Pamantayan sa Pagsasagawa at Pagmamanntala para sa mga Power Capacitor

Pamantayan sa Paggamit at Pagpapanatili ng Power Capacitors

Ang mga power capacitors ay mga static reactive power compensation devices na pangunahing ginagamit upang magbigay ng reactive power sa mga electrical systems at mapabuti ang power factor. Sa pamamagitan ng lokal na reactive power compensation, binabawasan nila ang current ng transmission line, mininimize ang pagkawala ng power sa linya at voltage drops, at nagbibigay ng malaking kontribusyon sa pagpapabuti ng kalidad ng power at mas mataas na paggamit ng kagamitan.

Ang sumusunod ay naglalaman ng mga pangunahing aspeto ng operasyon at pagpapanatili ng power capacitors para sa sanggunian.

1. Proteksyon ng Power Capacitors

(1) Dapat na may maangkop na mga hakbang ng proteksyon ang mga capacitor banks. Ito maaaring kasama ang balanced o differential relay protection, o instantaneous overcurrent relay protection. Para sa mga capacitor na may rating na 3.15 kV pataas, inirerekomenda ang pag-install ng individual fuses sa bawat capacitor. Ang rated current ng fuse dapat pumili batay sa characteristics ng fuse at inrush current sa panahon ng energization, karaniwang 1.5 beses ang rated current ng capacitor, upang maiwasan ang oil tank explosions.

(2) Bukod sa ito, maaari ring ilapat ang mga karagdagang hakbang ng proteksyon kapag kinakailangan:

• Kung ang pagtaas ng voltage ay madalas at matagal, kailangan ng mga hakbang upang tiyakin na ang voltage hindi lilitis ng 1.1 beses ang rated value.

• Gumamit ng angkop na automatic circuit breakers upang maprotektahan ang mga overcurrent, limitado ang current sa hindi hihigit sa 1.3 beses ang rated current.

• Kapag ang mga capacitor ay konektado sa overhead lines, dapat gamitin ang angkop na surge arresters para sa proteksyon laban sa atmospheric overvoltages.

• Sa high-voltage systems kung saan ang short-circuit current ay lumampas ng 20 A at ang standard protective devices o fuses hindi makakapag-clear ng ground faults nang maayos, dapat ilapat ang single-phase ground fault protection.

(3) Mahalaga ang tamang pagpili ng mga scheme ng proteksyon para sa ligtas at maasam-asam na operasyon ng capacitor. Anuman ang paraan na ginagamit, ang sistema ng proteksyon ay dapat tumugon sa mga sumusunod na requirements:

• Sapat na sensitivity upang matiyak ang maasam-asam na operasyon sa kaso ng internal faults sa anumang iisang capacitor o failure ng individual elements.

• Kakayahan na selective na alisin ang mga faulty capacitors, o payagan ang madaling pag-identify ng mga nasira units pagkatapos ng complete de-energization.

• Walang false tripping sa panahon ng switching operations o system faults tulad ng ground faults.

• Madali na i-install, i-adjust, i-test, at i-maintain.

• Mababang power consumption at operating cost.

(4) Hindi dapat na ilagay ang automatic reclosing sa capacitor banks. Sa halip, dapat gamitin ang undervoltage release trip device. Ito dahil ang mga capacitors ay nangangailangan ng oras upang mag-discharge. Kung isinasagawa ang reclose kaagad pagkatapos ng tripping, maaaring mananatiling may residual charge na may polarity na kabaligtaran sa re-energizing voltage, na nagreresulta sa napakataas na inrush currents na maaaring maging sanhi ng casing bulging, oil spraying, o kahit explosion.

2. Energizing at De-energizing ng Power Capacitors

(1) Bago energize ang isang capacitor bank, gamitin ang megohmmeter upang suriin ang discharge circuit.

(2) Ang mga sumusunod na konsiderasyon ay dapat tandaan sa panahon ng switching ng capacitor banks:

• Hindi dapat konektado ang capacitor banks sa grid kung ang bus voltage ay lumampas ng 1.1 beses ang rated voltage.

• Pagkatapos ng disconnection mula sa grid, hindi dapat i-re-energize ang capacitor bank sa loob ng 1 minuto, maliban sa mga automatic repeated switching applications.

• Ang mga circuit breakers na ginagamit para sa switching ay hindi dapat gumawa ng dangerous overvoltages. Ang rated current ng breaker ay dapat hindi bababa sa 1.3 beses ang rated current ng capacitor bank.

3. Discharge ng Power Capacitors

(1) Pagkatapos mawasak ang koneksyon mula sa grid, ang mga capacitors ay dapat awtomatikong mag-discharge. Ang terminal voltage ay dapat mabilis na bumaba kaya't, anuman ang rated voltage, hindi dapat lilitis ng 65 V sa loob ng 30 seconds pagkatapos ng disconnection.

(2) Upang matiyak ang seguridad, dapat ilagay ang automatic discharge devices sa load side ng capacitor circuit breaker at direktang parallel sa capacitor (walang switches, isolators, o fuses na dapat ilagay sa series). Ang mga capacitor banks na may non-dedicated discharge devices—tulad ng voltage transformers (para sa high-voltage capacitors) o incandescent lamps (para sa low-voltage capacitors), o ang mga direktang konektado sa motors—hindi nangangailangan ng karagdagang discharge devices. Kapag ginagamit ang mga lamps, maaaring palawakin ang service life sa pamamagitan ng pagdami ng bilang ng lamps sa series.

(3)  Bago hawakan ang anumang conductive parts ng isang disconnected capacitor, kahit na nangyari na ang automatic discharge, dapat gamitin ang grounded, insulated metal rod upang short-circuit ang terminals ng capacitor para sa manual discharge.

4. Maintenance at Care Habang Operasyon

(1) Dapat monitorin ng mga trained personnel ang mga capacitor banks, at dapat i-maintain ang operational records.

(2) Dapat gawin ang daily visual inspections ng mga operating capacitor banks ayon sa regulasyon. Kung nakita ang tank bulging, dapat i-take out of service agad ang unit upang maiwasan ang failure.

(3) Maaaring i-monitor ang phase current sa capacitor bank gamit ang ammeters.

(4) Hindi dapat energize ang mga capacitors kung ang ambient temperature ay mas mababa sa −40 °C. Sa panahon ng operasyon, ang average temperature ay hindi dapat lilitis ng +40 °C sa loob ng mahigit 1 oras, +30 °C sa loob ng mahigit 2 oras, o +20 °C taunan. Kung lumampas sa limits, dapat gamitin ang artificial cooling (tulad ng fans) o i-disconnect ang capacitor bank mula sa grid.

(5) Dapat gawin ang temperature checks sa installation site at sa pinakamainit na bahagi ng capacitor casing gamit ang mercury thermometers o katumbas, at dapat i-keep ang records (lalo na sa tag-init).

(6) Ang operating voltage hindi dapat lilitis ng 1.1 beses ang rated voltage; ang operating current hindi dapat lilitis ng 1.3 beses ang rated current.

(7) Ang pagkonekta ng capacitors maaaring itaas ang system voltage, lalo na sa light load. Sa mga ganitong kaso, dapat i-disconnect ang bahagi o lahat ng capacitor bank.

(8) Ang bushings at support insulators ay dapat malinis, hindi nasira, at walang discharge marks. Ang capacitor casing ay dapat malinis, hindi deformed, at walang leak. Walang dust o debris ang dapat mag-accumulate sa capacitor o sa suport frame nito.

(9) Dapat suriin ang lahat ng connections sa capacitor circuit (busbars, grounding wires, circuit breakers, fuses, switches, etc.) para sa reliability. Kahit isang loose screw o poor contact maaaring maging sanhi ng premature capacitor failure o system-wide incidents.

(10) Kung nangangailangan ng dielectric withstand test pagkatapos ng isang panahon ng operasyon, dapat gawin ito sa tinukoy na test voltage.

(11) Dapat gawin ang inspection ng capacitance values at fuses kada buwan. Ang loss tangent (tanδ) ng capacitors ay dapat sukatin 2–3 beses kada taon sa rated o near-rated voltage upang suriin ang kondisyon ng insulation.

(12) Kung ang capacitor bank ay nag-trip dahil sa relay operation, hindi dapat i-re-energize hanggang hindi natuklasan ang sanhi.

(13) Kung natuklasan ang oil leakage sa panahon ng operasyon o transport, maaaring i-repair ito sa pamamagitan ng brazing gamit ang tin-lead solder.

5. Switching (Isolation) Operation Precautions

(1) Sa normal na kondisyon, sa panahon ng complete substation shutdown, dapat unang buksan ang capacitor bank circuit breaker, sundan ng outgoing line breakers. Sa panahon ng re-energization, dapat baliktarin ang sequence.

(2) Sa kaso ng complete power outage, dapat buksan ang capacitor bank circuit breaker.

(3) Pagkatapos ng trip ng capacitor bank, hindi dapat ipagpatuloy ang forced re-energization. Kung ang protective fuse ay nablow, hindi dapat palitan at i-re-energize hanggang hindi natuklasan ang sanhi.

(4) Hindi dapat energize ang capacitors habang charged. Pagkatapos ng disconnection, dapat hintayin ang re-closing ng hindi bababa sa 3 minutes.

6. Fault Handling Habang Operasyon

(1) Sa kaso ng oil spraying, explosion, o fire, agad na i-disconnect ang power supply at i-extinguish ang apoy gamit ang sand o dry-type fire extinguisher. Ang mga insidente na ito ay karaniwang dulot ng internal/external overvoltages o severe internal faults. Upang maiwasan ang recurrence, siguraduhing tama ang fuse ratings, iwasan ang forced re-energization pagkatapos ng tripping, at huwag gamitin ang auto-reclosing.

(2) Kung ang circuit breaker ay nag-trip pero ang branch fuse ay intact, i-discharge ang capacitor sa 3 minutes, pagkatapos ay suriin ang breaker, current transformer, power cable, at external condition ng capacitor. Kung walang abnormality, maaaring ang fault ay dulot ng external disturbances o voltage fluctuations. Pagkatapos ng confirmation, maaaring subukan ang test re-energization. Kung hindi, gawin ang full energized test ng protection system. Kung hindi pa rin natuklasan ang sanhi, i-dismantle ang bank at i-test ang bawat capacitor individually. Huwag subukan ang re-energization hanggang hindi natuklasan ang sanhi.

(3) Kapag ang fuse ay nablow, ireport sa duty dispatcher at kunin ang approval bago buksan ang capacitor circuit breaker. Pagkatapos ng de-energizing at discharging, gawin ang external inspection (tulad ng bushing flashover, casing deformation, oil leakage, grounding faults). Pagkatapos, sukatin ang inter-terminal at ground insulation resistance gamit ang megohmmeter. Kung walang fault, palitan ang fuse at i-resume ang operasyon. Kung ang fuse ay nablow muli sa panahon ng re-energization, i-isolate ang faulty capacitor at i-restore ang service sa natitirang bahagi.

7. Safety Precautions Habang Nagbabawas ng Faulty Capacitors

Bago bawasin ang faulty capacitor, i-disconnect ang circuit breaker nito, buksan ang disconnect switches sa parehong sides, at i-discharge ang bank sa pamamagitan ng discharge resistor (tulad ng discharge transformer o VT). Dahil sa posible na residual charge, kailangan pa rin ng manual discharge. Una, secure ang grounding end ng grounding rod, pagkatapos ay paulit-ulit na i-discharge ang capacitor terminals hanggang wala nang sparks o sounds. Sa huli, secure ang ground connection.

Ang mga faulty capacitors maaaring may mahina na internal connections, open circuits, o blown fuses, na may residual charge. Kaya, ang maintenance personnel ay dapat magsuot ng insulating gloves at i-short-circuit ang dalawang terminals ng faulty capacitor gamit ang shorting wire bago ito hawakan.

Para sa mga capacitor banks na may double-star connections, ang neutral line, at para sa mga series-connected capacitor strings, dapat rin gawin ang individual discharge.

Sa mga substation equipment, ang power capacitors ay mas vulnerable dahil sa mas mahina ang insulation, mas mataas ang internal heat generation, mas mahina ang heat dissipation, mas mataas ang internal failure rates, at combustible internal materials, kaya sila mas prone sa fire. Kaya, kapag posible, dapat ibigay ang favorable na low-temperature at well-ventilated operating conditions.

8. Repair ng Power Capacitors

(1) Ang mga sumusunod na faults maaaring i-repair on-site:

• Ang oil leakage mula sa casing maaaring i-repair sa pamamagitan ng soldering gamit ang tin-lead alloy.

• Ang oil leakage sa bushing welds maaaring i-repair din sa pamamagitan ng soldering, ngunit dapat maging maingat upang hindi masyadong mainit ang silver plating.

(2) Ang mga failures tulad ng ground insulation breakdown, significantly increased loss tangent, severe casing bulging, o open circuits nangangailangan ng repair sa specialized capacitor service facilities na may angkop na tools at testing equipment.