Kādi ir elektrotaupju kļūdāsietas mehānismi raksturlielumi un profilaktiskās pasākumu?

1 Spēka kondensatoru iznīcināšanās mehānismi

Spēka kondensators galvenokārt sastāv no korpusa, kondensatora šķidruma, izolējoša vidēja un kontaktstruktūras. Korpus parasti izgatavots no tūkstošrāva vai nerūstama tūkstošrāva, ar korpustiklu sapiešanas virsma. Kondensatora šķidrums ir apvijts no polipropilēna filmas un aluminija folijas (elektrodi), un korpusa iekšdaļa ir aizpildīta gaismaiņas izolējošo vidēju, lai nodrošinātu izolāciju un siltuma izdalīšanos.

Kā pilnībā nomazgāts ierīce, spēka kondensatoru biežākie iznīcināšanās veidi ietver:

• Iekšējā kondensatora elementa iznīcināšanās;

• Šķiedra izpostīšana;

• Iekšējie īsosavnieki;

• Ārējie izplūdes kļūdas.

Iekšējās kļūdas ir vairāk iznīcinājošas kondensatoram un, kad tās notiek, parasti nevar tikt labotas vietas, kas nozīmīgi ietekmē ierīču izmantošanas efektivitāti.

1.1 Iekšējā kondensatora elementa iznīcināšanās

Kondensatora elementa iznīcināšanās galvenokārt ir saistīta ar faktoriem, piemēram, izolējošā materiāla novecošanās, mitruma ienākšana, ražošanas defekti un smagākas darbības apstākļi. Ja elementam nav iekšējas šķiedras, viena elementa iznīcināšanās radīs savienojumu ar tās paralēlajiem kolēģiem, izņemot tos no sprieguma sadalīšanas. Tas palielinās atlikušo seriālsavienoto elementu darbības spriegumu. Bez laicīgas kļūdas izolācijas, tas rada nopietnas drošības riskus un var novest pie katastrofiskām iznīcināšanām.Iekšējo šķiedru izmantošana ļauj efektīvi un laicīgi izolēt sbojīgos elementus, uzlabojot operatīvo drošību.

Kondensatora iznīcināšanās var tikt klasificēta trīs veidos: elektromagnētiska iznīcināšanās, termiskā iznīcināšanās un daļējās izplūdes iznīcināšanās.

• Elektromagnētiskā iznīcināšanās: Izraisīta pārspriegumā vai harmoniskajām vibrācijām, kas rada pārāk lielu elektriskā lauka stiprumu caur dielektriku, iznīcinot izolāciju defektos punktos. Tas raksturojas ar īsu ilgumu un augstu lauka intensitāti. Iznīcināšanas stipruma tuvu sakritina ar lauka vienmērību, bet mazāk ir jūtīga pret temperatūru un sprieguma ilgumu.

• Termiskā iznīcināšanās: Notiek, kad siltuma ģenerācija pārsniedz izdalīšanos, izraisot nepārtrauktu temperatūras paaugstināšanos dielektrikā, ko seko matēriāla degradācija un galu galā izolācijas iznīcināšanās. Tas parasti notiek stacionārā darbībā, ar salīdzinoši zemu iznīcināšanas spriegumu un garāku sprieguma ilgumu salīdzinājumā ar elektromagnētisko iznīcināšanos.

• Daļējās izplūdes iznīcināšanās: Radās no vietējiem augstiem elektriskajiem laukiem dielektrikā, pārsniedzot izolācijas stiprumu zempermitivitātes reģionos, piemēram, šķīdumi, gāzes vai piesātinājumi. Tas uzsāk daļējas izplūdes, kas lēnām pasliktina izolācijas veiktspēju, beidzot evoluējot līdz pilnīgai caur elektrodu iznīcināšanās. Process ir progresīvs, attīstoties no nepārnestām izplūdēm līdz pilnīgai izolācijas iznīcināšanās.

1.2 Šķiedras izpostīšana

Šķiedru aizsardzība ir viena no visbiežāk sastopamām aizsardzības metodēm spēka kondensatoriem un spēlē nozīmīgu lomu kompensācijas sistēmu drošai un stabila darbībai. Tā tiek kategorizēta kā ārēja un iekšēja šķiedru aizsardzība.

• Ārējā šķiedru aizsardzība: Kad iekšējā kondensatora elements iznīcina, kļūdainā strāva caur kondensatoru un ārējo šķiedru palielinās. Kad strāva sasniedz šķiedras noteikto talāšanas slodzi, šķiedra uzsildās, saderība satura talāšanos un izpostījas, atslēdzot kļūdaino kondensatoru, lai novērstu kļūdas paplašināšanos.

• Iekšējā šķiedru aizsardzība: Kad elements iznīcina, paralēlie elementi izplūst kļūdainā elementā, radot augstu amplitūdas, ātri samazinājošos īstermiņa strāvas plūsmu. Šīs strāvas enerģija izpostī iekšējo šķiedru, izolējot kļūdaino elementu un ļaujot pārējām kondensatoru turpināt darbību.

Praksē, nederīga šķiedras izvēle vai slikts kontakts var izraisīt nederīgu šķiedras izpostīšanu normālā darbībā, kļūdaini noņemot veselus kondensatorus un samazinot reaktivā spēka iznīcināšanu.

Ja iekšējās šķiedras ir nederīgi izvēlētas un nevar izolēt kļūdas laicīgi, kļūda var palielināties, potenciāli vedot pie kondensatora sprādzienam vai ugunsgrēkam.

1.3 Iekšējie īsosavnieki

Spēka kondensatoru iekšējie īsosavnieki galvenokārt ietver dzīvos elektrodu līdz korpusa īsosavniekiem un starpelektrodu īsosavniekiem. Tie galvenokārt ir izraisīti ilgtermiņa dielektrika novecošanā, iekšējā mitruma ienākšanā, pārsprieguma stresa vai inhearentām izolācijas defektām no dizaina vai ražošanas procesiem, kas visi var radīt pieredzējumu ar izolācijas iznīcināšanu un iekšējos īsosavniekiem.

1.4 Ārējie izplūdes kļūdas

Ārējie izplūdes kļūdas atsaucās uz kļūdām, kas notiek ārpus kondensatora korpusa, izraisītas ārējiem faktoriem, piemēram, tiklās virsma flashover, tiklās virsma iznīcināšanās, fāzes līdz fāzei vai fāzes līdz zemei īsosavnieki, vai porceleīnas tiklās virsmas spraugas dēļ mehāniskā stresa. Šīs kļūdas ir dažādas cēloņos, bet notiek ārējās shēmas. To parasti var uztvert un samazināt laicīgi, izmantojot releju aizsardzības darbības, regulārus inspekcijas vai bezsaistes testēšanu. Tos notikšanas iespējamība un smagums ir zemāks nekā iekšējās kļūdas, tomēr tām joprojām ir jāpiešķir pietiekams uzmanība.

2 Biežākie spēka kondensatoru kļūdu raksturojumi un cēloņi
2.1 Naftas izplūde no kondensatora korpusa

Kā pilnībā nomazgāta, augsta lauka stipruma, augsta strāvas ierīce, naftas izplūde no spēka kondensatora ne tikai samazina izolācijas līmeni dēļ samazinātās naftas līmeņa, bet arī ļauj mitruma ienākšanu dēļ samazinātā iekšējā spiediena. Tas noved pie izolācijas mitruma, samazinātās izolācijas pretestības un galu galā iekšējā elementa iznīcināšanās vai pat sprādzienam.

Galvenie naftas izplūdes cēloņi ietver: slikts sapiešana, kas nedarbojas kā noderīga izolācija; senība vai nevienmērīgi stresēti gume; mehāniskā kaitēšana transportēšanas vai instalēšanas laikā; nepietiekama apkope, kas noved pie korpusa korozijas; un mehāniskais stress, kas kaitē tiklās virsmas izolācijai.

2.2 Kondensatora korpusa deformācija

Normālos darbības apstākļos, mazas kondensatora korpusa izplešanās vai sašaurināšanās dēļ temperatūras un sprieguma maiņas ir pieņemama. Tomēr, ja iekšējais elektriskais lauka stipruma ir pārāk augsts, izraisot daļējas izplūdes vai īsosavniekus, dielektrika sadalās un radīs lielu gāzu daudzumu. Tas palielinās iekšējo spiedienu nomazgātajā kamerā, novedot pie korpusa izplešanās vai deformācijas.

Kad notiek smaga deformācija, parasti nav iespējams to labot vietas, un nepieciešama aizvietošana. Korpusa deformācija ne tikai pasliktina iekšējo izolāciju, bet var arī kaitēt elektriskajai struktūrai, mainot sākotnējos izolācijas atstarpes. Smagākos gadījumos, tas var izraisīt tiklās virsmas spraugu (sk. Attēlu 1), potenciāli vedot pie sprādziena vai ugunsgrēka.

Korpusa deformācija galvenokārt ir saistīta ar produktu kvalitātes problēmām, piemēram: slikts elektrodmateriala vai dielektrika materiāla kvalitāte; izmantojot negāza absorbcijas izolējošo naftu; nepietiekamas ražošanas vide vai procesi; palikušie piesātinājumi ražošanas laikā; pārāk liels specifiskā veiktspējas metriku meklējums; vai korpusa materiāls ir pārāk dūns.

2.3 Nenormāla temperatūras paaugstināšanās kondensatoros

Nenormāla temperatūras paaugstināšanās spēka kondensatoros noved pie pārāk augstas korpusa temperatūras, kas paātrina iekšējo dielektrika termisko novecošanos, samazina tās izolācijas stiprumu un var pat izraisīt daļējas izplūdes. Spēka kondensatoru izmantošanas ilgums parasti sekos "8°C likuma": katru 8°C paaugstināšanos virs projekta atļautā darbības temperatūras, sagaidāmais ilgums aptuveni samazinās par pusēm.

Nenormāla temperatūras paaugstināšanās galvenokārt ir saistīta ar sliktu ventilāciju vai ilgstošu pārsprieguma stāvokli. Piemēri ietver: neraacionālu kondensatora istabas telpisku izmērojumu vai nepareizu ventilācijas aprīkojuma novietojumu, kas noved pie nepietiekamas siltuma izdalīšanas; palielināta siltuma ģenerācija dēļ pārsprieguma darbības, kas izraisa pārspriegumu; un harmoniskās strāvas, ko ģenerē rektilācijas vienības, kas arī dod ieguldījumu kondensatoru pārsildīšanā. Papildus, dielektrika novecošana, mitruma ienākšana vai iekšējie komponentu defekti var palielināt enerģijas zaudējumus, turpmāk pasliktinot temperatūras paaugstināšanos.

2.4 Virsma flashover izplūde kondensatora tiklās virsmā

Komponenti spēka kondensatoru instalācijā parasti ir ievietoti kompakti. Darbības laikā apkārtne ir raksturota ar augstu temperatūru un elektriskā lauka stiprumu, kas padara vieglu elektrostatisku daudzdaļu adsorpciju. Tas noved pie piesātinājuma tiklās virsmas, palielinot virsmas lejupstrāvas strāvas. Sistēmas harmoniskās vibrācijas un sprieguma kombinācijā var notikt lokālas virsmas arkās tiklās virsmā. Kad piesātinājums sasniedz kritisko līmeni, tas var izraisīt virsmas flashover izplūdi, kas ir saistīta ar nenormālu troksni. Smagākos gadījumos, tas var izraisīt ārēju fāzes līdz zemei īsosavniekus.

2.5 Nenormāls troksnis no kondensatoriem

Spēka kondensatori ir statiski reaktivās kompensācijas ierīces bez kustīgām daļām vai elektromagnētiskiem izstarojumiem. Normālā darbībā, tie nevajadzētu izraisīt dzirdāmus troksni. Ja nenormāls troksnis notiek darbības laikā, tas var norādīt uz augstenerģētiskām daļējām izplūdēm kondensatorā, un ierīcei jātiek laicīgi atslēgta, lai veiktu pārbaudi.

2.6 Kondensatora izpostīšanās

Kondensatora izpostīšanās ir smaga kļūda ar nozīmīgiem sekām. Parasti tā notiek, kad iekšējā kondensatora elementa notiek starpelektrodu vai elektrodu līdz korpusa izolācijas iznīcināšanās, radot caur-fault īsosavnieku. Citi kondensatori, kas darbojas paralēli, tad ātri uzlādēs un izplūst kļūdainajā vienībā. Ja ievietotā enerģija pārsniedz korpusa mehānisko stiprumu, kondensators var izpostīties un izplūst naftu, potenciāli izraisot ugunsgrēku, apdraudot veselu substation drošību un pat var izraisīt cilvēku ievainojumus vai nāves gadījumus.

Cascading izpostīšanās incidentu, kas ietver visu kondensatoru banku, redzams attēlā 2, izraisīts iekšējā kondensatora elementa iznīcināšanos; iznīcinātā elementa detalizētais stāvoklis ir parādīts attēlā 3.

2.7 Pārsildīšanās kondensatoru bankas savienojumu kontaktos

Pēc energētikas piedāvāšanas, spēka kondensatoru bankas darbojas ar pilnu ielādi un augstu šķērsgriezuma strāvas. Ja iekšējie savienojumi rāda sliktu kontaktu, nepareizus dizaina vai instalēšanas prakses, vai nepietiekamu apkopi, var notikt lokāla pārsildīšanās savienojumu punktos. Ilgstoša pārsildīšanās var radīt pārāk lielu siltuma enerģijas akumulāciju, potenciāli izraisot savienojuma vadītāju izpostīšanos. Pārsildīšanās kļūdas kondensatoru bankas kontaktos ir salīdzinoši biežas; izpostītā savienojuma stāvoklis ir parādīts attēlā 4.

3 Prognozēšanas pasākumi pret negadījumiem

3.1 Drošības nodrošināšana ierīču ražošanā un instalēšanas komisijas darbā

Spēka kondensatoru droša darbība atkarīga no ierīču ražošanas un instalēšanas komisijas kvalitātes. Ražošanas laikā, ir svarīgi stingri ievērot procesa plūsmas, izmantot kvalitatīvus sākotnējos materiālus un ražošanas aprīkojumu, un palielināt kvalitātes uzraudzību visā procesā. Strenge rūpnīcas inspekcijas nodrošina produkta kvalitāti. Vietējās instalācijas jāievēro racionāli "fāzes un grupēšanas" lai nodrošinātu līdzsvarotu kapacitātes atbilstību starp fāzēm un daļām. Papildus, jāuzsver vietējās pārdošanas un pieņemšanas pēc instalācijas, lai nodrošinātu instalācijas kvalitāti un samazinātu kļūdas darbības laikā.

3.2 Operāciju un darbības metožu uzlabošana

• Veicot līnijas ielādes energētikas piedāvāšanu un atslēgšanu, kondensatoru bankas jāievēro princips "pirms atslēgt, pēc tam savienot", savukārt ielādes līnijas jāseko secībai "pirms savienot, pēc tam atslēgt." Šo secību nedrīkst laikus mainīt.

• Pirms atjauno kondensatoru bankas darbību, jānodrošina pietiekami ilgs izplūdes laiks. Jāsamazina kondensatoru banku bieža pārslēgšana; tikai pēc pilnas izplūdes var atkal savienot. Ja kļūda izraisījusi aizsardzības ierīces, lai atslēgtu kondensatoru banku, tā nevar tikt atkal savienota pirms kļūdas izpētes, lai novērstu negadījuma paplašināšanos.

• Lai izvairītos no augstākās harmoniskās vibrācijas, kas ietekmē kondensatoru bankas, jāizvēlas atbilstoši reaktora rādītāji konkrētajiem pielietojuma scenārijiem. Tas efektīvi samazina augstākās harmoniskās vibrācijas, samazina pirmās strāvas un sprieguma paaugstināšanos, nodrošinot drošu darbību visai sistēmai.

3.3 Kontrole par darbības vides temperatūru

Kondensatoru darbības temperatūra tieši ietekmē to veiktspēju un izmantošanas ilgumu. Augstas temperatūras paātrina izolācijas novecošanos, samazinot izmantošanas ilgumu. Tāpēc, ir svarīgi kontrolēt darbības vides temperatūru. Iekšēji instalētām kondensatoru bankām jāuztura laba ventilācija un, ja nepieciešams, jāinstalē automātiskas temperatūras kontrolēšanas sistēmas. Ārējām vienībām jāizvairās no tiešas saules gaismas ieplūdes un jānodrošina laba ventilācija un siltuma izdalīšana. Regulāri veiciet dzīvos infrasarkano termografiiju kondensatoru bankām un saistītajām ierīcēm, lai laicīgi veiktu pasākumus