Prinsip Kerja dan Poin Penting Perawatan Perangkat Pengkompensasi Reaktif Tegangan Tinggi 10kV

Perangkat kompensasi reaktif tegangan tinggi 10kV adalah komponen penting dan tidak tergantikan dalam sistem tenaga listrik modern. Dengan menyediakan atau menyerap daya reaktif, perangkat ini secara efektif mengatasi masalah seperti faktor daya rendah, kerugian garis tinggi, dan fluktuasi tegangan yang disebabkan oleh permintaan daya reaktif, memainkan peran kunci dalam meningkatkan ekonomi, keamanan, dan kualitas pasokan tenaga listrik. Kompensasi reaktif tegangan tinggi 10kV adalah perangkat kritis untuk memastikan operasi jaringan yang aman dan ekonomis.

Memahami prinsip kerjanya adalah dasar untuk pemeliharaan, sementara penerapan ketat rencana pemeliharaan berkala yang berpusat pada pengujian preventif dan pemantauan kondisi—dan selalu memprioritaskan keselamatan—adalah jaminan fundamental untuk memastikan operasi andal jangka panjang. Pekerjaan pemeliharaan harus dilakukan oleh personil yang berkualifikasi dan berpengalaman sesuai dengan prosedur yang ditetapkan. Berikut adalah penjelasan rinci tentang prinsip kerja dan esensi pemeliharaan sistem kompensasi reaktif tegangan tinggi 10kV.

1. Prinsip Kerja Kompensasi Reaktif Tegangan Tinggi 10kV

Tujuan Utama: Meningkatkan faktor daya jaringan, mengurangi kerugian garis, menstabilkan tegangan sistem, dan meningkatkan kualitas pasokan tenaga listrik.

1.1 Prinsip Kompensasi

• Sumber Daya Reaktif: Beban induktif dalam jaringan listrik (misalnya, motor, transformator) memerlukan pembentukan medan magnet selama operasi, mengonsumsi daya reaktif tertinggal (Q).

• Metode Kompensasi: Bank kapasitor dihubungkan paralel, menghasilkan daya reaktif kapasitif unggul (Qc) untuk mengimbangi daya reaktif induktif (Ql).

• Hasil: Total daya reaktif (Q) yang diperlukan oleh sistem berkurang, faktor daya (Cosφ = P / S) ditingkatkan, dan daya semu (S) berkurang.

1.2 Komponen Perangkat Kompensasi

• Bank Kapasitor Shunt Tegangan Tinggi: Komponen inti yang menyediakan daya reaktif kapasitif. Biasanya terdiri dari beberapa unit kapasitor yang dihubungkan seri dan paralel untuk memenuhi persyaratan tegangan 10kV dan kapasitas yang diperlukan.

• Reaktor Seri:

• Reaktor Pembatas Arus: Membatasi arus lonjakan saat perubahan kapasitor (biasanya 5–20 kali arus nominal), melindungi kapasitor dan peralatan penghidupan.

• Reaktor Filter: Membentuk rangkaian LC yang disesuaikan dengan kapasitor (biasanya disetel di bawah frekuensi harmonik ke-5, ke-7, atau frekuensi harmonik spesifik), menekan arus harmonik agar tidak masuk ke kapasitor, mencegah amplifikasi harmonik dan resonansi, sehingga melindungi kapasitor.

• Peralatan Penghidupan Tegangan Tinggi:

• Kontak Vakum atau Pemutus Sirkuit Vakum: Digunakan untuk menghidupkan atau mematikan bank kapasitor. Kontak vakum lebih umum digunakan dan cocok untuk operasi sering.

• Sakelar Isolasi / Sakelar Penyambungan Tanah: Digunakan selama pemeliharaan untuk mengisolasi sumber tenaga dan memastikan penyambungan tanah yang andal untuk keselamatan.

• Perangkat Penguraian:

• Kumparan Penguraian atau Resistor Penguraian: Setelah bank kapasitor diputus, segera menguras muatan yang tersimpan pada terminal kapasitor (biasanya diperlukan untuk mengurangi tegangan sisa menjadi kurang dari 50V dalam 5 detik), memastikan keselamatan selama pemeliharaan. Kumparan penguraian lebih umum digunakan.

• Perangkat Perlindungan:

• Fuse: Melindungi kapasitor individu terhadap gangguan internal (fuse tipe pelempar).

• Perlindungan Relai: Termasuk perlindungan overcurrent (sirkuit pendek antar fase), perlindungan ketidakseimbangan (penurunan elemen kapasitor internal atau pelepasan fuse), perlindungan overvoltage, undervoltage, perlindungan overlimit harmonik, perlindungan tegangan open-delta, dll.

• Perangkat Pengukuran dan Kontrol:

• Kontroler: Secara terus-menerus memonitor tegangan sistem, arus, faktor daya, arus harmonik, tingkat distorsi tegangan harmonik, dan parameter lainnya. Mengontrol penghidupan bank kapasitor secara otomatis menurut strategi yang telah ditetapkan (misalnya, faktor daya target, tegangan target, perlindungan overlimit harmonik, program berbasis waktu).

• Transformator Arus (CT), Transformator Tegangan (PT): Memberikan sinyal untuk pengukuran dan perlindungan.

1.3 Proses Operasional

• Pemantauan: Kontroler secara terus-menerus memantau parameter seperti faktor daya, tegangan, dan permintaan daya reaktif jaringan.

• Keputusan: Ketika faktor daya turun di bawah batas bawah yang ditetapkan (misalnya, 0,9 tertinggal), atau ketika sistem membutuhkan daya reaktif tambahan, kontroler mengeluarkan perintah penghidupan.

• Penghidupan: Rangkaian kontrol menggerakkan kontak vakum untuk menutup, menghubungkan bank kapasitor (biasanya melalui reaktor seri) paralel ke busbar 10kV.

• Kompensasi: Bank kapasitor menyediakan daya reaktif kapasitif ke sistem, mengimbangi sebagian daya reaktif induktif, meningkatkan faktor daya, dan mendukung tegangan.

• Penghentian: Ketika faktor daya melebihi batas atas yang ditetapkan (misalnya, 0,98 unggul, yang mungkin menyebabkan overkompensasi), atau ketika tegangan sistem terlalu tinggi, atau ketika pengurangan beban menyebabkan penurunan permintaan daya reaktif, kontroler mengeluarkan perintah penghentian, kontak vakum terbuka, dan bank kapasitor diambil dari layanan.

• Penguraian: Setelah bank kapasitor diputus, perangkat penguraian (kumparan penguraian) beroperasi secara otomatis, menguras energi yang tersimpan dengan cepat.

2. Pemeliharaan Perangkat Kompensasi Reaktif Tegangan Tinggi 10kV

Tujuan Utama: Memastikan operasi yang aman, andal, dan efisien, serta memperpanjang masa pakai peralatan.

2.1 Inspeksi Harian

• Inspeksi Visual: Periksa casing kapasitor untuk pembengkakan, kebocoran minyak, karat, atau peluruhan cat; periksa bushing untuk retak, kontaminasi, atau jejak flashover; periksa titik-titik koneksi untuk longgar, panas berlebih (termografi inframerah), atau perubahan warna.

• Suara Operasional: Dengarkan getaran atau suara abnormal dari reaktor, kumparan penguraian, atau kapasitor (misalnya, peningkatan "dengung" yang abnormal mungkin menunjukkan longgaran internal).

• Indikasi Alat Ukur: Periksa apakah indikasi voltmeter, ammeter, meter faktor daya, dan meter daya reaktif normal, dan bandingkan dengan nilai tampilan kontroler.

• Pemeriksaan Lingkungan: Periksa ventilasi ruangan, suhu, dan kelembaban lingkungan untuk memastikan berada dalam batas yang diizinkan; periksa akumulasi debu atau tanda-tanda intrusi hewan kecil; periksa apakah pagar dan label masih utuh.

• Sinyal Perlindungan: Periksa apakah ada sinyal alarm atau trip dari perangkat perlindungan.

2.2 Pemeliharaan Berkala (Biasanya Setiap Enam Bulan hingga Satu Tahun)

• Pembersihan Setelah Mati Listrik: Bersihkan secara menyeluruh debu dan kotoran dari permukaan casing kapasitor, bushing, isolator, busbar, rangka, reaktor, dan peralatan penghidupan (gunakan kain kering tanpa serat atau alat khusus, hindari kerusakan isolasi). (Penting! Pembersihan peralatan tegangan tinggi harus dilakukan setelah mati listrik, uji tegangan, dan penyambungan tanah!)

• Pengecekan dan Pengencangan Koneksi: Periksa dan kencangkan semua baut koneksi listrik (koneksi busbar, koneksi terminal kapasitor, kawat penyambungan tanah, dll.) untuk memastikan kontak yang baik dan mencegah panas berlebih. Operasikan sesuai dengan torsi yang ditentukan.

• Pengujian Kapasitor:

• Pengukuran Kapasitansi: Gunakan jembatan kapasitansi khusus untuk mengukur kapasitansi total setiap fase atau setiap cabang (jika berlaku), dan bandingkan dengan nilai nama piringan atau data historis. Jika deviasi melebihi ±5% atau menunjukkan perubahan signifikan (terutama penurunan), perlu perhatian khusus, mungkin menunjukkan kerusakan komponen internal. Nilai kapasitansi kapasitor tunggal tidak boleh menyimpang dari nilai nominal lebih dari -5% hingga +10%.

• Pengujian Resistansi Isolasi: Ukur resistansi isolasi antara kutub dan antara kutub dan casing (menggunakan megohmmeter 2500V), yang harus memenuhi persyaratan regulasi (biasanya, resistansi isolasi antar kutub harus sangat tinggi, resistansi isolasi kutub-ke-casing > 1000MΩ). Harus didiskusikan sepenuhnya sebelum dan setelah pengujian!

• Pengukuran Faktor Disipasi (tanδ): Dapat dilakukan jika kondisi memungkinkan, yang lebih sensitif dalam mencerminkan kelembaban atau penurunan isolasi internal kapasitor. Tidak boleh menunjukkan peningkatan signifikan dibandingkan dengan nilai pabrik atau pengukuran sebelumnya.

• Pemeriksaan Reaktor:

• Periksa tampilan kumparan untuk panas berlebih, perubahan warna, penuaan isolasi, atau kerusakan.

• Periksa apakah fastener inti (jika ada) longgar.

• Ukur resistansi DC kumparan, yang tidak boleh menunjukkan perbedaan signifikan dibandingkan dengan nilai pabrik atau sebelumnya (pertimbangkan pengaruh suhu).

• Ukur resistansi isolasi.

• Pemeriksaan Perangkat Penguraian:

• Periksa tampilan dan kabel kumparan penguraian.

• Verifikasi kinerja penguraian (dengan izin regulasi keselamatan, simulasi operasi untuk memverifikasi kecepatan penurunan tegangan sisa).

• Pemeliharaan Peralatan Penghidupan:

• Periksa tampilan interupsi vakum.

• Periksa apakah mekanisme operasi beroperasi fleksibel dan andal; aplikasikan pelumas yang sesuai ke titik pelumasan.

• Ukur resistansi kontak sirkuit utama.

• Lakukan tes karakteristik mekanik (waktu hidup/mati, sinkronisasi, pantulan, langkah, dll.).

• Kalibrasi Perangkat Perlindungan: Kalibrasi pengaturan dan lakukan tes transmisi untuk overcurrent, ketidakseimbangan, overvoltage, undervoltage, dll., sesuai dengan regulasi untuk memastikan operasi yang akurat dan andal. Periksa tampilan dan status indikator fuse.

• Pemeriksaan Kontroler: Periksa apakah tampilan, tombol, dan komunikasi normal; verifikasi akurasi sampling (bandingkan tegangan, arus, faktor daya, dll., dengan meter standar); periksa apakah logika penghidupan benar.

2.3 Pemeliharaan Khusus

• Lingkungan Harmonik: Jika sistem memiliki harmonik yang serius, perkuat pemantauan kenaikan suhu kapasitor dan reaktor (termografi inframerah), lakukan pengujian harmonik berkala, pastikan pengaturan titik tuning wajar untuk menghindari resonansi. Tambahkan perangkat filter jika diperlukan.

• Penghidupan Frequent: Perkuat pemeriksaan aus kontak kontak vakum/pemutus sirkuit, pendekkan siklus pemeliharaannya.

• Setelah Gangguan: Setelah operasi perlindungan (terutama pelepasan fuse atau operasi perlindungan ketidakseimbangan), penyebabnya harus diidentifikasi secara menyeluruh, ganti komponen yang rusak, dan lakukan inspeksi dan pengujian komprehensif sebelum penghidupan kembali.

2.4 Tindakan Keselamatan (Paling Penting!)

• Tegakkan secara ketat "Dua Tiket dan Tiga Sistem": Tiket Kerja, Tiket Operasi; Sistem Serah Terima Shift, Sistem Inspeksi Patroli, Sistem Pengujian dan Rotasi Peralatan Berkala.

• Mati Listrik, Uji Tegangan, Penyambungan Tanah: Sebelum melakukan pekerjaan pemeliharaan apa pun, sumber listrik harus diputuskan secara andal (termasuk kemungkinan back-feeding dari sisi sekunder PT), gunakan alat uji tegangan yang memenuhi syarat untuk mengkonfirmasi tidak adanya tegangan, dan pasang kabel penyambungan tanah di kedua ujung lokasi kerja. Bank kapasitor harus diuras sepenuhnya menggunakan tongkat penyambungan tanah khusus dan disambungkan ke tanah sebelum kontak!

• Pengawas Khusus: Operasi dan pemeliharaan peralatan tegangan tinggi harus memiliki pengawas khusus.

• Gunakan Alat dan Perlindungan yang Memenuhi Syarat: Gunakan alat dengan peringkat isolasi yang memenuhi syarat, kenakan sarung tangan isolasi, sepatu isolasi, dan peralatan pelindung keselamatan lainnya.

• Kesadaran Tegangan Sisa: Meskipun setelah penguraian, gunakan tongkat penyambungan tanah untuk menghubungkan terminal kapasitor lagi sebelum kontak.

2.5 Pencatatan dan Analisis

• Catat data dari setiap inspeksi, pemeliharaan, dan pengujian secara rinci (nilai kapasitansi, resistansi isolasi, suhu, informasi aksi perlindungan, dll.).

• Buat berkas peralatan, lakukan analisis tren, dan segera identifikasi cacat potensial.

• Catat kondisi abnormal dan proses penanganan.

3. Referensi untuk Interval Pemeliharaan Kunci

• Inspeksi Harian: Harian atau mingguan (tergantung pada pentingnya dan lingkungan operasional).

• Pembersihan dan Inspeksi Berkala (tanpa mati listrik): Bulanan atau triwulanan.

• Pemeliharaan Berkala (dengan mati listrik): Satu hingga dua kali setahun (digabungkan dengan pengujian preventif).

• Pengukuran Kapasitansi/Resistansi Isolasi Kapasitor: Dilakukan selama pemeliharaan mati listrik; satu kali dalam satu tahun setelah komisioning, kemudian satu kali setiap 1–2 tahun.

• Kalibrasi Perangkat Perlindungan: Satu kali setahun.

• Pengujian Karakteristik Peralatan Penghidupan: Digabungkan dengan pemeliharaan mati listrik, satu kali setiap 1–2 tahun atau ketika jumlah operasi mencapai nilai tertentu.

4. Catatan

• Suhu Lingkungan: Suhu operasional ambien kapasitor tidak boleh melebihi batas atas yang ditentukan (biasanya -40°C ~ +45°C), hindari paparan langsung sinar matahari.

• Overvoltage: Kapasitor dapat beroperasi jangka panjang pada 1,1 kali tegangan nominal; hindari operasi overvoltage yang berkepanjangan.

• Overcurrent: Kapasitor dapat beroperasi jangka panjang pada 1,3 kali arus nominal (memperhitungkan efek harmonik dan overvoltage).

• Harmonik: Harmonik adalah salah satu penyebab utama kerusakan kapasitor. Latar belakang harmonik sistem harus dipertimbangkan selama desain, dan rasio reaktor dikonfigurasikan secara wajar. Perkuat pemantauan harmonik selama operasi.