Solución Integral de Protección para Capacitores de Alta Tensión
Objetivo principal: Asegurar la operación segura y estable de los condensadores y la red eléctrica, y prolongar la vida útil del equipo.
Cuando se ponen en funcionamiento condensadores de alta tensión en la red eléctrica, es crucial un sistema de protección robusto. Esta solución, basada en estándares de la industria y experiencia práctica, proporciona directrices de configuración para medidas de protección clave:
I. Protección de parámetros eléctricos principales
- Protección contra sobretensiones:
- Función: Proteger contra daños acumulativos en el dieléctrico del condensador o contra fallos instantáneos causados por sobretensiones atmosféricas (rayos), sobretensiones de conmutación y sobretensiones estacionarias del sistema.
- Configuración:
- Pararrayos (MOA - Pararrayos de óxido metálico): Instalado en el extremo de la línea y en el extremo neutro del banco de condensadores, especialmente en el lado de la línea y en el punto neutro, para clavar eficazmente las oleadas de rayos y los picos de sobretensiones de conmutación.
- Relé de sobretensión: Monitorea continuamente la tensión terminal de los condensadores. Cuando la tensión supera el valor ajustado (típicamente 1.1Un), desconecta el banco de condensadores después de un retardo de tiempo para evitar una operación prolongada en sobretensión. La determinación de la configuración requiere una consideración integral del rango de fluctuación permitido del sistema.
- Protección contra sobrecorrientes:
- Función: Responder al aumento anormal de corriente debido a sobrecargas internas o externas del banco de condensadores, o al fallo de componentes internos.
- Configuración:
- Protección contra sobrecorrientes con retardo: Sirve como protección de respaldo para la protección principal del banco de condensadores y maneja sobrecargas del sistema. La configuración debe coordinarse con y soportar corrientes de inrush durante la energización, generalmente ajustada entre 1.5 a 2 veces la corriente nominal.
- Protección contra sobrecorrientes instantánea: Se dirige a fallos de cortocircuito graves y desconecta instantáneamente para eliminar el fallo.
- Protección contra cortocircuitos:
- Función: Proporciona una eliminación de fallos extremadamente rápida en caso de fallos fase a fase internos o externos, o fallos de fase a tierra que involucren a los condensadores.
- Configuración:
- Fusible de alta tensión dedicado: La protección preferida para fallos internos dentro de una unidad de condensador individual. El fusible opera instantáneamente ante un fallo, aislando la unidad defectuosa mientras permite que el resto del banco continúe operando.
- Interruptor + Protección por relé: Proporciona funcionalidad de protección contra cortocircuitos de respaldo. Debe asegurarse la coordinación entre la operación del fusible y los tiempos de desconexión del interruptor.
II. Monitoreo y protección de estado clave
- Protección térmica (protección de temperatura):
- Función: Prevenir explosiones o incendios causados por temperaturas anormalmente altas resultantes de sobrecorrientes, armónicos, ventilación deficiente, envejecimiento del dieléctrico interno o fallo de componentes (que pueden indicarse inicialmente por la operación del fusible).
- Configuración:
- Sensores de temperatura integrados (PTC/Pt100): Integrados en puntos clave de disipación de calor (por ejemplo, en la parte superior de la carcasa del condensador) para monitorear en tiempo real la temperatura de los puntos calientes internos.
- Relé de temperatura / Unidad de monitoreo inteligente: Recibe señales de los sensores. Activa cuando la temperatura supera un umbral seguro (por ejemplo, 75°C - 80°C), emitiendo alarmas o comandos de desconexión.
- Protección y mitigación de armónicos:
- Función: Suprimir los efectos de "amplificación armónica" en los condensadores causados por los armónicos del sistema, que llevan a sobrecorrientes severas, sobrecalentamiento y envejecimiento rápido del equipo.
- Configuración:
- Medidor de monitoreo de armónicos: Monitorea continuamente la Distorsión Armónica Total (THD) y el contenido individual de armónicos de corriente/tensión en la barra de bus o en el circuito del condensador. Emite alarmas ante anomalías.
- Filtros de armónicos: En entornos con contaminación armónica severa o para bancos de condensadores grandes, priorice la instalación de bancos de condensadores filtro con razones de reactancia coincidentes (por ejemplo, con reactancias del 6%, 13%) en lugar de bancos de condensadores puros de compensación. En casos extremos, configure Filtros de potencia activos (APF).
III. Garantía de seguridad y control operativo
- Protección de tierra:
- Función: Asegura la seguridad del personal y del equipo proporcionando una ruta efectiva para la corriente de fallo.
- Configuración:
- Tierra confiable de la carcasa metálica; la resistencia de tierra debe cumplir con las regulaciones.
- Un terminal de la bobina secundaria del condensador/descarga resistiva debe estar conectado a tierra.
- Instalar protección de tensión en delta abierto en sistemas con neutrales no efectivamente a tierra.
- Interruptor de seccionamiento (aislador):
- Función: Crea un corte visible durante el mantenimiento, asegurando que no haya riesgo de retroalimentación y proporcionando un punto de aislamiento seguro.
- Configuración: Instale interruptores de seccionamiento con corte aéreo visible en el lado de alimentación (lado de la línea) del interruptor. La operación debe seguir estrictamente el mecanismo de interbloqueo de "Cinco-prevenção".
- Dispositivo de desconexión automática (protección de interbloqueo):
- Función: Determina de manera integral fallos o condiciones de operación anormales a nivel del sistema de control para lograr un desconexión inteligente.
- Configuración:
- Se integran múltiples criterios (tensión, corriente, temperatura, señales de operación del fusible, etc.) en la unidad de protección y control.
- Inicia automáticamente la lógica de desconexión durante condiciones anormales, conduciendo la operación del interruptor. Integrado dentro del Sistema de Automatización de Subestaciones (SAS).
08/09/2025
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