Radni princip i ključni tačke održavanja uređaja za kompenzaciju reaktivne snage visokog napona od 10kV

Uređaj za kompenzaciju reaktivne snage visokog napona od 10kV je neophodan i nezamenjivi sastavni deo modernih električnih sistema. Pružajući ili apsorbirajući reaktivnu snagu, efikasno rešava probleme kao što su niski faktor snage, visoke gubitke na liniji i fluktuacije napona koje dovode do potrebe za reaktivnom snagom, igrajući ključnu ulogu u poboljšanju ekonomije, bezbednosti i kvaliteta napajanja mreže. Visokonaponska kompenzacija reaktivne snage od 10kV je ključni uređaj za osiguranje bezbednog i ekonomičnog rada mreže.

Razumevanje njegovog principa rada predstavlja osnovu za održavanje, dok striktne implementacije redovnog plana održavanja usredsređenog na preventivno ispitivanje i nadgledanje stanja - uz stalno postavljanje bezbednosti na prvo mesto - predstavljaju temeljnu garantiju za osiguranje dugotrajnog pouzdanog rada. Održavajuće radnje moraju da se obavljaju kvalifikovanim i iskusnim ljudima u skladu sa utvrđenim procedurama. U nastavku sledi detaljno objašnjenje principa rada i ključnih elemenata održavanja sistema za kompenzaciju reaktivne snage visokog napona od 10kV.

1. Princip rada kompenzacije reaktivne snage visokog napona od 10kV

Osnovni cilj: Poboljšati faktor snage mreže, smanjiti gubitke na liniji, stabilizovati sistemski napon i unaprediti kvalitet napajanja.

1.1 Princip kompenzacije

• Izvor reaktivne snage: Induktivna opterećenja u električnoj mreži (npr. motori, transformatori) zahtevaju postavljanje magnetskog polja tokom rada, potrošujući zapoznato reaktivnu snagu (Q).

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

• Rezultat: Smanjuje se ukupna reaktivna snaga (Q) koja je potrebna sistemu, poboljšava se faktor snage (Cosφ = P / S), a smanjuje se aparentna snaga (S).

1.2 Komponente kompenzacionog uređaja

• Visokonaponska banka paralelnih kondenzatora: Ključna komponenta koja pruža kapacitivnu reaktivnu snagu. Obično se sastoji od više kondenzatorskih jedinica spojenih serijalno i paralelno kako bi se ispuna bila u skladu sa naponskim zahtevima od 10kV i potrebnom kapacitetom.

• Serije reaktora:

• Reaktor ograničenja struje: Ograničava prekostrujni tok u trenutku uključivanja kondenzatora (obično 5–20 puta veći od nominalne struje), štiti kondenzatore i prekidni uređaje.

• Filtrirajući reaktor: Formira LC nalazni krug sa kondenzatorom (obično nalazni ispod 5. ili 7. harmonijskog frekvencijskog spektra), supresirajući harmonijske struje da ne bi ušle u kondenzator, sprječavajući pojačanje harmonijskih talasa i rezonanciju, tako štiteći kondenzator.

• Visokonaponski prekidni uređaji:

• Vakuum kontaktni prekidnik ili vakuum prekidnik: Korišten za uključivanje ili isključivanje banke kondenzatora. Vakuum kontaktni prekidnici su češće korišteni i prikladni za česte operacije.

• Izolacijski prekidnik / zemljišni prekidnik: Korišten tokom održavanja za izolaciju izvora struje i osiguranje pouzdane zemlje radi bezbednosti.

• Uređaj za razradu:

• Kontura razrade ili otpornik razrade: Nakon isključivanja banke kondenzatora, brzo razrađuje akumuliranu energiju na terminalima kondenzatora (obično je potrebno da se ostatak napona smanji ispod 50V unutar 5 sekundi), osiguravajući bezbednost tokom održavanja. Konture razrade su češće korišćene.

• Zaštitni uređaji:

• Prednjak: Štiti pojedinačne kondenzatore od unutrašnjih grešaka (prednjak tipa ekspulzije).

• Relé zaštita: Uključuje zaštitu od prekomjerne struje (fazno-između-faza kratkog spoja), nebalansiranosti (unutrašnji element kondenzatora se ruši ili prednjak eksplodira), prekomernog napona, nedostatka napona, prekomerne harmonijske granice, otvoreni delta napon, itd.

• Merenje i kontrolni uređaji:

• Kontroler: Neprekidno nadgleda napon, struju, faktor snage, harmonijsku struju, stopu distorzije harmonijskog napona i druge parametre. Automatski kontrolise uključivanje ili isključivanje banke kondenzatora prema prethodno definisanim strategijama (npr. ciljani faktor snage, ciljani napon, prekomerna harmonijska granica, programi bazirani na vremenu).

• Trafo struje (CT), trafo napona (PT): Pružaju signale za merenje i zaštitu.

1.3 Operativni proces

• Nadgledanje: Kontroler neprekidno nadgleda parametre poput faktora snage, napona i potrebe za reaktivnom snagom mreže.

• Odlučivanje: Kada faktor snage pade ispod postavljenog donjeg limita (npr. 0.9 zapoznato), ili kada sistem treba dodatnu reaktivnu snagu, kontroler daje naredbu za uključivanje.

• Uključivanje: Kontrolni krug pokreće vakuum kontaktni prekidnik da se zatvori, spajajući banku kondenzatora (obično kroz serije reaktora) paralelno sa busbarom od 10kV.

• Kompenzacija: Banka kondenzatora pruža kapacitivnu reaktivnu snagu sistemu, kompenzirajući deo induktivne reaktivne snage, poboljšavajući faktor snage i podržavajući napon.

• Isključivanje: Kada faktor snage pređe postavljeni gornji limit (npr. 0.98 vodeći, što može dovesti do prekomjerne kompenzacije), ili kada sistemski napon bude previsok, ili kada smanjenje opterećenja dovodi do smanjene potrebe za reaktivnom snagom, kontroler daje naredbu za isključivanje, vakuum kontaktni prekidnik se otvara, a banka kondenzatora se isključuje.

• Razrada: Nakon isključivanja banke kondenzatora, uređaj za razradu (kontura razrade) automatski djeluje, brzo razrađujući akumuliranu energiju.

2. Održavanje uređaja za kompenzaciju reaktivne snage visokog napona od 10kV

Osnovni cilj: Osigurati siguran, pouzdan i efikasan rad, te produžiti životnu vreme opreme.

2.1 Dnevni pregled

• Vizualni pregled: Proverite omotač kondenzatora na upucivanje, curenje masla, koroziju ili odlučivanje boje; proverite izolatori na pukotine, kontaminaciju ili tragove iskre; proverite tačke vezanja na osećanje, pregrejavanje (termografska slika) ili promenu boje.

• Radni zvuk: Poslušajte za anormalne vibracije ili buku od reaktora, konture razrade ili kondenzatora (npr. anormalno povećan "humming" zvuk može ukazivati na unutrašnju osećanje).

• Pokazatelj instrumenta: Proverite da li su pokazatelji voltmetara, ampermetara, faktora snage i metara reaktivne snage normalni, i uporedite sa prikazanim vrednostima kontrolera.

• Provera okruženja: Proverite unutrašnju ventilaciju, temperaturu i vlagoću kako bi bile u dozvoljenim granicama; proverite za akumuliranje prašine ili znakove ulaska malih životinja; proverite da li su ograda i oznake integritetne.

• Signal zaštite: Proverite da li postoje alarmni ili signal prekidnog uređaja.

2.2 Redovno održavanje (obično svakih šest meseci do godinu dana)

• Čišćenje bez struje: Potpuno uklonite prašinu i brud iz površina omotača kondenzatora, izolatora, busbара, ramova, reaktora i prekidnih uređaja (koristeći suhe, bezelementne materije ili specijalne alate, izbegavajući oštećenje izolacije). (Važno! Čišćenje visokonaponske opreme mora biti obavljeno nakon isključivanja struje, testiranja napona i zemljenja!)

• Zategnuti vezanja: Proverite i zategnite sve elektro vezne boltove (vezanje busbара, vezanje terminala kondenzatora, zemljenje, itd.) kako bi se osiguralo dobro kontaktiranje i sprečilo pregrejavanje. Radite u skladu sa određenim momentom zategnutosti.

• Testiranje kondenzatora:

• Merenje kapaciteta: Koristite poseban most kapaciteta za merenje ukupnog kapaciteta svake faze ili svake grane (ako je primenjivo), i uporedite sa podacima sa nameštajne tablice ili istorijskim podacima. Ako odstupanje premaši ±5% ili pokazuje značajnu promenu (posebno smanjenje), to zahteva pažljiv prati, moguće ukazivajući na unutrašnje oštećenje komponenti. Kapacitivna vrijednost pojedinačnog kondenzatora ne smije odstupati od nominalne vrijednosti više nego -5% do +10%.

• Testiranje izolacijskog otpora: Mjerite izolacijski otpor između polova i između pola i omotača (koristeći megohmomer od 2500V), koji treba da zadovoljava regulativne zahteve (obično, izolacijski otpor između polova treba da bude vrlo visok, izolacijski otpor između pola i omotača > 1000MΩ). Morate potpuno razraditi pre i posle testiranja!

• Merenje faktora disipacije (tanδ): Može se obaviti ako su uslovi omogućili, što je osetljivije u odrazu unutrašnje izolacije kondenzatora na vlagu ili oštećenje. Ne treba pokazati značajno povećanje u odnosu na fabrične ili prethodne mjerne vrednosti.

• Inspekcija reaktora:

• Proverite izgled bobine na pregrejavanje, promenu boje, starenje izolacije ili oštećenje.

• Proverite da li su fiksne tačke jezgra (ako postoje) osećajuće.

• Mjerite DC otpornost vinilca, koja ne treba da pokazuje značajnu razliku u odnosu na fabrične ili prethodne vrednosti (uz uvažavanje uticaja temperature).

• Mjerite izolacijski otpor.

• Provera uređaja za razradu:

• Proverite izgled i vezanje konture razrade.

• Verifikujte performanse razrade (pod dozvolom sigurnosnih propisa, simulirajte rad kako biste verifikovali brzinu padanja ostatka napona).

• Održavanje prekidnih uređaja:

• Proverite izgled vakuumskog prekidnika.

• Proverite da li operativni mehanizam radi fleksibilno i pouzdano; nanesite odgovarajuće smeće na mesta smečenja.

• Mjerite otpornost glavnog kruga kontakta.

• Obavite mehaničke karakteristične testove (vreme otvaranja/zatvaranja, sinkronizacija, odbijanje, hod, itd.).

• Kalibracija zaštitnih uređaja: Kalibrirajte postavke i obavite testove prenosa za prekomjernu struju, nebalansiranost, prekomerni napon, nedostatak napona, itd., prema propisima kako biste osigurali tačan i pouzdan rad. Proverite izgled prednjaka i status indikatora.

• Provera kontrolera: Proverite da li su displej, tasteri i komunikacija normalni; verifikujte tačnost uzorkovanja (uporedite napon, struju, faktor snage, itd. sa standardnim merilom); proverite da li je logika preključivanja tačna.

2.3 Posebno održavanje

• Harmonijsko okruženje: Ako sistem ima ozbiljne harmonike, jačajte nadgledanje porasta temperature kondenzatora i reaktora (termografska slika), obavljajte redovne testove harmonika, osigurajte da su postavke nalaznog dijela ispravne kako biste izbegli rezonanciju. Dodajte filtrirajuće uređaje ako je potrebno.

• Često preključivanje: Jačajte inspekciju iznosa gubitka kontakta vakuum kontaktnih prekidnika/circuit breakera, skratite njihov ciklus održavanja.

• Nakon grešaka: Nakon rada zaštite (posebno eksplodiranje prednjaka ili rad nebalansirane zaštite), morate potpuno identificirati uzrok, zamijeniti oštećene komponente i dovršiti kompletnu inspekciju i testiranje pre ponovnog uključivanja.

2.4 Mere sigurnosti (najvažnije!)

• Strogo primenjujte "Dva karte i tri sistema": Radna karta, Karta operacije; Sistem prenosa smene, Sistem patrolnog nadzora, Sistem periodičnog testiranja i rotacije opreme.

• Isključivanje struje, testiranje napona, zemljenje: Prije ikakvog održavanja, izvor struje mora biti pouzdano isključen (uključujući moguću struju sa sekundarnog strane PT-a), koristite kvalifikovani tester napona da potvrdite odsustvo napona, i instalirajte zemljni provod na oba kraja lokacije rada. Banka kondenzatora mora biti potpuno razrađena koristeći specijalni zemljišni štap i zemljena pre nego što se dodirne!

• Posebni nadzor: Operacije i održavanje visokonaponske opreme moraju imati posebnog nadzornika.

• Koristite kvalifikovane alate i zaštitu: Koristite alate sa kvalifikovanim izolacijskim stepenom, nosite izolacijske rukavice, izolacijske cipele i drugu sigurnosnu opremu.

• Svjest o ostaku napona: Čak i nakon razrade, koristite zemljišni štap da ponovo kratko-spojite termine kondenzatora pre nego što ih dodirnete.

2.5 Zapisivanje i analiza

• Detaljno zapišite podatke sa svakog pregleda, održavanja i testiranja (kapacitivna vrijednost, izolacijski otpor, temperatura, informacije o radu zaštite, itd.).

• Postavite dokumente opreme, obavite trend analizu i pravo vreme identificirajte potencijalne defekte.

• Zapišite anormalne stanje i proces obrade.

3. Referentni intervali ključnog održavanja

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

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

• Redovno održavanje (sa isključivanjem struje): Jednom do dvaput godišnje (kombinirano sa preventivnim testiranjem).

• Merenje kapaciteta/izolacijskog otpora kondenzatora: Obavljeno tokom održavanja bez struje; jednom unutar godine od uvođenja u rad, zatim jednom svake 1–2 godine.

• Kalibracija zaštitnih uređaja: Jednom godišnje.

• Test karakteristika prekidnih uređaja: Kombinirano sa održavanjem bez struje, jednom svake 1–2 godine ili kada broj operacija doseže određenu vrijednost.

4. Napomene

• Ambientna temperatura:&