de l'energia, s'ha d'obrir l'interruptor de la banc de condensadors.
(3) Després que una banc de condensadors triga, no s'ha de forçar la reinicialització. Si un fusible de protecció salta, no s'ha de substituir i reiniciar fins que no s'identifiqui la causa.
(4) No s'han d'endollar els condensadors mentre estiguin carregats. Després de la desconnexió, el recobriment s'ha de retardar com a mínim 3 minuts.
6. Gestió de fallides durant l'operació
(1) En cas de pulverització d'oli, explosió o incendi, desconecteu immediatament l'abastament d'energia i extingiu l'incendi utilitzant sorra o un extintor de foc sec. Aquests incidents solen ser causats per sobre-tensions internes/externes o fallides internes severes. Per prevenir-ne la recurrència, assegureu-vos que les característiques dels fusibles siguin correctes, eviteu la reinicialització forçada després de la tripulació i no utilitzeu el recobriment automàtic.
(2) Si l'interruptor triga però el fusible de branca roman intacte, descarregueu el condensador durant 3 minuts, llavors inspecteu l'interruptor, el transformador de corrent, el cable d'energia i la condició externa del condensador. Si no es troben irregularitats, la fallida pot ser deguda a pertorbacions externes o fluctuacions de tensió. Després de la confirmació, es pot intentar un reinici de prova. Altrament, realitzeu una prova completa de l'sistema de protecció. Si la causa no es troba, desmunteu la banc i proveu cada condensador individualment. No intenteu la reinicialització fins que no s'hagi trobat la causa.
(3) Quan un fusible salta, informeu al despachador de guardia i obtingueu aprovació abans d'obrir l'interruptor del circuit del condensador. Després de la desconnexió i la descàrrega, realitzeu una inspecció externa (p. ex., flashover de la cova, deformació de la cisterna, fuga d'oli, defectes a terra). Llavors, mesureu la resistència d'aislament entre terminals i terra amb un megohmmetre. Si no es detecta cap fallida, substitueixi el fusible i reestableixi l'operació. Si el fusible torna a saltar al reiniciar, aïlleu el condensador defectuós i restabiliu el servei a la resta.
7. Precaucions de seguretat en tractar condensadors defectuosos
Abans de tractar un condensador defectuós, desconecteu el seu interruptor, obriu els aïlladors a ambdós costats i descarregueu la banc a través de la resistència de descàrrega (p. ex., transformador de descàrrega o VT). Degut a la possible càrrega residual, encara s'ha de realitzar una descàrrega manual. Primer, connecteu de manera segura la part de terra de la barra de terra, llavors descarregueu repetidament els terminals del condensador fins que no hi hagi escintilles ni sons. Finalment, assegureu la connexió a terra.
Els condensadors defectuosos poden tenir connexions internes defectuosos, circuits oberts o fusibles salts, deixant una càrrega residual. Per tant, el personal de manteniment ha de portar guants aïllants i fer un curt-circuit entre els dos terminals del condensador defectuós amb un fil de curt-circuit abans de tocar-lo.
Per a bancs de condensadors amb connexions doble-estrella, la línia neutra, i per a condensadors connectats en sèrie, també s'ha de realitzar una descàrrega individual.
Entre l'equipament de les subestacions, els condensadors elèctrics són relativament vulnerables degut a un aïllament més feble, una generació de calor interna més elevada, una dissipació de calor pobra, una taxa més alta de fallides internes i materials combustibles interns, fent-los propensos a incendis. Per tant, sempre que sigui possible, s'han de proporcionar condicions d'operació favorables, amb baixes temperatures i ben ventilades.
8. Reparació dels condensadors elèctrics
(1) Els següents defectes es poden reparar in situ:
La fuga d'oli de la cisterna es pot reparar soldant amb alliacte de plom.
La fuga d'oli en les soldadures de les coves també es pot reparar soldant, però cal tenir cura de no superar la calor excessiva que podria danificar la platina d'argent.
(2) Falles com la ruptura de l'aislament a terra, l'increment significatiu del tangent de pèrdues, l'abombament sever de la cisterna o els circuits oberts requereixen reparació en instal·lacions especialitzades en condensadors dotades d'eines i equips de prova adequats.
