Komplexní ochranné řešení pro vysokonapěťové kondenzátory

Hlavní cíl: Zajištění bezpečného a stabilního provozu kondenzátorů a elektrické sítě a prodloužení životnosti zařízení.

Při zavedení vysokonapěťových kondenzátorů do elektrické sítě je nezbytný robustní ochranný systém. Toto řešení, založené na průmyslových standardech a praktickém zkušenostech, poskytuje pokyny k konfiguraci klíčových ochranných opatření:

I. Ochrana klíčových elektrických parametrů

1. Ochrana před přetlakem:
• Funkce: Ochrana proti kumulativnímu poškození dielektrika kondenzátoru nebo okamžitému protržení způsobenému atmosférickými přetlaky (blesk), přepínacími přetlaky a stacionárními přetlaky systému.
• Konfigurace:
• Bleskosvod (MOA - Metal Oxide Arrester): Nainstalován na konci linky a neutrálním konci banky kondenzátorů, zejména na straně linky a neutrálním bodu, aby efektivně omezil proniknutí bleskových nárazů a vrcholu přepínacích přetlaků.
• Přetlakový relé: Kontinuálně monitoruje koncové napětí kondenzátorů. Když napětí překročí nastavenou hodnotu (typicky 1,1Un), odpojí banku kondenzátorů po časové prodlevě, aby se zabránilo dlouhodobému provozu při přetlaku. Určení nastavení vyžaduje komplexní zohlednění povoleného rozsahu fluktuace systému.
2. Ochrana před přetokem:
• Funkce: Reaguje na neobvyklý nárůst proudu způsobený interními nebo externími přetíženími banky kondenzátorů nebo selháním interních komponent.
• Konfigurace:
• Časově zpožděná ochrana před přetokem: Slouží jako záložní ochrana pro hlavní ochranu banky kondenzátorů a zpracovává přetížení systému. Nastavení musí být koordinováno s a projít inercií při zapínání, typicky nastaveno na 1,5 až 2 násobek nominálního proudu.
• Okamžitá ochrana před přetokem: Cílí na závažné krátkozavěry a okamžitě odpojí chybu.
3. Ochrana před krátkozaměrem:
• Funkce: Poskytuje extrémně rychlé odstranění chyb v případě interních nebo externích fázových krátkozaměrů nebo jednofázových krátkozaměrů na zem u kondenzátorů.
• Konfigurace:
• Dedikovaný vysokonapěťový pojistka: Preferovaná ochrana pro interní chyby u jednotlivých kondenzátorových jednotek. Pojistka okamžitě spustí při výskytu chyby, izoluje vadnou jednotku a umožňuje zbytek banky pokračovat v provozu.
• Přepínač + relé ochrany: Poskytuje záložní funkci ochrany před krátkozaměrem. Musí být zajištěna koordinace mezi operací pojistky a dobou spuštění přepínače.

II. Klíčové stavové monitoring a ochrana

1. Tepelná ochrana (termální ochrana):
• Funkce: Prevence expluzí nebo požárů způsobených nadměrně vysokou teplotou způsobenou přetokem, harmonickými složkami, špatnou ventilací, vnitřním stárnutím dielektrika nebo selháním komponent (což může být poprvé indikováno operací pojistky).
• Konfigurace:
• Vestavěné teplotní senzory (PTC/Pt100): Vestavěny v klíčových místech odpadu tepla (např. na vrcholu obalu kondenzátoru) pro reálně časové monitorování vnitřních horkých míst.
• Relé teploty / inteligentní monitorovací jednotka: Přijímá signály od senzorů. Spustí, když teplota překročí bezpečnou hranici (např. 75°C - 80°C), vydává upozornění nebo příkazy k odpojení.
2. Harmonická ochrana a potlačení:
• Funkce: Potlačení "harmonického zesílení" na kondenzátorech způsobené harmonickými složkami systému, které vedou k závažným přetokům, přehřívání a rychlému stárnutí zařízení.
• Konfigurace:
• Monitor harmonických složek: Kontinuálně monitoruje celkovou harmonickou deformaci (THD) a individuální harmonické složky proudu/napětí na sběrnici nebo kondenzátorové obvodu. Vydává upozornění při neobvyklosti.
• Harmonické filtry: V prostředích s vážným harmonickým znečištěním nebo pro velké banky kondenzátorů, prioritizujte instalaci filtračních bank kondenzátorů s odpovídajícími reaktančními poměry (např. s 6%, 13% reaktory) namísto čistě kompenzačních bank kondenzátorů. V extrémních případech nakonfigurujte Aktivní filtry aktivní síly (APF).

III. Zajištění bezpečnosti a operační kontrola

1. Zemná ochrana:
• Funkce: Zajišťuje bezpečnost osob a zařízení poskytováním efektivní cesty pro proud chyby.
• Konfigurace:
• Spolehlivé zemnění kovového obalu; zemný odpor musí splňovat předpisy.
• Jeden terminál sekundárního vinutí odpalovacího cívky/odporu musí být zemněn.
• Instalujte ochranu otevřeného delta napětí v systémech s neefektivně zemněnými neutrály.
2. Odpojovací přepínač (izolátor):
• Funkce: Vytváří viditelný rozsek během údržby, zajistí, že není riziko zpětného napájení a poskytuje bezpečný izolační bod.
• Konfigurace: Instalujte odpojovací přepínače s viditelným vzdušným rozsekem na straně zdroje (straně linky) před přepínačem. Provádění musí striktně dodržovat mechanismus "pěti prevencí".
3. Automatické odpojovací zařízení (interlock ochrana):
• Funkce: Komplexně určuje chyby nebo neobvyklé pracovní podmínky na úrovni řídicího systému, aby dosáhlo inteligentního odpojení.
• Konfigurace:
• Vícekriteriální (napětí, proud, teplota, signály operace pojistky atd.) jsou integrovány do ochranné a řídící jednotky.
• Automaticky iniciuje logiku odpojení během neobvyklých podmínek, což pohání přepínač k provedení. Je integrováno do Systému automatizace stanice (SAS).