Arbetsprincip och viktiga underhållspunkter för 10kV högspänningsreaktiv effektkompensationsenhet

10kV högspänningsreaktiva effektkompensationsenhet är en viktig och nödvändig komponent i moderna elkraftsystem. Genom att tillföra eller absorbera reaktiv effekt löser den effektivt problem som låg effektfaktor, höga linjeförluster och spänningsvariationer orsakade av behovet av reaktiv effekt, vilket spelar en nyckelroll för att förbättra ekonomi, säkerhet och kvaliteten på elnätsdrift. Högspänningsreaktiva effektkompensation på 10kV är en viktig enhet för att säkerställa säker och ekonomisk drift av elnätet.

Att förstå dess fungerande är grunden för underhåll, medan strikt genomförande av ett regelbundet underhållsprogram med fokus på förebyggande tester och tillståndsovervakning - och alltid prioritera säkerhet - är den grundläggande garanten för att säkerställa långsiktig tillförlitlig drift. Underhållsarbete måste utföras av kvalificerad och erfaren personal i enlighet med fastställda procedurer. Nedan följer en detaljerad förklaring av arbetssättet och underhållsgrunderna för 10kV högspänningsreaktiva effektkompensationsystem.

1. Arbetssätt för 10kV högspänningsreaktiva effektkompensation

Huvudmål: Förbättra effektfaktorn i elnätet, minska linjeförlusterna, stabilisera systemets spänning och förbättra kvaliteten på elleveransen.

1.1 Kompensationsprincip

• Källa till reaktiv effekt: Induktiva belastningar i elnätet (t.ex. motorer, transformatorer) kräver upprättandet av ett magnetfält under drift, vilket konsumerar eftersläpande reaktiv effekt (Q).

• Kompensationsmetod: Kapacitorbanker ansluts parallellt, genererar ledande kapacitiv reaktiv effekt (Qc) för att motverka induktiv reaktiv effekt (Ql).

• Resultat: Den totala reaktiva effekt (Q) som systemet kräver minskas, effektfaktorn (Cosφ = P / S) förbättras och synliga effekten (S) sänks.

1.2 Komponenter i kompensationsenheten

• Högspänningsparallellkapacitorbank: Den kärnkomponent som tillhandahåller kapacitiv reaktiv effekt. Består vanligtvis av flera kapaciteenheter anslutna i serie och parallell för att uppfylla 10kV spänning och nödvändig kapacitet.

• Seriereaktor:

• Strömbegränsande reaktor: Begränsar inloppströmmen vid kapacitorsvitschning (vanligtvis 5–20 gånger den nominella strömmen), skyddar kapacitorer och svitscharutrustning.

• Filterreaktor: Formar en LC-stämd circuit med kapacitorn (vanligtvis stämd nedanför den 5:e, 7:e eller en specifik harmonisk frekvens), undertrycker harmoniska strömmar från att inträffa i kapacitorn, förhindrar harmonisk förstärkning och resonans, skyddar kapacitorn.

• Högspänningsväxlingsutrustning:

• Vakuumskontaktor eller vakuumbrytare: Används för att koppla in eller ur kapacitorbanker. Vakuumskontaktorer används oftare och är lämpliga för frekventa operationer.

• Isolerande växling / jordningsväxling: Används under underhåll för att isolera källan och säkerställa tillförlitlig jordning för säkerhet.

• Laddningsavledningsenhet:

• Laddningsspole eller laddningsresistor: Efter att kapacitorbanken har kopplats bort, avleder den snabbt det lagrade laddningsbeloppet på kapacitorkontakterna (vanligtvis krävs att restspänningen reduceras till under 50V inom 5 sekunder), säkerställer säkerhet under underhåll. Laddningsspolet används oftare.

• Skyddsutrustning:

• Fusfall: Skyddar individuella kapacitorer mot interna fel (expulsionsfusfall).

• Reläskydd: Inkluderar överströmningsskydd (fas-till-fas kortslutning), obalansskydd (intern kapacitorelementbrott eller fusfall), överspänningsskydd, underspänningsskydd, harmonisk överskridningsskydd, öppendeltaspänningsskydd, etc.

• Mät- och styrutrustning:

• Kontroller: Övervakar kontinuerligt systemets spänning, ström, effektfaktor, harmoniska ström, harmonisk spänningsdeformering, etc. Styr automatiskt kapacitorbankernas växling enligt förinställda strategier (t.ex. måleffektfaktor, målspänning, harmonisk överskridningsskydd, tidsbaserade program).

• Strömmätare (CT), spänningsmätare (PT): Ger signaler för mätning och skydd.

1.3 Driftprocess

• Övervakning: Kontrollen övervakar kontinuerligt parametrar som effektfaktor, spänning och behov av reaktiv effekt i elnätet.

• Beslut: När effektfaktorn sjunker under ett inställt undre gränsvärde (t.ex. 0.9 eftersläpande), eller när systemet behöver ytterligare reaktiv effekt, ger kontrollen en energiseringsorder.

• Energisering: Styrcirkeln drivs vakuumskontaktorn att stänga, ansluter kapacitorbanken (vanligtvis genom en seriereaktor) parallellt till 10kV busbar.

• Kompensation: Kapacitorbanken tillhandahåller kapacitiv reaktiv effekt till systemet, motverkar del av den induktiva reaktiva effekten, förbättrar effektfaktorn och stödjer spänningen.

• Avenergisering: När effektfaktorn överskrider ett inställt övre gränsvärde (t.ex. 0.98 ledande, vilket kan orsaka överkompensation), eller när systemspänningen är för hög, eller när belastningsminskning leder till minskat behov av reaktiv effekt, ger kontrollen en avenergisering order, vakuumskontaktorn öppnas, och kapacitorbanken tas ur drift.

• Laddningsavledning: Efter att kapacitorbanken har kopplats bort, opererar laddningsavledningsenheten (laddningsspol) automatiskt, avleder snabbt det lagrade energibeloppet.

2. Underhåll av 10kV högspänningsreaktiva effektkompensationsenheter

Huvudmål: Säkerställa säker, tillförlitlig och effektiv drift, och förlänga utrustningens livslängd.

2.1 Daglig inspektion

• Visuell inspektion: Kontrollera kapacitorhöljet för utbuktning, oljelekage, rost eller lackfläckar; kontrollera bushingar för sprickor, föroreningar eller flashover-spår; kontrollera kopplingar för lossning, överhettning (infraröd termografi) eller färgändring.

• Driftljud: Lyssna efter ovanlig vibration eller buller från reaktorer, laddningsspolet eller kapacitorer (t.ex. en ovanligt ökad "brummande" ljud kan indikera intern lossning).

• Instrumentindikation: Kontrollera om indikationerna av spänningsmätare, strömmätare, effektfaktormätare och reaktiv effektmätare är normala, och jämför med visningsvärdena på kontrollen.

• Miljökoll: Kontrollera inombordsventilation, omgivnings temperatur och fuktighet för att säkerställa att de ligger inom tillåtna gränser; kontrollera för dammackumulering eller tecken på smådjursintrång; kontrollera om staket och etiketter är intakta.

• Skyddssignaler: Kontrollera om det finns några larm- eller trip-signaler från skyddsutrustningen.

2.2 Regelbundet underhåll (vanligtvis var sjätte till tolfte månad)

• Stängning och rengöring: Tunga rengöring av damm och smuts från ytan av kapacitorhöljet, bushingar, isolatorer, busbars, ramar, reaktorer och växlingsutrustning (använd torra, fibrifria dukar eller specialverktyg, undvik skada på isolering). (Viktigt! Rengöring av högspänningsutrustning måste göras efter strömavtag, spänningsprov och jordning!)

• Tightning av kopplingar: Kontrollera och tightna alla elektriska kopplingsbolag (busbar kopplingar, kapacitor terminal kopplingar, jordningsledningar, etc.) för att säkerställa god kontakt och förhindra överhettning. Operera enligt angiven moment.

• Kapacitortest:

• Mätning av kapacitans: Använd en dedikerad kapacitansbrygga för att mäta den totala kapacitansen för varje fas eller varje gren (om tillämpligt), och jämför med namnbrädsvärden eller historiska data. Om avvikelsen överstiger ±5% eller visar signifikant ändring (särskilt minskning), krävs nära uppmärksamhet, kan indikera skada på interna komponenter. Kapacitansvärdet för en enskild kapacitor bör inte avvika mer än -5% till +10% från det nominella värdet.

• Mätning av isoleringsmotstånd: Mät isoleringsmotståndet mellan poler och mellan pol och husring (använd en 2500V megaohmmeter), som bör uppfylla regleringskraven (vanligtvis, isoleringsmotståndet mellan poler bör vara mycket högt, pol till husring isoleringsmotstånd > 1000MΩ). Måste fullständigt avlastas innan och efter provning!

• Mätning av försämringsfaktor (tanδ): Kan utföras om förhållandena tillåter, vilket är mer känsligt för att reflektera intern kapacitorisolering fuktighet eller försämring. Borde inte visa signifikant ökning jämfört med fabriks- eller tidigare mätvärden.

• Reaktorinspektion:

• Kontrollera spolens utseende för överhettning, färgändring, isoleringsåldring eller skada.

• Kontrollera om kärnfästen (om tillämpligt) är lossna.

• Mät vindnings DC-motstånd, som inte bör visa signifikant skillnad jämfört med fabriks- eller tidigare värden (beaktar temperaturinflytande).

• Mät isoleringsmotstånd.

• Laddningsavledningsenhetens kontroll:

• Kontrollera laddningspolens utseende och kablage.

• Verifiera laddningsprestanda (under säkerhetsreglers tillståndstillstånd, simulerar drift för att verifiera restspänningsfallshastighet).

• Underhåll av växlingsutrustning:

• Kontrollera vakuumsavbrottsutseende.

• Kontrollera om driftmekanismen fungerar smidigt och pålitligt; applicera lämplig smörja till smörjpunkter.

• Mät huvudcirkelkontaktmotstånd.

• Utför mekaniska karakteristiktester (öppning/stängningstid, synkronism, studs, sträcka, etc.).

• Kalibrering av skyddsutrustning: Kalibrera inställningar och utför transmissionsprov för överströmning, obalans, överspänning, underspänning, etc., enligt regler för att säkerställa korrekt och pålitlig drift. Kontrollera fusfallsutseende och indikatorstatus.

• Kontroll av kontrollenhet: Kontrollera om display, knappar och kommunikation är normala; verifiera provtagningens noggrannhet (jämför spänning, ström, effektfaktor, etc., med standardmätare); kontrollera om växlingslogiken är korrekt.

2.3 Specialunderhåll

• Harmonisk miljö: Om systemet har allvarliga harmoniska, förstärk övervakning av temperaturhöjning av kapacitorer och reaktorer (infraröd termografi), utför regelbundna harmoniska tester, säkerställ att inställningarna för stämningspunkt är rimliga för att undvika resonans. Lägg till filtreringsenheter om nödvändigt.

• Frequent växling: Förstärk inspektion av kontakt-slitage av vakuumskontaktorer/brytare, förkorta deras underhållscykel.

• Efter fel: Efter skyddsbeteende (särskilt fusfall eller obalansskyddsbeteende), måste orsaken grundligt identifieras, skadade komponenter ersättas, och en omfattande inspektion och test slutföras innan återenergivering.

2.4 Säkerhetsförsiktigheter (Allra viktigast!)

• Strängt genomför "Två biljetter och tre system": Arbetsbiljett, driftsbiljett; Skiftöverlämningssystem, patrullinspektionsystem, utrustningsperiodiska tester och rotationsystem.

• Strömavtag, spänningsprov, jordning: Innan något underhållsarbete, måste källan pålitligt kopplas bort (inklusive möjlig backfeeding från PT sekundär sida), använd en kvalificerad spänningsprovningsmaskin för att bekräfta frånvaron av spänning, och installera jordningsledningar vid båda ändar av arbetsplatsen. Kapacitorbanken måste fullständigt avlastas med hjälp av en dedikerad jordningsstav och jordas innan kontakt!

• Dedikerad övervakare: Drift och underhåll av högspänningsutrustning måste ha en dedikerad övervakare.

• Använd kvalificerade verktyg och skydd: Använd verktyg med kvalificerad isoleringsklass, bära isolerande handskar, isolerande stövlar och andra säkerhetsbeskyttande utrustning.

• Restspänningsmedvetenhet: Även efter avledning, använd en jordningsstav för att kortsluta kapacitorterminaler igen innan kontakt.

2.5 Dokumentation och analys

• Dokumentera data från varje inspektion, underhåll och test i detalj (kapacitansvärde, isoleringsmotstånd, temperatur, skyddsbeteendeinformation, etc.).

• Upprätta utrustningsfiler, utför trendanalys, och identifiera potentiella defekter snabbt.

• Dokumentera avvikande tillstånd och hanteringsprocesser.

3. Referens för viktiga underhållsintervall

• Daglig inspektion: Dagligen eller veckovis (beroende på vikt och driftsmiljö).

• Regelbunden rengöring och inspektion (utan strömavtag): Månadsvis eller kvartalsvis.

• Regelbundet underhåll (med strömavtag): En eller två gånger per år (kombinerat med förebyggande tester).

• Mätning av kapacitorns kapacitans/isoleringsmotstånd: Genomförs under strömavtagsunderhåll; en gång inom ett år efter driftsättning, sedan en gång per 1-2 år.

• Kalibrering av skyddsutrustning: En gång per år.

• Test av växlingsutrustningskarakteristik: Kombinerat med strömavtagsunderhåll, en gång per 1-2 år eller när driftsantalet når ett visst värde.

4. Noteringar

• Omgivnings temperatur: Driftstemperaturen för kapacitorer får inte överstiga den angivna övre gränsen (vanligtvis -40°C ~ +45°C), undvik direkt solsken.

• Överspänning: Kapacitorer kan drifta långsiktigt vid 1.1 gånger den nominella spänningen; undvik långvarig överspänningsdrift.

• Överströmning: Kapacitorer kan drifta långsiktigt vid 1.3 gånger den nominella strömmen (beaktar harmoniska och överspännings effekter).

• Harmoniska: Harmoniska är en av de främsta orsakerna till kapacitorskador. Systemets harmoniska bakgrund måste beaktas under design, och reaktorförhållandet konfigureras rimligt. Förstärk harmonisk övervakning under drift.