Pamantayan sa Paggamit at Pagpapanatili ng Mga Power Capacitor

Pamantayan sa Paggamit at Pagpapanatili ng Mga Kapasitor ng Paggawa

Ang mga kapasitor ng paggawa ay mga aparato ng kompensasyon ng reaktibong lakas na hindi gumagalaw na pangunahing ginagamit upang magbigay ng reaktibong lakas sa mga sistema ng kuryente at mapabuti ang power factor. Sa pamamagitan ng lokal na kompensasyon ng reaktibong lakas, binabawasan nito ang kuryenteng nasa linya ng transmisyon, minimina ang pagkawala ng lakas ng linya at pagbaba ng boltya, at nagbibigay ng malaking kontribusyon sa pagpapabuti ng kalidad ng lakas at mas mataas na paggamit ng mga aparato.

Ang sumusunod ay isang talakayan ng mga pangunahing aspeto ng operasyon at pagpapanatili ng mga kapasitor ng paggawa para sa sanggunian.

1. Proteksyon ng Mga Kapasitor ng Paggawa

(1) Dapat na ipagsama ang angkop na mga sukdulan ng proteksyon sa mga bangko ng kapasitor. Ang mga ito maaaring kasama ang balanced o differential relay protection, o instantaneous overcurrent relay protection. Para sa mga kapasitor na may rating na 3.15 kV at higit pa, inirerekomenda ang pag-install ng individual na fuse sa bawat kapasitor. Ang rated current ng fuse dapat pumili batay sa mga katangian ng fuse at inrush current sa panahon ng energization, karaniwang 1.5 beses ang rated current ng kapasitor, upang maiwasan ang pagsabog ng oil tank.

(2) Bukod sa ito, maaari ring ipagsama ang mga karagdagang sukdulan ng proteksyon kung kinakailangan:

• Kung ang pagtaas ng boltya ay madalas at patuloy, kailangan ng mga hakbang upang matiyak na hindi lumampas ang boltya sa 1.1 beses ang rated value.

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

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

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

(3) Mahalaga ang tamang pagpili ng mga scheme ng proteksyon para sa ligtas at maasamang operasyon ng kapasitor. Anuman ang paraan na ginagamit, ang sistema ng proteksyon ay dapat tumugon sa mga sumusunod na pangangailangan:

• Sapat na sensitivity upang matiyak ang maayos na operasyon kung may internal faults sa anumang iisang kapasitor o pagkakamali ng mga indibidwal na elemento.

• Kakayahang mapili ang mga kapasitor na may kaputanan, o payagan ang madaling pag-identify ng mga nasirang unit pagkatapos ng buong de-energization.

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

• Madali ang pag-install, adjust, test, at pagpapanatili.

• Mababang power consumption at operating cost.

(4) Hindi dapat ipagsama ang automatic reclosing sa mga bangko ng kapasitor. Sa halip, dapat gamitin ang undervoltage release trip device. Ito dahil ang mga kapasitor ay nangangailangan ng oras upang mag-discharge. Kung isinasagawa ang reclose agad pagkatapos ng tripping, maaaring mananatili ang residual charge na may polarity na kabaligtaran sa re-energizing voltage, na nagreresulta sa napakataas na inrush currents na maaaring maging sanhi ng pagbabago ng casing, pag-spray ng langis, o kahit na pagsabog.

2. Paggamit at Pagtigil ng Mga Kapasitor ng Paggawa

(1) Bago ipagana ang bangko ng kapasitor, gamitin ang megohmmeter upang suriin ang discharge circuit.

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

• Hindi dapat ikonekta ang mga bangko ng kapasitor sa grid kung ang bus voltage ay lumampas sa 1.1 beses ang rated voltage.

• Pagkatapos ng disconnection mula sa grid, hindi dapat ipagana muli ang bangko ng kapasitor sa loob ng 1 minuto, maliban sa mga aplikasyon ng automatic repeated switching.

• Ang mga circuit breakers na ginagamit para sa switching ay hindi dapat mag-produce ng dangerous overvoltages. Ang rated current ng breaker ay dapat hindi bababa sa 1.3 beses ang rated current ng bangko ng kapasitor.

3. Discharge ng Mga Kapasitor ng Paggawa

(1) Pagkatapos ng disconnection mula sa grid, ang mga kapasitor ay dapat awtomatikong mag-discharge. Ang terminal voltage ay dapat mabilis na bumaba, kahit anong rated voltage, hindi dapat lumampas sa 65 V sa loob ng 30 segundo pagkatapos ng disconnection.

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

(3)  Bago humawak sa anumang conductive parts ng isang disconnected capacitor, kahit na may awtomatikong discharge, dapat gamitin ang grounded, insulated metal rod upang short-circuit ang mga terminal ng kapasitor para sa manual discharge.

4. Pagpapanatili at Pag-aalamin sa Panahon ng Operasyon

(1) Dapat na monitorehin ng mga propesyonal na personal ang mga bangko ng kapasitor, at dapat i-maintain ang mga rekord ng operasyon.

(2) Dapat gawin ang araw-araw na visual inspections ng mga operating capacitor banks ayon sa regulasyon. Kung nakita ang bulging ng tank, dapat alisin agad ang yunit mula sa serbisyo upang maiwasan ang pagkakamali.

(3) Maaaring monitorin ang phase current sa bangko ng kapasitor gamit ang ammeters.

(4) Hindi dapat ipagana ang mga kapasitor kung ang ambient temperature ay mas mababa sa −40 °C. Sa panahon ng operasyon, ang average temperature ay hindi dapat lumampas sa +40 °C sa loob ng higit sa 1 oras, +30 °C sa loob ng higit sa 2 oras, o +20 °C taun-taon. Kung lumampas sa hangganan, dapat gamitin ang artifisyal na cooling (halimbawa, fans) o idisconnect ang bangko ng kapasitor mula sa grid.

(5) Dapat gawin ang temperature checks sa installation site at sa pinakamainit na bahagi ng casing ng kapasitor gamit ang mercury thermometers o equivalent, at i-keep ang mga rekord (lalo na sa tag-init).

(6) Ang operating voltage ay hindi dapat lumampas sa 1.1 beses ang rated voltage; ang operating current ay hindi dapat lumampas sa 1.3 beses ang rated current.

(7) Ang koneksyon ng mga kapasitor ay maaaring itaas ang system voltage, lalo na sa ilang load. Sa mga kaso gaya nito, dapat i-disconnect ang bahagi o lahat ng bangko ng kapasitor.

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

(9) Dapat suriin ang lahat ng mga koneksyon sa circuit ng kapasitor (busbars, grounding wires, circuit breakers, fuses, switches, etc.) para sa reliabilidad. Kahit isang loose screw o mahinang contact ay maaaring maging sanhi ng maagang pagkakamali ng kapasitor o system-wide incidents.

(10) Kung kinakailangan ang 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 sa loob ng isang buwan. Ang loss tangent (tanδ) ng mga kapasitor ay dapat sukatin 2-3 beses sa isang taon sa rated o near-rated voltage upang suriin ang kondisyon ng insulation.

(12) Kung ang bangko ng kapasitor ay nag-trip dahil sa relay operation, hindi dapat ito ipagana muli hanggang sa natuklasan ang sanhi.

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

5. Switching (Isolation) Operation Precautions

(1) Sa normal na kondisyon, sa panahon ng buong shutdown ng substation, dapat unang buksan ang circuit breaker ng bangko ng kapasitor, sunod ang outgoing line breakers. Sa panahon ng re-energization, dapat baliktarin ang sequence.

(2) Sa kaso ng buong power outage, dapat buksan ang circuit breaker ng bangko ng kapasitor.

(3) Pagkatapos ng trip ng bangko ng kapasitor, hindi dapat ipagana muli. Kung ang protective fuse ay nag-blow, hindi dapat palitan at ipagana muli hanggang sa natuklasan ang sanhi.

(4) Hindi dapat ipagana ang mga kapasitor habang charged. Pagkatapos ng disconnection, dapat delayed ang re-closing ng hindi bababa sa 3 minuto.

6. Fault Handling During Operation

(1) Kung may 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 gaya nito ay karaniwang sanhi ng internal/external overvoltages o severe internal faults. Upang maiwasan ang recurrence, siguraduhin ang tama na fuse ratings, iwasan ang forced re-energization pagkatapos ng tripping, at huwag gamitin ang auto-reclosing.

(2) Kung ang circuit breaker ay nag-trip ngunit ang branch fuse ay intact, i-discharge ang kapasitor sa 3 minuto, pagkatapos suriin ang breaker, current transformer, power cable, at external condition ng kapasitor. Kung wala namang anomalya, maaaring dahil sa external disturbances o voltage fluctuations. Pagkatapos ng confirmation, maaaring subukan ang test re-energization. Kundi, gawin ang full energized test ng protection system. Kung hindi pa rin natuklasan ang sanhi, buksan ang bank at i-test ang bawat kapasitor nang individual. Huwag subukan ang re-energization hanggang sa natuklasan ang sanhi.

(3) Kapag ang fuse ay nag-blow, ireport sa duty dispatcher at kumuha ng pahintulot bago buksan ang circuit breaker ng kapasitor. Pagkatapos ng de-energizing at discharging, gawin ang external inspection (halimbawa, bushing flashover, casing deformation, oil leakage, grounding faults). Pagkatapos, sukatin ang inter-terminal at ground insulation resistance gamit ang megohmmeter. Kung wala namang fault, palitan ang fuse at ipagana muli. Kung ang fuse ay nag-blow muli sa re-energization, i-isolate ang faulty capacitor at ibalik ang serbisyo sa natitirang bahagi.

7. Safety Precautions When Handling Faulty Capacitors

Bago hanapin 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 (halimbawa, discharge transformer o VT). Dahil maaaring may residual charge, kailangan pa rin ng manual discharge. Una, secure ang grounding end ng grounding rod, pagkatapos repeatedly i-discharge ang mga terminal ng kapasitor hanggang walang sparks o sounds. Sa huli, secure ang ground connection.

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

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

Sa mga kagamitan ng substation, ang mga kapasitor ng paggawa ay mas delikado dahil sa mas mahinang insulation, mas mataas na internal heat generation, mahinang heat dissipation, mas mataas na internal failure rates, at combustible internal materials, na nagpapahiwatig ng pagiging prone sa fire. Kaya, kung posible, dapat ibigay ang favorable na low-temperature at well-ventilated operating conditions.

8. Repair of Power Capacitors

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

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

• Ang oil leakage sa bushing welds maaaring i-repair din sa pamamagitan ng pag-solder, ngunit dapat mag-ingat upang hindi masyadong mainit ang silver plating.

(2) Ang mga kaputanan 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.