Reaktoreiden toiminnot ja luokitukset

Reaktoria kutsutaan myös induktoriksi. Kun johtimeen kytketään virta, se muodostaa magneettikentän tietyssä tilassa, jonka se vie. Siksi kaikilla virtaa-johtavilla sähköjohtimilla on yleiset induktiiviset ominaisuudet. Pitkällä suoralla jännitteellisellä johtimella on kuitenkin pieni induktanssi ja se tuottaa heikon magneettikentän. Käytännössä reaktorit valmistetaan käämimällä johdot solenoidiksi, joka tunnetaan ilma-ydinreaktorina. joskus solenoidiin asetetaan rautasydän induktanssin lisäämiseksi, jolloin muodostuu rautasydänreaktori.

 

Reaktoreiden toiminnot

1. Sähköverkon kapasiteetin laajentuessa järjestelmän nimellinen oikosulkukapasiteetti kasvaa nopeasti. Esimerkiksi 500 kV:n sähköaseman 35 kV matala-jännitteen puolella kolmivaiheisen symmetrisen oikosulkuvirran maksimi Oikosulkuvirran{10}}rajoittamiseksi siirtolinjoissa ja voimalaitteiden suojaamiseksi on asennettava reaktoreita. Reaktorit vähentävät oikosulkuvirtaa ja pitävät järjestelmän jännitteen vakaana oikosulkujen aikana.

2. Vaimennusreaktorin (sarjareaktorin) asentaminen kondensaattoripiiriin vaimentaa käynnistysvirran, kun kondensaattoripiiri on jännitteellinen. Se muodostaa myös harmonisen piirin kondensaattoripariston kanssa erilaisten harmonisten yliaaltojen suodattamiseksi.

⑴.Esimerkiksi 500 kV:n sähköaseman 35 kV loistehon kompensointilaitteen kondensaattoripiirissä tarvitaan vaimennusreaktoreita, jotka rajoittavat kondensaattorin kytkentäsyöttövirtaa ja vaimentavat järjestelmän yliaaltoja. Kolmannen yliaallon vaimentamiseen käytetään 35 kV:n nimellisjännitettä, 26,2 mH:n nimellisinduktanssia, 350 A:n nimellisvirtaa kuiva-tyyppistä ilma-ydin--vaiheista ulkovaimennusreaktoria, joka muodostaa 3. harmonisen resonanssin (suodatin) piirin, jossa on cap 2 var.

⑵.Samaan tapaan 5. ja korkeampien harmonisten vaimentamiseksi 35 kV, 9,2 mH, 382 A yksivaiheinen ulkovaimennusreaktori muodostaa resonanssipiirin 5. ja korkeammille harmonisille 2,52 Mvarin kondensaattorilla. Huomaa, että vaimennusreaktorien käyttö ja tekniset tiedot on määritelty kansallisessa standardissa GB 10229-88 Reactors ja kansainvälisessä standardissa IEC 289-88.

 

Reaktoreiden rooli loistehon kompensointilaitteissa

500 kV sähköjärjestelmien, sähköistettujen rautateiden sekä suurten rauta- ja teräsalustojen kehittäminen vaatiiStaattiset muuttujan kompensaattorit (SVC) suurilla keskussähköasemilla.

SVC:t reagoivat nopeasti kuormituksen muutoksiin (tyypillinen vasteaika 0,02–0,04 s) ja tarjoavat tasaisen loistehon ja jännitteen säädön. Ne stabiloivat verkkojännitteen, kompensoivat tehokkaasti järjestelmän loistehokerrointa, vaimentavat jännitteen vaihteluita, ylläpitävät kolmi-vaihetasapainoa ja vaimentavat sub-synkronisia värähtelyjä.

Verkkokeskittymiin asennetut SVC:t vähentävät myös transientteja ylijännitteitä. Suuret sähköverkot vaativat siksi suuria ja keskikokoisia -sähköasemia paikallisen kapasitiivisen loistehon kompensoinnin ja tasapainotuksen asentamiseksi turvallisen toiminnan varmistamiseksi.

Reaktorit ovat loistehon kompensointilaitteiden avainkomponentteja. Shunttireaktorit tarjoavat induktiivisen reaktanssin absorboimaan ylimääräistä kapasitiivista loistehoa, mikä on välttämätöntä alhaisen alkuvaiheen lähetyksen ja myöhäisillan valokuormituksen aikana.

Näissä tapauksissa voimajohdon reaktiivinen häviö on pieni; kapasitanssivaikutuksesta johtuen tuotettu loisteho ylittää kulutetun loistehon, jolloin jää kapasitiivista loistehoa ylimääräistä. Shunttireaktorien on absorboitava tämä ylijäämä reaktiivisen tasapainon ja jännitetasojen ylläpitämiseksi; muuten ylijännite vaarantaa järjestelmän turvallisuuden.

Tyristorien määrän vähentämiseksi ja SVC-investointien säästämiseksi on suuntaus maksimoidaTyristorikytkentäinen kondensaattori (TSC)ja tyristoriohjatun reaktorin (TCR) kapasiteetti.

Jotkut SVC:t eliminoivat TSC-haaran ja käyttävät sen sijaan kiinteän kondensaattorin (FC) pankkeja.

Tasaisen, jatkuvan loisteho- ja jännitteensäädön säilyttämiseksi shunttireaktorin kokonaiskapasiteettia on lisättävä.

Siten reaktorien käyttö jatkaa kasvuaan. Vaimennusreaktorit sarjassa kondensaattoripiirien kanssa kompensoivat myös loistehoa sen lisäksi, että ne rajoittavat käynnistysvirtaa ja yliaaltoja.

 

Reaktoreiden käyttö taajuusmuuntimissa

Syöttöreaktorien toiminta

Syöttöreaktoritrajoittaa verkkojännitteen vaihteluista ja kytkentäylijännitteistä aiheutuvia virtapiikkejä, tasaisia ​​jännitepiikkejä syötössä ja korjata kommutoinnin aiheuttamia jännitevirheitä siltatasasuuntaajissa. Ne suojaavat taajuusmuuttajia, parantavat tehokerrointa, estävät verkkohäiriöitä ja vähentävät tasasuuntaajayksiköiden aiheuttamaa harmonista saastumista.

Lähtöreaktorien toiminta

Tuotantoreaktoritkompensoivat pääasiassa pitkien (50–200 m) kaapeleiden hajautettua kapasitanssia, vaimentavat ulostulon harmonista virtaa, nostavat ulostulon suurtaajuista impedanssia, rajoittavat tehokkaasti dv/dt:tä, vähentävät suurtaajuista vuotovirtaa, suojaavat muuntimia ja alentavat laitteiden melua. Tehonkompensaatiossa olevat kondensaattorit ovat herkkiä harmoniselle jännitteelle ja virralle, jotka aiheuttavat vikoja ja heikentävät tehokerrointa, joten harmoninen käsittely on tarpeen.

DC-reaktorien toiminta

Tasavirtareaktorit on kytketty taajuusmuuttajan tasasuuntaajan ja invertteriosien väliin. Niiden päätarkoitus on rajoittaa tasavirtaan kohdistuvaa AC-aaltoilua, ylläpitää jatkuvaa tasasuuntaajavirtaa, vähentää virran pulsaatiota, vakauttaa invertterin toimintaa ja parantaa muuntimen tehokerrointa.

 

Reaktoreiden tyypit

Shunttireaktori

Generaattorin täyden kuormituksen testaamiseen käytetyt reaktorit ovat shunttireaktorien prototyyppejä. Segmentoitujen sydänten välisten vuorottelevien magneettikenttien houkuttelevien voimien vuoksi sydäntyyppiset reaktorit ovat tyypillisesti noin 10 dB meluisempia kuin samankapasiteettiset muuntajat.

Shunttireaktorit kuljettavat vaihtovirtaa ja kompensoivat järjestelmän kapasitiivista reaktanssia. Ne on yleensä sarjaan kytketty tyristoreilla jatkuvaa reaktanssivirran säätöä varten. Ne vähentävät pitkän linjan kapasitanssivaikutuksista johtuvaa tehotaajuuden ylijännitettä kuormittamattomissa tai kevyessä kuormituksessa, parantavat jännitteen ja loistehon jakautumista, vähentävät johtohäviöitä, vähentävät toisiokaarivirtaa, nopeuttavat toisiokaarin sammumista, parantavat automaattisen uudelleensulkemisen onnistumisprosenttia ja niitä käytetään laajasti pitkän matkan voimansiirrossa ja -jakelussa.

Sarjan reaktori

Sarjareaktorit kuljettavat vaihtovirtaa, ja ne on kytketty sarjaan kompensointikondensaattoreiden kanssa sarjaresonanssin luomiseksi vakaan tilan harmonisille (5., 7., 11., 13.). Ne ovat tyypillisesti 5–6 % reaktoreita, joilla on korkea induktanssi.

Sarjareaktorit ovat välttämättömiä tukilaitteita voimajärjestelmän loistehon kompensoinnissa. Yhdistettynä tehokondensaattoreihin ne tukahduttavat tehokkaasti verkon harmonisia yliaaltoja, rajoittavat kytkentäsyöttövirtaa ja käyttöylijännitteitä, parantavat jännitteen aaltomuotoa, nostavat tehokerrointa ja parantavat huomattavasti kondensaattoreiden ja muiden teholaitteiden turvallista toimintaa.

Viritetty reaktori

Viritetyt reaktoritne kuljettavat vaihtovirtaa ja ne on kytketty sarjaan kondensaattoreiden kanssa sarjaresonanssin luomiseksi tietylle n:nnelle harmoniselle (yleensä n=5,7,11,13,19) absorboimaan tätä harmonista.

Lähtöreaktori

Lähtöreaktorit rajoittavat kapasitiivista latausvirtaa moottorikaapeleissa ja rajoittavat moottorin käämitysjännitteen nousunopeuden 540 V/μs alueelle. Niitä suositellaan, kun kaapelin pituus 4–90 kW:n muuntimen ja moottorin välillä on yli 50 metriä. Ne myös pehmentävät muuntimen lähtöjännitteen jyrkkyyttä ja vähentävät invertterin komponenttien, kuten IGBT:iden, häiriöitä.

Lähtöreaktorin ohjeet: Pidennä muuntimen ja moottorin välistä etäisyyttä käyttämällä sopivasti paksumpia, korkeamman eristyksen omaavia, mieluiten suojaamattomia kaapeleita.

Lähtöreaktorin ominaisuudet:

1.Sopii loistehon kompensointiin ja harmonisten säätöihin.

2. Kompensoi pääasiassa pitkän linjan hajautettua kapasitanssia ja vaimentaa ulostulon harmonista virtaa.

3. Suojaa tehokkaasti taajuusmuuttajia, parantaa tehokerrointa, estää verkkohäiriöt ja vähentää tasasuuntaajien aiheuttamaa harmonista saastumista.

Tuloreaktori

Tuloreaktorit rajoittavat verkon puolen jännitehäviötä muuntimen kommutoinnin aikana, vaimentavat harmonisia yliaaltoja, irrottavat rinnakkaismuunninryhmiä ja rajoittavat jänniteportaista tai järjestelmän toiminnoista aiheutuvia virtapiikkejä. Kun verkon oikosulkukapasiteetin ja muuntimen kapasiteetin suhde ylittää 33:1, syöttöreaktorien suhteellinen jännitehäviö on 2 % yhden kvadrantin ja 4 % neljän neljänneksen toiminnassa.

Tuloreaktorit ovat sallittuja, kun verkon oikosulkujännite ylittää 6 %. 12-pulssitasasuuntaajayksiköt tarvitsevat vähintään yhden verkon puolen tuloreaktorin, jonka suhteellinen jännitehäviö on 2 %. Tuloreaktoreita käytetään laajalti teollisuus-/tehdasautomaatiojärjestelmissä, ja ne on asennettu muuntimien/nopeussäätimien ja virtalähteen väliin vaimentamaan ylijännitejännitteitä ja -virtoja sekä vaimentamaan korkeita ja vääristyneitä harmonisia.

Tuloreaktorin ominaisuudet:

1.Sopii loistehon kompensointiin ja harmonisten säätöihin.

2. Rajoittaa verkkojännitteen vaihteluista ja kytkentäylijännitteistä aiheutuvia virtapiikkejä; suodattaa harmonisia aaltomuodon vääristymien estämiseksi.

3. Tasoittaa virtalähteen jännitepiikkejä ja korjaa kommutoinnin aiheuttamia jännitevirheitä siltatasasuuntaajissa.

Nykyinen{0}}rajoittava reaktori

Jakelulinjoissa käytetään yleensä virtaa{0}}rajoittavia reaktoreita. Ne asennetaan usein sarjaan saman virtakiskon haarasyöttöihin rajoittamaan syöttölaitteen oikosulkuvirtaa-ja ylläpitämään virtakiskojännitettä syöttövikojen aikana.

Kaaren{0}}vaimennuskela

Valokaari-vaimennuskeloja käytetään laajalti 10 kV–63 kV resonanssimaadoitusjärjestelmissä. Ala-asemien öljyttömän trendin vuoksi useimmat alle 35 kV:n kaari{4}}vaimennuskäämit ovat kuivavalutyyppisiä.

Vaimennusreaktori

(Kutsutaan yleisesti sarjareaktoriksi) Kytketään sarjaan kondensaattoripankkien tai tiheiden kondensaattoreiden kanssa rajoittamaan kondensaattorin kytkentävirtaa. Samanlainen kuin virtaa rajoittavat reaktorit. Suodatinreaktorit muodostavat resonanssisuodattimia suodatinkondensaattorien kanssa, tyypillisesti 3.–17. harmoniseen suodatukseen tai korkeamman asteen ylipäästösuodatukseen. Harmonisia lähteitä ovat DC-siirtomuunninasemat, vaiheohjatut SVC:t, keskisuuret/suuret tasasuuntaajat, sähköistetty rautatie ja kaikki suuritehoiset tyristoriohjatut tehoelektroniikkapiirit; ne on suodatettava verkon saastumisen estämiseksi. Virtaviranomaiset määrittelevät harmoniset rajat.

Tasoitusreaktori

Käytetään tasavirtapiireissä tasasuuntauksen jälkeen. Tasasuuntaajapiireillä on äärelliset pulssiluvut, joten DC-lähtöjännitteessä on usein haitallista aaltoilua, joka on tukahdutettava tasoitusreaktoreilla. Kaikki DC-siirtomuunninasemat on varustettu tasoitusreaktoreilla, jotka vastaavat ihanteellista tasavirtaa. Ne ovat tärkeitä myös tyristoripohjaisissa DC-sähkökäytöissä. Tasasuuntauspiirien avainkomponentteina keskitaajuisten teholähteiden tasoitusreaktorit ovat pääasiassa:

1. Rajoita oikosulkuvirtaa (samanaikainen johtaminen invertterin tyristorin kommutoinnin aikana vastaa suoraa oikosulkua; mikään reaktori ei aiheuta suoraa oikosulkua).

2. Tukahduta verkkovirtaan vaikuttavat keskitaajuiset komponentit.

3. Suodatin (tasasuuntaajan virta sisältää vaihtovirtaa; korkeataajuisella vaihtovirralla on vaikeuksia läpäistä suurta induktanssia) tasasuuntaajan ulostulon pitämiseksi jatkuvana. Epäjatkuva virta aiheuttaa nollavirtajaksoja, pysäyttäen invertterisillan ja avaamalla tasasuuntaussillan.

4. Absorboi loistehoa rinnakkaisissa invertteripiireissä; Invertteritulopiireissä tarvitaan energiaa varastoivia reaktoreita.