Radni princip i ključne točke održavanja uređaja za visokonaponsku reaktivnu nadoknadbu na 10kV

Uređaj za visokonaponsku reaktivnu nadomaku snage na 10kV je bitni i neizostavni sastavni dio modernih energetskih sustava. Pružajući ili apsorbirajući reaktivnu snagu, učinkovito rješava probleme poput niske faktore snage, velikih gubitaka na linijama i fluktuacija napona uzrokovanih potrebom za reaktivnom snagom, odigraju ključnu ulogu u poboljšanju ekonomije, sigurnosti i kvalitete energije u operaciji mreže. Visokonaponska reaktivna nadomaka snage na 10kV je ključni uređaj za osiguravanje sigurne i ekonomične operacije mreže.

Razumijevanje njegovog načela rada je osnova održavanja, dok strogo slijedeći redoviti plan održavanja temeljen na preventivnim testiranjima i nadzoru stanja—uz stalno stavljanje naglaska na sigurnost—predstavlja temeljni jamstvo za osiguravanje dugotrajne pouzdane operacije. Održavajući rad mora obavljati iskusni i kvalificirani osoblje prema utvrđenim postupcima. U nastavku slijedi detaljno objašnjenje načela rada i ključnih aspekata održavanja sistema za visokonaponsku reaktivnu nadomaku snage na 10kV.

1. Načelo rada visokonaponske reaktivne nadomake snage na 10kV

Glavni cilj: Poboljšanje faktora snage mreže, smanjenje gubitaka na linijama, stabilizacija sustavnog napona i poboljšanje kvalitete opskrbe strujom.

1.1 Načelo nadomake

• Izvor reaktivne snage: Induktivne opterećenja u mreži (npr. motori, transformatori) tijekom rada zahtijevaju postavljanje magnetskog polja, trošeći zakasnelu reaktivnu snagu (Q).

• Metoda nadomake: Banci kondenzatora su spojene paralelno, generirajući vodeću kapacitivnu reaktivnu snagu (Qc) kako bi se kompenzirala induktivna reaktivna snaga (Ql).

• Rezultat: Smanjuje se ukupna reaktivna snaga (Q) koju sustav treba, poboljšava se faktor snage (Cosφ = P / S) i smanjuje se vidljiva snaga (S).

1.2 Komponente nadomakog uređaja

• Visokonaponska paralelna banka kondenzatora: Ključna komponenta koja pruža kapacitivnu reaktivnu snagu. Obično se sastoji od više jedinica kondenzatora povezanih nizno i paralelno kako bi se zadovoljile zahtjeve za napetostom od 10kV i potrebnu kapacitetu.

• Serijalni reaktor:

• Ograničeni reaktor struje: Ograničava prekidnu struju u trenutku preključivanja kondenzatora (obično 5–20 puta nominalne struje), štiti kondenzatore i opremu za preključivanje.

• Filter reaktor: Formira LC nastrojenu vezu s kondenzatorom (obično nastrojena ispod 5. ili 7. harmonika ili specifične harmonike), supresirajući harmonijske struje koje ulaze u kondenzator, spriječavajući proširenje harmonika i rezonanciju, time štitivši kondenzator.

• Visokonaponska oprema za preključivanje:

• Vakuum kontaktor ili vakuumski prekidač: Koristi se za preključivanje banaka kondenzatora. Vakuum kontaktori su češći i prikladni za česte operacije.

• Izolacijski preklopnik / zemljišni preklopnik: Koristi se tijekom održavanja za izolaciju izvora struje i osiguranje pouzdanog zemljenja radi sigurnosti.

• Otpornik za razlaganje:

• Koilt otpornik ili otpornik za razlaganje: Nakon isključivanja banke kondenzatora brzo razlaže akumuliranu nabojnu količinu na terminalima kondenzatora (obično je potrebno smanjiti ostatak napona do ispod 50V unutar 5 sekundi), osiguravajući sigurnost tijekom održavanja. Koilt otpornici su češći.

• Zaštitni uređaji:

• Žice: Štiti pojedine kondenzatore od internih grešaka (izbacivanje žica).

• Relé zaštita: Uključuje zaštitu od previsoke struje (kratko spojenje faza-faza), neravnotežu (unutarnje oštećenje elementa kondenzatora ili ispaljivanje žica), previsoku napetost, premalu napetost, previsoku harmonijsku granicu, otvorenu delta napetost itd.

• Mjerni i kontrolni uređaji:

• Kontroler: Stalno praćenje napetosti, struje, faktora snage, harmonijske struje, distorzije harmonijske napetosti i drugih parametara. Automatsko upravljanje preključivanjem banaka kondenzatora prema predodređenim strategijama (npr. ciljani faktor snage, ciljana napetost, prekoracenje harmonijske granice, vremenski programi).

• Trafotransformator struje (CT), trafotransformator napetosti (PT): Pružaju signale za mjerenje i zaštitu.

1.3 Operativni proces

• Nadzor: Kontroler stalno praćenje parametara poput faktora snage, napetosti i potrebe za reaktivnom snagom u mreži.

• Odluka: Kada faktor snage pada ispod postavljene donje granice (npr. 0.9 zakasnelo), ili kada sustav treba dodatnu reaktivnu snagu, kontroler emitira naredbu za energiziranje.

• Energiziranje: Kontrolni krug pokreće vakuum kontaktor da se zatvori, spojući banku kondenzatora (obično kroz serijalni reaktor) paralelno s busom 10kV.

• Nadomaka: Banka kondenzatora pruža kapacitivnu reaktivnu snagu sustavu, kompenzirajući dijelom induktivnu reaktivnu snagu, poboljšavajući faktor snage i podržavajući napetost.

• De-energiziranje: Kada faktor snage prelazi postavljenu gornju granicu (npr. 0.98 vodeće, što može uzrokovati prekomjernu nadomaku), ili kada je sustavna napetost previsoka, ili kada smanjenje opterećenja dovodi do smanjene potrebe za reaktivnom snagom, kontroler emitira naredbu za de-energiziranje, vakuum kontaktor se otvara, i banka kondenzatora se isključuje.

• Razlaganje: Nakon isključivanja banke kondenzatora, uređaj za razlaganje (koilt) automatski djeluje, brzo razlaže akumuliranu energiju.

2. Održavanje uređaja za visokonaponsku reaktivnu nadomaku snage na 10kV

Glavni cilj: Osigurati sigurnu, pouzdanu i učinkovitu operaciju te produžiti vijek trajanja opreme.

2.1 Dnevni pregled

• Vizualni pregled: Provjerite omotač kondenzatora na bumbaljastost, curenje ulja, koroziju ili odklepljenje boje; provjerite bušnje na pukotine, kontaminaciju ili tragove isparkanja; provjerite spojeve na lakoću, pregrejavanje (termografska slika) ili promjenu boje.

• Radni zvuk: Slušajte za abnormalne vibracije ili buku iz reaktora, koila za razlaganje ili kondenzatora (npr. značajno povećan "bumbari" zvuk može ukazivati na interno lakanje).

• Instrumentalna indikacija: Provjerite jesu li indikacije voltmetara, ampermetara, faktora snage i metara reaktivne snage normalne, usporedite s vrijednostima prikazanim na kontroleru.

• Ambientni pregled: Provjerite ventilaciju prostorija, okolinu temperaturu i vlagočnost kako bi bile unutar dopuštenih granica; provjerite za nakupljanje prašine ili znakove intruzije malih životinja; provjerite jesu li ograda i oznake integritetu.

• Zaštitni signali: Provjerite jesu li prisutni alarmni ili prekidni signali zaštitnih uređaja.

2.2 Redovito održavanje (obično svakih šest mjeseci do godinu dana)

• Čišćenje bez struje: Duboko uklonite prašinu i smrdjive materije s površina omotača kondenzatora, bušnjaka, izolatora, busova, okvira, reaktora i prekidača (koristeći suhe, bezvlakne perke ili posebne alate, izbjegavajući oštećenje izolacije). (Važno! Čišćenje visokonaponske opreme mora se obaviti nakon isključivanja struje, testiranja napetosti i zemljenja!)

• Zategivanje spojeva: Provjerite i zategnite sve električne spojeve (spojnice busova, spojnice terminala kondenzatora, zemljišne žice itd.) kako bi se osigurala dobra kontaktnost i sprečilo pregrejavanje. Radite prema utvrđenom momentu savijanja.

• Testiranje kondenzatora:

• Mjerenje kapaciteta: Koristite poseban most kapaciteta za mjerenje ukupnog kapaciteta svake faze ili grane (ako je primjenjivo), usporedite s vrijednostima na oznaci ili povijesnim podacima. Ako odstupanje prelazi ±5% ili pokazuje značajnu promjenu (posebno smanjenje), to zahtijeva pažljiv pristup, mogući je oštećenje internih komponenti. Kapacitivna vrijednost pojedinog kondenzatora ne smije se odstupati od nominalne vrijednosti više nego -5% do +10%.

• Test izolacijskog otpora: Mjerite izolacijski otpor između polova i između pola i omotača (koristeći megohmmeter 2500V), trebalo bi ispunjavati propisne zahtjeve (obično, izolacijski otpor između polova treba biti vrlo visok, izolacijski otpor pola-do-omotača > 1000MΩ). Morate ga potpuno razlagati prije i poslije testiranja!

• Mjerenje faktora disipacije (tanδ): Može se provesti ako su uvjeti omogućuju, što je osetljivije u odražavanju unutrašnje vlage ili deteroracije izolacije kondenzatora. Ne bi trebao pokazivati značajno povećanje u usporedbi s fabričkim ili prethodnim mjerenjima.

• Pregled reaktora:

• Provjerite izgled zavojnice na pregrejavanje, promjenu boje, staranje izolacije ili oštećenje.

• Provjerite jesu li fiksne komponente jezgra (ako postoje) luke.

• Mjerite DC otpor zavoja, koji ne bi trebao pokazivati značajnu razliku u usporedbi s fabričnim ili prethodnim vrijednostima (uzimajući u obzir utjecaj temperature).

• Mjerite izolacijski otpor.

• Pregled uređaja za razlaganje:

• Provjerite izgled i spojeve koila za razlaganje.

• Potvrdite performanse razlaganja (pod dozvolom sigurnosnih propisa, simulirajte rad kako biste provjerili brzinu padanja ostatka napona).

• Održavanje opreme za preključivanje:

• Provjerite izgled vakuumskog prekidača.

• Provjerite radi li mehanički mehanizam fleksibilno i pouzdano; nanesite odgovarajući mazivač na mazive tačke.

• Mjerite otpor glavnog kruga spojnica.

• Obavite mehaničke karakteristične testove (vrijeme otvaranja/zatvaranja, sinkronizacija, odboj, hod, itd.).

• Kalibracija zaštitnih uređaja: Kalibrirajte postavke i obavite testove prenosa za previsoku struju, neravnotežu, previsoku napetost, premalu napetost itd., prema propisima kako bi se osigurala točna i pouzdana operacija. Provjerite izgled žica i status indikatora.

• Pregled kontrolera: Provjerite jesu li prikaz, tipke i komunikacija normalne; potvrdite točnost uzorkovanja (usporedite napetost, struju, faktor snage itd. s standardnim merilom); provjerite jesu li logika preključivanja točne.

2.3 Posebno održavanje

• Harmonijsko okruženje: Ako sustav ima ozbiljne harmonike, jačajte nadzor nad temperaturom kondenzatora i reaktora (termografska slika), obavljajte redovita harmonijska testiranja, osigurajte da su postavke nastrojene točno kako bi se spriječila rezonancija. Ako je potrebno, dodajte filtre.

• Često preključivanje: Jačajte pregled nosivosti spojnica vakuumskih kontaktora/prekidača, skratite njihov ciklus održavanja.

• Nakon grešaka: Nakon operacije zaštite (posebno ispaljivanje žica ili operacija neravnoteže), mora se temeljito identificirati uzrok, zamijeniti oštećene komponente i dovršiti kompletni pregled i testiranje prije ponovnog energiziranja.

2.4 Sigurnosne opreme (Najvažnije!)

• Strog izvršavanje "Dva kartona i tri sustava": Karton za rad, karton za operacije; Sustav prenosa smjene, sustav patroliranja, sustav periodičnog testiranja i rotacije opreme.

• Isključivanje struje, testiranje napetosti, zemljenje: Prije bilo kakvog održavanja, izvor struje mora biti pouzdano isključen (uključujući moguću strujnu povratnu vezu sa strane sekundarnog PT-a), koristite kvalificirani tester napetosti kako biste potvrdili odsustvo napetosti i instalirajte zemljišne žice na oba kraja radnog mjesta. Banka kondenzatora mora biti potpuno razlagana pomoću posebnog zemljišnog štapca i zemljena prije dodira!

• Posebni nadzornik: Operacija i održavanje visokonaponske opreme mora imati posebnog nadzornika.

• Korištenje kvalificiranih alata i zaštite: Koristite alate s kvalificiranim izolacijskim stupnjem, nosite izolacijske rukavice, izolacijske cipele i drugu sigurnosnu zaštitnu opremu.

• Svijest o ostatku napona: Čak i nakon razlaganja, koristite zemljišni štapac kako biste ponovo kratko spojili terminali kondenzatora prije dodira.

2.5 Zabilježavanje i analiza

• Detaljno zabilježite podatke iz svakog pregleda, održavanja i testiranja (vrijednost kapaciteta, izolacijski otpor, temperatura, informacije o radu zaštite itd.).

• Postavite datoteke opreme, obavite trend analizu i proučno identificirajte potencijalne defekte.

• Zabilježite anormalne stanje i procese obrade.

3. Referentni intervali ključnog održavanja

• Dnevni pregled: Dnevno ili tjedno (ovisi o važnosti i radnom okruženju).

• Redovito čišćenje i pregled (bez isključivanja struje): Mjesečno ili kvartalno.

• Redovito održavanje (sa isključivanjem struje): Jednom do dvaput godišnje (kombinirano s preventivnim testiranjima).

• Mjerenje kapaciteta/izolacijskog otpora kondenzatora: Obavljeno tijekom održavanja bez struje; jednom unutar godine od uvedbe, zatim jednom svakih 1–2 godine.

• Kalibracija zaštitnih uređaja: Jednom godišnje.

• Test karakteristika opreme za preključivanje: Kombinirano s održavanjem bez struje, jednom svakih 1–2 godine ili kada broj operacija doseže određenu vrijednost.

4. Napomene

• Okružna temperatura: Radna okružna temperatura kondenzatora ne smije prelaziti određenu gornju granic