หลักการทำงานและจุดสำคัญในการบำรุงรักษาระบบชดเชยพลังงานปฏิกิริยาความดันสูง 10kV

อุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานแรงดันสูง 10kV เป็นส่วนประกอบที่สำคัญและจำเป็นในระบบพลังงานไฟฟ้าสมัยใหม่ ด้วยการให้หรือดูดซับกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทาน มันสามารถแก้ไขปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น อัตราส่วนกำลังต่ำ การสูญเสียสายส่งสูง และความผันผวนของแรงดันที่เกิดจากความต้องการกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทาน ทำให้เล่นบทบาทสำคัญในการปรับปรุงเศรษฐกิจ ความปลอดภัย และคุณภาพของการทำงานของระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานแรงดันสูง 10kV เป็นอุปกรณ์สำคัญในการรับประกันการทำงานของระบบสายส่งไฟฟ้าอย่างปลอดภัยและประหยัด

การทำความเข้าใจหลักการทำงานเป็นพื้นฐานสำหรับการบำรุงรักษา ในขณะเดียวกัน การดำเนินการตามแผนการบำรุงรักษาระยะยาวที่มุ่งเน้นการทดสอบป้องกันและการตรวจสอบสภาพโดยให้ความสำคัญกับความปลอดภัยเป็นหลักประกันพื้นฐานในการรับประกันการทำงานอย่างเชื่อถือได้ในระยะยาว การบำรุงรักษาต้องดำเนินการโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติและประสบการณ์ตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการทำงานและข้อควรทราบในการบำรุงรักษาอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานแรงดันสูง 10kV

1. หลักการทำงานของอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานแรงดันสูง 10kV

วัตถุประสงค์หลัก: เพิ่มอัตราส่วนกำลังของระบบสายส่งไฟฟ้า ลดการสูญเสียสายส่ง คงความมั่นคงของแรงดันระบบ และเพิ่มคุณภาพการจ่ายไฟฟ้า

1.1 หลักการชดเชย

• แหล่งกำเนิดกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทาน: โหลดเหนี่ยวนำในระบบสายส่งไฟฟ้า (เช่น มอเตอร์, ทรานส์ฟอร์เมอร์) ต้องการสร้างสนามแม่เหล็กในการทำงาน ทำให้ใช้กำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่ล่าหลัง (Q)

• วิธีการชดเชย: แบงค์คอนเดนเซอร์ถูกต่อขนาน เพื่อสร้างกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่นำหน้า (Qc) เพื่อชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่ล่าหลัง (Ql)

• ผลลัพธ์: กำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทาน (Q) ที่ระบบต้องการลดลง อัตราส่วนกำลัง (Cosφ = P / S) ปรับปรุงขึ้น และกำลังปรากฏ (S) ลดลง

1.2 ส่วนประกอบของอุปกรณ์ชดเชย

• แบงค์คอนเดนเซอร์แรงดันสูงขนาน: ส่วนประกอบหลักที่ให้กำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่นำหน้า โดยทั่วไปประกอบด้วยหลายยูนิตคอนเดนเซอร์ที่ต่อเรียงและขนานเพื่อตอบสนองความต้องการแรงดัน 10kV และความจุที่ต้องการ

• รีแอคเตอร์อนุกรม:

• รีแอคเตอร์จำกัดกระแส: จำกัดกระแสกระแทกที่เกิดขึ้นขณะสลับคอนเดนเซอร์ (โดยทั่วไป 5–20 เท่าของกระแสที่กำหนด) เพื่อปกป้องคอนเดนเซอร์และอุปกรณ์สวิตช์

• รีแอคเตอร์กรอง: สร้างวงจร LC ที่ปรับแต่งกับคอนเดนเซอร์ (โดยทั่วไปปรับแต่งต่ำกว่าความถี่ฮาร์โมนิกที่ 5, 7 หรือความถี่เฉพาะ) ยับยั้งกระแสฮาร์โมนิกจากการเข้าคอนเดนเซอร์ ป้องกันการขยายฮาร์โมนิกและการสั่นสะเทือน ทำให้ปกป้องคอนเดนเซอร์

• อุปกรณ์สวิตช์แรงดันสูง:

• คอนแทคเตอร์หรือเบรกเกอร์สูญญากาศ: ใช้สำหรับสลับแบงค์คอนเดนเซอร์เข้าหรือออก คอนแทคเตอร์สูญญากาศใช้มากกว่าและเหมาะสมสำหรับการทำงานบ่อยๆ

• สวิตช์แยก/สวิตช์ต่อกราวด์: ใช้ในการบำรุงรักษาเพื่อแยกแหล่งพลังงานและรับรองการต่อกราวด์อย่างปลอดภัย

• อุปกรณ์ปล่อยประจุ:

• คอยล์ปล่อยประจุหรือตัวต้านทานปล่อยประจุ: หลังจากแบงค์คอนเดนเซอร์ถูกตัดออก จะปล่อยประจุที่สะสมบนขั้วคอนเดนเซอร์อย่างรวดเร็ว (โดยทั่วไปต้องลดแรงดันตกค้างให้ต่ำกว่า 50V ภายใน 5 วินาที) เพื่อความปลอดภัยในการบำรุงรักษา คอยล์ปล่อยประจุมักใช้มากกว่า

• อุปกรณ์ป้องกัน:

• ฟิวส์: ป้องกันคอนเดนเซอร์แต่ละตัวจากการทำงานผิดพลาดภายใน (ฟิวส์แบบระบาย)

• วงจรป้องกันเรเลย์: รวมถึงการป้องกันกระแสเกิน (การลัดวงจรระหว่างเฟส) การป้องกันไม่สมดุล (การแตกขององค์ประกอบคอนเดนเซอร์ภายในหรือฟิวส์ขาด) การป้องกันแรงดันเกิน การป้องกันแรงดันต่ำ การป้องกันฮาร์โมนิกเกินกำหนด การป้องกันแรงดันเปิดสามเหลี่ยม ฯลฯ

• อุปกรณ์วัดและควบคุม:

• คอนโทรลเลอร์: ตรวจสอบแรงดัน กระแส อัตราส่วนกำลัง กระแสฮาร์โมนิก อัตราการบิดเบือนแรงดันฮาร์โมนิก และพารามิเตอร์อื่นๆ อย่างต่อเนื่อง ควบคุมการสลับแบงค์คอนเดนเซอร์ตามกลยุทธ์ที่กำหนด (เช่น อัตราส่วนกำลังเป้าหมาย แรงดันเป้าหมาย การป้องกันฮาร์โมนิกเกินกำหนด การโปรแกรมตามเวลา)

• แอมแปร์เมตร (CT), โวลต์เมตร (PT): ให้สัญญาณสำหรับการวัดและการป้องกัน

1.3 กระบวนการปฏิบัติงาน

• การตรวจสอบ: คอนโทรลเลอร์ตรวจสอบพารามิเตอร์อย่างต่อเนื่อง เช่น อัตราส่วนกำลัง แรงดัน และความต้องการกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานของระบบสายส่งไฟฟ้า

• การตัดสินใจ: เมื่ออัตราส่วนกำลังลดลงต่ำกว่าค่าล่างที่กำหนด (เช่น 0.9 ล่าหลัง) หรือเมื่อระบบต้องการกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานเพิ่มเติม คอนโทรลเลอร์จะส่งคำสั่งให้ทำงาน

• การให้พลังงาน: วงจรควบคุมขับเคลื่อนคอนแทคเตอร์สูญญากาศให้ปิด ต่อแบงค์คอนเดนเซอร์ (โดยทั่วไปผ่านรีแอคเตอร์อนุกรม) ขนานกับบัสบาร์ 10kV

• การชดเชย: แบงค์คอนเดนเซอร์ให้กำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่นำหน้าระบบ ชดเชยส่วนหนึ่งของกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานที่ล่าหลัง ปรับปรุงอัตราส่วนกำลัง และสนับสนุนแรงดัน

• การตัดพลังงาน: เมื่ออัตราส่วนกำลังเกินค่าบนที่กำหนด (เช่น 0.98 นำหน้า ซึ่งอาจทำให้ชดเชยเกิน) หรือเมื่อแรงดันระบบสูงเกินไป หรือเมื่อโหลดลดลงทำให้ความต้องการกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานลดลง คอนโทรลเลอร์จะส่งคำสั่งให้ตัดพลังงาน คอนแทคเตอร์สูญญากาศเปิด และแบงค์คอนเดนเซอร์ออกจากบริการ

• การปล่อยประจุ: หลังจากแบงค์คอนเดนเซอร์ถูกตัดออก อุปกรณ์ปล่อยประจุ (คอยล์ปล่อยประจุ) จะทำงานอัตโนมัติ ปล่อยพลังงานที่สะสมอย่างรวดเร็ว

2. การบำรุงรักษาอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานแรงดันสูง 10kV

วัตถุประสงค์หลัก: รับประกันการทำงานอย่างปลอดภัย เชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพ และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

2.1 การตรวจสอบประจำวัน

• การตรวจสอบด้วยตาเปล่า: ตรวจสอบโครงสร้างคอนเดนเซอร์ว่ามีการโป่งพอง รั่วไหล สนิม หรือสีหลุดลอก; ตรวจสอบอินซูลเอเตอร์ว่ามีรอยแตก ปนเปื้อน หรือมีร่องรอยไฟฟ้าฟ้ากระชาก; ตรวจสอบจุดต่อว่าหลวม ร้อนเกิน (ด้วยเทอร์โมกราฟีอินฟราเรด) หรือเปลี่ยนสี

• เสียงการทำงาน: ฟังเสียงที่ผิดปกติจากรีแอคเตอร์ คอยล์ปล่อยประจุ หรือคอนเดนเซอร์ (เช่น เสียง "หึ่ง" ที่เพิ่มขึ้นอาจบ่งบอกถึงการคลายตัวภายใน)

• การระบุเครื่องมือ: ตรวจสอบว่าการแสดงผลของโวลต์เมตร แอมแปร์เมตร เมตรอัตราส่วนกำลัง และเมตรกำลังไฟฟ้าไร้ผลต้านทานเป็นปกติ และเปรียบเทียบกับค่าแสดงผลของคอนโทรลเลอร์

• การตรวจสอบสภาพแวดล้อม: ตรวจสอบการระบายอากาศภายใน อุณหภูมิและความชื้นให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้; ตรวจสอบการสะสมฝุ่นหรือร่องรอยสัตว์เล็กๆ เข้ามา; ตรวจสอบว่ารั้วและป้ายเป็นอย่างไร

• สัญญาณป้องกัน: ตรวจสอบว่ามีสัญญาณแจ้งเตือนหรือการตัดวงจรจากอุปกรณ์ป้องกันหรือไม่

2.2 การบำรุงรักษาประจำ (โดยทั่วไปทุก 6 เดือนถึง 1 ปี)

• การทำความสะอาดหลังตัดไฟ: ทำความสะอาดฝุ่นและสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวโครงสร้างคอนเดนเซอร์ อินซูลเอเตอร์ บัสบาร์ โครงสร้าง รีแอคเตอร์ และสวิตช์เกียร์ (ใช้ผ้าแห้งไม่มีขนหรือเครื่องมือพิเศษ หลีกเลี่ยงการทำลายฉนวน) (สำคัญ! การทำความสะอาดอุปกรณ์แรงดันสูงต้องทำหลังตัดไฟ ทดสอบแรงดัน และต่อกราวด์!)

• การขันแน่นจุดต่อ: ตรวจสอบและขันแน่นสลักเกลียวที่เชื่อมต่อไฟฟ้าทั้งหมด (เช่น จุดต่อบัสบาร์ จุดต่อขั้วคอนเดนเซอร์ สายต่อกราวด์ ฯลฯ) เพื่อรับประกันการต่อที่ดีและป้องกันการร้อนเกิน ดำเนินการตามแรงบิดที่กำหนด

• การทดสอบคอนเดนเซอร์:

• การวัดความจุ: ใช้สะพานวัดความจุเฉพาะเจาะจงวัดความจุรวมของแต่ละเฟสหรือแต่ละแขนง (ถ้ามี) และเปรียบเทียบกับค่าที่ระบุบนแผ่นชื่อหรือข้อมูลทางประวัติศาสตร์ หากความคลาดเคลื่อนเกิน ±5% หรือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก (โดยเฉพาะการลดลง) ต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษ อาจบ่งบอกถึงความเสียหายขององค์ประกอบภายใน ความจุของคอนเดนเซอร์เดี่ยวไม่ควรคลาดเคลื่อนจากค่าที่กำหนดเกิน -5% ถึง +10%

• การทดสอบความต้านทานฉนวน: วัดความต้านทานฉนวนระหว่างขั้วและระหว่างขั้วและโครงสร้าง (ใช้โอห์มมิเตอร์ 2500V) ควรสอดคล้องกับข้อกำหนด (โดยทั่วไป ความต้านทานฉนวนระหว่างขั้วควรสูงมาก ความต้านทานฉนวนระหว่างขั้วและโครงสร้าง > 1000MΩ) ต้องปล่อยประจุอย่างเต็มที่ก่อนและหลังการทดสอบ!

• การวัดแฟกเตอร์สูญเสีย (tanδ): สามารถทำได้หากมีเงื่อนไข ซึ่งมีความไวต่อการสะท้อนความชื้นหรือการเสื่อมสภาพของฉนวนภายในคอนเดนเซอร์ ไม่ควรเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับค่าจากโรงงานหรือการวัดครั้งก่อน

• การตรวจสอบรีแอคเตอร์:

• ตรวจสอบลักษณะวงจรเพื่อตรวจจับการร้อนเกิน การเปลี่ยนสี การเสื่อมสภาพหรือความเสียหายของฉนวน

• ตรวจสอบว่าสลักเกลียวของแกน (ถ้ามี) หลวมหรือไม่

• วัดความต้านทานกระแสตรงของวงจร ไม่ควรแตกต่างอย่างมากเมื่อเทียบกับค่าจากโรงงานหรือการวัดครั้งก่อน (พิจารณาผลกระทบจากอุณหภูมิ)

• วัดความต้านทานฉนวน

• การตรวจสอบอุปกรณ์ปล่อยประจุ:

• ตรวจสอบลักษณะและสายต่อของคอยล์ปล่อยประจุ

• ตรวจสอบประสิทธิภาพการปล่อยประจุ (ภายใต้การอนุญาตตามกฎความปลอดภัย จำลองการทำงานเพื่อยืนยันความเร็วในการลดแรงดันตกค้าง)

• การบำรุงรักษาอุปกรณ์สวิตช์:

• ตรวจสอบลักษณะของคอนแทคเตอร์สูญญากาศ

• ตรวจสอบว่ากลไกการทำงานทำงานได้คล่องแคล่วและเชื่อถือได้; ใช้น้ำมันหล่อลื่นที่เหมาะสมที่จุดหล่อลื่น

• วัดความต้านทานของวงจรหลัก

• ทำการทดสอบลักษณะทางกล (เวลาเปิด/ปิด ความสัมพันธ์พร้อมกัน การกระแทก ระยะทาง ฯลฯ)

• การสอบเทียบอุปกรณ์ป้องกัน: สอบเทียบการตั้งค่าและทำการทดสอบการส่งสัญญาณสำหรับการป้องกันกระแสเกิน ไม่สมดุล แรงดันเกิน แรงดันต่ำ ฯลฯ ตามข้อกำหนดเพื่อรับประกันการทำงานที่ถูกต้องและเชื่อถือได้ ตรวจสอบลักษณะของฟิวส์และสถานะของตัวชี้วัด

• การตรวจสอบคอนโทรลเลอร์: ตรวจสอบว่าการแสดงผล ปุ่ม และการสื่อสารเป็นปกติ; ยืนยันความแม่นยำในการสุ่มตัวอย่าง (เปรียบเทียบแรงดัน กระแส อัตราส่วนกำลัง ฯลฯ กับมิเตอร์มาตรฐาน); ตรวจสอบว่าลอจิกการสลับเป็นไปอย่างถูกต้อง