Prinsip Kerja dan Titik Utama Pemeliharaan Peranti Kompensasi Reaktif Tegangan Tinggi 10kV

Peranti kompensasi daya reaktif tekanan tinggi 10kV adalah komponen penting dan tidak tergantikan dalam sistem tenaga moden. Dengan menyediakan atau menyerap daya reaktif, ia secara efektif menangani isu-isu seperti faktor kuasa rendah, kerugian garis yang tinggi, dan fluktuasi voltan yang disebabkan oleh permintaan daya reaktif, memainkan peranan kunci dalam meningkatkan ekonomi, keselamatan, dan kualiti bekalan tenaga operasi grid. Kompensasi daya reaktif tekanan tinggi 10kV adalah peranti penting untuk memastikan operasi grid yang selamat dan ekonomik.

Memahami prinsip kerjanya adalah asas bagi pemeliharaan, sementara melaksanakan rancangan pemeliharaan berkala yang berpusat pada ujian pencegahan dan pemantauan keadaan—dan sentiasa mengutamakan keselamatan—adalah jaminan asas untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai dalam jangka panjang. Kerja pemeliharaan mesti dilakukan oleh orang yang berkelayakan dan berpengalaman mengikut prosedur yang ditetapkan. Berikut adalah penjelasan terperinci tentang prinsip kerja dan asas-asas pemeliharaan sistem kompensasi daya reaktif tekanan tinggi 10kV.

1. Prinsip Kerja Kompensasi Daya Reaktif Tekanan Tinggi 10kV

Objektif Utama: Meningkatkan faktor kuasa grid, mengurangkan kerugian garis, menstabilkan voltan sistem, dan meningkatkan kualiti bekalan tenaga.

1.1 Prinsip Kompensasi

• Sumber Daya Reaktif: Beban induktif dalam grid tenaga (contohnya, motor, transformator) memerlukan penubuhan medan magnet semasa operasi, menghabiskan daya reaktif lagging (Q).

• Kaedah Kompensasi: Bank kapasitor dihubungkan secara selari, menghasilkan daya reaktif kapasitif leading (Qc) untuk mengimbangi daya reaktif induktif (Ql).

• Hasil: Daya reaktif total (Q) yang diperlukan oleh sistem dikurangkan, faktor kuasa (Cosφ = P / S) ditingkatkan, dan kuasa semula jadi (S) diturunkan.

1.2 Komponen Peranti Kompensasi

• Bank Kapasitor Selari Tekanan Tinggi: Komponen utama yang menyediakan daya reaktif kapasitif. Biasanya terdiri daripada beberapa unit kapasitor yang dihubungkan secara siri dan selari untuk memenuhi keperluan voltan 10kV dan kapasiti yang diperlukan.

• Reaktor Siri:

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

• Reaktor Penapis: Membentuk litar LC yang disetem dengan kapasitor (biasanya disetem di bawah frekuensi harmonik kelima, ketujuh, atau spesifik), menekan arus harmonik daripada memasuki kapasitor, mencegah peningkatan harmonik dan resonansi, seterusnya melindungi kapasitor.

• Peralatan Penghidupan Tekanan Tinggi:

• Kontaktor Vakum atau Pemutus Litar Vakum: Digunakan untuk menghidupkan atau memadam bank kapasitor. Kontaktor vakum lebih biasa digunakan dan sesuai untuk operasi sering.

• Peralatan Isolasi / Peralatan Pelindungan: Digunakan semasa pemeliharaan untuk mengasingkan sumber tenaga dan memastikan pelindungan tanah yang boleh dipercayai untuk keselamatan.

• Peranti Pembebasan:

• Kumparan Pembebasan atau Rintangan Pembebasan: Setelah bank kapasitor dipadam, ia membebaskan muatan yang tersimpan pada terminal kapasitor (biasanya diperlukan untuk mengurangkan voltan sisa kepada di bawah 50V dalam masa 5 saat), memastikan keselamatan semasa pemeliharaan. Kumparan pembebasan lebih biasa digunakan.

• Peranti Perlindungan:

• Fus: Melindungi kapasitor individu daripada kerosakan dalaman (fus pelepasan).

• Perlindungan Relai: Termasuk perlindungan arus berlebihan (korting antara fasa), perlindungan ketidakseimbangan (penyusutan elemen kapasitor dalaman atau pemutusan fus), perlindungan overvoltan, perlindungan undervoltan, perlindungan had harmonik, perlindungan voltan delta terbuka, dll.

• Peranti Pengukuran dan Kawalan:

• Pengawal: Memonitor voltan sistem, arus, faktor kuasa, arus harmonik, kadar distorsi voltan harmonik, dan parameter lain secara berterusan. Mengawal penghidupan bank kapasitor mengikut strategi yang ditetapkan (contohnya, faktor kuasa sasaran, voltan sasaran, perlindungan had harmonik, program berdasarkan masa).

• Transformer Arus (CT), Transformer Voltan (PT): Memberikan isyarat untuk pengukuran dan perlindungan.

1.3 Proses Operasi

• Pemantauan: Pengawal memonitor parameter seperti faktor kuasa, voltan, dan permintaan daya reaktif grid secara berterusan.

• Keputusan: Apabila faktor kuasa jatuh di bawah had bawah yang ditetapkan (contohnya, 0.9 lagging), atau apabila sistem memerlukan daya reaktif tambahan, pengawal mengeluarkan perintah penghidupan.

• Penghidupan: Litar kawalan menggerakkan kontaktor vakum untuk ditutup, menghubungkan bank kapasitor (biasanya melalui reaktor siri) secara selari ke busbar 10kV.

• Kompensasi: Bank kapasitor menyediakan daya reaktif kapasitif kepada sistem, mengimbangi sebahagian daya reaktif induktif, meningkatkan faktor kuasa, dan menyokong voltan.

• Pemadam: Apabila faktor kuasa melebihi had atas yang ditetapkan (contohnya, 0.98 leading, yang mungkin menyebabkan overkompensasi), atau apabila voltan sistem terlalu tinggi, atau apabila beban berkurang yang menyebabkan permintaan daya reaktif berkurang, pengawal mengeluarkan perintah pemadam, kontaktor vakum dibuka, dan bank kapasitor dikeluarkan dari servis.

• Pembebasan: Setelah bank kapasitor dipadam, peranti pembebasan (kumparan pembebasan) beroperasi secara automatik, membebaskan tenaga yang tersimpan dengan cepat.

2. Pemeliharaan Peranti Kompensasi Daya Reaktif Tekanan Tinggi 10kV

Objektif Utama: Memastikan operasi yang selamat, boleh dipercayai, dan cekap, serta memanjangkan usia perkhidmatan peralatan.

2.1 Pemeriksaan Harian

• Pemeriksaan Visual: Semak casing kapasitor untuk pembengkakan, kebocoran minyak, karat, atau peluruhan cat; semak bushings untuk retakan, pencemaran, atau jejak flashover; semak titik-titik sambungan untuk longgar, panasan berlebihan (termografi inframerah), atau perubahan warna.

• Suara Operasi: Dengar getaran atau bunyi abnormal dari reaktor, kumparan pembebasan, atau kapasitor (contohnya, peningkatan "dengungan" yang abnormal mungkin menunjukkan longgaran dalaman).

• Indikasi Instrumen: Semak jika indikasi voltmeter, ammeter, meter faktor kuasa, dan meter daya reaktif normal, dan bandingkan dengan nilai tampilan pengawal.

• Pemeriksaan Lingkungan: Semak ventilasi dalaman, suhu, dan kelembapan untuk memastikan mereka dalam had yang dibenarkan; semak akumulasi debu atau tanda-tanda intrusi haiwan kecil; semak jika pagar dan label masih utuh.

• Isyarat Perlindungan: Semak jika ada isyarat alaram atau trip dari peranti perlindungan.

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

• Pembersihan Selepas Pemadam: Membersihkan habis-habisan debu dan kotoran dari permukaan casing kapasitor, bushings, insulator, busbar, rangka, reaktor, dan peralatan penghidupan (menggunakan kain bebas lint atau alat khas, mengelakkan kerosakan isolasi). (Penting! Pembersihan peralatan tekanan tinggi mesti dilakukan selepas pemadam, ujian voltan, dan grounding!)

• Pengetatan Sambungan: Semak dan ketatkan semua baut sambungan elektrik (sambungan busbar, sambungan terminal kapasitor, wayar grounding, dll.) untuk memastikan hubungan yang baik dan mengelakkan panasan berlebihan. Operasikan mengikut tork yang ditetapkan.

• Ujian Kapasitor:

• Pengukuran Kapasitans: Gunakan jambatan kapasitans khusus untuk mengukur kapasitans total setiap fasa atau setiap cabang (jika berkenaan), dan bandingkan dengan nilai plat nama atau data historikal. Jika penyimpangan melebihi ±5% atau menunjukkan perubahan yang signifikan (terutamanya penurunan), ia memerlukan perhatian rapat, mungkin menunjukkan kerosakan komponen dalaman. Nilai kapasitans kapasitor tunggal tidak boleh menyimpang dari nilai nominal lebih dari -5% hingga +10%.

• Ujian Rintangan Isolasi: Ukur rintangan isolasi antara kutub dan antara kutub dan casing (menggunakan megohmmeter 2500V), yang harus memenuhi syarat peraturan (biasanya, rintangan isolasi antara kutub harus sangat tinggi, rintangan isolasi kutub-ke-casing > 1000MΩ). Mesti dibebaskan sepenuhnya sebelum dan selepas ujian!

• Pengukuran Faktor Disipasi (tanδ): Boleh dilakukan jika syarat membenarkan, yang lebih sensitif dalam mencerminkan kelembaban atau penurunan isolasi kapasitor dalaman. Tidak boleh menunjukkan peningkatan yang signifikan berbanding nilai pabrik atau pengukuran sebelumnya.

• Pemeriksaan Reaktor:

• Semak penampilan kumparan untuk panasan, perubahan warna, penuaan isolasi, atau kerosakan.

• Semak jika pengencang inti (jika ada) longgar.

• Ukur rintangan DC kumparan, yang tidak boleh menunjukkan perbedaan yang signifikan berbanding nilai pabrik atau sebelumnya (mempertimbangkan pengaruh suhu).

• Ukur rintangan isolasi.

• Pemeriksaan Peranti Pembebasan:

• Semak penampilan dan kabel kumparan pembebasan.

• Verifikasi prestasi pembebasan (dengan izin peraturan keselamatan, simulasi operasi untuk mengesahkan laju penurunan voltan sisa).

• Pemeliharaan Peralatan Penghidupan:

• Semak penampilan interupsi vakum.

• Semak jika mekanisme operasi beroperasi fleksibel dan boleh dipercayai; gunakan pelumas yang sesuai pada titik pelumasan.

• Ukur rintangan sambungan litar utama.

• Lakukan ujian ciri mekanikal (masa buka/tutup, sinkron, pantulan, langkah, dll.).

• Kalibrasi Peranti Perlindungan: Kalibrasi setelan dan lakukan ujian transmisi untuk arus berlebihan, ketidakseimbangan, overvoltan, undervoltan, dll., mengikut peraturan untuk memastikan operasi yang tepat dan boleh dipercayai. Semak penampilan fus dan status indikator.

• Pemeriksaan Pengawal: Semak jika paparan, butang, dan komunikasi normal; verifikasi akurasi sampel (bandingkan voltan, arus, faktor kuasa, dll., dengan meter standard); semak jika logik penghidupan betul.

2.3 Pemeliharaan Khas

• Lingkungan Harmonik: Jika sistem mempunyai harmonik yang serius, kuatkan pemantauan peningkatan suhu kapasitor dan reaktor (termografi inframerah), lakukan ujian harmonik berkala, pastikan setelan titik tuning wajar untuk mengelakkan resonansi. Tambah peranti penapis jika perlu.

• Penghidupan Sering: Kuatkan pemeriksaan aus kontak kontaktor vakum/pemutus litar, pendekkan siklus pemeliharaannya.

• Selepas Kerosakan: Selepas operasi perlindungan (terutamanya pemutusan fus atau operasi perlindungan ketidakseimbangan), sebabnya mesti dikenali sepenuhnya, gantikan komponen yang rosak, dan lengkapkan pemeriksaan dan ujian komprehensif sebelum penghidupan semula.

2.4 Precaution Keselamatan (Paling Penting!)

• Tegakkan secara ketat "Dua Tiket dan Tiga Sistem": Tiket Kerja, Tiket Operasi; Sistem Serah Tugas, Sistem Pemeriksaan Patroli, Sistem Ujian Berkala dan Rotasi Peralatan.

• Pemadam, Ujian Voltan, Grounding: Sebelum mana-mana kerja pemeliharaan, sumber tenaga mesti dipadamkan dengan boleh dipercayai (termasuk kemungkinan back-feeding dari sisi sekunder PT), gunakan voltan tester yang layak untuk mengesahkan tiada voltan, dan pasang wayar grounding pada kedua-dua hujung lokasi kerja. Bank kapasitor mesti dibebaskan sepenuhnya menggunakan tiang grounding khusus dan di-ground sebelum disentuh!

• Pengawas Khas: Operasi dan pemeliharaan peralatan tekanan tinggi mesti mempunyai pengawas khas.

• Guna Alat dan Perlindungan yang Layak: Guna alat dengan rating isolasi yang layak, pakai sarung tangan isolasi, bot isolasi, dan peralatan perlindungan keselamatan lain.

• Kesedaran Voltan Sisa: Walaupun selepas pembebasan, gunakan tiang grounding untuk menghubungkan terminal kapasitor lagi sebelum disentuh.

2.5 Pencatatan dan Analisis

• Catat data dari setiap pemeriksaan, pemeliharaan, dan ujian secara terperinci (nilai kapasitans, rintangan isolasi, suhu, maklumat operasi perlindungan, dll.).

• Bina fail peralatan, lakukan analisis trend, dan kenalpasti cacat potensial dengan segera.

• Catat keadaan abnormal dan proses penanganan.

3. Rujukan untuk Selang Pemeliharaan Utama

• Pemeriksaan Harian: Harian atau mingguan (bergantung pada kepentingan dan persekitaran operasi).

• Pembersihan dan Pemeriksaan Berkala (tanpa pemadam): Bulanan atau suku tahunan.

• Pemeliharaan Berkala (dengan pemadam): Satu hingga dua kali setahun (digabungkan dengan ujian pencegahan).

• Pengukuran Kapasitans/Insulasi Rintangan Kapasitor: Dilakukan semasa pemeliharaan pemadam; sekali dalam setahun pertama selepas komisioning, kemudian sekali setiap 1–2 tahun.

• Kalibrasi Peranti Perlindungan: Sekali setahun.

• Ujian Ciri Peralatan Penghidupan: Digabungkan dengan pemeliharaan pemadam, sekali setiap 1–2 tahun atau apabila jumlah operasi mencapai nilai tertentu.

4. Nota

• Suhu Lingkungan: Suhu operasi lingkungan kapasitor tidak boleh melebihi had atas yang ditetapkan (biasanya -40°C ~ +45°C), elakkan sinaran matahari langsung.

• Overvoltan: Kapasitor boleh beroperasi dalam jangka panjang pada 1.1 kali voltan nominal; elakkan operasi overvoltan yang panjang.

• Overarus: Kapasitor boleh beroperasi dalam jangka panjang pada 1.3 kali arus nominal (mempertimbangkan efek harmonik dan overvoltan).

• Harmonik: Harmonik adalah salah satu penyebab utama kerosakan kapasitor. Latar belakang harmonik sistem mesti dipertimbangkan semasa reka bentuk, dan nisbah reaktor dikonfigurasikan dengan wajar. Kuatkan pemantauan harmonik semasa operasi.