Arbejdsprincip og vedligeholdelsesnøglepunkter for 10kV højspændings reaktiv effektkompensationsanlæg

10kV højspændings reaktiv effektkompensation er en væsentlig og uundværlig komponent i moderne strømsystemer. Ved at levere eller absorbere reaktiv effekt, løser den effektivt problemer som lav effekt faktor, høje linjetab og spændingsfluktuationer forårsaget af behov for reaktiv effekt, og spiller en nøglerolle i forbedring af økonomi, sikkerhed og strømkvalitet ved netdrift. Højspændings 10kV reaktiv effektkompensation er et kritisk redskab for at sikre sikkert og økonomisk netdrift.

At forstå dets arbejdsgang er grundlaget for vedligeholdelse, mens streng gennemførelse af et regelbundent vedligeholdelsesprogram, der fokuserer på forebyggende test og tilstandsovervågning - og altid prioriterer sikkerhed - er den fundamentale garanti for at sikre langsigtede pålidelig drift. Vedligeholdelsesarbejde skal udføres af kvalificerede og erfaringer personer i overensstemmelse med fastsatte procedurer. Nedenfor følger en detaljeret forklaring af arbejdsgangen og vedligeholdelsesnødvendigheder for 10kV højspændings reaktiv effektkompensationsanlæg.

1. Arbejdsgang for 10kV højspændings reaktiv effektkompensation

Kernen: Forbedre nettets effekt faktor, reducere linjetab, stabilisere systemets spænding og forbedre strømforsyningskvaliteten.

1.1 Kompensationsprincip

• Kilde til reaktiv effekt: Induktive belastninger i strømnettet (fx motorer, transformatorer) kræver oprettelsen af et magnetfelt under drift, hvilket forbruger forsinket reaktiv effekt (Q).

• Kompensationsmetode: Kapacitorbanker forbinder parallel, genererer ledende kapacitiv reaktiv effekt (Qc) for at udligne induktiv reaktiv effekt (Ql).

• Resultat: Det samlede reaktive effekt (Q), der er nødvendigt for systemet, reduceres, effekt faktoren (Cosφ = P / S) forbedres, og den synlige effekt (S) sænkes.

1.2 Komponenter i kompensationsanlæget

• Højspændings parallellkapacitorbank: Den kernekomponent, der leverer kapacitiv reaktiv effekt. Består typisk af flere kapacitorenheder forbundet i serie og parallel for at opfylde 10kV spænding og de påkrævede kapacitetskrav.

• Seriereaktor:

• Strømbegrænsningsreaktor: Begrenser indstrømningen i det øjeblik, hvor kapacitorerne slås til (typisk 5-20 gange den nominelle strøm), beskytter kapacitorerne og slukningsudstyr.

• Filterreaktor: Danner en LC-stemt kredsløb med kapacitoren (normalt stemt under 5., 7. eller en bestemt harmonisk frekvens), undertrykker harmoniske strømme fra at trænge ind i kapacitoren, forhindrer harmonisk forstærkning og resonans, og beskytter dermed kapacitoren.

• Højspændings slukningsudstyr:

• Vakuumkontaktor eller vakuumkredsløbsbryder: Bruges til at slå kapacitorbanker til eller fra. Vakuumkontaktorer er mere almindelige og egnet til hyppige operationer.

• Afskærmningskontakt / jordningskontakt: Bruges under vedligeholdelse til at isolere strømkilden og sikre en sikker jordning.

• Afledningsenhed:

• Afledningsbobin eller afledningsmodstand: Efter at kapacitorbanken er afbrudt, aflader den hurtigt den lagrede ladning på kapacitorterminalerne (typisk kræves det, at restspændingen reduceres til under 50V inden for 5 sekunder), for at sikre sikkerhed under vedligeholdelse. Afledningsbobiner er mere almindelige.

• Beskyttelsesenheder:

• Fuse: Beskytter individuelle kapacitorer mod interne fejl (udskydningsfuse).

• Relæbeskyttelse: Inkluderer overstrømningssikring (fasen-fase kortslutning), ubalancesikring (internt kapacitorelementbrud eller fuseblæsning), overspændingssikring, undervoltagebeskyttelse, harmonisk grænseoverskridelsesbeskyttelse, delt-delta spændingssikring osv.

• Målings- og styringsenheder:

• Kontroller: Overvåger kontinuerligt systemets spænding, strøm, effekt faktor, harmonisk strøm, harmonisk spændingsforvrængningsgrad og andre parametre. Styrer automatisk kapacitorbankernes slukning ifølge foruddefinerede strategier (fx mål-effekt faktor, mål-spænding, harmonisk grænseoverskridelsesbeskyttelse, tidsbaserede programmer).

• Strømtransformator (CT), spændingstransformator (PT): Leverer signaler til måling og beskyttelse.

1.3 Driftsproces

• Overvågning: Kontrolleren overvåger konstant parametre som effekt faktor, spænding og behov for reaktiv effekt i nettet.

• Beslutning: Når effekt faktoren falder under et angivet nederste grænse (fx 0,9 forsinket), eller når systemet har brug for ekstra reaktiv effekt, udsteder kontrolleren en energibefaling.

• Energibefaling: Styre-kredsløbet driver vakuumkontaktoren til at lukke, forbindende kapacitorbanken (normalt gennem en seriereaktor) parallel med 10kV busbar.

• Kompensation: Kapacitorbanken leverer kapacitiv reaktiv effekt til systemet, udligner en del af den induktive reaktiv effekt, forbedrer effekt faktoren og understøtter spændingen.

• Afbrydelse: Når effekt faktoren overstiger et angivet øvre grænse (fx 0,98 ledende, hvilket kan forårsage overkompensation), eller når systemets spænding er for høj, eller når belastningsreduktion fører til mindre behov for reaktiv effekt, udsteder kontrolleren en afbrydelsesbefaling, vakuumkontaktoren åbner, og kapacitorbanken tages ud af drift.

• Afledning: Efter at kapacitorbanken er afbrudt, opererer afledningsenheden (afledningsbobin) automatisk, aflader hurtigt den lagrede energi.

2. Vedligeholdelse af 10kV højspændings reaktiv effektkompensationsanlæg

Kernen: Sikre sikkert, pålideligt og effektiv drift, og forlænge udstyrs levetid.

2.1 Daglig inspektion

• Visuel inspektion: Tjek kapacitorkasse for blødning, olieudløb, rost eller maling, tjek bushinger for sprækker, forurening eller flashover spor, tjek forbindelsespunkter for løshed, overophedning (infrarød termografi) eller farveændring.

• Driftslyd: Lyt efter abnorme vibration eller støj fra reaktorer, afledningsbobiner eller kapacitorer (fx en abnormalt stigende "summen" kan indikere intern løshed).

• Instrumentindikation: Tjek om indikationer på spændingsmålere, strømmålere, effekt faktormålere og reaktiv effekt målere er normale, og sammenlign med kontrollerens visningsværdier.

• Miljøtjek: Tjek indoor ventilering, omgivelser temperature og fugtighed for at sikre, at de ligger inden for tilladte grænser, tjek for støvakkumulation eller tegn på små dyr intrusion, tjek om hegn og etiketter er intakte.

• Beskyttelsessignal: Tjek om der er nogen alarm- eller trip-signal fra beskyttelsesenheder.

2.2 Periodisk vedligeholdelse (typisk hvert halvår til et år)

• Slukning og rengøring: Fjern grundigt støv og smuds fra overfladerne på kapacitorkasser, bushinger, isolatorer, busbarer, rammer, reaktorer og slukningsudstyr (brug tør, fibrefri klude eller specielle værktøjer, undgå skade på isolation). (Vigtigt! Rengøring af højspændingsudstyr skal udføres efter strømafbrydning, spændingstest og jordning!)

• Tightning af forbindelser: Tjek og tight alle elektriske forbindelsesbolte (busbarforbindelser, kapacitorterminalforbindelser, jordningsledninger osv.) for at sikre god kontakt og undgå overophedning. Operer i overensstemmelse med specificerede drejningsmoment.

• Kapacitor test:

• Kapacitivitetsmåling: Brug en dedikeret kapacitancebro til at måle den samlede kapacitance for hver fase eller hver gren (hvis relevant), og sammenlign med pladespecifikationer eller historiske data. Hvis afvigelsen overstiger ±5% eller viser betydelig ændring (specielt nedgang), kræver det tæt overvågning, muligvis indikerer det interne komponent skade. Kapacitanceværdien for en enkelt kapacitor bør ikke afvige fra den nominelle værdi med mere end -5% til +10%.

• Isolationsmodstandstest: Mål isolationsmodstanden mellem poler og mellem pole og kasse (brug en 2500V megaohmmeter), som skal opfylde reguleringskrav (typisk, interpole isolationsmodstand bør være meget høj, pole-til-kasse isolationsmodstand > 1000MΩ). Skal være fuldt afladet før og efter test!

• Dissipation faktor (tanδ) måling: Kan udføres, hvis betingelser tillader, som er mere sensitiv i at afspejle intern kapacitor isolationsfeuchtigkeit eller forringelse. Bør ikke vise betydelig stigning sammenlignet med fabrikken eller tidligere måleværdier.

• Reaktorinspektion:

• Tjek spoleudseende for overophedning, farveændring, isoleringsaldring eller skade.

• Tjek om kjernekoblinger (hvis til stede) er løse.

• Mål vindings DC modstand, som bør ikke vise betydelig forskel sammenlignet med fabrikken eller tidligere værdier (tag temperaturindflydelse i betragtning).

• Mål isolationsmodstand.

• Afledningsenhedscheck:

• Tjek afledningsbobin udseende og forbindelse.

• Verificer afledningsydelse (under sikkerhedsreguleringstilladelse, simuler drift for at verificere restspændingsnedgangshastighed).

• Slukningsudstyr vedligeholdelse:

• Tjek vakuumafbryder udseende.

• Tjek om driftsmekanisme fungerer fleksibelt og pålideligt; anvend passende smøring til smøringpunkter.

• Mål hovedkreds kontaktmodstand.

• Udfør mekaniske karakteristiske tester (åbning/lukningstid, synkronitet, hop, slaglængde osv.).

• Kalibrering af beskyttelsesenhet: Kalibrer indstillinger og udfør transmissions tests for overstrømning, ubalance, overspænding, undervoltage osv., i overensstemmelse med regler for at sikre præcis og pålidelig drift. Tjek fuse udseende og indikatorstatus.

• Kontroller check: Tjek om display, knapper og kommunikation er normale, verificer sampling præcision (sammenlign spænding, strøm, effekt faktor osv. med standard meter), tjek om slukningslogik er korrekt.

2.3 Special vedligeholdelse

• Harmonisk miljø: Hvis systemet har alvorlige harmoniske, forstærk overvågning af temperaturstigning for kapacitorer og reaktorer (infrarød termografi), udfør regelmæssige harmoniske tests, sikre at justeringspunkt indstillinger er rimelige for at undgå resonans. Tilføj filtreringsenheder, hvis nødvendigt.

• Hyppig slukning: Forstærk inspektion af kontaktslid for vakuumkontaktorer/kredsløbsbrydere, forkort deres vedligeholdelsescyklus.

• Efter fejl: Efter beskyttelsesoperation (specielt fuseblæsning eller ubalancebeskyttelsesoperation), skal årsagen grundigt identificeres, skadede komponenter erstattes, og en omfattende inspektion og test udføres, før genstart.

2.4 Sikkerhedsforanstaltninger (mest vigtigt!)

• Streng gennemførelse af "To billetter og tre systemer": Arbejdsbillet, driftsbillet, skifteoverskriftssystem, rundeinspektionsystem, udstyr periodisk test og rotationsystem.

• Slukning, spændingstest, jordning: Før enhver vedligeholdelsesopgave, skal strømkilden pålideligt afbrydes (inklusive mulig returstrøm fra PT sekundær side), brug en kvalificeret spændingstester for at bekræfte fravær af spænding, og installér jordningsledninger på begge ender af arbejdsstedet. Kapacitorbanken skal være fuldt afladet ved hjælp af en dedikeret jordningsstok og jordet, før kontakt!

• Dedikeret overvåger: Drift og vedligeholdelse af højspændingsudstyr skal have en dedikeret overvåger.

• Brug kvalificerede værktøjer og beskyttelse: Brug værktøjer med kvalificeret isolationsrating, bær isolerende hansker, isolerende støvler og anden sikkerhedsbeskyttelsesudstyr.

• Restspændingsbevidsthed: Selv efter afladning, brug en jordningsstok til at kortslutte kapacitorterminalerne igen, før kontakt.

2.5 Optegnelser og analyse

• Optegn detaljerede data fra hver inspektion, vedligeholdelse og test (kapacitanceværdi, isolationsmodstand, temperatur, beskyttelseshandlingsinformation osv.).

• Opret udstyrsfiler, udfør trendanalyse, og identificer potentielle defekter i tide.

• Optegn abnorme forhold og behandlingsprocesser.

3. Referencer for nøglevedligeholdelsesintervaller

• Daglig inspektion: Dagligt eller ugentligt (afhængigt af vigtighed og driftsomgivelser).

• Periodisk rengøring og inspektion (uden strømafbrud): Månedligt eller kvartalsvis.

• Periodisk vedligeholdelse (med strømafbrud): En gang til to gange årligt (kombineret med forebyggende test).

• Kapacitor kapacitance/isolationsmodstandsmåling: Udført under strømafbrud vedligeholdelse, en gang inden for et år efter indføring, derefter en gang hvert 1-2 år.

• Kalibrering af beskyttelsesenhed: En gang årligt.

• Test af slukningsudstyr karakteristik: Kombineret med strømafbrud vedligeholdelse, en gang hvert 1-2 år eller når driftsantal når en bestemt værdi.

4. Noter

• Omgaivelses temperatur: Driftsomgaivelses temperaturen for kapacitorer må ikke overstige den angivne øvre grænse (typisk -40°C ~ +45°C), undgå direkte sollys.

• Overspænding: Kapacitorer kan længerevarende drift ved 1,1 gange den nominelle spænding, undgå længerevarende overspændingsdrift.

• Overstrømning: Kapacitorer kan længerevarende drift ved 1,3 gange den nominelle strøm (tag harmoniske og overspændings effekter i betragtning).

• Harmoniske: Harmoniske er en af de primære årsager til kapacitorskader. Systemets harmoniske baggrund skal tages i betragtning under design, og reaktorforhold konfigureret rimeligt. Forstærk harmonisk overvågning under drift.