اصول کار و نکات کلیدی نگهداری دستگاه جبران بی‌اثر 10kV بالا ولتاژ
دستگاه جبران باری بی‌اثر با ولتاژ بالا ۱۰ کیلوولت مولفه‌ای ضروری و غیرقابل حذف در سیستم‌های نوین توزیع انرژی الکتریکی است. این دستگاه با ارائه یا جذب بار بی‌اثر، به مؤثر حل مشکلاتی مانند ضریب قدرت پایین، از دست دادن خطوط بالا و نوسانات ولتاژ ناشی از تقاضای بار بی‌اثر، نقش کلیدی در بهبود اقتصادی، ایمنی و کیفیت تامین انرژی شبکه دارد. جبران باری بی‌اثر با ولتاژ بالا ۱۰ کیلوولت دستگاهی مهم برای تضمین عملکرد ایمن و اقتصادی شبکه است.
فهمیدن اصول کار آن پایه‌ای برای نگهداری است، در حالی که اجرای دقیق یک برنامه نگهداری منظم که بر آزمون‌های پیشگیرانه و نظارت بر وضعیت متمرکز شده است و همیشه ایمنی را در اولویت قرار می‌دهد، تضمین اساسی برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است. کارهای نگهداری باید توسط کارکنان مؤهل و تجربه‌دار و طبق رویه‌های تعیین شده انجام شود. در ادامه توضیح دقیقی از اصول کار و نقاط کلیدی نگهداری سیستم‌های جبران باری بی‌اثر با ولتاژ بالا ۱۰ کیلوولت آورده شده است.
۱. اصول کار جبران باری بی‌اثر با ولتاژ بالا ۱۰ کیلوولت
هدف اصلی: بهبود ضریب قدرت شبکه، کاهش از دست دادن خط، ثابت کردن ولتاژ سیستم و بهبود کیفیت تأمین انرژی.
۱.۱ اصل جبران باری
منبع بار بی‌اثر: بارهای القایی در شبکه برق (مانند موتورها، ترانسفورماتورها) در زمان عملکرد نیاز به تشکیل یک میدان مغناطیسی دارند که موجب مصرف بار بی‌اثر عقب‌افتاده (Q) می‌شود.
روش جبران: بانک‌های خازنه به صورت موازی متصل می‌شوند تا بار بی‌اثر عقب‌افتاده (Ql) را با ایجاد بار بی‌اثر پیش‌افتاده (Qc) جبران کنند.
نتیجه: مجموع بار بی‌اثر (Q) مورد نیاز سیستم کاهش می‌یابد، ضریب قدرت (Cosφ = P / S) بهبود می‌یابد و قدرت ظاهری (S) کاهش می‌یابد.
۱.۲ اجزای دستگاه جبران باری
بانک خازنه با ولتاژ بالا: مولفه اصلی که بار بی‌اثر پیش‌افتاده فراهم می‌کند. معمولاً شامل چند واحد خازنه به صورت سری و موازی است که برای تأمین نیازهای ولتاژ ۱۰ کیلوولت و ظرفیت لازم طراحی شده‌اند.
ریاکتور سری:
ریاکتور محدودکننده جریان: جریان اولیه در لحظه قطع یا وصل کردن خازنه (معمولاً ۵ تا ۲۰ برابر جریان اسمی) را محدود می‌کند و خازنه‌ها و تجهیزات قطع و وصل را محافظت می‌کند.
ریاکتور فیلتر: با خازنه مدار LC تنظیم‌شده را تشکیل می‌دهد (معمولاً تنظیم شده‌است کمتر از ۵ام، ۷ام یا فرکانس هارمونیک خاص) و جریان‌های هارمونیک را از ورود به خازنه جلوگیری می‌کند، از تقویت و هماهنگی هارمونیک‌ها جلوگیری می‌کند و خازنه را محافظت می‌کند.
تجهیزات قطع و وصل با ولتاژ بالا:
تماس‌گیر خلاء یا قطع‌کننده خلاء: برای قطع و وصل بانک‌های خازنه استفاده می‌شود. تماس‌گیرهای خلاء بیشتر استفاده می‌شوند و برای عملیات مکرر مناسب‌تر هستند.
سوئیچ جداکننده / سوئیچ زمین: در زمان نگهداری برای جدا کردن منبع تغذیه و تضمین زمین‌کشی قابل اعتماد برای ایمنی استفاده می‌شود.
دستگاه خالی‌کن:
پیچ خالی‌کن یا مقاومت خالی‌کن: بعد از قطع بانک خازنه، شارژ ذخیره‌شده در انتهای خازنه (معمولاً نیاز دارد که ولتاژ باقی‌مانده را در ۵ ثانیه به کمتر از ۵۰ ولت کاهش دهد) به سرعت خالی می‌کند و ایمنی در زمان نگهداری را تضمین می‌کند. پیچ‌های خالی‌کن بیشتر استفاده می‌شوند.
دستگاه‌های محافظ:
فیوز: ضد خطا داخلی خازنه‌ها (فیوز اخراجی) محافظت می‌کند.
حفاظت رله‌ای: شامل حفاظت از جریان بیش از حد (قص میان فاز)، حفاظت عدم تعادل (خرابی عنصر داخلی خازنه یا قطع فیوز)، حفاظت از ولتاژ بیش از حد، حفاظت از ولتاژ کمتر از حد، حفاظت از حد بیش از حد هارمونیک، حفاظت از ولتاژ دلتا باز و غیره.
دستگاه‌های اندازه‌گیری و کنترل:
کنترل‌کننده: به طور مداوم ولتاژ، جریان، ضریب قدرت، جریان هارمونیک، نرخ تحریف ولتاژ هارمونیک و سایر پارامترها را نظارت می‌کند. به طور خودکار بر اساس استراتژی‌های پیش‌تعیین‌شده (مانند ضریب قدرت هدف، ولتاژ هدف، حفاظت از حد بیش از حد هارمونیک، برنامه‌های زمان‌بندی) کنترل می‌کند.
تبدیل‌کننده جریان (CT)، تبدیل‌کننده ولتاژ (PT): سیگنال‌های مورد نیاز برای اندازه‌گیری و حفاظت را فراهم می‌کنند.
۱.۳ فرآیند عملیاتی
نظارت: کنترل‌کننده به طور مداوم پارامترهایی مانند ضریب قدرت، ولتاژ و تقاضای بار بی‌اثر شبکه را نظارت می‌کند.
تصمیم‌گیری: وقتی ضریب قدرت کمتر از حد پایین تعیین‌شده (مانند ۰.۹ عقب‌افتاده) می‌شود یا وقتی سیستم به بار بی‌اثر اضافی نیاز دارد، کنترل‌کننده دستور وصل کردن می‌دهد.
وصل کردن: مدار کنترل تماس‌گیر خلاء را بسته و بانک خازنه (معمولاً از طریق ریاکتور سری) به بارهای ۱۰ کیلوولت متصل می‌کند.
جبران: بانک خازنه بار بی‌اثر پیش‌افتاده به سیستم تأمین می‌کند، بخشی از بار بی‌اثر عقب‌افتاده را جبران می‌کند، ضریب قدرت را بهبود می‌بخشد و ولتاژ را پشتیبانی می‌کند.
قطع کردن: وقتی ضریب قدرت بیش از حد بالای تعیین‌شده (مانند ۰.۹۸ پیش‌افتاده که می‌تواند باعث جبران بیش از حد شود)، یا وقتی ولتاژ سیستم بسیار بالا است یا وقتی کاهش بار موجب کاهش تقاضای بار بی‌اثر می‌شود، کنترل‌کننده دستور قطع می‌دهد، تماس‌گیر خلاء باز می‌شود و بانک خازنه از خدمت خارج می‌شود.
خالی‌کردن: بعد از قطع بانک خازنه، دستگاه خالی‌کن (پیچ خالی‌کن) به طور خودکار عمل می‌کند و انرژی ذخیره‌شده را به سرعت خالی می‌کند.
۲. نگهداری دستگاه‌های جبران باری بی‌اثر با ولتاژ بالا ۱۰ کیلوولت
هدف اصلی: تضمین عملکرد ایمن، قابل اعتماد و کارآمد و افزایش طول عمر تجهیزات.
۲.۱ بازرسی روزانه
بازرسی بصری: بازرسی پوش خازنه برای انبساط، نشت روغن، زنگ زدن یا پوسته‌پوسته شدن؛ بازرسی بوشینگ‌ها برای شکاف، آلودگی یا نشانه‌های اتلاف؛ بازرسی نقاط اتصال برای کاهش یا گرم شدن (ترموگرافی اینفراروت) یا تغییر رنگ.
صدا عملیاتی: شنیدن ارتعاش یا صدای غیرعادی از ریاکتورها، پیچ‌های خالی‌کن یا خازنه‌ها (مانند افزایش "صدای هم" که ممکن است نشان‌دهنده آزادی داخلی باشد).
نشان‌دهنده‌های دستگاه: بازرسی اینکه نشان‌دهنده‌های ولت‌متر، آمپر‌متر، متر ضریب قدرت و متر بار بی‌اثر عادی هستند و مقادیر را با نمایشگر کنترل‌کننده مقایسه کنید.
بازرسی محیط: بازرسی تهویه داخلی، دمای محیط و رطوبت برای تضمین آنها در محدوده مجاز؛ بازرسی برای تجمع غبار یا نشانه‌های ورود حیوانات کوچک؛ بازرسی اینکه باریکه‌ها و برچسب‌ها کامل هستند.
سیگنال‌های محافظ: بازرسی اینکه آیا سیگنال‌های هشدار یا قطع از دستگاه‌های محافظ وجود دارد.
۲.۲ نگهداری دوره‌ای (معمولاً هر شش ماه تا یک سال یک بار)
پاک‌کردن بدون برق: پاک‌کردن کامل غبار و کثافت از سطوح پوش خازنه، بوشینگ‌ها، عایق‌ها، بارهای اصلی، قاب‌ها، ریاکتورها و تجهیزات قطع و وصل (با استفاده از پارچه‌های خشک و بدون پرز یا ابزارهای خاص، از خسارت عایق جلوگیری کنید). (مهم! پاک‌کردن تجهیزات با ولتاژ بالا باید بعد از قطع برق، تست ولتاژ و زمین‌کشی انجام شود!)
سفت کردن اتصالات: بازرسی و سفت کردن تمام پیچ‌های اتصال برق (اتصالات بارهای اصلی، اتصالات انتهای خازنه، سیم‌های زمین و غیره) برای تضمین تماس خوب و جلوگیری از گرم شدن. عملیات را بر اساس گشتاور تعیین‌شده انجام دهید.
آزمون خازنه:
اندازه‌گیری ظرفیت: استفاده از پل ظرفیت اختصاصی برای اندازه‌گیری ظرفیت کل هر فاز یا هر شاخه (در صورت امکان) و مقایسه با مقادیر صفحه نام و یا داده‌های تاریخی. اگر انحراف بیش از ±۵٪ یا تغییر قابل توجه (به ویژه کاهش) باشد، نیاز به توجه دقیق دارد، ممکن است نشان‌دهنده خسارت مولفه‌های داخلی باشد. ظرفیت یک خازنه منفرد نباید بیش از -۵٪ تا +۱۰٪ از مقدار اسمی منحرف شود.
آزمون مقاومت عایق: اندازه‌گیری مقاومت عایق بین قطب‌ها و بین قطب و پوش (با استفاده از مگ‌اهم‌متر ۲۵۰۰ ولت) که باید مطابق با الزامات قانونی (معمولاً، مقاومت عایق بین قطب‌ها بسیار بالا باید باشد، مقاومت عایق بین قطب و پوش > ۱۰۰۰MΩ). باید قبل و بعد از آزمون کاملاً خالی شود!
اندازه‌گیری ضریب واپاشی (tanδ): اگر شرایط امکان‌پذیر باشد، انجام داده شود که حساس‌تر در نشان دادن رطوبت یا تخریب عایق داخلی خازنه است. نباید نسبت به مقادیر کارخانه یا اندازه‌گیری‌های قبلی افزایش قابل توجهی داشته باشد.
بازرسی ریاکتور:
بازرسی ظاهری سیم‌پیچ برای گرم شدن، تغییر رنگ، تخریب یا خسارت عایق.
بازرسی اینکه پیچ‌های فیکسیون هسته (اگر موجود باشد) آزاد نیستند.
اندازه‌گیری مقاومت مستقیم سیم‌پیچ که نباید نسبت به مقادیر کارخانه یا اندازه‌گیری‌های قبلی (با توجه به تأثیر دما) تفاوت قابل توجهی داشته باشد.
اندازه‌گیری مقاومت عایق.
بازرسی دستگاه خالی‌کن:
بازرسی ظاهری و سیم‌کشی پیچ خالی‌کن.
تایید عملکرد خالی‌کردن (تحت مجوز نظارت ایمنی، عملیات را شبیه‌سازی کنید تا سرعت کاهش ولتاژ باقی‌مانده را تأیید کنید).
نگهداری تجهیزات قطع و وصل:
بازرسی ظاهری میان‌بُرش خلاء.
بازرسی اینکه مکانیسم عملیاتی به صورت انعطاف‌پذیر و قابل اعتماد عمل می‌کند؛ مواد چربی مناسب را به نقاط چرب‌کاری اعمال کنید.
اندازه‌گیری مقاومت تماس مدار اصلی.
انجام آزمون‌های مشخصه‌های مکانیکی (زمان باز/بسته شدن، همزمانی، ارتعاش، سیر حرکت و غیره).
کالیبراسیون دستگاه‌های محافظ: تنظیم تنظیمات و انجام آزمون‌های انتقال برای جریان بیش از حد، عدم تعادل، ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر از حد و غیره، بر اساس الزامات قانونی برای تضمین عملکرد دقیق و قابل اعتماد. بازرسی ظاهری فیوز و وضعیت نشان‌دهنده.
بازرسی کنترل‌کننده: بازرسی اینکه نمایشگر، دکمه‌ها و ارتباطات عادی هستند؛ تأیید دقت نمونه‌برداری (مقادیر ولتاژ، جریان، ضریب قدرت و غیره را با متر استاندارد مقایسه کنید)؛ بازرسی اینکه منطق قطع و وصل صحیح است.
۲.۳ نگهداری خاص
محیط هارمونیک: اگر سیستم دارای هارمونیک‌های جدی است، نظارت بر افزایش دمای خازنه‌ها و ریاکتورها (ترموگرافی اینفراروت) را تقویت کنید، آزمون‌های هارمونیک دوره‌ای انجام دهید، تضمین کنید که تنظیمات نقطه تنظیم مناسب هستند تا از هماهنگی جلوگیری کنید. در صورت نیاز، دستگاه‌های فیلتر اضافه کنید.
قطع و وصل مکرر: بازرسی از سایش تماس‌های تماس‌گیرهای خلاء/قطع‌کننده‌ها را تقویت کنید، چرخه نگهداری آنها را کوتاه کنید.
پس از خطاها: پس از عملکرد محافظ (به ویژه قطع فیوز یا عملکرد محافظ عدم تعادل)، علت را به طور کامل شناسایی کنید، مولفه‌های خراب را جایگزین کنید و قبل از دوباره تأمین برق، بازرسی و آزمون کامل انجام دهید.
۲.۴ تدابیر ایمنی (مهم‌ترین!)
اجرای دقیق "دو بلیط و سه سیستم": بلیط کار، بلیط عملیات؛ سیستم واگذاری شیفت، سیستم بازرسی دوره‌ای، سیستم آزمون و چرخش دوره‌ای تجهیزات.
قطع برق، تست ولتاژ، زمین‌کشی: قبل از هر کار نگهداری
