Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
39 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дугогасящий реактор принцип работы

Как устроены и работают токоограничивающие и дугогасящие реакторы в энергетике

Современные автоматические выключатели ликвидируют токи коротких замыканий с минимально возможной выдержкой времени. Но, они не могут противостоять действию электродинамических сил, которые развиваются в первоначальный момент аварии. Для ликвидации их ударного проявления используются другие технические решения, основанные на работе реакторов.

Термин «Реактор» используется для обозначения устройств, работающих за счет проявления сил различных реакций, когда создается ответное воздействие на протекание какого-то определенного процесса, например, биологического, химического, электрического. механического…

Если совершается какое-то действие (обозначаемое корнем слова «акция»), то техническое устройство контролирует этот процесс и осуществляет противодействие его развитию (определяется предлогом «ре»). Название «Реактор» обозначается термином, состоящим из этого корня и предлога. А его окончание завершает определение технического устройства.

Наиболее широко используются сухие реакторы в сетях 6 и 10 кВ. Они выполняются в виде обмотки из изолированного провода, закрепленной на бетонных колоннах. Монтируются с вертикальным, горизонтальным или ступенчатым расположением фаз, в отдельных камерах распределительного устройства. В сетях более высоких напряжений применяются реакторы с масляной изоляцией, с каркасом стержневой или тороидальной формы из изоляционного материала и стальным баком.

Реакторы различают: по исполнению — одинарные и сдвоенные, по месту включения — секционные и линейные, по характеристикам — с линейной или нелинейной характеристикой, управляемые и неуправляемые. Сухие бетонные реакторы относятся к неуправляемым реакторам с линейной характеристикой.

Виды реакторов в энергетике

В высоковольтных электрических системах реакторы работают на принципе контроля и ограничения аварийных токов, стихийно возникающих на оборудовании схемы.

По назначению конструкции они подразделяются на два вида:

1. уменьшающие величины токов коротких замыканий — токоограничивающие;

2. снижающих возникающую электрическую дугу — дугогасящие.

Первый вид электротехнических аппаратов создается для устранения действия ударного тока, образуемого при возникновении короткого замыкания.

Второй — дугогасящие реакторы увеличивают индуктивное сопротивление, противодействующее развитию дуги при аварийной ситуации, связанной с образованием однофазного замыкания на контур земли в сетях, использующих глухоизолированную нейтраль.

Оба вида этих электротехнических устройств при номинальном режиме работы оборудования вносят небольшую погрешность в выходные характеристики системы, но она лежит в пределах рабочих нормативов, вполне допустима.

Что такое ударный ток короткого замыкания

При номинальном режиме высоковольтная энергия питания расходуется на преодоление полного сопротивления подключенной электрической схемы, состоящего из активной и реактивной нагрузки с индуктивными и емкостными связями. При этом создается рабочий ток, сбалансированный приложенной мощностью, напряжением, полным сопротивлением цепи.

Во время короткого замыкания происходит шунтирование огромной мощности источника случайным подключением нагрузки с маленьким активным сопротивлением, характерным для металлов. В ней отсутствует реактивная составляющая.

Это КЗ устраняет созданное равновесие в рабочей схеме, формирует новые виды токов. При этом переход источника напряжения на режим короткого замыкания происходит не мгновенно, а слегка растянут по времени. Такой кратковременный период называют переходным. При его протекании токи нагрузки изменяют форму и величину от значения гармоничной синусоиды номинального режима до характеристик установившегося подключения к «металлическому замыканию».

В ходе протекания переходных процессов полный ток от КЗ представляет собой вид сложной формы, которую для упрощения расчетов и анализа разделяют минимум на две составляющие:

1. вынужденную периодическую;

2. свободную апериодическую.

Первая часть повторяет форму питающего напряжения, а вторая возникает скачком и постепенно убывает по величине. Она формируется за счет емкостной нагрузки номинального режима, который рассматривается как холостой ход для последующего короткого замыкания.

Обе составляющие, складываясь вместе, создают ток, изменяющийся во времени сложным видом. Его необходимо учитывать при создании защит для принятия действенных мер.

За основу расчета выбирается величина с максимальным мгновенным значением апериодической составляющей. Его и называют ударным током.

Как работает токоограничивающий реактор

Основу конструкции составляет обмотка катушки, обладающей индуктивным сопротивлением, включенным в разрыв основной цепи питания. Ее параметры подбирают таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации падение напряжения на ней не превышало четырех процентов от общей величины.

При возникновении аварийной ситуации в защищаемой схеме эта индуктивность гасит большую часть приложенного высоковольтного напряжения и таким образом ограничивает действие ударного тока.

Токоограничивающий реактор рассчитывают по величине максимального тока аварии Im, которому он может противостоять по выражению:

Im= (2,54 I н/Хр)х100%

В формуле Iн обозначает значение номинального тока, а Xр — величину реактивного сопротивления обмотки.

Приведенная закономерность наглядно показывает, что увеличение индуктивности катушки ведет к уменьшению ударного тока.

Реактивные свойства обмоток обычно повышают подключением магнитопровода из стальных пластин. В конструкциях подобных реакторов при протекании больших токов по виткам происходит насыщение материала сердечника, что ведет к потере его токоограничивающих свойств. Поэтому от таких конструкций в большинстве случаев отказываются.

Токоограничивающие реакторы, как правило, изготавливают без использования стальных сердечников. Из-за необходимости достижения требуемой индуктивности они обладают повышенными габаритами и весом.

Конструкции токоограничивающих реакторов

По внутреннему исполнению они бывают:

Реакторы из бетонных блоков

Такие конструкции эксплуатируются довольно долгое время в сетях с напряжением до 35 кВ. Их обмотку делают из эластичных проводов, демпфирующих динамические и температурные нагрузки несколькими параллельными цепочками, равномерно распределяющими токи. Этим способом разгружают механическое воздействие на стационарную бетонную конструкцию.

Витки обмоток подобных реакторов выполнены многожильными проводами круглого сечения с изоляцией. Их заливают специальным сортом высокопрочного бетона, смонтированного в вертикальные колонки. При необходимости дополнения в конструкцию металлических частей используют исключительно немагнитные материалы.

Способ включения фазных катушек выбирают таким, что бы магнитные поля от них направлялись встречно. Этим приемом ослабляют динамические усилия при ударных токах КЗ.

Открытое расположение обмоток в пространстве позволяет обеспечивать хорошие условия для естественного охлаждения атмосферным воздухом. Когда тепловые нагрузки при номинальном режиме или коротких замыканиях способны превысить допустимые пределы нагрева обмоток, то применяют принудительный обдув вентиляторами.

При эксплуатации следует учитывать, что при сырой погоде бетон накапливает влажность из воздуха.

Подобные устройства до сих пор массово работают в высоковольтных сетях энергетики, успешно справляются с аварийными ситуациями, но считаются уже морально устаревшими.

Реакторы сухого типа

Они стали появляться благодаря разработке новых изоляционных материалов, основанных на кремнийорганической структуре. Она позволяет создавать изделия, успешно работающие на электрооборудовании до 220 кВ включительно.

Катушка обмотки наматывается прямоугольным многожильным кабелем повышенной прочности и покрывается слоем кремнийорганического лака. Дополнительные эксплуатационные преимущества обеспечивает покрытие кремнийорганической силиконовой изоляцией.

В результате этих доработок сухие токоограничивающие реакторы по сравнению с бетонными аналогами обладают:

меньшими габаритами и весом;

повышенной механической прочностью;

бо́льшим ресурсом работы.

У них медная обмотка проводников изолируется пропитанной кабельной бумагой и монтируется на изоляционных цилиндрах, помещенных в емкость с маслом либо другим жидким диэлектриком, одновременно выполняющим функцию отвода тепла.

Чтобы исключить нагрев металлического корпуса емкости от протекающего по виткам обмотки переменного поля промышленной частоты в подобную конструкцию включают магнитные шунты или электромагнитные экраны.

Магнитный шунт создают из магнитомягких листов стали. размещенных внутри масляной емкости около ее стенок. Образованный таким методом внутренний магнитопровод замыкает на себя магнитный поток, создаваемый обмоткой.

Электромагнитные экраны изготавливают в виде алюминиевых либо медных короткозамкнутых витков, смонтированных у стенок бака. В них индуцируется встречное электромагнитное поле, снижающее действие основного.

Реакторы с броней

Создаются с сердечником. Учитывая возможность насыщения магнитопровода, такие изделия требуют точного расчета и тщательного анализа условий эксплуатации.

Броневые сердечники из электротехнических сортов стали позволяют снижать габариты и вес подобных конструкций реакторов, а заодно и стоимость.

Но при их использовании требуется обязательно учитывать то обстоятельство, чтобы ударный ток не превышал максимального возможного значения для этого типа устройств.

Защищают кабельную ЛЭП по другому принципу, чем их токоограничивающие аналоги.

Об опасности однофазных замыканий на контур земли в схеме с изолированной нейтралью

Энергетические сети с рабочим напряжением 6÷35 кВ создаются для работы на линиях электропередач с нейтралью, изолированной от земли. В этом случае между всеми проводниками образуется емкостное сопротивление, а они сами работают так же, как обкладки конденсатора, то есть накапливают заряды.

При нарушении изоляции любой из фаз на контур земли создается замкнутая электрическая цепочка, через которую начинает стекать только емкостной ток. Он не создает короткое замыкание. Поэтому подобную неисправность допускается действующими документами устранять не мгновенно, а с выдержкой времени до двух часов. Она необходима оперативному персоналу как резерв на изменение схемы питания потребителей поврежденной линии без перерыва их электроснабжения.

С этой целью релейные защиты ЛЭП настраиваются в работу на сигнал, а не на отключение питания. Однако в такой ситуации проявляется двойная опасность:

1. попадания человека под действие шагового напряжения, оказавшегося в случайном месте возникновения неисправности;

2. возникновения электрической дуги, когда емкостной ток станет превышать величину в 20 ампер.

Горение дуги разрушает изоляцию проводов и кабелей, переводит однофазное замыкание в двух- или трехфазное КЗ со всеми негативными последствиями. Ее действие ограничивают защитными устройствами.

Назначение дугогасящих реакторов

Обмотка катушки L включается между нейтралью генератора и контуром земли. Она обладает индуктивным сопротивлением, которое можно регулировать посредством переключения числа витков. Измерительный трансформатор ТА позволяет контролировать проходящий ток для принятия действенных мер.

Такой способ подключения обмотки катушки позволяет создавать последовательную цепочку, состоящую из емкости и индуктивности, к которой приложено напряжение источника фазы с поврежденной изоляцией.

Емкостной и индуктивный токи находятся в противофазе, сдвинуты на общий угол 180 градусов. Действие емкостного тока ограничивается индуктивным, направленным встречно. В итоге суммарная величина, проходящая через поврежденную изоляцию, значительно уменьшается.

Дугогасящие реакторы могут создаваться под индивидуальные условия эксплуатации, не требующие специальных настроек для линий ограниченной длины или изготавливаться с возможностью регулировки индуктивного сопротивления катушки:

В первом случае изменение индуктивности осуществляется за счет переключения числа обмоток, подключенных к отпайкам.

Плавную регулировку выполняют:

плунжерные конструкции, регулирующие воздушный зазор магнитопровода;

реакторы с подмагничиванием постоянным током, использующие принципы магнитных усилителей.

Дугогасящие реакторы постоянной индуктивности создаются без систем управления.

Для регулирования индуктивности используются конструкции с:

ручным переключением числа работающих витков. Этот процесс не только трудоемкий, но и требует снятия напряжения с реактора;

приводом, работающим автоматически под нагрузкой сети;

измерителем емкости, позволяющим автоматически подстраивать индуктивность под результат замера за счет плавного регулирования тока.

Современные конструкции дугогасящих реакторов в управлении используют микропроцессорные технологии, облегчающие возможности эксплуатации предоставлением обслуживающему персоналу расширенной информации по статистике замыканий, поиску повреждений и другим полезным функциям.

Дугогасящий реактор принцип работы

Дугогосящие реакторы

Одно из основных достоинств сетей с изолированной нейтралью – возможность сохранения их в работе при наиболее частом виде повреждения в линиях электропередачи – однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ). Главным критерием, вынуждающим отключать потребителей в режиме ОЗЗ, является величина тока в месте замыкания, обусловленная емкостью фаз сети относительно земли, приводящая к возникновению устойчивой дуги и, как следствие, тяжелым авариям.
Постоянное развитие сетей ведет к росту этого емкостного тока, который может быть компенсирован специальными индуктивными (дугогасящими) аппаратами, вопрос правильного выбора и подключения которых каждый раз встает перед проектировщиками. Рассмотрению этого вопроса посвящена статья чебоксарских специалистов.

ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ В СЕТЯХ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
Компенсация емкостных токов замыкания на землю

Владимир Козлов, к.т.н., главный конструктор
Михаил Петров, к.т.н., главный специалист по режимам нейтрали
ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары

Читать еще:  Распашные двери для ниши в стене коридора

Один из вариантов решения проблем ликвидации ОЗЗ был предложен в 1916 году Петерсеном [1] и заключается в компенсации емкостных токов от места замыкания посредством специальных индуктивностей – дугогасящих катушек (ДГК) или дугогасящих реакторов (ДГР). Включение ДГР, кроме снижения тока в месте замыкания, приводит к увеличению времени восстановления напряжения на поврежденной фазе, что способствует восстановлению диэлектрических свойств изоляции в месте повреждения.

Одним из главных преимуществ сетей с компенсацией емкостных токов также является снижение кратности перенапряжений в случае дуговых замыканий до 2,4–2,6 U ф ( U ф – фазное напряжение сети) при резонансной настройке контура нулевой последовательности сети. В условиях развития сетей и изменения их конфигурации поддержание резонансной настройки требует новых подходов к автоматике управления ДГР [2].

Значения емкостных токов, при превышении которых требуется компенсация, и условия выбора дугогасящих аппаратов приведены в [3]. В настоящее время с целью повышения эффективности эксплуатации электрических сетей компенсацию применяют при токах, существенно меньших рекомендованных ПУЭ и ПТЭ.

В условиях современной тенденции замены кабелей с маслонаполненной изоляцией на кабели со СПЭ-изоляцией, увеличиваются емкости относительно земли и актуальность задачи компенсации емкостных токов постоянно нарастает. В частности, этот факт отражен в Положении о технической политике ФСК ЕЭС [4], в котором определено, что «при новом строительстве, расширении и реконструкции сетей напряжением 6–35 кВ необходимо рассматривать варианты проектных решений сети с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор с автоматической компенсацией емкостных токов».

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ДГР

Принципиально ДГР должны быть установлены в каждой фазе сети (рис. 1). При таком техническом решении катушка, подключенная к конкретной фазе, компенсирует емкостный ток замыкания на землю этой фазы.

Рис. 1. Эквивалентная схема трехфазной сети 6–35 кВ с пофазной компенсацией емкостных токов

Высокая стоимость трехфазной системы компенсации емкостных токов, ее громоздкость и технические сложности в пофазной настройке ДГР привели к тому, что наибольшее распространение получило решение с установкой одного ДГР в нейтраль сети (рис. 2). Но оно требует наличия явно выраженной нейтрали сети, которая не всегда имеется. На рис. 2 ДГР подключен к сети посредством специального нейтралеобразующего трансформатора TN.

Рис. 2. Эквивалентная схема сети с одним компенсирующим устройством

Принципиально добиться компенсации емкостного тока сети можно как изменением индуктивности ДГР, так и изменением добавочной емкости С Д , установленной параллельно ДГР. Недостатком последнего варианта является наличие последовательного контура «емкость С Д – индуктивность рассеяния трансформатора TN», который может создать значительные перенапряжения на ДГР, а также сложности в управлении высоковольтными конденсаторными установками. Поэтому в настоящее время в основном применяются только управляемые дугогасящие реакторы.

Мощность ДГР в схеме рис. 2 должна быть не меньше суммарной реактивной мощности фазных емкостей С А , С В , С С сети.

Как правило, мощность ДГР выбирается с учетом перспективного развития сетей и возможности компенсации емкостных токов одним реактором при объединении секций шин (СШ) и выводе в ремонт реактора другой СШ. В [5] приводятся расчет мощности и выбор дугогасящих аппаратов. Многие положения этого документа устарели.

НЕЙТРАЛЕОБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Трансформаторы, использующиеся для создания искусственной нейтрали с целью присоединения к ней ДГР, принято называть нейтралеобразующими, подземляющими, присоединительными или фильтрами нулевой последовательности. Последнее название подчеркивает тот факт, что реактор при ОЗЗ создает контур для протекания токов нулевой последовательности сети.

В качестве таких присоединительных трансформаторов могут применяться любые трехфазные трансформаторы соответствующей мощности. Первичные обмотки трансформатора должны быть соединены в звезду с выведенной нейтралью, к которой и подсоединяется ДГР. Кроме того, необходимо наличие вторичных обмоток, соединяемых в замкнутый треугольник, что обеспечивает малое сопротивление трансформатора токам нулевой последовательности сети.

Малого сопротивления токам нулевой последовательности сети можно также добиться соединением обмоток трансформатора в зигзаг [6]. Первичная обмотка такого трансформатора разбита на две равные части, которые соединяются последовательно, встречно с половинкой обмотки другой фазы (рис. 3). В результате такого соединения суммарное количество витков, приходящихся на одну фазу, в 1,15 раза больше, чем в аналогичной обмотке при соединении просто в звезду. Однако отсутствие необходимости во вторичной обмотке, соединяемой в замкнутый треугольник, делает такое решение экономически оправданным для задачи искусственного создания нейтрали. Такие трансформаторы получили название – фильтры нулевой последовательности (ФМЗО).

Рис. 3. Схема подключения ДГР посредством ФМЗО

Если силовые трансформаторы (T на рис. 4) или трансформаторы собственных нужд сети имеют подходящее соединение вторичных обмоток, ДГР может быть подключен непосредственно к их нейтрали. В этом случае мощность реактора не должна превышать 7–10% номинальной мощности трансформатора. В качестве нейтралеобразующих трансформаторов могут применяться силовые масляные трансформаторы серий ТМ, ТМА, ТМГ с выведенной нейтралью и соединенной в треугольник вторичной обмоткой (TN на рис. 4).

Рис. 4. Схема подключения ДГР к нейтрали сети 35 кВ и 6–10 кВ с помощью TN

При проектировании системы компенсации емкостных токов необходимо обратить внимание на влияние сопротивления TN на выбор величины тока ДГР [5]. Истинное значение тока реактора можно рассчитать по формуле:

где IL – максимальное паспортное значение тока реактора;
XL – минимальное значение индуктивного сопротивления ДГР в заданном диапазоне регулирования;
XTN – эквивалентное сопротивление TN токам нулевой последовательности.
Последнее рассчитывается по формуле:

где UK, UНОМ и SНОМ – соответственно напряжение КЗ трансформатора (паспортное значение в %) TN, номинальные напряжение и мощность трансформатора.

ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ

Дугогасящие реакторы выпускаются регулируемого и нерегулируемого исполнения.

Регулируемые ДГР нашли широкое применение в распределительных сетях 6–35 кВ. По принципу регулирования ДГР подразделяются на ступенчато- и плавнорегулируемые. К первому типу относятся катушки типа ЗРОМ, РЗДСОМ и эксплуатировавшиеся в СССР с 1950–60 гг. реакторы типа CEUF (ГДР). В настоящее время данный тип реакторов практически не выпускается.

Плавнорегулируемые ДГР представлены плунжерными реакторами, в которых регулирование индуктивности производится изменением немагнитного зазора сердечника, и ДГР с подмагничиванием сердечника, за счет которого изменяется рабочие точки на нелинейной характеристике магнитопровода, а следовательно, и индуктивность реактора.

Попытки избавиться от основного недостатка плунжерных реакторов – наличия механического привода – привели к появлению разнообразных ДГР с подмагничиванием от внешнего источника продольного, поперечного и смешанного возбуждения. Однако большая потребляемая мощность, малый диапазон регулирования тока компенсации, наличие высших гармонических в токе рабочей обмотки, сложность автоматического управления сделали этот тип ДГР неконкурентоспособным на рынке электрооборудования. Большая часть этих реакторов демонтирована, а остальные постепенно выводятся из эксплуатации.

К дугогасящим реакторам с плавным регулированием индуктивности предъявляются следующие основные требования:

  • линейность регулировочной характеристики;
  • линейность ВАХ, отклонение не более 2%;
  • процент высших гармонических составляющих в токе реактора не более 2;
  • добротность аппарата Q не менее 50;
  • глубина регулирования не менее 3;
  • возможность дистанционного управления без отключения от сети.

КОНСТРУКЦИЯ ДГР

Большинство ДГР, эксплуатируемых в электрических сетях России, выпускаются в двух- и трехстержневом исполнении. Двухстержневая конструкция характерна для ступенчато-регулируемых реакторов и реакторов серии РУОМ. Обе половинки рабочей обмотки реакторов соединяются параллельно. На стержнях дополнительно наматываются сигнальная обмотка и обмотка управления. Последняя рассчитывается на подключение активного сопротивления для снижения добротности контура нулевой последовательности сети.

Плунжерные дугогасящие реакторы в основном имеют трехстержневую конструкцию магнитопровода. Регулирование индуктивного тока осуществляется изменением высоты немагнитного зазора в центральном стержне. Для этого центральный стержень разрезается на 2 части. Возможны два варианта регулирования индуктивности катушки: симметричное, когда зазор изменяется одновременно в обе стороны относительно центральной оси сердечника, и несимметричное, когда подвижной является лишь одна часть сердечника. В первом случае характеристика регулирования ДГР более плавная, чем во втором.

Для снижения потерь в катушке и магнитопроводе мощные ДГР серии РЗДПОМ выполняются пятистержневыми (четырехлучевая звезда). Самые совершенные реакторы ASR и ZTC фирмы EGE выполняются по схеме – симметричная шестилучевая звезда. Такое конструктивное исполнение магнитопровода позволило минимизировать потери в стали, в том числе за счет упорядочения потоков рассеяния в немагнитных зазорах.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ ДГР

Плунжерные катушки, за исключением России и стран СНГ, выпускают в пяти странах мира: Чехии, Австрии, Канаде, Китае и Индии.

В СНГ ДГР плунжерного типа производят «Белэнергоремналадка» (Белоруссия), «ЭЛИЗ» (г. Запорожье, Украина), «Электрозавод» (г. Москва), филиал «Мосэнерго» ЦРМЗ (г. Москва), ВП «НТБЭ» (г. Екатеринбург) и «Свердловэлектроремонт» (г. Екатеринбург).

В табл. 1 приведен список изготовителей и поставщиков плавнорегулируемых ДГР для электроэнергетики России. Отметим, что единственным предприятием, поставляющим ДГР сухого исполнения для закрытых подстанций, является фирма TRENCH.

Табл. 1. Производители дугогасящих реакторов

РеакторыРДМРРЗДПОМРУОМASR, ZTCTRENCH
Производитель«Свердлов-электроремонт», ВП «НТБЭ»«Белэнергоремналадка», «ЭЛИЗ», Электрозавод, ЦРМЗ «Мосэнерго»ОАО РЭТЗ «Энергия»EGE (Чехия), ООО «ЭНЕРГАН» (дилер EGE)TRENCH (Австрия), НПО «ТехноСервис-Электро» (дилер Trench)
ОхлаждениеМасляноеМасляноеМасляноеМасляноеМасляное, сухое
ИсполнениеОдинарноеОдинарноеОдинарноеОдинарное, комбинированноеОдинарное, комбинированное
Класс напряжения, кВ6, 106, 10, 20, 356, 106, 10, 20, 356, 10, 20, 35
Кратность регулирования8–255101010
Диапазон мощностей, кВА300–820(1520)120–152090–152050–8000100–1000

EGE и TRENCH также предлагают потребителям дугогасящие аппараты комбинированного исполнения, представляющие собой нейтралеобразующий трансформатор (ФМЗО) и дугогасящий реактор, установленные в одном маслонаполненном баке. Однако их применение в отечественной практике не соответствует нормативным документам, поскольку в п. 6.1 Инструкции [5] говорится, что «включение или отключение трансформаторов, предназначенных для подключения дугогасящих реакторов, допускается производить только при отключенном дугогасящем реакторе (разъединитель в цепи реактора должен быть отключен)».

ВЫВОД

В настоящее время наиболее перспективным типом дугогасящих аппаратов в сетях 6–35 кВ являются плунжерные реакторы.

ЛИТЕРАТУРА

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Дугогасящий реактор

Дугогасящий реактор — электрический аппарат, предназначенный для компенсации ёмкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью, возникающих при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ).

Содержание

  • 1 Применение
  • 2 Классификация
  • 3 Примечания
  • 4 Источники

Применение

Дугогасящие реакторы применяются для заземления нейтрали трёхфазных сетей 6, 10, 35 кВ.

Из-за распределённой по линии электропередач или кабелю ёмкости, при ОЗЗ в месте повреждения изоляции возникает ёмкостный ток. Если он превышает 20—30 А, возникает электрическая дуга, горение которой разрушает изоляцию и проводник кабеля, что может приводить к переходу ОЗЗ в двух- или трёхфазное замыкание и отключению линии релейной защитой. Таким образом потребитель электроэнергии может временно лишиться электроснабжения.

Этого не происходит, когда нейтраль сети заземлена через дугогасящий реактор, индуктивность которого во время ОЗЗ такова, что ёмкостная проводимость распределённой ёмкости сети и индуктивная проводимость реактора на промышленной частоте равны. Происходит компенсация ёмкостного тока, которая осуществляется включением в нейтральную точку трёхфазной сети индуктивного сопротивления — дугогасящего реактора (ДГР) с регулируемым воздушным зазором магнитопровода или ступенчатым регулированием числа витков его обмотки. Нейтраль первичной обмотки одного из сетевых трансформаторов (трансформатора собственных нужд или специально установленного заземляющего трансформатора) со схемой соединения обмоток «звезда-треугольник» заземляется через ДГР. При этом во время ОЗЗ ёмкостный ток суммируется в месте замыкания с равным ему и противоположным по фазе индуктивным, что препятствует возникновению электрической дуги и шагового напряжения. Токоведущие цепи остаются неповреждёнными, потребители продолжают снабжаться электроэнергией. По действующим нормам допускается работа сети с изолированной нейтралью при ОЗЗ в течение 2 часов, предоставляемых персоналу для поиска и устранения повреждений изоляции. [1]

Читать еще:  Принцип работы и назначение инфракрасного датчика движения

Классификация

По точности настройки

  • Неуправляемые;
  • Дугогасящие реакторы (ДГР) со ступенчатой регулировкой тока;
  • ДГР с плавной регулировкой тока.

По способу настройки

  • Ступенчатые ДГР с отпайками от основной обмотки. Индуктивность ступенчато меняется в зависимости от числа рабочих витков;
  • Плунжерные ДГР с регулируемым воздушным зазором в магнитопроводе. Увеличение зазора уменьшает индуктивность;
  • ДГР с подмагничиванием. Работают по принципу магнитного усилителя.

По управлению

  • Без систем управления. Индуктивность постоянна, либо меняется вручную персоналом распредустройства. Зачастую изменение индуктивности такого реактора – трудоёмкий процесс, требующий отключения реактора. К таким ДГР относятся, в основном, ступенчатые.
  • С приводом. Привод позволяет менять индуктивность реактора не отключая его от сети.
  • С измерителем ёмкости сети. Индуктивность реактора настраивается системой управления при любом изменении ёмкости сети автоматически.

Современные ДГР оснащаются цифровыми системами управления, возможности которых намного шире, чем только измерение ёмкости сети и регулировка индуктивности реактора. Это и сбор статистики замыканий, и телеметрия, и помощь персоналу в поиске повреждённых линий и многое другое. Успешным оказался и опыт по производству реакторов без механических частей (с подмагничиванием), имеющих больший срок службы и надёжность. Ими постепенно вытесняются устаревшие реакторы со ступенчатой регулировкой.

Дугогасящие реакторы — как мера защиты в электрических сетях 6-35 КВ

Одной из наиболее широко распространенных проблем в электрических сетях являются внутренние перенапряжения в рабочих электрических сетях 6-35 Кв. Перенапряжения делятся на коммутационные — возникающие за счет технологических переключений, аварийные — например, при ударе молнии, резонансные вследствии резонанса контура и различные феррорезонансные.

80 % от всех видов аварий в электрических сетях связаны с однофазными замыканиями на землю.
70 % пробоев развиваются в междуфазные короткие замыкания.
90 % повреждений начинается с пробоя изоляции на землю.
60 % замыканий на землю носят характер дугового перенапряжения.

Вся вышеперечисленная статистика постоянно наносит значительный ущерб в том числе и экономический, повреждая электрооборудование с последующим его выходом из строя. Одной из наиболее эффективных мер по защите электрических сетей от перенапряжения является включение в нейтральную точку трехфазной сети — дугогасящего реактора (ДГР).
Дугогасящие реакторы (ДГР) – это электрические аппараты, которые позволяют компенсировать емкостные токи, возникающие при однофазном замыкании на землю в электросети с изолированной нейтралью. Аппараты используют для заземления нейтрали в трехфазных сетях мощностью 6,10, и 35 кВ.
При однофазном замыкании на землю возникает электрическая дуга, разрушающая как изоляционный материал, так и сам провод кабеля. Если емкостьбудет превышать показатель в 20-30 А, однофазное замыкание перейдет к двух-, или трехфазному, что приведет к отключению линии. В результате все подключенные к линии потребители останутся без электричества.
Чтобы избежать обесточивания электрической сети используют дугогасящий реактор, который во время заземления уравнивает показатели емкостной проводимости сети с показателями индуктивной проводимости реактора. В месте замыкания емкостные токи суммируются с индуктивными в равных долях, что приводит к устранению, максимальному гашению электрической дуги. Это позволяет не только избежать аварийных ситуаций, но и сохранить все токоведущие цепи (проводники электричества) в неприкосновенном состоянии. Работа электрической сети с изолированной нейтралью по нормам не должна превышать более 6 часов. Этого времени достаточно, для того, чтобы найти место замыкания и провести все необходимые ремонтные работы.
Дугогасящие реакторы делятся на три вида: неуправляемые ДГР, управляемые дугогасящие реакторы со ступенчатой и плавной регулировкой электрического напряжения.
Способы настройки аппарата делят дугогасящие реакторы на три категории:
Плунжерные дугогасящие реакторы. При увеличении зазора снижается индуктивность.
Дугогасящие реакторы с подмагничиванием. Функционируют на основе принципа работы магнитного усилителя.
Ступенчатые дугогасящие реакторы. Увеличение/ уменьшение индуктивности варьируется от количества рабочих витков.
Дугогасящие реакторы по способу управления:
Неуправляемые. Здесь индуктивность является величиной неизменной, поменять ее можно только в ручную. При этом процедура перенастройки технически сложная, и требует отключения аппарата.
Приводные реакторы. Перенастройку индуктивности у таких аппаратов можно делать, не прибегая к его выключению.
Дугогасящие реакторы с измерителем емкости. Такие аппараты способны автоматически проводить замер емкости в электрической сети, и изменять индуктивность, оптимально подгоняя ее под текущие показатели емкости.
Если обобщить, то можно сказать, что изменения в распределительной сети происходит постоянно, а значит изменять индуктивность реактора нужно также оперативно, приближая ее к текущим показателям емкости тока в сети. Сделать это возможно, как способом коммутационных операций, которые призваны уменьшить или увеличить количество витков/секций в реакторе, так и за счет постоянной настройки воздушного зазора, который напрямую влияет на индуктивность аппарата.
Дугогасящий реактор – сегодня, это современные с технологической точки зрения аппарат, который оснащается цифровыми системами управления. Их возможности значительно расширены, так как не ограничиваются простыми замерами емкости, и изменением показателей индуктивности. Теперь это полный сбор данных о замыкании, которые формируется в статистику, а также телеметрия, позволяющая специалистам, обслуживающим сеть в короткие сроки находить места замыкания и устранять их.
Важность дугогасящих реакторов измерить очень сложно, так как самой распространенной проблемой в электрических сетях является замыкание на землю. На сегодняшний день система компенсации сети – это единственная возможность грамотно и в короткие сроки устранить соответствующие нарушения. Даже пара часов без электроэнергии для любого предприятия отражается колоссальными финансовыми потерями. По сути, дугогасящие реакторы неоценимы по важности.
Сейчас очень распространены реакторы, который имеют втягивающий сердечник. Это вполне объяснимо, так как такие аппараты не требуют применения коммутационных операций. Применение такие реакторов предполагает, что в момент замыкания будет проведена настройка подачи тока до минимального уровня.
Самыми эффективными являются дугогасящие реакторы РЗДПОМ — однофазные масляные дугогасящие реакторы производимые ООО «Электромеханическим заводом» или сокращенно ООО «ЭМЗ», которые имеют плавное регулирование индуктивности. На рынке России реакторы ООО «ЭМЗ» давно себя зарекомендовали надежностью, увеличенным сроком эксплуатации и высоким качеством. Мало кто может похвастаться, что их реакторы безусловно способны обеспечит своевременное дугогашение, и обезопасить сохранность электрической сети в целом. Дугогасящий реактор РЗДПОМ функционирует по следующему принципу: емкость линии и индуктивность реактора образуют контур, который способен более, чем в три раза снизить неконтролируемый КЗ на землю.
Дугогасящие реакторы нашего завода – это современные, высокотехнологичные аппараты, которые перед отправлением заказчику проходят жесткую проверку на качество и функциональность.
Перед реализацией каждый реактор проходит проверку измерения тока на всем диапазоне регулировки, подвергается испытаниям при изменении показателей переменного тока промышленной частоты, также проверяется функциональность технического аппарата на способность своевременно изменять воздушный зазор. Устройство проходит ряд испытаний, в которых измеряются показатели коэффициентов трансформации между вторичной и основной обмоткой.
ООО «ЭМЗ» один из немногих заводов, который не только производит, но и проектирует все виды дугогасящих реакторов, в том числе по характеристикам зарубежных аналогов.
Связаться по вопросам заказа дугогасящих реакторов можно в разделе контакты.

Конструкции дугогасящих ректоров

Конструкции дугогасящих реакторов близки к конструкциям масляных трансформаторов: в бак, заполненный трансформаторым маслом, помещена магнитная система с обмоткой. Дугогасящие реакторы различаются главным образом выполнением магнитных систем (магнитопроводов) и способами регулирования их индуктивностей. В настоящее время выпускаются реакторы с распределенным воздушным зазором (рис. 2.11), плунжерного типа (рис. 2.12) и с подмагничиванием (рис. 2.13 и 2.14).

Рис. 2.11. Дугогасящий реактор с магнитопроводом с распределенным

Схема конструкции реактора с магнитопроводом с распределенным воздушным зазором приведена на рис. 2.11, а. Распределенный воздушный зазор 1 обеспечивает линейность вольтамперной характеристики реактора при изменении напряжения от нуля до фазного значения (рис. 2.11, б). Обмотка 2 имеет ответвления 3 для ступенчатого регулирования индуктивного сопротивления реактора. Такую конструкцию имеют магнитопроводы, выпускаемых в настоящее время отечественными заводами реакторов типа ЗРОМ (З – заземляющий, Р – реактор, О – однофазный, М – масляный). Недостаток этих реакторов заключается в том, что изменение настройки индуктивности реактора производят при отключении реактора от сети и осуществляют эту регулировку вручную ступенями с помощью переключателя ответвлений, расположенного на крышке бака.

Схема реактора с магнитопроводом плунжерного типа представлена на рис. 2.12. Магнитная система 1 имеет перемещающиеся стержни 2 типа плунжеров, с помощью которых можно плавно регулировать воздушный зазор 3 внутри обмотки 4. Перемещение стержней осуществляется с помощью электродвигательного привода с дистанционным управлением. Таким образом, магнитопровод обеспечивает плавное дистанционное регулирование индуктивного сопротивления реактора без его отключения от сети, что позволяет автоматизировать настройку компенсации емкостного тока. Это означает, что всякое изменение рабочего состояния сети, вызывающее изменение ее емкостного сопротивления, должно вызывать соответствующее изменение индуктивного сопротивления реактора, необходимое для сохранения резонансной настройки. Однако изменение воздушного зазора требует некоторого времени и поэтому реакторы с магнитопроводами плунжерного типа не могут обеспечить быстродействующей перестройки.

Рис. 2.12. Схема магнитопровода плунжерного типа дугогасящего реактора

Дугогасящие реакторы с подмагничиванием магнитопровода выполняют в двух вариантах: с продольным подмагничиванием (рис. 2.13) и с поперечным подмагничиванием (рис. 2.14). При подмагничивании магнитопровода изменяются его магнитные свойства и магнитное сопротивление. В результате изменяется и индуктивное сопротивление реактора.

Магнитопровод 1 реактора с продольным подмагничиванием (рис. 2.13) выполнен трехстержневым с воздушным зазором 2. На среднем стержне расположена основная компенсирующая обмотка 3. Обмотки подмагничивания 4 расположены на крайних стержнях. Подмагничивание осуществляется выпрямленным током, значение которого изменяется с помощью автоматического регулятора. Чтобы исключить обратное влияние магнитного потока переменного тока основной обмотки на контур подмагничивания, секции обмоток подмагничивания включены встречно. Автоматический регулятор, формирующий сигналы управления на обмотки подмагничивания, должен реагировать на один из характерных параметров режима замыкая фазы на землю: значение или фазу потенциала нейтрали, или значение суммарной емкостной проводимости сети.

Рис. 2.13. Магнитопровод дугогасящего реактора с продольным подмагничиванием

Магнитопровод 1 реактора с поперечным подмагничиванием (рис. 2.14) выполнен двухстержневым. На каждом стержне размещаются основная обмотка 2 и обмотка управления (подмагничивания) 3. Подмагничивание осуществляют выпрямленным током, значение которого изменяется с помощью автоматического регулятора. Магнитный поток переменного тока замыкается через подмагничиваемые участки стержней 4, воздушные зазоры 5 и ярма 6. Магнитный поток подмагничивания постоянным током ориентирован поперек магнитного потока переменного тока. Оси обмоток подмагничивания повернуты на 90° относительно осей основных обмоток, что исключает обратное влияние магнитного потока переменного тока на контур подмагничивания. Размещение подмагничиваемых участков магнитопровода внутри основных обмоток уменьшает потоки рассеяния.

Рис. 2.14. Дугогасящий реактор с поперечным подмагничиванием

Реакторы с подмагничиванием обеспечивают возможность автоматической быстродействующей настройки тока компенсации (в течение 1–2 с), т. е. самую гибкую и совершенную систему регулирования, удовлетворяющую требованиям любого режима сети – без замыкания и с замыканием на землю.

Из опыта эксплуатации следует, что эффективность компенсации емкостного тока (т. е. отношение числа замыканий на землю неразвившихся в короткие замыкания, к общему числу замыканий) тем выше, чем совершеннее система регулирования и настройки дугогасящих реакторов, а именно: при неизменной настройке реакторов эффективность компенсации тока равна 0,6, при использовании реакторов с ручным ступенчатым регулированием – 0,7, при автоматическом небыстродействующем изменении настройки (реакторы плунжерного типа) – 0,8, при использовании реакторов с подмагничиванием и автоматической быстродействующей настройкой – 0,9.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Читать еще:  ТОП-10 лучших проточных электрических водонагревателей – Рейтинг 2020 года

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Дугогасящие реакторы, их назначение и конструктивное исполнение

Дугогасящий реактор — электрический аппарат, предназначенный для компенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью, возникающих при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ). Применяются для заземления нейтрали трехфазных сетей 6-35 кВ.При замыкании на землю одной фазы реактор оказывается под фазным напряжении и через место замыкания протекает емкостной и индуктивный токи, которые компенсируют друг друга и дуга в месте замыкания не возникает.
Конструкция дугогасящего реактор похожа на конструкцию масленых трансформаторов и различается исполнением в магнитной системе.

Классификация:

По точности настройки:

2)Дугогасящие реакторы (ДГР) со ступенчатой регулировкой тока;

3)ДГР с плавной регулировкой тока.

По способу настройки:

1)Ступенчатые. Индуктивность ступенчато меняется в зависимости от числа рабочих витков;

2)Плунжерные ДГР с регулируемым воздушным зазором в магнитопроводе. Увеличение зазора уменьшает индуктивность;

3)ДГР с подмагничиванием.

1)Без систем управления. Индуктивность постоянна, либо меняется вручную персоналом распредустройства. Зачастую изменение индуктивности такого реактора – трудоемкий процесс, требующий отключения реактора. К таким ДГР относятся, в основном, ступенчатые.

2)С приводом. Привод позволяет менять индуктивность реактора не отключая его от сети.

3)С измерителем емкости сети. Индуктивность реактора настраивается системой управления при любом изменении емкости сети автоматически.

Преимущества и недостатки заземления через ДГР:

+уменьшает число переходов ОЗЗ в 2хи 3х фазн короткие замыкания

+улучшает условия электробезопасности в месте замыкания

-необходимость симметрирования сети до 0.75% фазного

-сложность и высокая стоимость систем автоматической подстройки ДГР

-отсутствие селективных защит от ОЗЗ для сети с заземление нейтрали через ДГР

KL=Xc/Xl –коэф.компенсации емкостного тока

Зависимость тока замыкания от степени компенсации

№30 Неуправляемые реакторы поперечной компенсации

Шунтирующие реакторы потребляют реактивную мощность. Вакуумно-реакторные группы применяются для ступенчатого автоматического регулирования напряжения, как правило, в узлах с повышенным напряжением. Шунтирующие реакторы компенсируют избыток реактивной мощности, снижают ее переток, при этом уменьшается ток в линиях и трансформаторах, соответственно снижаются активные потери. При снижении напряжения до нормальных значений увеличивается срок службы всего электротехнического оборудования на подстанции и примыкающих ЛЭП.

Для всех вариантов исполнения реакторов характерно применение плоскошихтованной магнитной системы и цилиндрических обмоток трансформаторного типа. В результате по конструкции и эксплуатационным характеристикам они мало чем отличаются от обычных силовых трансформаторов общего назначения.

Неуправляемый реактор не чувствует, перегружена сеть или напряжение упало. Он работает в одинаковом режиме и сильно уменьшает пропускную способность линии при ее максимальной загрузке, когда, собственно, реактивная мощность в ней минимальна. Кроме этого использование неуправляемых шунтирующих реакторов приводит к дополнительному износу генераторов.

В случае применения неуправляемых ШР изменение режима передачи мощности по ВЛ требует отключения части реакторов, т.е. отвечает весьма грубому регулированию реактивной мощности, генерируемой ВЛ, так как единичные мощности реакторов достаточно велики (180, 300 и 900 МВА для ВЛ 500, 750 и 1150 кВ соответственно).

Рис. 1. Конструкции однофазных реакторов 500 кВ: а — броневая конструкция, б — бронестержневая конструкция. 1 — обмотка, 2 — горизонтальные шунты, 3 — вертикальные шунты, 4 — диски горизонтальных шунтов, 5 — изоляционная опора, 6 — прессующие плиты и стяжные шпильки, 7— линейный ввод, 8 — экран ввода, 9 — линейный отвод, 10— бак, 11 — цилиндры главной изоляции, 12 — заземленный электростатический экран, 13 — электромагнитные экраны, 14 — амортизаторы, 15 — магнитные вставки стержня, 16 — немагнитные зазоры.

При проектировании и эксплуатации ВЛ ВН, оснащенных неуправляемыми шунтирующими реакторами, необходимо рассматривать не только нормальные режимы эксплуатации ВЛ, но и разного рода штатные и нештатные неполнофазные коммутации, неминуемо возникающие при эксплуатации, с тем чтобы не допускать возникновения квазистационарных резонансных режимов.

Кроме того, необходимо устанавливать силовые выключатели для подключения ШР к линиям. Наличие неуправляемых ШР ведет к возникновению коммутационных перенапряжений при коммутации реакторов и, соответственно, преждевременный износ изоляции высоковольтного оборудования и, прежде всего самих ШР, и ресурса выключателей.

Токоограничивающий реактор

Здравствуйте! Токоограничивающий реактор предназначен для ограничения величины токов, возникающих при коротких замыканиях на линиях или шинах станций и подстанций. По сути, это катушка индуктивности, подчиняющаяся закону коммутации, который гласит, что ток в цепи с индуктивностью не может изменяться скачкообразно.

Характеристики

Реактор характеризуется следующими величинами:

• Индуктивное сопротивление, выраженное в процентах.

Увеличение активного сопротивления устройства, приводит к большему ограничению, протекающего через него, тока короткого замыкания.

Индуктивное сопротивление аппарата выражается в процентном соотношении и показывает, какая часть от номинального напряжения, при протекании заданного тока, рассеивается на индуктивном сопротивлении.

Применение

Токоограничивающие реакторы устанавливаются последовательно нагрузке, на отходящих линиях электростанций и подстанций, на участках, где требуется уменьшить величину тока короткого замыкания. Ограничение величины протекающего тока, позволяет применять менее сложную аппаратуру релейной защиты и автоматики, а также высоковольтные выключатели, с меньшим максимальным током отключения. Все это позволяет значительно уменьшить стоимость распределительных устройств.

Устройство и принцип действия

Конструктивно реактор представляет собой катушку индуктивности, обладающую большим индуктивным и малым активным сопротивлением. Катушка состоит и медного или алюминиевого провода, с сечением, допускающим протекание номинального тока электроустановки, намотанного на опору из изоляционного материала.

При нормальной работе сети, падение напряжения на обмотке реактора составляет 3 – 4%. В момент возникновения в электрической системе токов короткого замыкания, падение напряжения на нем многократно возрастает, что позволяет ограничить величину тока, до приемлемых величин.

В аппаратах ограничения тока не применяются стальные сердечники, так как при возникновении короткого замыкания на линии, происходит насыщение стали, и реактивное сопротивление катушки резко уменьшается, вследствие чего она теряет свои токоограничивающие свойства.

При проектировании схем следует помнить, что если на линиях электропередач применяется система высокочастотной связи или высокочастотной защиты от повреждений, установленный реактор может гасить частоты технологии PLC.

Виды реакторов

По типу установки реакторы делятся на:

• Устройства наружной установки. Предназначены для эксплуатации под открытым небом, без дополнительной защиты от непогоды.

• Аппараты внутреннего исполнения. Применяются только в закрытых помещениях (ЗРУ), обеспечивающих защиту от внешней среды.

По классу напряжения:

• Среднего напряжения (3 – 35 кВ).

• Высокого напряжения (110 – 500 кВ).

• Межсекционные. Предназначены для создания электрической связи между секциями распределительного устройства, включаются они последовательно с межсекционным выключателем. В момент возникновения короткого замыкания на одной из секций, токоограничивающий аппарат предотвратит бросок тока на неповрежденной секции и предотвратит ложное срабатывание ее защит.

• Фидерные. Устанавливаются на отходящие фидерные линии и предназначены для дугогашения при коротком замыкании на линии. Дугогасительный реактора ограничит ток и не даст развиться дуге, предотвратив повреждение оборудования. Применяются в сетях с глухозаземленной нейтралью.

• Фидерные групповые. Имеют то же назначение и принцип действия, что и фидерные реакторы, но предназначены для установки на группу отходящих присоединений.

Броневые. Для экономии дорогостоящих материалов, при условии точного расчета токов короткого замыкания, способных возникнуть в электрической сети, допускается применять токоограничивающие реакторы с сердечником из броневой конструкции из электротехнической стали. Данные устройства обладают меньшей массой, нежели их аналоги, изготовленные по другим технологиям, размерами и стоимостью. К недостаткам броневого реактора можно отнести возможность потери им токоограничивающих свойств, при прохождении в сети токов короткого замыкании, выше, чем токи, на которые он рассчитан.

Бетонные. Широко распространены на подстанциях до 35 кВ. Имеют малую стоимость и неприхотливы к условиям эксплуатации. Аппаратам такого рода требуется минимальное техническое обслуживание (осмотр и протяжка соединений), так как они изготавливаются из витков многожильного, изолированного провода, залитого в бетонное основание. При возникновении токов короткого замыкания, все детали устройства испытывают большие механические нагрузки, поэтому бетон для изготовления основания применяется особой прочности (вибрационный замес). При прохождении больших токов, бетонные реакторы могут быть оснащены принудительным охлаждением, в таком случае в маркировку аппарата добавляется буква «Д» — дутье. Катушки реактора располагаются встречно, для уменьшения суммарных магнитных потоков, возникающих при больших токах короткого замыкания.

Масляные. Применяются в высоковольтных сетях (свыше 35 кВ). На каждую фазу приходится свой герметичный бак с маслом, в котором уложены витки катушки индуктивности. Масло является изолятором и одновременно охлаждает катушку, предотвращая ее перегрев и разрушение реактора. Стенки бака предохраняются от нагрева при помощи специальных магнитных шунтов и электромагнитных экранов.

Магнитный шунт. Представляет собой пакеты листовой, электротехнической стали, установленные внутри масляного бака реактора. Шунт обладает очень малым магнитным сопротивлением, благодаря чему магнитный поток катушки реактора замыкается через него, а не через стенки бака.

Электромагнитный экран. Обмотки реактора обкладываются короткозамкнутыми витками из медного или алюминиевого провода, возникающее в этих витках электромагнитное поле, противодействует полю, наводимому катушками устройства. В результате чего, сила действия основного поля значительно ослабевает или исчезает вовсе.

Во избежание разрыва бака, при перегреве реактора и в результате повышенном газообразовании масла, все аппараты, рассчитанные на напряжение 500 кВ и выше, оснащаются специальными устройствами газовой защиты (газовыми реле). Которые при закипании масла выдают команду на отключение реактора, либо на сигнал обслуживающему персоналу.

Сдвоенные. Используются для уменьшения падения напряжения на линиях большой протяженностью. Конструктивно представляют две обмотки на каждой фазе, включаемые встречно, в результате чего индуктивность реактора стремиться к нулю, а падение напряжение уменьшается. При возникновении токов короткого замыкания, магнитное поле катушки резко возрастает и реактора работает в обычном режиме токоограничения. К недостаткам устройства можно отнести его большие массу и габариты, а также значительную стоимость (примерно в два раза, по сравнению с реактором другого исполнения).

Сухие. Являются самой новой разработкой, внедряемой в промышленность. Они широко применяются в сетях с напряжением до 220 кВ. Сухой реактор представляет собой катушку индуктивности из кабелей, намотанную на диэлектрическом каркасе. Аппараты сухого исполнения имеют малую стоимость и хорошие показатели, как по ограничению токов короткого замыкания, так и по охлаждению обмоток.

Сглаживающие реакторы. Этот электрический аппарат следует отметить отдельно. Сглаживающие реакторы применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного тока в цепях питания мощных электродвигателях электровозов и электропоездов. Устройство представляет собой катушку со стальным сердечником, обладающую малым активным сопротивлением, в результате чего, реактор не оказывает влияния на постоянную составляющую выпрямленного тока. Однако переменный ток, присутствующий в цепи, рассеивается на индуктивном сопротивлении катушки.

Заключение

В статье рассказано о назначении и видах реакторов, применяемых для ограничения тока в цепи. Самым важным в работе этих устройства является снижение тока короткого замыкания, который должен разорвать высоковольтный выключатель и уменьшение возникающей дуги (для дугогасящих реакторов) в сетях с глухозаземленной нейтралью. Дуга не возникает, так как для ее создания не хватит тока в цепи, в результате чего, оборудование останется неповрежденным, и будет снижен риск для жизни и здоровья обслуживающего персонала.

Однако следует помнить, что применение токоограничивающего реактора, требует проведения более сложных расчетов для устройств релейной защиты и автоматики, а также то, что несоответствие параметров аппарата, значениям сети, не обеспечит необходимого снижения тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector