Reaktoreita on saatavana erityyppisinä, mukaan lukien ilma-ydinreaktorit, rautasydänreaktorit, rautasydänreaktorit, kuiva-tyyppiset reaktorit ja öljy-upotetut reaktorit, joista jokainen on suunniteltu tiettyihin käyttöolosuhteisiin ja sovelluksiin.

Rakenteellisesti reaktori koostuu pääasiassa käämeistä ja eristysmateriaaleista. Käämit on tyypillisesti valmistettu kupari- tai alumiinijohtimista, kun taas eristysjärjestelmä varmistaa luotettavan toiminnan korkealla-jännitteellä.

Nykyaikaisissa voimajärjestelmissä reaktoreita käytetään laajalti rajoittamaan kapasitiivista loistehoa tehonsiirron aikana, ylläpitämään loistehotasapainoa, tukahduttamaan harmonisia yliaaltoja ja estämään linjakapasitanssin aiheuttamaa itsevirittyvää ylijännitettä. Niillä on tärkeä rooli sähköverkon turvallisen, vakaan ja tehokkaan toiminnan varmistamisessa.

Mikä on reaktori?

Yksinkertainen määritelmä

Reaktori on sähkölaite, joka tuottaa induktiivisen impedanssin piirissä.

Ammattimainen määritelmä

Reaktori on staattinen sähkömagneettinen laite, jolla on induktiiviset ominaisuudet ja jota käytetään pääasiassa virran ohjaamiseen, vikavirran rajoittamiseen, harmonisten harmonisten suodatukseen ja loistehon kompensoimiseen tehojärjestelmissä.

Miksi reaktoreita käytetään?

Nykyaikaisissa tehojärjestelmissä käytetään laajalti epälineaarisia sähkölaitteita, jotka sisältävät puolijohdekomponentteja, kuten teollisuustasasuuntaajia,{0}}suurtehoisia taajuusmuuttajia, AC/DC-muuntimia ja muita tehoelektroniikkalaitteita.

Lisäksi laitteet, joissa käytetään kaaria ja ferromagneettisia materiaaleja, kuten valokaariuunit, muuntajat ja generaattorit, tuottavat myös suuria määriä harmonisia virtoja.

Nämä harmoniset yliaallot voivat vaikuttaa vakavasti virran laatuun ja järjestelmän vakauteen, mikä johtaa ongelmiin, kuten:

• Laitteiden ylikuumeneminen
• Kondensaattorin vaurio
• Lisääntynyt tehohäviö
• Jännitteen vääristymä
• Korvausjärjestelmien epäonnistuminen

Kun harmoninen pitoisuus on suhteellisen alhainen, harmoniset vaimentimet voivat olla riittäviä. Kuitenkin, kun harmoniset tasot nousevat korkeiksi, sarjareaktoreita tarvitaan tehokkaasti vaimentamaan harmonisia virtoja ja suojaamaan sähkölaitteita.

Reaktoreiden luokitus

1. Luokittelu rakenteen mukaan

Vaihenumeron mukaan

Yksivaiheinen{0}}reaktori

Kolmivaiheinen{0}}reaktori

Jäähdytysmenetelmällä

Kuiva{0}}tyyppinen reaktori

Öljy{0}}upotettu reaktori

Core Structuren mukaan

Ilma-ydinreaktori

Rautasydänreaktori-

Asennuspaikan mukaan

Sisäreaktori

Ulkoreaktori

Luokittelu sovelluksen mukaan

Sarjan reaktori

Asennettu kondensaattoripiireihin rajoittamaan käynnistysvirtaa kondensaattorin kytkentätoimintojen aikana. Se toimii myös yhdessä kondensaattoripankkien kanssa tiettyjen harmonisten yliaaltojen vaimentamiseksi.

Shunttireaktori

Yhdistetään yleisesti muuntajan tertiäärisiin käämeihin EHV-siirtojärjestelmissä. Se kompensoi kapasitiivista latausvirtaa, rajoittaa jännitteen nousua ja kytkentäylijännitettä, vähentää eristysvaatimuksia ja parantaa lähetyksen luotettavuutta.

Nykyinen{0}}rajoittava reaktori

Käytetään rajoittamaan oikosulkuvirtaa{0}}sähkölaitteiden ja kytkinlaitteiden turvalliselle tasolle.

Suodatinreaktori

Kytketty sarjaan kondensaattoripankkien kanssa harmonisten suodatuspiirien muodostamiseksi, mikä tarjoaa matalan-impedanssin tietyille harmonisille taajuuksille.

Jaettu reaktori

Asennettu sähköjärjestelmiin vikavirran rajoittamiseksi. Siinä on matala impedanssi normaalikäytössä ja korkea impedanssi vikatilanteissa.

Staattinen reaktiivinen kompensointireaktori

Käytetään tyristori{0}}ohjatuissa dynaamisissa loistehokompensointijärjestelmissä.

Reaktorin käynnistys

Sovelletaan suurten vaihtovirtamoottoreiden alennettuun{0}}jännitteiseen käynnistykseen käynnistysvirran pienentämiseksi.

Tasoitusreaktori

Käytetään laajasti HVDC-siirtojärjestelmissä ja DC-käyttölaitteissa vähentämään aaltoiluvirtaa ja stabiloimaan tasavirtalähtöä.

Luokittelu jännitetason mukaan

Korkea{0}}jännitereaktorit

Soveltuu jännitetasoille 6kV, 10kV, 20kV, 35kV ja yli.

Yleisiä tyyppejä ovat:

• Korkea{0}}jännitesarjan reaktorit
• Nykyiset{0}}rajoittavat reaktorit
• Suodatusreaktorit
• Shunttireaktorit
• Reaktorit käynnistyvät
• Tasoitusreaktorit
• Tasapainottavat reaktorit

Matalajännitteiset{0}}reaktorit

Suunniteltu järjestelmille, joiden nimellisjännite on 380 V, 400 V, 450 V, 480 V, 600 V ja 690 V.

Yleisiä sovelluksia ovat:

• Kondensaattorisarjan reaktorit
• Harmoniset suodatinreaktorit
• Taajuusmuuttajan tulo/lähtöreaktorit
• Tasoitusreaktorit

Reaktoreiden päätoiminnot

Sarjareaktorien toiminnot

1. Syöttövirran rajoittaminen

Sarjareaktorit vähentävät kytkentäylivirtaa kondensaattoripariston jännityksen aikana ja suojaavat kondensaattoreita ja kytkinlaitteita.

2. Yliaaltojen tukahduttaminen

Ne tukahduttavat{0}}korkean kertaluvun yliaaltoja sähköjärjestelmässä ja estävät harmonisten vahvistusten, mikä suojaa kondensaattoreita ja parantaa virran laatua.

Nykyisten{0}}rajoittavien reaktorien toiminnot

Virtaa{0}}rajoittavia reaktoreita käytetään pääasiassa rajoittamaan oikosulkuvirtaa-voimajärjestelmissä.

Vian ilmetessä reaktori käyttää induktiivista reaktanssiaan rajoittaakseen vikavirtaa sallitulle alueelle, jolloin katkaisijat ja kytkinlaitteet voivat katkaista vikavirran turvallisesti.

Useimmat nykyiset-rajoittavat reaktorit käyttävät ilma-ydinrakennetta sen erinomaisten lineaaristen reaktanssiominaisuuksien ja vakaan suorituskyvyn ansiosta.

Suodatinreaktorien sovellukset

Suodatinreaktorit on kytketty sarjaan kondensaattoriryhmien kanssa muodostamaan sarjaresonanssipiirejä tiettyjen harmonisten taajuuksien suodattamiseksi.

Perustaajuudella suodatinhaara käyttäytyy kapasitiivisesti ja voi samanaikaisesti tarjota loistehokompensointia.

Tyypillinen AC-suodatinhaara koostuu:

• AC-suodattimen kondensaattori
• AC-suodatinreaktori
• Erilaisten harmonisten suodatusvaatimusten täyttämiseksi suodatinreaktorin induktanssi on usein säädettävissä seuraavilla tavoilla:
• Tapinvaihtimet
• Säädettävä käämitysväli
• Useita käämirakenteita

Johtopäätös

Reaktorit ovat välttämättömiä komponentteja nykyaikaisissa sähkövoimajärjestelmissä. Niitä käytetään laajalti yliaaltojen vaimentamiseen, loistehon kompensointiin, jännitteen stabilointiin ja oikosulkuvirran rajoitukseen.

Tehoelektroniikan, uusiutuvan energian järjestelmien ja teollisuusautomaation nopean kehityksen myötä reaktoreista on tullut yhä tärkeämpiä tehonlaadun parantamisessa, laitteiden suojauksen tehostamisessa ja nykyaikaisten sähköverkkojen luotettavan toiminnan varmistamisessa.