Hoogspanningscondensator Algeheel Beschermingsoplossing

Hoofddoel:​​ Om de veilige en stabiele werking van condensatoren en het elektriciteitsnet te waarborgen en de levensduur van apparatuur te verlengen.

Wanneer hoogspanningscondensatoren in het elektriciteitsnet worden ingezet, is een robuust beschermingssysteem cruciaal. Deze oplossing, gebaseerd op industrieëlnormen en praktijkervaring, biedt richtlijnen voor de configuratie van belangrijke beschermingsmaatregelen:

​I. Kern-elektrische parameterbescherming​

1. ​Overspanningsbescherming:​​
• ​Functie:​​ Beschermen tegen cumulatieve schade aan de dielectrische laag van de condensator of plotselinge doorbraak veroorzaakt door atmosferische overspanningen (bliksem), schakeloverspanningen en systeem-staatkundige overspanningen.
• ​Configuratie:​​
• ​Bliksemafleider (MOA - Metal Oxide Arrester):​​ Geïnstalleerd aan het einde van de lijn en het neutrale einde van de condensatorbank, vooral aan de lijnzijde en het neutraal punt, om effectief de intrusie van bliksemschokken en de piek van schakeloverspanningen te beperken.
• ​Overspanningsrelais:​​ Monitort continu de eindspanning van de condensatoren. Wanneer de spanning de ingestelde waarde (meestal 1,1Un) overschrijdt, schakelt het de condensatorbank na een tijdvertraging uit om langdurige overspanningswerkzaamheden te voorkomen. De instelling vereist een grondige overweging van het toelaatbare fluctuatierange van het systeem.
2. ​Overstroombescherming:​​
• ​Functie:​​ Reactie op abnormale stroomstijging als gevolg van interne of externe overbelasting van de condensatorbank, of interne componentendoorbraak.
• ​Configuratie:​​
• ​Tijdvertragende overstroombescherming:​​ Fungeert als back-upbescherming voor de hoofdbescherming van de condensatorbank en hanteert systeemoverbelasting. De instelling moet gecoördineerd zijn met en doorstaan de inschakelstromen tijdens energisering, meestal ingesteld op 1,5 tot 2 keer de nominale stroom.
• ​Directe overstroombescherming:​​ Richt zich op ernstige kortsluitingen en schakelt onmiddellijk om de storing te elimineren.
3. ​Kortsluitingsbescherming:​​
• ​Functie:​​ Biedt uiterst snelle storingeliminatie bij interne of externe fase-tot-fase storingen of enkelvoudige fase-tot-aarde storingen betreffende de condensatoren.
• ​Configuratie:​​
• ​Toegewijde hoogspanningsveiligheid:​​ De voorkeursbescherming voor interne storingen binnen een individuele condensatoreenheid. Valt onmiddellijk bij het optreden van een storing, isolerend de defecte eenheid terwijl de rest van de bank kan blijven werken.
• ​Schakelaar + relaisbescherming:​​ Biedt back-up kortsluitingsbeschermingsfunctionaliteit. Coördinatie tussen fusiebedrijf en schakelaartrippen tijden moet worden gewaarborgd.

​II. Kernstatusmonitoring en bescherming​

1. ​Temperatuurbescherming (thermische bescherming):​​
• ​Functie:​​ Voorkomt explosies of branden veroorzaakt door abnormaal hoge temperaturen als gevolg van overstroom, harmonischen, slechte ventilatie, interne dielectrische veroudering, of componentendoorbraak (die mogelijk aanvankelijk wordt aangeduid door fuses).
• ​Configuratie:​​
• ​Ingebouwde temperatuursensoren (PTC/Pt100):​​ Ingebouwd op belangrijke warmteafvoerpunten (bijvoorbeeld bovenkant van de behuizing van de condensator) om de interne hotspottemperatuur in real-time te monitoren.
• ​Temperatuurrelay / Intelligent Monitoring Unit:​​ Ontvangt signalen van de sensoren. Activeert wanneer de temperatuur een veiligheidsdrempel overschrijdt (bijvoorbeeld 75°C - 80°C), geeft waarschuwingen of tripcommando's af.
2. ​Harmonische bescherming en verminderingsmaatregelen:​​
• ​Functie:​​ Om "harmonische versterkings" effecten op de condensatoren veroorzaakt door systeemharmonics te onderdrukken, wat leidt tot ernstige overstroom, oververhitting en snelle apparatuurveroudering.
• ​Configuratie:​​
• ​Harmonisch monitoringmeter:​​ Monitort continu de totale harmonische vervorming (THD) en individuele harmonische inhoud van stroom/spanning op de busbar of condensatorcircuit. Geeft waarschuwingen af bij anomalieën.
• ​Harmonische filters:​​ In omgevingen met ernstige harmonische verontreiniging of voor grote condensatorbanken, prioriteer de installatie van filtercondensatorbanken met passende reactieverhoudingen (bijvoorbeeld met 6%, 13% reactors) in plaats van zuivere compensatiecondensatorbanken. In extreme gevallen, configureer Actieve Filterkracht (APF).

​III. Veiligheidszekerheid en operationele controle​

1. ​Aardingbescherming:​​
• ​Functie:​​ Zorgt voor de veiligheid van personeel en apparatuur door een effectief pad voor storingstroom te bieden.
• ​Configuratie:​​
• Betrouwbare aarding van de metalen behuizing; aardweerstand moet voldoen aan voorschriften.
• Eén terminal van de secundaire winding van de ontladingspoel/weerstand moet aangesloten zijn op aarde.
• Installeer open-delta spanningbescherming in systemen met niet-effectief aangesloten neutralen.
2. ​Afstandsbediening (isolator):​​
• ​Functie:​​ Creëert een zichtbare onderbreking tijdens onderhoud, zodat er geen risico is op terugvoeding en een veilig isolatiepunt wordt geboden.
• ​Configuratie:​​ Installeer afstandsbedieningen met zichtbare luchtonderbrekingen aan de bronzijde (lijnzijde) van de schakelaar. Bediening moet strikt volgens het "Vijf-Preventie" interlockmechanisme.
3. ​Automatische tripschakelaar (interlockbescherming):​​
• ​Functie:​​ Beoordeelt op controleniveau omvatte storingen of abnormale werktoestanden om intelligente trips te realiseren.
• ​Configuratie:​​
• Meerdere criteria (spanning, stroom, temperatuur, fusesignalen, etc.) worden geïntegreerd in de bescherming en besturingseenheid.
• Activeert automatisch tripslogica tijdens abnormale toestanden, waardoor de schakelaar werkt. Geïntegreerd in het Substation Automation System (SAS).