Токоограничивающие Реакторы

Реактор – это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.

Генератор G питает сборные шины 1, от которых отходят линии 2 к потребителю. Возьмем два случая: в первом за выключателем QF1 отсутствует реактор, во втором

за выключателем QF2 установлен реактор L.

При трехфазном КЗ Iк1 определяется в основном индуктивным сопротивлением генератора

(20.1)

Введем понятие относительного индуктивного сопротивления генератора в процентах

(20.2)

где Iном,Г – номинальный ток генератора. Из (20.1) и (20.2) следует

(20.3)

В этом случае при КЗ напряжение на сборных шинах будет равно нулю и на всех отходящих линиях пропадает напряжение.

Необходимо отметить, что выключатель QF1 должен быть выбран по току КЗ Iк1. Ток КЗ в линии с реактором определяется суммарным сопротивлением генератора:

Рис. 20.2 Распределение напряжения в режимах КЗ и номинальном.

Обычно генератор обслуживает несколько десятков потребителей. Поэтому номинальный ток линии во много раз меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается равным току линии. Таким образом, Iном,р<<Iном,Г.

Реактор обладает исключительно высокой надежностью. Поэтому выбор аппаратуры линии производится по току Iк2<<Iк1, что значительно облегчает и удешевляет распределительное устройство.

Распределение напряжений и векторная диаграмма цепи для номинального режима показаны на рис. 20.2. В режиме КЗ падение напряжения на реакторе IкХр>>IкХг, так как Хр>>Хг и напряжение на шинах относительно земли Uш мало отличается от номинального фазного напряжения Uном/ (рис. 20.2 а). При номинальном режиме Хр<<Zн, поэтому падение напряжения на реакторе незначительно (рис. 20.2 б). Ток нагрузки Iн отстает от напряжения Uн на угол φ, поскольку нагрузка активно-индуктивная. Напряжение на шинах Uш равно напряжению на нагрузке IкХр. При номинальном режиме, когда в цепи протекает номинальный ток нагрузки Iком, потеря напряжения определяется по формуле

В номинальном режиме обмотка реактора нагревается проходящим током. Мощность, выделяемая обмоткой реактором в виде тепла, составляет несколько киловатт в реакторах на малые токи и нескольких десятков киловатт в реакторах на большие токи (Iном.р= 2000 А). При прохождении тока КЗ температура реактора быстро повышается. Поэтому в качестве основных параметров реактора вводятся длительный номинальный ток Iном.р и ток термической стойкости Iт, отнесенный к определенному времени tт.

Если хр%>3 %, то наибольший ток, проходящий через реактор,

.

Этот ток берется за основу при расчете термической и электродинамической стойкости реактора.

Если хр%<3%, то при расчете тока КЗ желательно учитывать сопротивление источника питания.

При расчете электродинамической стойкости за основу берется ударный ток

Одним из основных параметров реактора является его индуктивность L.

.

Реакторы являются одним из средств ограничения токов короткого замыкания. В настоящее время их стараются не применять из-за того, что в нормальном режиме работы на реакторе теряется часть напряжения. Вместо этого применяются трансформаторы с расщепленными обмотками.

Конструкция реакторов.

Наиболее распространены бетонные реакторы. На рис.20.3 представлен трехфазный комплект таких реакторов. Из многожильного провода 1 соответствующего сечения намотаны катушки реакторов А, В, С. Заливкой в специальные формы получаются бетонные вертикальные стойки – колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки катушки. Торцы колонн имеют шпильки с изоляторами 3, 4.

Рис. 20.3 Трехфазный комплект Рис. 20.4 Изменение во времени электординами-

реакторов. ческих усилий, действующих между реакторами.

Для получения необходимой прочности электрической изоляции после затвердевания бетона реактор подвергают интенсивной сушке под вакуумом и пропитке влагостойким изоляционным лаком.

В качестве обмоточного провода используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения.

Охлаждение реакторов – естественное.

Бетонные реакторы применяются в закрытых распределительных устройствах при напряжении не выше 35 кВ. Недостатком их является большие габариты размеры и масса. Ведутся работы по уменьшению массы и габаритных размеров за счет применения современных изоляционных материалов.

Основные параметры реакторов.

1. Номинальное напряжение − номинальное напряжение сети для работы в которых предназначен реактор и которой нормируется изоляция.

2. Номинальный ток − длительно-допустимый ток через реактор, при котором не происходит его нагрев выше максимально допустимой температуры.

3. Номинальное индуктивное сопротивление реактора

Хр.= wL= 2 fL.

4. Относительное индуктивное сопротивление реактора, в % − это падение напряжения на реакторе. Показывает какая величина от номинального напряжения принятого за 100% уменьшается на реакторе при протекании через него номинального тока

5. Номинальные потери мощности на фазу, кВт. ∆Рном. на активном сопротивлении реактора при протекании через него Iном.

6. Ток электродинамической стойкости iгар. для одинарных реакторов или КЗ за одним плечом сдвоенного реактора, гарантированное значение тока, которое может выдержать реактор в указанных случаях и не разрушиться под действием электродинамических сил.

7. Ток электродинамической стойкости при встречных токах короткого замыкания в сдвоенном реакторе.

8. Ток термической стойкости (одинарного реактора или одной ветви сдвоенного реактора) и время его действия.

It, та величина Iкз которая в течении времени может протекать через реактор не вызывая его нагрева сверх максимально допустимой температуры.

9. Номинальный коэффициент (магнитной) связи Ксв

10. Номинальное индуктивное сопротивление двух ветвей при последовательном соединении

11. Номинальное индуктивное сопротивление одной ветви при встречных токах

Выбор реакторов.

1. Условие проверки. По условию необходимого ограничения тока короткого замыкания и дополнительной потери напряжения в нормальном режиме работы

Хр ≥ Хр.расч.

2. По напряжению

Uн.реактора ≥ Uн.сети

3. По длительной допустимой токовой нагрузке

Iн.реактора ≥ Iпрод.расч.

4. Электродинамическая стойкость

iгар. ≥ iу

5. По термической стойкости

На напряжение 6-10 кВ (до 35кВ) − бетонные выше − масляные реакторы.

Поиск по сайту: