Virtaa rajoittava reaktori

Virtaa rajoittava reaktori  on sähkölaite, joka on suunniteltu rajoittamaan oikosulun ylijännitevirtaa . Se on kytketty sarjaan rajoitettavaan virtapiiriin ja toimii induktiivisena (reaktiivisena) lisävastuksena, joka vähentää virtaa ja ylläpitää jännitettä verkossa oikosulun aikana, mikä lisää generaattoreiden ja järjestelmän vakautta. kokonaisena.

Sovellus

Oikosulun sattuessa virtapiirissä oleva virta kasvaa merkittävästi normaalitilan virtaan verrattuna. Suurjänniteverkoissa oikosulkuvirrat voivat saavuttaa sellaiset arvot, että ei ole mahdollista valita asennuksia, jotka kestäisivät näiden virtojen virtauksesta aiheutuvia sähködynaamisia voimia. Oikosulkuvirran rajoittamiseksi käytetään virtaa rajoittavia reaktoreita, jotka oikosulkettaessa. myös ylläpitää riittävän korkeaa jännitettä tehokiskoissa (itse reaktorin suuremman pudotuksen takia), mikä on tarpeen muiden kuormien normaalille toiminnalle.

Laite ja toimintaperiaate

Reaktori on kela , jolla on vakio induktiivinen reaktanssi ja joka on kytketty sarjaan piiriin. Useimmissa malleissa virtaa rajoittavissa reaktoreissa ei ole ferromagneettisia ytimiä. Normaalissa tilassa reaktorissa havaitaan luokkaa 3-4 % jännitehäviö , mikä on varsin hyväksyttävää. Oikosulun sattuessa suurin osa jännitteestä on reaktorissa. Suurimman ylijänniteoikosulkuvirran arvo lasketaan kaavalla:

missä I H  on verkon nimellisvirta, Xp  on reaktorin reaktanssi.

Vastaavasti mitä suurempi reaktanssi on, sitä pienempi on verkon suurimman aaltovirran arvo.

Reaktiivisuus on suoraan verrannollinen kelan induktiiviseen reaktanssiin. Suurilla virroilla teräsytimillä varustetut käämit kyllästävät sydämen, mikä vähentää jyrkästi reaktiivisuutta ja tämän seurauksena reaktori menettää virtaa rajoittavat ominaisuutensa. Tästä syystä reaktorit valmistetaan ilman terässydämiä huolimatta siitä, että samaan aikaan saman induktanssiarvon säilyttämiseksi ne on tehtävä suureksi kooltaan ja massaltaan. Jos 0,4-110 kV voimajohdossa on PLC-tekniikkaa käyttäviä tiedonsiirtolaitteita, reaktori vaimentaa näitä taajuuksia .

Virtaa rajoittavien reaktorien tyypit

Virtaa rajoittavat reaktorit on jaettu:

Betonireaktorit

Niitä käytetään laajalti sisäasennuksissa verkkojännitteisiin 35 kV asti. Betonireaktori on samankeskisesti sijoitettu eristetyn säikeislangan kela, joka kaadetaan säteittäin järjestettyihin betonipylväisiin . Oikosulkujen sattuessa käämiin ja osiin kohdistuu merkittäviä sähködynaamisten voimien aiheuttamia mekaanisia rasituksia, joten niiden valmistuksessa käytetään lujaa betonia. Kaikki reaktorin metalliosat on valmistettu ei- magneettisista materiaaleista . Suurten virtojen tapauksessa käytetään keinotekoista jäähdytystä.

Reaktorin vaihekäämit on järjestetty siten, että reaktoria koottaessa käämien kentät ovat vastakkain, mikä on tarpeen pitkittäisten dynaamisten voimien voittamiseksi oikosulun aikana. Betonireaktoreita voidaan käyttää sekä luonnonilma- että ilmajäähdytyksellä (suurilla nimellistehoilla), ns. "blast" (kirjain "D" on lisätty merkintään).

Vuodesta 2014 lähtien betonireaktorit katsotaan vanhentuneiksi ja ne korvataan kuivilla reaktoreilla.

Öljyreaktorit

Niitä käytetään verkoissa, joiden jännite on yli 35 kV. Öljyreaktori koostuu kaapelipaperilla eristettyjen kuparijohtimien käämeistä, jotka asetetaan eristyssylintereille ja täytetään öljyllä tai muulla sähköeristeellä. Neste toimii sekä eristävänä että jäähdytysaineena. Säiliön seinien kuumenemisen vähentämiseksi reaktorin kelojen vaihtokentästä käytetään sähkömagneettisia näyttöjä ja magneettisia shuntteja .

Sähkömagneettinen suoja koostuu oikosuljetuista kupari- tai alumiinikäämeistä, jotka on järjestetty samankeskisesti reaktorin käämityksen suhteen säiliön seinien ympärille. Suojaus johtuu siitä, että näissä käännöksissä indusoituu sähkömagneettinen kenttä, joka suunnataan vastakkain ja kompensoi pääkenttää.

Magneettinen shuntti on säiliön sisällä lähellä seiniä sijaitseva teräslevypaketti, joka muodostaa keinotekoisen magneettipiirin, jonka magneettivastus on pienempi kuin säiliön seinillä, mikä saa reaktorin päämagneettivuon sulkeutumaan sitä pitkin, ja ei säiliön seinien läpi.

Säiliön öljyn ylikuumenemiseen liittyvien räjähdysten estämiseksi PUE:n mukaan kaikki reaktorit, joiden jännite on vähintään 500 kV, on varustettava kaasusuojalla .

Kuivat reaktorit

Kuivareaktorit ovat uusi suunta virtaa rajoittavien reaktoreiden suunnittelussa ja niitä käytetään verkoissa, joiden nimellisjännite on enintään 220 kV. Yhdessä kuivan reaktorin suunnittelun muunnelmissa käämit valmistetaan kaapeleiden muodossa (yleensä suorakaiteen muotoisina mittojen pienentämiseksi, mekaanisen lujuuden ja käyttöiän lisäämiseksi) organopiieristeellä, kierrettynä dielektriselle rungolle. Toisessa reaktorimallissa käämilanka on eristetty polyamidikalvolla ja sitten kahdella kerroksella lasilankaa liimauksella ja kyllästämällä silikonilakka ja sen jälkeen paistamalla, mikä vastaa lämmönkestävyysluokkaa H (käyttölämpötila jopa 180 °). C); käämien puristaminen ja tasoitus siteillä tekee niistä kestäviä mekaaniselle rasitukselle iskuvirran aikana.

Panssaroidut reaktorit

Huolimatta taipumuksesta valmistaa virtaa rajoittavia reaktoreita ilman ferromagneettista magneettista piiriä (johtuen magneettijärjestelmän kyllästymisvaarasta oikosulkuvirralla ja sen seurauksena virtaa rajoittavien ominaisuuksien jyrkästä laskusta), yritykset valmistavat reaktoreita, joissa on sähköteräksestä valmistetut panssaroidut ytimet. Tämän tyyppisten virtaa rajoittavien reaktorien etuna on alhaisemmat paino- ja kokoparametrit ja kustannukset (johtuen ei-rautametallien osuuden vähenemisestä suunnittelussa). Haitta: virtaa rajoittavien ominaisuuksien menetyksen mahdollisuus tietyn reaktorin nimellisarvoa suuremmilla aaltovirroilla, mikä puolestaan ​​vaatii huolellista oikosulkuvirtojen laskemista. verkossa ja panssaroitu reaktori valitaan siten, että missä tahansa verkon tilassa iskun oikosulkuvirta ei ylittänyt nimellisarvoa.

Twin Reactors

Normaalitilassa jännitehäviön pienentämiseen käytetään kaksoisreaktoreita, joissa kukin vaihe koostuu kahdesta vastakkaisiin suuntiin kytketyistä vahvasti magneettisesti kytketyistä käämeistä, joista kumpikin on kytketty suunnilleen samaan kuormaan, minkä seurauksena induktanssi pienenee (riippuu jäännösmagneettisesta erotuskentästä). Oikosulkussa yhden käämin piirissä kenttä kasvaa jyrkästi, induktanssi kasvaa ja virranrajoitusprosessi tapahtuu.

Leikkaus- ja syöttöreaktorit

Poikkileikkausreaktorit kytketään päälle osien välillä rajoittamaan virtoja ja ylläpitämään jännitettä yhdessä osassa oikosulun sattuessa. toisessa osiossa. Syöttö- ja ryhmäsyöttölaitteet asennetaan lähteviin syöttölaitteisiin (ryhmäsyöttölaitteet ovat yhteisiä useille syöttölaitteille).

Kirjallisuus