Solució Integral de Protecció de Capacitors d'Alta Tensió

Objectiu principal:​​ Assegurar l'operació segura i estable dels condensadors i de la xarxa elèctrica, i prolongar la vida útil de l'equipament.

Quan es posen en funcionament condensadors d'alta tensió a la xarxa elèctrica, un sistema de protecció robust és crucial. Aquesta solució, basada en normes de l'indústria i experiència pràctica, proporciona directrius de configuració per a les mesures de protecció clau:

​I. Protecció dels paràmetres elèctrics fonamentals​

1. ​Protecció contra sobretensions:​​
• ​Funció:​​ Protegir contra els danys acumulatius al dielèctric del condensador o la ruptura instantània causada per sobretensions atmosfèriques (llum), sobretensions de commutació i sobretensions estacionàries del sistema.
• ​Configuració:​​
• ​Pararrayos (MOA - Pararrayos d'òxid metàl·lic):​​ Instal·lat al final de la línia i al final neutre del banc de condensadors, especialment al costat de la línia i al punt neutre, per limitar eficacientment l'intrusió de picada de llum i el píxel de sobretensions de commutació.
• ​Relé de sobretensió:​​ Monitoritza continuament la tensió terminal dels condensadors. Quan la tensió supera el valor fixat (normalment 1,1Un), desconnecta el banc de condensadors després d'un retard per evitar una operació prolongada de sobretensió. La determinació del reglatge requereix una consideració integral de l'amplitud permisible de fluctuació del sistema.
2. ​Protecció contra sobrecorrents:​​
• ​Funció:​​ Respondre a l'augment anormal de corrent degut a sobrecàrregues internes o externes del banc de condensadors, o a la ruptura de components interns.
• ​Configuració:​​
• ​Protecció contra sobrecorrents amb retard:​​ Serveix com a protecció de reserva per a la protecció principal del banc de condensadors i gestiona les sobrecàrregues del sistema. El reglatge ha de coordinar-se i resistir les corrents de curs durant l'enenergització, normalment fixades entre 1,5 i 2 vegades la corrent nominal.
• ​Protecció contra sobrecorrents instantània:​​ Dirigida a faults de curt circuit greus i desconnecta instantàniament per eliminar el fault.
3. ​Protecció contra curts circuits:​​
• ​Funció:​​ Proporciona una eliminació extremadament ràpida de faults en cas de faults de fases entre si o de fase a terra que impliquin els condensadors, tant interns com externs.
• ​Configuració:​​
• ​Fusible d'alta tensió dedicat:​​ La protecció preferida per a faults interns d'una unitat de condensador individual. S'activa instantàniament en cas de fault, aïllant la unitat defectuosa mentre permet que el banc restant continui operant.
• ​Interruptor + protecció relè:​​ Proporciona funcionalitat de protecció de curt circuit de reserva. S'ha de garantir la coordinació entre l'operació del fusible i el temps de trencament de l'interruptor.

​II. Monitoratge i protecció d'estats clau​

1. ​Protecció de temperatura (protecció tèrmica):​​
• ​Funció:​​ Prevenir explosions o incendis causats per temperatures excepcionalment altes degudes a sobrecorrents, harmòniques, ventilació deficiente, envejeciment intern del dielèctric o ruptura de components (que inicialment pot indicar-se per l'operació del fusible).
• ​Configuració:​​
• ​Sensors de temperatura integrats (PTC/Pt100):​​ Integrats als punts clau de dissipació de calor (per exemple, a la part superior de la carcassa del condensador) per monitoritzar la temperatura del punt calent intern en temps real.
• ​Relé de temperatura / Unitat de monitorització intel·ligent:​​ Rebre senyals dels sensors. S'activa quan la temperatura supera un llindar segur (per exemple, 75°C - 80°C), emetint alarms o ordres de trencament.
2. ​Protecció i mitigació d'harmòniques:​​
• ​Funció:​​ Suprimir els efectes d'"amplificació harmònica" sobre els condensadors causats pels harmònics del sistema, que provoquen sobrecorrents severes, sobrecalentament i envejeciment ràpid de l'equipament.
• ​Configuració:​​
• ​Contador de monitorització d'harmòniques:​​ Monitoritza continuament la distorsió harmònica total (THD) i el contingut individual d'harmòniques de corrent/tensió a la barra o al circuit del condensador. Emet alarms en cas d'anomalies.
• ​Filtres harmònics:​​ En entorns amb contaminació harmònica severa o per a grans bancs de condensadors, prioritat a instal·lar ​bancs de condensadors filtres​ amb raons de reactància coincidents (per exemple, amb reactors del 6%, 13%) en lloc de bancs de condensadors purament compensadors. En casos extrems, configureu ​Filtres Actius de Potència (APF)​.

​III. Garantia de seguretat i control operatiu​

1. ​Protecció de terra:​​
• ​Funció:​​ Assegurar la seguretat del personal i de l'equipament proporcionant una via eficaç per a la corrent de fault.
• ​Configuració:​​
• Terratge fiable de l'encastre metàl·lic; la resistència de terratge ha de complir amb les normatives.
• Un terminal de la bobina secundària del resistor/descarregador ha de estar terratjat.
• Instal·lar protecció de tensió en delta obert en sistemes amb neutrals no terratjats efectivament.
2. ​Interruptor de desconnectar (isolador):​​
• ​Funció:​​ Crear un interrupció visible durant la mantinguda, assegurant que no hi hagi risc de retroalimentació i proporcionant un punt d'aïllament segur.
• ​Configuració:​​ Instal·lar interruptors de desconnectar amb interrupcions visibles d'aire al costat de la font (costat de la línia) de l'interruptor. L'operació ha de seguir estrictament el mecanisme d'interbloqueig "de cinc previsions".
3. ​Dispositiu d'interrompució automàtica (protecció d'interbloqueig):​​
• ​Funció:​​ Determinar de manera integral els faults o condicions d'operació anormal a nivell del sistema de control per aconseguir un trencament intel·ligent.
• ​Configuració:​​
• S'integren múltiples criteris (tensió, corrent, temperatura, senyals d'operació del fusible, etc.) a la unitat de protecció i control.
• Inicia automàticament la lògica de trencament en condicions anormals, fent funcionar l'interruptor. Integrat dins del Sistema d'Automatització de Subestacions (SAS).