Электрический реактор
Токоограни́чивающий реа́ктор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания. Включается последовательно в цепь тока, который нужно ограничивать, и работает как индуктивное (реактивное) дополнительное сопротивление, уменьшающее ток и поддерживающее напряжение в сети при коротком замыкании, что увеличивает устойчивость генераторов и системы в целом.
Применение
При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима. В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы, которые при коротком замыкании также поддерживают на сборных шинах питания достаточно высокое напряжение (за счёт большего падения на самом реакторе), что необходимо для нормальной работы других нагрузок.
Устройство и принцип действия
Реактор — это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В большинстве конструкций токоограничивающие реакторы не имеют ферромагнитных сердечников. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3—4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания бо́льшая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:
где IH — номинальный ток сети, Xp — реактивное сопротивление реактора.
Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.
Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки. При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства. По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы. В случае если в линии электропередач 0,4—110 кВ имеются устройства передачи данных по технологии PLC, то реактор будет гасить эти частоты[источник не указан 2938 дней].
Виды токоограничивающих реакторов
Токоограничивающие реакторы подразделяются:
- по месту установки: наружного применения и внутреннего;
- по напряжению: среднего (3 —35 кВ) и высокого (110 —500 кВ);
- по конструктивному исполнению: бетонные, сухие, масляные и броневые;
- по расположению фаз: вертикальное, горизонтальное и ступенчатое;
- по исполнению обмоток: одинарные и сдвоенные;
- по функциональному назначению: фидерные, фидерные групповые и межсекционные.
Бетонные реакторы
Получили распространение на внутренней установке на напряжения сетей до 35 кВ включительно. Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. При коротких замыканиях обмотки и детали испытывают значительные механические напряжения, обусловленные электродинамическими усилиями, поэтому при их изготовлении используется бетон с высокой прочностью. Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение.
Фазные катушки реактора располагают так, что при собранном реакторе поля катушек расположены встречно, что необходимо для преодоления продольных динамических усилий при коротком замыкании. Бетонные реакторы могут выполняться как естественно-воздушного так и воздушно-принудительного охлаждения (для больших номинальных мощностей), т.н. "дутьё" (добавляется буква "Д" в маркировке).
По состоянию на 2014 г. бетонные реакторы считаются морально устаревшими и вытесняются сухими реакторами.
Масляные реакторы
Применяются в сетях с напряжением выше 35 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом или иным электротехническим диэлектриком. Жидкость служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок бака от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны и магнитные шунты.
Электромагнитный экран представляет собой расположенные концентрично относительно обмотки реактора короткозамкнутые медные или алюминиевые витки вокруг стенок бака. Экранирование происходит за счет того, что в этих витках индуцируется электромагнитное поле, направленное встречно и компенсирующее основное поле.
Магнитный шунт — это пакеты листовой стали, расположенные внутри бака около стенок, которые создают искусственный магнитопровод с магнитным сопротивлением, меньшее, чем у стенок бака, что заставляет основной магнитный поток реактора замыкаться по нему, а не через стенки бака.
Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500 кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.
Сухие реакторы
Сухие реакторы относятся к новому направлению в конструировании токоограничивающих реакторов и применяются в сетях с номинальным напряжением до 220 кВ. В одном из вариантов конструкции сухого реактора обмотки выполняются в виде кабелей (обычно прямоугольного сечения для уменьшения габаритов, повышения механической прочности и срока службы) с кремнийорганической изоляцией, намотанных на диэлектрический каркас. В другой конструкции реакторов провод обмотки изолируется полиамидной плёнкой, а затем двумя слоями стеклянных нитей с проклейкой и пропиткой их кремнеорганическим лаком и последующим запеканием, что соответствует классу нагревостойкости Н (рабочая температура до 180 °С); прессовка и стяжка бандажами обмоток делает их устойчивыми к механическим напряжениям при ударном токе.
Броневые реакторы
Несмотря на тенденцию изготавливать токоограничивающие реакторы без ферромагнитного магнитопровода (вследствие опасности насыщения магнитной системы при токе к.з. и как следствие – резким падением токоограничивающих свойств) предприятия изготавливают реакторы с сердечниками броневой конструкции из электротехнической стали. Преимуществом данного типа токоограничивающих реакторов является меньшие массо-габаритные показатели и стоимость (за счёт уменьшения в конструкции доли цветных металлов). Недостаток: возможность потери токоограничивающих свойств при ударных токах, бо́льших номинального для данного реактора, что в свою очередь требует тщательного расчёта токов к.з. в сети и выбора броневого реактора таким образом, чтобы в любом режиме сети ударный ток к.з. не превышал номинального.
Сдвоенные реакторы
Сдвоенные реакторы применяются для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме, для чего каждая фаза состоит из двух обмоток с сильной магнитной связью, включаемых встречно, к каждой из которых подключается примерно одинаковая нагрузка, в результате чего индуктивность уменьшается (зависит от остаточного разностного магнитного поля). При к.з. в цепи одной из обмоток поле резко возрастает, индуктивность увеличивается и происходит процесс токоограничения.
Межсекционные и фидерные реакторы
Межсекционные реакторы включаются между секциями для ограничения токов и поддержания напряжения в одной из секций, при к.з. в другой секции. Фидерные и фидерные групповые устанавливаются на отходящих фидерах (групповые являются общими для нескольких фидеров).
Литература
- Родштейн Л. А. «Электрические аппараты: Учебник для техникумов» — 3-е изд., Л.:Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.
- "Реакторное оборудование. Каталог решений в области улучшения качества электроэнергии, защиты электрических сетей и организации ВЧ-связи". Группа компаний СВЭЛ.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Электрический реактор, Что такое Электрический реактор? Что означает Электрический реактор?
Tokoograni chivayushij rea ktor elektricheskij apparat prednaznachennyj dlya ogranicheniya udarnogo toka korotkogo zamykaniya Vklyuchaetsya posledovatelno v cep toka kotoryj nuzhno ogranichivat i rabotaet kak induktivnoe reaktivnoe dopolnitelnoe soprotivlenie umenshayushee tok i podderzhivayushee napryazhenie v seti pri korotkom zamykanii chto uvelichivaet ustojchivost generatorov i sistemy v celom Sovremennye suhie tokoogranichivayushie reaktory na plotine Noxon Rapids 230 kVPrimeneniePri korotkom zamykanii tok v cepi znachitelno vozrastaet po sravneniyu s tokom normalnogo rezhima V vysokovoltnyh setyah toki korotkogo zamykaniya mogut dostigat takih velichin chto podobrat ustanovki kotorye smogli by vyderzhat elektrodinamicheskie sily voznikayushie vsledstvie protekaniya etih tokov ne predstavlyaetsya vozmozhnym Dlya ogranicheniya toka korotkogo zamykaniya primenyayut tokoogranichivayushie reaktory kotorye pri korotkom zamykanii takzhe podderzhivayut na sbornyh shinah pitaniya dostatochno vysokoe napryazhenie za schyot bolshego padeniya na samom reaktore chto neobhodimo dlya normalnoj raboty drugih nagruzok Uslovnoe oboznachenie odinarnogo i sdvoennogo reaktorovUstrojstvo i princip dejstviyaReaktor eto katushka s postoyannym induktivnym soprotivleniem vklyuchennaya v cep posledovatelno V bolshinstve konstrukcij tokoogranichivayushie reaktory ne imeyut ferromagnitnyh serdechnikov V normalnom rezhime na reaktore nablyudaetsya padenie napryazheniya poryadka 3 4 chto vpolne dopustimo V sluchae korotkogo zamykaniya bo lshaya chast napryazheniya prihoditsya na reaktor Znachenie maksimalnogo udarnogo toka korotkogo zamykaniya rasschityvaetsya po formule im 2 54IH100 Xp displaystyle i m 2 54I H tfrac 100 X p gde IH nominalnyj tok seti Xp reaktivnoe soprotivlenie reaktora Sootvetstvenno chem vyshe budet reaktivnoe soprotivlenie tem menshe budet znachenie maksimalnogo udarnogo toka v seti Reaktivnost pryamo proporcionalna induktivnomu soprotivleniyu katushki Pri bolshih tokah u katushek so stalnymi serdechnikami proishodit nasyshenie serdechnika chto rezko snizhaet reaktivnost i kak sledstvie reaktor teryaet svoi tokoogranichivayushie svojstva Po etoj prichine reaktory vypolnyayut bez stalnyh serdechnikov nesmotrya na to chto pri etom dlya podderzhaniya takogo zhe znacheniya induktivnosti ih prihoditsya delat bolshih razmerov i massy V sluchae esli v linii elektroperedach 0 4 110 kV imeyutsya ustrojstva peredachi dannyh po tehnologii PLC to reaktor budet gasit eti chastoty istochnik ne ukazan 2938 dnej Vidy tokoogranichivayushih reaktorovTokoogranichivayushie reaktory podrazdelyayutsya po mestu ustanovki naruzhnogo primeneniya i vnutrennego po napryazheniyu srednego 3 35 kV i vysokogo 110 500 kV po konstruktivnomu ispolneniyu betonnye suhie maslyanye i bronevye po raspolozheniyu faz vertikalnoe gorizontalnoe i stupenchatoe po ispolneniyu obmotok odinarnye i sdvoennye po funkcionalnomu naznacheniyu fidernye fidernye gruppovye i mezhsekcionnye Betonnye reaktory Poluchili rasprostranenie na vnutrennej ustanovke na napryazheniya setej do 35 kV vklyuchitelno Betonnyj reaktor predstavlyaet soboj koncentricheski raspolozhennye vitki izolirovannogo mnogozhilnogo provoda zalitogo v radialno raspolozhennye betonnye kolonki Pri korotkih zamykaniyah obmotki i detali ispytyvayut znachitelnye mehanicheskie napryazheniya obuslovlennye elektrodinamicheskimi usiliyami poetomu pri ih izgotovlenii ispolzuetsya beton s vysokoj prochnostyu Vse metallicheskie detali reaktora izgotavlivayutsya iz nemagnitnyh materialov V sluchae bolshih tokov primenyayut iskusstvennoe ohlazhdenie Faznye katushki reaktora raspolagayut tak chto pri sobrannom reaktore polya katushek raspolozheny vstrechno chto neobhodimo dlya preodoleniya prodolnyh dinamicheskih usilij pri korotkom zamykanii Betonnye reaktory mogut vypolnyatsya kak estestvenno vozdushnogo tak i vozdushno prinuditelnogo ohlazhdeniya dlya bolshih nominalnyh moshnostej t n dutyo dobavlyaetsya bukva D v markirovke Po sostoyaniyu na 2014 g betonnye reaktory schitayutsya moralno ustarevshimi i vytesnyayutsya suhimi reaktorami Tryohfaznyj tokoogranichivayushij reaktor v linii 110 kV nominalnaya reaktivnaya moshnost 50 MvarMaslyanye reaktory Primenyayutsya v setyah s napryazheniem vyshe 35 kV Maslyanyj reaktor sostoit iz obmotok mednyh provodnikov izolirovannyh kabelnoj bumagoj kotorye ukladyvayutsya na izolyacionnye cilindry i zalivayutsya maslom ili inym elektrotehnicheskim dielektrikom Zhidkost sluzhit odnovremenno i izoliruyushej i ohlazhdayushej sredoj Dlya snizheniya nagreva stenok baka ot peremennogo polya katushek reaktora primenyayut elektromagnitnye ekrany i magnitnye shunty Elektromagnitnyj ekran predstavlyaet soboj raspolozhennye koncentrichno otnositelno obmotki reaktora korotkozamknutye mednye ili alyuminievye vitki vokrug stenok baka Ekranirovanie proishodit za schet togo chto v etih vitkah induciruetsya elektromagnitnoe pole napravlennoe vstrechno i kompensiruyushee osnovnoe pole Magnitnyj shunt eto pakety listovoj stali raspolozhennye vnutri baka okolo stenok kotorye sozdayut iskusstvennyj magnitoprovod s magnitnym soprotivleniem menshee chem u stenok baka chto zastavlyaet osnovnoj magnitnyj potok reaktora zamykatsya po nemu a ne cherez stenki baka Dlya predotvrasheniya vzryvov svyazannyh s peregrevom masla v bake soglasno PUE vse reaktory na napryazhenie 500 kV i vyshe dolzhny byt oborudovany gazovoj zashitoj Suhie reaktory Suhie reaktory otnosyatsya k novomu napravleniyu v konstruirovanii tokoogranichivayushih reaktorov i primenyayutsya v setyah s nominalnym napryazheniem do 220 kV V odnom iz variantov konstrukcii suhogo reaktora obmotki vypolnyayutsya v vide kabelej obychno pryamougolnogo secheniya dlya umensheniya gabaritov povysheniya mehanicheskoj prochnosti i sroka sluzhby s kremnijorganicheskoj izolyaciej namotannyh na dielektricheskij karkas V drugoj konstrukcii reaktorov provod obmotki izoliruetsya poliamidnoj plyonkoj a zatem dvumya sloyami steklyannyh nitej s proklejkoj i propitkoj ih kremneorganicheskim lakom i posleduyushim zapekaniem chto sootvetstvuet klassu nagrevostojkosti N rabochaya temperatura do 180 S pressovka i styazhka bandazhami obmotok delaet ih ustojchivymi k mehanicheskim napryazheniyam pri udarnom toke Bronevye reaktory Nesmotrya na tendenciyu izgotavlivat tokoogranichivayushie reaktory bez ferromagnitnogo magnitoprovoda vsledstvie opasnosti nasysheniya magnitnoj sistemy pri toke k z i kak sledstvie rezkim padeniem tokoogranichivayushih svojstv predpriyatiya izgotavlivayut reaktory s serdechnikami bronevoj konstrukcii iz elektrotehnicheskoj stali Preimushestvom dannogo tipa tokoogranichivayushih reaktorov yavlyaetsya menshie masso gabaritnye pokazateli i stoimost za schyot umensheniya v konstrukcii doli cvetnyh metallov Nedostatok vozmozhnost poteri tokoogranichivayushih svojstv pri udarnyh tokah bo lshih nominalnogo dlya dannogo reaktora chto v svoyu ochered trebuet tshatelnogo raschyota tokov k z v seti i vybora bronevogo reaktora takim obrazom chtoby v lyubom rezhime seti udarnyj tok k z ne prevyshal nominalnogo Sdvoennye reaktory Sdvoennye reaktory primenyayutsya dlya umensheniya padeniya napryazheniya v normalnom rezhime dlya chego kazhdaya faza sostoit iz dvuh obmotok s silnoj magnitnoj svyazyu vklyuchaemyh vstrechno k kazhdoj iz kotoryh podklyuchaetsya primerno odinakovaya nagruzka v rezultate chego induktivnost umenshaetsya zavisit ot ostatochnogo raznostnogo magnitnogo polya Pri k z v cepi odnoj iz obmotok pole rezko vozrastaet induktivnost uvelichivaetsya i proishodit process tokoogranicheniya Mezhsekcionnye i fidernye reaktory Mezhsekcionnye reaktory vklyuchayutsya mezhdu sekciyami dlya ogranicheniya tokov i podderzhaniya napryazheniya v odnoj iz sekcij pri k z v drugoj sekcii Fidernye i fidernye gruppovye ustanavlivayutsya na othodyashih fiderah gruppovye yavlyayutsya obshimi dlya neskolkih fiderov LiteraturaRodshtejn L A Elektricheskie apparaty Uchebnik dlya tehnikumov 3 e izd L Energoizdat Leningr otd nie 1981 Reaktornoe oborudovanie Katalog reshenij v oblasti uluchsheniya kachestva elektroenergii zashity elektricheskih setej i organizacii VCh svyazi Gruppa kompanij SVEL
