Reactor de limitare a curentului

Un reactor de limitare a curentului  este un aparat electric conceput pentru a limita curentul de supratensiune al unui scurtcircuit . Este conectat în serie la circuitul de curent pentru a fi limitat, și funcționează ca o rezistență suplimentară inductivă (reactivă), care reduce curentul și menține tensiunea în rețea în timpul unui scurtcircuit, ceea ce crește stabilitatea generatoarelor și a sistemului. ca un intreg, per total.

Aplicație

În cazul unui scurtcircuit, curentul din circuit crește semnificativ în comparație cu curentul în modul normal. În rețelele de înaltă tensiune, curenții de scurtcircuit pot atinge astfel de valori încât nu este posibilă selectarea instalațiilor care ar putea rezista forțelor electrodinamice rezultate din fluxul acestor curenți. Pentru a limita curentul de scurtcircuit, se folosesc reactoare de limitare a curentului care, atunci când sunt scurtcircuitate. menține, de asemenea, o tensiune suficient de mare pe barele de putere (datorită unei căderi mai mari asupra reactorului în sine), care este necesară pentru funcționarea normală a altor sarcini.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Un reactor este o bobină cu o reactanță inductivă constantă , conectată în serie într-un circuit. În majoritatea proiectelor, reactoarele de limitare a curentului nu au miezuri feromagnetice. În modul normal, pe reactor se observă o cădere de tensiune de ordinul a 3-4%, ceea ce este destul de acceptabil. În cazul unui scurtcircuit, cea mai mare parte a tensiunii este în reactor. Valoarea curentului maxim de scurtcircuit la supratensiune este calculată prin formula:

unde I H  este curentul nominal al rețelei, Xp  este reactanța reactorului.

În consecință, cu cât reactanța este mai mare, cu atât valoarea curentului maxim de supratensiune din rețea este mai mică.

Reactivitatea este direct proporțională cu reactanța inductivă a bobinei. La curenți mari, bobinele cu miez de oțel saturează miezul, ceea ce reduce drastic reactivitatea și, ca urmare, reactorul își pierde proprietățile de limitare a curentului. Din acest motiv, reactoarele sunt fabricate fără miez de oțel, în ciuda faptului că, în același timp, pentru a menține aceeași valoare a inductanței , trebuie să fie făcute mari ca dimensiune și masă. Dacă există dispozitive de transmisie a datelor care utilizează tehnologia PLC în linia de alimentare de 0,4-110 kV, atunci reactorul va atenua aceste frecvențe .

Tipuri de reactoare limitatoare de curent

Reactoarele de limitare a curentului sunt împărțite în:

Reactoare de beton

Sunt utilizate pe scară largă în instalațiile interioare pentru tensiuni de rețea de până la 35 kV inclusiv. Reactorul de beton este o bobină de sârmă toronată, situată concentric, turnată în coloane de beton dispuse radial. În cazul scurtcircuitelor, înfășurările și piesele suferă solicitări mecanice semnificative din cauza forțelor electrodinamice, prin urmare, la fabricarea lor se utilizează beton de înaltă rezistență. Toate piesele metalice ale reactorului sunt realizate din materiale nemagnetice . În cazul curenților mari se folosește răcirea artificială.

Bobinele de fază ale reactorului sunt dispuse astfel încât atunci când reactorul este asamblat, câmpurile bobinelor sunt opuse, ceea ce este necesar pentru a depăși forțele dinamice longitudinale în timpul unui scurtcircuit. Reactoarele din beton pot fi acționate atât cu răcire cu aer natural, cât și cu aer forțat (pentru puteri nominale mari), așa-numitele. „explozie” (în marcaj se adaugă litera „D”).

Din 2014, reactoarele de beton sunt considerate învechite și sunt înlocuite cu reactoare uscate.

Reactoare cu petrol

Se folosesc în rețele cu tensiuni peste 35 kV. Reactorul cu ulei este format din înfășurări din conductori de cupru izolați cu hârtie de cablu, care sunt așezate pe cilindri izolatori și umpluți cu ulei sau alt dielectric electric. Lichidul servește atât ca mediu izolator, cât și ca mediu de răcire. Pentru a reduce încălzirea pereților rezervorului din câmpul alternativ al bobinelor reactorului, se folosesc ecrane electromagnetice și șunturi magnetice .

Scutul electromagnetic este format din bobine de cupru sau aluminiu scurtcircuitate dispuse concentric față de bobina reactorului în jurul pereților rezervorului. Ecranarea se produce datorită faptului că în aceste viraj este indus un câmp electromagnetic, îndreptat invers și compensând câmpul principal.

Un șunt magnetic este un pachet de tablă de oțel situat în interiorul rezervorului în apropierea pereților, care creează un circuit magnetic artificial cu o rezistență magnetică mai mică decât cea a pereților rezervorului, ceea ce face ca fluxul magnetic principal al reactorului să se închidă de-a lungul acestuia și nu prin pereții rezervorului.

Pentru a preveni exploziile asociate cu supraîncălzirea uleiului din rezervor, conform PUE, toate reactoarele cu o tensiune de 500 kV și mai mult trebuie să fie echipate cu protecție împotriva gazului .

Reactoare uscate

Reactoarele uscate reprezintă o nouă direcție în proiectarea reactoarelor de limitare a curentului și sunt utilizate în rețele cu o tensiune nominală de până la 220 kV. Într-una dintre variantele de proiectare a reactorului uscat, înfășurările sunt realizate sub formă de cabluri (de obicei de secțiune dreptunghiulară pentru a reduce dimensiunile, a crește rezistența mecanică și durata de viață) cu izolație organosilicioasă, înfășurate pe un cadru dielectric. Într-un alt design de reactoare, firul de înfășurare este izolat cu o peliculă de poliamidă, apoi cu două straturi de fire de sticlă cu lipire și impregnare cu lac siliconic și coacere ulterioară, care corespunde clasei de rezistență la căldură H (temperatura de funcționare până la 180 ° C); presarea si saparea infasurarilor cu bandaje le face rezistente la solicitarea mecanica in timpul curentului de soc.

Reactoare blindate

În ciuda tendinței de a produce reactoare de limitare a curentului fără circuit magnetic feromagnetic (datorită pericolului de saturație a sistemului magnetic la curent de scurtcircuit și, ca urmare, o scădere bruscă a proprietăților de limitare a curentului), întreprinderile produc reactoare cu miezuri blindate din oțel electric. Avantajul acestui tip de reactoare de limitare a curentului este greutatea și dimensiunea parametrilor și costul mai mici (datorită scăderii proporției de metale neferoase în proiectare). Dezavantaj: posibilitatea pierderii proprietăților de limitare a curentului la curenți de supratensiune mai mari decât nominalul pentru un reactor dat, care, la rândul său, necesită un calcul atent al curenților de scurtcircuit. în rețea și alegerea unui reactor blindat astfel încât, în orice mod al rețelei, curentul de scurtcircuit de șoc nu a depășit valoarea nominală.

Reactoare gemene

Reactoarele duble sunt utilizate pentru a reduce căderea de tensiune în modul normal, pentru care fiecare fază constă din două înfășurări cu o conexiune magnetică puternică, pornite în direcții opuse, fiecare dintre acestea fiind conectată la aproximativ aceeași sarcină, drept urmare inductanța scade (depinde de câmpul de diferență magnetic rezidual). La scurtcircuit în circuitul uneia dintre înfășurări, câmpul crește brusc, crește inductanța și are loc procesul de limitare a curentului.

Reactoare intersecționale și de alimentare

Reactoarele cu secțiune transversală sunt pornite între secțiuni pentru a limita curenții și a menține tensiunea într-una dintre secțiuni, în caz de scurtcircuit. într-o altă secțiune. Alimentatoarele și alimentatoarele de grup sunt instalate pe alimentatoarele de ieșire (alimentatoarele de grup sunt comune pentru mai multe alimentatoare).

Literatură