Минимальные емкости конденсаторов

Номинальное напряжение конденсатора, В	Увеличение емкости, %
3150	33
6300	16
10500	9

Как отмечено выше, Правила устройства разрешают отклонение измеренной емкости конденсатора от паспортного значения не более чем на ± 10 %. В отличие от этого заводская инструкция нормирует только увеличение емкости в конденсаторах с параллельно-последовательным соединением секций и притом отдельно для каждого номинального напряжения конденсаторов. Согласно инструкции, конденсатор не допускается к эксплуатации, если увеличение его емкости достигает нижеуказанного значения или выше его (табл. 5.2).

Приведенные здесь нормы соответствуют пробою одной секции и исходят из числа последовательно соединенных групп секций в конденсаторах различных напряжений, считая, что при напряжении 3150 В конденсатор имеет 4 группы секций, при 6300 В - 7 групп и при 10500 В - 12 групп. При испытаниях конденсаторов следует пользоваться последними нормами как более точными.

5.2. Эксплуатация ку

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности не нуждаются в постоянном надзоре и могут быть установлены на подстанциях, не имеющих дежурного персонала. Обслуживание КУ сводится, главным образом, к периодическим осмотрам и испытаниям, причём, последние не сложны и производятся сравнительно редко.

5.2.1. Осмотры и испытания ку во время эксплуатации

Обязательная периодичность, объём и нормы этих осмотров и испытаний определяются Правилами технической эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. В Правилах содержится также ряд указаний по эксплуатации КУ, но относящихся к периодическим осмотрам и испытаниям.

Операции по осмотру и испытаниям КУ могут быть подразделены на внешний осмотр установки, производимый без ее отключения, и более детальный осмотр и испытания установки с обязательным отключением ее (по терминологии, принятой в Правилах – текущий ремонт установки).

Правилами принята следующая периодичность указанных операций:

- внешний осмотр должен производиться не реже 1 раза в месяц при мощности установки до 500 квар и не менее 1 раза в декаду при мощности более 500 квар;

- осмотр и испытания установки с обязательным отключением ее (текущий ремонт установки) должны производиться не реже 1 раза в год.

Следует рассматривать эти сроки как предельные и производить осмотры и испытания конденсаторной установки по возможности с меньшими промежутками. Особенно это относится к осмотру и испытаниям конденсаторов номинальным напряжением 3150 В и выше, не имеющих индивидуальной защиты секций.

В определенных случаях должны производиться также внеочередные осмотры и испытания КУ. Внеочередной внешний осмотр производится при наличии признаков отклонения от нормального режима работы, например шума в конденсаторах, снижения тока в цепи батареи, указывающего на отключение части конденсаторов их предохранителями. Внеочередной текущий ремонт (в полном объеме или частичный) производится в тех случаях, когда в результате внешнего осмотра выявлена необходимость отключения установки для устранения каких-либо недостатков, а также при автоматическом отключении КУ ее защитой.

Наблюдение за новыми КУ должно производиться особенно тщательно в начале их эксплуатации. В это время вследствие длительного пребывания конденсаторов под напряжением могут сказаться те дефекты изоляции, которые не были выявлены испытаниями конденсаторов при выпуске с завода-изготовителя и при вводе в эксплуатацию. Поэтому в течение первых 10 – 15 дней эксплуатации новых конденсаторных установок номинальным напряжением 3 кВ и выше следует производить внешний осмотр их ежедневно, а внеочередной текущий ремонт – по окончании указанного срока. Внешний осмотр новых установок напряжением до 1000 В следует производить 1 раз в 2 – 3 дня.

Обо всех произведенных осмотрах и ремонтах конденсаторной установки должны делаться записи в эксплуатационном журнале.

Во время осмотра КУ проверяются ее исправность и соответствие условий ее работы Правилам эксплуатации, в том числе:

- наличие конденсаторов со вспученными стенками баков или с течью масла (незначительное просачивание масла через уплотнения изолятора не требует отключения конденсатора);

- целость плавких вставок предохранителей (при наличии указателей срабатывания);

- соответствие напряжений на зажимах конденсаторов их номинальным данным;

- равномерность нагрузки фаз батареи (при наличии трех амперметров в ее цепи);

- допустима ли температура воздуха, окружающего конденсаторы.

Все измерения, производимые во время внешнего осмотра КУ, представляют собой снятие показаний постоянно установленных измерительных приборов (вольтметра, амперметров и термометра) без применения каких-либо дополнительных приборов.

Увеличение тока в цепи батареи, не сопровождающееся пропорциональным ему повышением напряжения, указывает на перегрузку конденсаторов высшими гармониками, а уменьшение тока – на отключение части конденсаторов или конденсаторных секций их предохранителями.

Под текущим ремонтом КУ Правила понимают расширенный осмотр и проверку отключенной установки.

При текущем ремонте производятся главным образом: проверка конденсаторов мегомметром на отсутствие замыкания между зажимами и корпусом; измерение емкости каждого конденсатора; проверка мегомметром цепи разряда конденсаторов и целости плавких вставок предохранителей; проверка степени затяжки гаек в контактных соединениях; очистка поверхности изоляторов, баков конденсаторов, аппаратуры и металлоконструкций от пыли и других загрязнений.

Проверка конденсаторов на отсутствие замыкания между зажимами и корпусом производится мегомметром 1000 или 2500 В раздельно по каждому конденсатору или по всей установке одновременно. Проверка осуществляется между зажимами конденсаторов, соединенными между собой и корпусом. Сопротивление изоляции не нормируется.

Требование Правил об измерении емкости относится только к конденсаторам номинальным напряжением выше 1050 В. Измерение емкости должно производиться согласно Правилам с погрешностью не более 3 %.

Отечественные конденсаторы напряжением до 1050 В имеют параллельное соединение секций, снабженных индивидуальной защитой. Во время эксплуатации этих конденсаторов наблюдается со временем постепенное уменьшение их емкости, которое объясняется отключением дефектных секций их предохранителями, не препятствующим дальнейшей эксплуатации конденсаторов. Исключением являются только батареи, в которых конденсаторы с параллельным соединением секций соединены параллельно-последовательно.

Отечественные конденсаторы напряжением 3150 кВ и выше не имеют индивидуальной защиты секций, и в них уменьшение емкости может наблюдаться только в исключительных случаях, а именно: при нарушении паяных соединений между секциями. При замыкании между обкладками секции происходит увеличение емкости конденсатора, которое указывает на необходимость отключения его во избежание дальнейшего развития повреждения.

Конденсаторы для различных номинальных напряжений имеют разное число последовательно соединенных групп секций, потому относительное увеличение емкости при пробое одной секции в них различно. Так, например, в конденсаторах 3150 В типа КМ, имеющих 3 ¸ 4 последовательные группы, пробой одной секции увеличивает емкость соответственно на 50 ¸ 33 %, в конденсаторах 6300 В при 6 ¸ 7 группах - на 20 ¸ 17 % и в конденсаторах 10500 В при 10 ¸ 14 группах - на 11 ¸ 8 %.

Поэтому при проверке исправности конденсаторов путем измерения их емкости следует исходить из разных норм увеличения емкости для конденсаторов разных напряжений. При эксплуатации конденсаторов надо пользоваться теми же нормами, какими пользовались во время приемо-сдаточных испытаний.

Измерение емкости конденсаторов вместе с другими операциями по текущему ремонту должно производиться согласно Правилам не реже 1 раза в год. Необходимо иметь в виду, что развитие повреждения в конденсаторе с параллельно-последовательным соединением секций, начиная с пробоя секции и кончая сквозным замыканием между зажимами, может произойти за время, значительно меньшее года. Поэтому проверка емкости конденсаторов 1 раз в год не устраняет возможности возникновения замыканий между зажимами конденсаторов и только снижает вероятность их. Для дальнейшего снижения вероятности замыканий между зажимами следует измерять емкость конденсаторов типа КМ с параллельно-последовательным соединением секций, т.е. напряжением 3150 В и выше, по возможности не 1 раз, а 2, 3 или 4 раза в год. Заводская инструкции по эксплуатации конденсаторов рекомендует производить проверку емкости их даже один раз в месяц.

Сокращение сроков измерения емкости может быть особенно полезным при эксплуатации тех конденсаторных установок, где отсутствуют групповая и индивидуальная защиты конденсаторов плавкими предохранителями и где особенно важно уменьшить вероятность двухфазного КЗ в КУ.

Периодическая проверка емкости конденсаторов с параллельным соединением секций, например типа КМ напряжением 1050 В и ниже, не имеет того значения, как при эксплуатации конденсаторов с параллельно-последовательным соединением секций. Она полезна лишь тем, что позволяет проверять соответствие фактической емкости конденсатора паспортным данным, т.е. отсутствие в конденсаторе секций, отключенных их индивидуальной защитой, и, следовательно, действительную мощность КУ. Проверку емкости этих конденсаторов следует производить 1 раз в год, хотя это не требуется Правилами.

Заводская инструкция по эксплуатации КУ рекомендует производить измерение угла потерь в конденсаторах хотя бы 1 раз в 2 ¸ 3 года с целью проверки состояния изоляции конденсаторов. К сожалению, измерение тангенса угла потерь в силовых конденсаторах требует малораспространенного измерительного и испытательного оборудования (измерительного моста, рассчитанного на сравнительно большую емкость объекта измерений, и испытательного трансформатора мощностью несколько десятков киловольт-ампер). Поэтому рекомендация завода-изготовителя об измерении tgd может быть выполнена только на очень небольшом числе установок.

Кроме перечисленных выше методов контроля исправности конденсаторов, эффективным методом контроля является периодическое измерение их температуры. Этот метод основан на том, что короткое замыкание секций или повышение тангенса угла диэлектрических потерь вызывает повышение температуры конденсатора. Таким образом, измеряя температуру каждого конденсатора, входящего в состав батареи, и сравнивая между собой результаты измерений, можно выявить дефектные конденсаторы.

Контроль температуры конденсаторов удобно осуществлять при помощи стационарных термопар, постоянно установленных на каждом конденсаторе, или при помощи переносной термопары с малой тепловой инерцией. В первом случае измерение температуры может производиться при помощи переключателя без отключения батареи, а во втором случае – должно производиться немедленно после ее отключения и контрольного разряда, пока конденсаторы еще не успели остыть. При расположении конденсаторов в батарее в три или два яруса конденсаторы низшего яруса имеют, как известно, самую низкую температуру. Поэтому удобно начинать измерение температуры отключенных конденсаторов с нижнего яруса, затем, пройдя его полностью, переходить к среднему и, наконец, к верхнему ярусу.

Как отмечено выше, для измерения температуры конденсаторов стационарными термопарами вообще не требуется отключение батареи. Измерение температуры переносной термопарой требует только отключения всей батареи ее выключателем и контрольного разряда конденсаторов, но не снятия внутренних соединений между конденсаторами в батарее, что особенно важно в батареях без индивидуальной защиты конденсаторов предохранителями. Поэтому измерение температуры конденсаторов требует значительно меньших затрат времени и может производиться чаще, чем измерение емкости, что является существенным достоинством этого метода контроля. На измерение температуры одного конденсатора переносной термопарой уходит в среднем не более 0,5 мин. Таким образом, проверку температуры конденсаторов переносной термопарой можно производить без затруднений 1 раз в месяц, а стационарными термопарами - чаще.

Преимущество тепловых (бесконтактных) методов контроля состоит в том, что диагностика производится в процессе эксплуатации, т.е. они не требуют затратных подготовительных работ (отключения оборудования, остановки производства, расселения людей и т.п.).

Для тепловизионного обследования применяют тепловизоры и ИК-пирометры.

Тепловизор представляет собой телекамеру, снимающую объекты в инфракрасном спектре волн. Этот прибор позволяет в реальном времени получить цветную картинку расположения максимальных и минимальных температурных зон исследуемого объекта с точностью до 0,1°С.

Пирометр – электронный прибор, позволяющий измерять температуру предметов бесконтактным методом. В основу работы пирометра положен принцип преобразования потока ИК-излучения от объекта, принимаемого чувствительным элементом, в электрический сигнал, пропорциональный спектральной плотности потока излучения.

Инфракрасные (одноцветные) пирометры чувствительны к загрязненности окружающей среды, что ограничивает их применение в запыленных, задымленных или влажных средах. На их показания также могут влиять сильные электромагнитные поля.

Применение двухцветных пирометров позволяет избежать влияния пыли, дыма, газа и пара в окружающей среде на показания пирометра, а также исключить влияние изменения показателя черноты объекта.

Оптоволоконный пирометр позволяет проводить измерения в труднодоступных местах или когда измеряемая поверхность находится не в прямом поле зрения. Кроме того, оптоволоконный кабель неподвержен влиянию сильных электромагнитных полей.

Тепловизор, в отличие от пирометра, позволяет не точечно, а в целом увидеть температурную картинку объекта, что позволяет проводить более точный и наглядный анализ по исследуемому объекту.

Периодическое проведение тепловизионного обследования электрооборудования – это залог бесперебойного электроснабжения жилых и производственных объектов, безопасность обслуживающего персонала и длительный срок эксплуатации оборудования.

Тепловизионное обследование электрооборудования производится в соответствии со следующим регламентирующим документом: РД 34.45-51.300 - 97 – Объем и нормы испытаний электрооборудования;

Виды дефектов, которые могут быть выявлены:

- cocтoяниe мeжлиcтoвoй изoляции cтaтoрa гeнeрaтoрa;

- нaрушeния пaeк лoбoвых чacтeй oбмoтoк;

- пeрeгрeвы кoнтaктных coeдинeний;

- нaличиe дeфeктных изoлятoрoв;

- нaрушeния в рaбoтe cиcтeм oхлaждeния;

- нaрушeния внутрeнней циркуляции мacлa в бaкe трaнcфoрмaтoрa;

- ocлaблeниe кoнтaктных coeдинeний тoкoвeдущих чacтeй;

- ухудшeниe cocтoяния ocнoвнoй изoляции, изoляции ввoдoв, шунтирующих кoндeнcaтoрoв;

- пeрeгрeв кoнтaктных coeдинeний aппaрaтных зaжимoв;

- трeщины в oпoрнo-cтeржнeвых изoлятoрaх, дeфeкты пoдвecнoй изoляции;

- oбрыв шунтирующих coпрoтивлeний;

- нeрaвнoмeрнocть рacпрeдeлeния нaпряжeния пo элeмeнтaм;

- нaрушeния нaружных и внутрeнних кoнтaктных coeдинeний;

- ухудшeниe внутрeннeй изoляции oбмoтoк, cвязaннoe co шлaмooбрaзoвaниeм и другими дeфeктaми;

- ухудшeниe изoляции кoнцeвых кaбeльных муфт и кaбeльных зaдeлoк;

- дeфeкты пoддeрживaющeй aрмaтуры.

Температура конденсаторов иногда проверяется только на ощупь после отключения и контрольного разряда конденсаторов. При всей неточности этого метода он все же позволяет быстро и без всяких измерительных приборов выявить конденсаторы с пробитыми секциями.

При любом способе контроля температуры конденсаторов те из них, в которых обнаружено повышение температуры, должны быть отключены для испытаний и ремонта.

В случае автоматического отключения КБ ее защитой следует производить повторное включение батареи только после выявления и устранения причины отключения.

Если отключение конденсатора произошло вследствие срабатывания предохранителя для индивидуальной или групповой защиты, то необходимо до замены патрона предохранителя проверить исправность этого конденсатора путем измерения емкости.

Ручное включение батареи должно производиться в любом случае не ранее чем через 1 мин после ее предыдущего отключения. Это требование Правил вызвано необходимостью обеспечить полный разряд конденсаторов к моменту их повторного включения.