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;
- лучшей термостойкостью;
- 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.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Принцип работы токоограничивающего реактора
Это специальное электрическое устройство, которое ограничивает ударные токи короткого замыкания в электрических сетях. Группа СВЭЛ разрабатывает и производит реакторное оборудование, обладающее повышенной устойчивостью к любому воздействию окружающей среды. За счет этого обеспечивается их высокая надежность и эффективность.
Так выглядят токоограничивающие реакторы «Группы СВЭЛ»
Из чего состоит реактор:
- многопроволочная (из алюминия или меди) обмотка с изоляцией,
- вводные и выводные шины,
- прессующая система,
- качественные изоляционные материалы,
- механизм крепления к фундаменту.
Как действует токоограничивающий реактор
Реакторы группы СВЭЛ обладают повышенной устойчивостью при ударе в момент короткого замыкания. Влияние короткого замыкания на сеть ограничено реактором путем компенсации ударных токов. При этом не возникает падения напряжения в цепи, а отклонение составляет не больше 4% в стандартной ситуации. Токоограничивающие реакторы используют для обеспечения безопасности и стабильной работы энергосистемы.
Токоограничивающие реакторы «Группы СВЭЛ» – это 100%-ная надежность и безопасность
При коротком замыкании реактор получает основную его долю. При этом чем больше растет реактивное сопротивление, тем меньше показатель максимального удара тока в цепи, в которую последовательно подключен токоограничивающий реактор. А реактивность зависит от изменения индуктивного сопротивления катушки реактора. Если же в линии электропередач 0,4—110 кВ есть устройства передачи данных по технологии PLC, токоограничивающий реактор гасит эти частоты.
Концентрические алюминиевые (или медные) витки обмотки фаз и немагнитные шпильки запрессовки изоляционными планками обеспечивают прочность и ударостойкость токоограничивающего реактора при коротком замыкании.
Виды токоограничивающих реакторов
Группа СВЭЛ выпускает токоограничивающие реакторы сухие и броневого типа. Естественное воздушное охлаждение первых позволяет работать в энергосистемах на напряжение 3-20 кВ и в сетях 35-500 кВ, чтобы сохранить уровень напряжения в электроустановках и ограничить токи короткого замыкания в электрических сетях. А также при условии возникновения короткого замыкания до опасных для оборудования величин. Они выступают также альтернативой применению специализированных выключателей, кабелей и другого дорогостоящего оборудования.
Токоограничивающие реакторы броневого типа имеют особенность –дополнительную функцию поддержания стабильным уровня напряжения электроустановок при коротком замыкании.
При этом у токоограничивающих реакторов броневого типа, которые производит Группа СВЭЛ, есть магнитопровод. Он выполнен из электротехнической стали и шихтуется по схеме «stер-lар». В нем создается основное электромагнитное поле, создаваемое обмоткой. Вне этого магнитопровода поле практически не заметно. Это позволяет в целях экономии пространства камеры реактора устанавливать фазы близко друг к другу или у металлических конструкций, а также использовать оборудование рядом с электронной техникой и персоналом. Опорные швеллеры обеспечивают устойчивое и надежное крепление фазы реактора к фундаменту.
Токоограничивающий реактор броневого типа от «Группы СВЭЛ»
Преимущества токоограничивающих реакторов СВЭЛ
- Наши токоограничивающие реакторы менее габаритны по сравнению с реакторами других производителей.
- «Группа СВЭЛ» производит реакторы в широком диапазоне: на классы напряжения 35-500 кВ, с номинальными токами 50-10000 А, конструкция выводов токоограничивающих реакторов обеспечивает любой угол подсоединения.
- «Группа СВЭЛ» использует в производстве собственные запатентованные технологии. Они гарантируют максимальную надежность и качество оборудования. Ударные токи, УФ-лучи и осадки не влияют на работу реакторов.
- В производстве токоограничивающих реакторов используются современные изоляционные материалы, которые выдерживают температуру до 180 градусов, а также комплектующие с повышенной механической прочностью и безопасностью.
- Опоры фундамента выполнены из нержавеющей стали со слабыми магнитными свойствами. Это позволяет снизить массу фундамента, на котором установлен реактор, в 20 раз и более в зависимости от исполнения реактора. А также исключает нагрев опор от вихревых токов реактора выше допустимой нормы.
- Наше оборудование легко монтировать: использование анкер-шпилек производства Hilti позволяет упростить процесс установки устройства. Такие крепления прочнее, долговечнее и выдерживают агрессивное внешнее воздействие.
- Если вы включите в поставку шинные компенсаторы, это поможет повысить защиту от температурных удлинений ошиновки.
- Сотрудничая с «Группой СВЭЛ», вы получаете проектирование и комплексную поставку металлоконструкций с реактором для обеспечения безопасности эксплуатирующего персонала и экономии места на территории электрической подстанции.
- Реакторы поставляются в комплекте с блочно-модульными зданиями для защиты оборудования от внешних воздействий. Также по запросу в поставку могут быть включены дополнительные опции: медные шинные демпфера; опоры из коррозионно-стойкой стали; опорные металлоконструкции; авторский надзор.
- Вы получаете заказанное оборудование в течение 20-45 дней.
Для заказа токоограничивающих реакторов оставьте заявку на странице выбранного устройства вместе с опросным листом. Вы также можете позвонить нам по телефону или отправить письмо на электронную почту, указанные в разделе «Контакты».
СВЭЛ обеспечивает проектирование и быструю доставку токоограничивающих реакторов
Назначение и область применения реакторов РТ
Назначение и область применения токоограничивающих реакторов
Реакторы с естественным или принудительным воздушным охлаждением предназначены для ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях и сохранения определенного уровня напряжения в электроустановках в случае короткого замыкания в энергосистемах с частотой 50 и 60 Гц в условиях умеренно-холодного климата и в условиях сухого и влажного тропического климата для внутренней и наружной установки.
Реакторы применяются в схемах электрических станций и подстанций с электрическими параметрами в соответствии с паспортными данными.
Применение реакторов дает возможность ограничить номинальный ток отключения линейных выключателей и обеспечить термическую стойкость отходящих кабелей. Благодаря реактору все неповрежденные линии находятся под напряжением, близким к номинальному (реактор поддерживает напряжение на сборных шинах), что повышает надежность работы электроустановок и облегчает условия работы электрооборудования.
Реакторы предназначены для работы на открытом воздухе (климатическое исполнение УХЛ, Т категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69) и в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (климатическое исполнение УХЛ, Т категория размещения 2, 3 по ГОСТ 15150-69).
- высота установки над уровнем моря, м 1000;
- тип атмосферы в месте установки тип I или тип II по ГОСТ15150-69 и ГОСТ 15543-70;
- рабочее значение температуры окружающего воздуха, °С от минус 50 до плюс 45;
- относительная влажность воздуха при температуре плюс 27 °С, % 80;
- сейсмостойкость по шкале МSК–64 ГОСТ 17516-90, балл 8 – для вертикальной и ступенчатой (угловой) установки; 9 – для горизонтальной установки.
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ И РАСПОЛОЖЕНИЕ ФАЗ РЕАКТОРА
По схеме присоединения к сети реакторы разделяются на одинарные и сдвоенные. Одинарные реакторы на номинальные токи выше 1600 А могут иметь секционную обмотку катушки из двух параллельно соединенных секций. Принципиальные схемы включения фазы показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 — Принципиальные схемы включения фазы
В зависимости от места установки и особенностей распределительных устройств трехфазный комплект реактора может иметь вертикальное, ступенчатое (угловое) и горизонтальное расположение фаз, показанное на рисунках 2, 3, 4.
Рисунок 2 – Вертикальное (угловое) расположение
Рисунок 3 – Ступенчатое расположение
Рисунок 4 – Горизонтальное расположение
Крупногабаритные реакторы, реакторы наружной установки (категория размещения 1) и реакторы на класс напряжения 20 кВ изготавливаются только с горизонтальным расположением фаз. Фазы реактора, изготовленные для вертикальной установки, могут использоваться как для ступенчатой (угловой) так и для горизонтальной установки. Фазы реактора, изготовленные для ступенчатой (угловой) установки, могут использоваться и для горизонтальной установки. Фазы реактора, изготовленные для горизонтальной установки, не могут быть использованы ни для вертикальной, ни для ступенчатой (угловой) установки.
Реакторы выполнены в пофазном исполнении.
Каждая фаза реактора (см. рисунок 5, 6) представляет собой катушку индуктивности с линейным индуктивным сопротивлением без стального магнитопровода. Обмотка катушки выполнена по кабельной схеме намотки в виде концентрических витков, поддерживаемых радиально-расположенными опорными колонками (бетонными или сборной конструкции). Колонки устанавливаются на опорные изоляторы, которые обеспечивают необходимый изоляционный уровень для соответствующего класса напряжения. Обмотка катушки выполняется в один или несколько параллельных проводов в зависимости от величины номинального тока. Обмотка катушки фазы выполнена из специального изолированного реакторного провода с алюминиевыми токопроводящими жилами. Катушки фаз исполнения «С» при вертикальной и исполнения «СГ» при ступенчатой (угловой) установке имеют направление намотки обмотки обратное катушкам фаз исполнений «В», «Н», что обеспечивает выгодное распределение усилий, возникающих в обмотках во время короткого замыкания. Выводы обмотки выполнены в виде алюминиевых пластин, причем каждый выводной провод обмотки имеет собственную контактную пластину. Такая конструкция позволяет сделать монтаж и ошиновку реактора легко и просто.
У одинарных реакторов с секционной обмоткой катушка состоит из двух параллельно соединяемых секций обмоток, намотанных в противоположных направлениях.
У сдвоенных реакторов обмотка катушки состоит из двух ветвей обмоток с высокой взаимоиндуктивностью и одинаковым направлением намотки обмоток ветвей.
Угол ( Ψ ) между выводами обмотки фазы показан на рисунках 7, 8, 9 и обычно составляет 0º; 90º; 180º; 270º . Отсчет углов ведется против хода часовой стрелки и определяется:
- для одинарных реакторов:
- от нижнего вывода к верхнему выводу – для простой обмотки;
- от нижнего и верхнего выводов к среднему – для секционной обмотки;
Рисунок 7 – Углы между выводами обмотки фазы одинарного реактора
Рисунок 8 – Углы между выводами обмотки фазы одинарного реактора с секционной обмоткой
Рисунок 9 – Углы между выводами обмотки фазы сдвоенного реактора
Маркировка вывода наносится на верхней стороне каждой контактной пластины.
Принцип действия реакторов основан на повышении реактивного сопротивления обмотки в момент короткого замыкания, что обеспечивает уменьшение (ограничение) токов КЗ и позволяет поддерживать в момент КЗ уровень напряжения неповрежденных присоединений.
Одинарные реакторы позволяют осуществлять одно- или двухступенчатую схему реактирования. В зависимости от места установки в той или иной схеме соединений одинарные реакторы применяются в качестве линейных (индивидуальных), групповых и межсекционных.
Принципиальные схемы применения одинарных реакторов показаны на рисунке 10.
Рисунок 10 – Принципиальные схемы применения одинарных реакторов
Линейные реакторы L1 ограничивают мощность короткого замыкания на отходящей линии, в сети и на подстанциях, питающихся на данной линии. Линейные реакторы рекомендуется устанавливать после выключателя. При этом разрывная мощность линейного выключателя выбирается с учетом ограничения мощности короткого замыкания реактором, так как авария на участке «выключатель – реактор» маловероятна.
Групповые реакторы L2 применяются в тех случаях, когда маломощные присоединения можно объединить таким образом, чтобы реактор, ограничивающий всю группу присоединений, не приводил к недопустимому снижению напряжения в нормальном режиме. Групповые реакторы позволяют сэкономить объем распределительных устройств (РУ) по сравнению с вариантом применения линейных реакторов.
Межсекционные реакторы L3 применяются в РУ мощных станций и подстанций. Разделяя отдельные участки, они ограничивают мощность короткого замыкания в пределах самой станции и РУ. Использование межсекционных реакторов связано со значительной степенью ограничения мощности короткого замыкания и поэтому, во избежание больших падений напряжений при номинальном режиме, следует стремиться к максимальному значению коэффициента мощности «cos», проходящей по реактору нагрузки. Межсекционные реакторы не заменяют линейные и групповые реакторы, поскольку при отсутствии последних токи КЗ от части генераторов не ограничиваются.
Сдвоенные реакторы позволяют осуществлять полное одноступенчатое ограничение токов КЗ путем непосредственного реактирования основных генерирующих цепей (генератора, трансформатора) и обеспечивают: упрощение схемы соединений и конструкции РУ; улучшение коэффициента мощности; улучшение режима напряжений при примерно равно нагруженных ветвях. Генерирующая мощность подключается к средним контактным выводам. Допускается любое соотношение нагрузки ветвей в пределах длительно допустимого действующего тока нагрузки. Реактивное сопротивление ветви реактора зависит от режима работы. В рабочем режиме (встречное включение) ограничивающие свойства, потери мощности и реактивная мощность являются минимальными.
В режиме короткого замыкания реактивность ветви реактора, через которую питается поврежденное присоединение, проявляется полностью, так как влияние относительно малого рабочего тока ветви неповрежденного присоединения незначительно. При наличии генерирующих мощностей со стороны ветви реактора, через которое питается поврежденное присоединение, ток в обеих ветвях сдвоенного реактора проходит последовательно (согласное включение), и за счет дополнительной реактивности, обусловленной взаимной индуктивностью ветвей, токоограничивающие свойства реактора проявляются в полной мере.
Сдвоенные реакторы применяются в качестве групповых и секционных (см. рисунок 11)
Рисунок 11 – Принципиальные схемы применения сдвоенных реакторов
Реакторы должны использоваться по своему назначению и эксплуатироваться в условиях, соответствующих их климатическому исполнению и категории размещения.
В случае применения токоограничивающих реакторов для других целей, не по их прямому назначению, следует учитывать возможность влияния режима эксплуатации (перегрузки, перенапряжения, систематичность воздействия ударных токов) на показатели и надежность реакторов.
Режимы нагрузки и охлаждения реакторов должны соответствовать их паспортным данным.
Толчки нагрузки, воздействующие разнонаправлено на ветви сдвоенного реактора, от самозапуска электрических машин, находящихся за реактором, не должны превышать пятикратного значения номинального тока и быть продолжительностью более 15 секунд. Подвергать реактор воздействию таких толчков нагрузки, более чем 15 раз в год, не рекомендуется.
При применении сдвоенных реакторов в схемах, где разнонаправленные в ветвях реактора токи самозапуска электрических машин могут превышать 2,5-кратный номинальный ток реактора, включение ветвей должно производиться поочередно с выдержкой по времени не менее 0,3 секунды.
Реакторы внутренней установки следует устанавливать в сухих и вентилируемых помещениях, где разность температур отходящего и приточного воздуха не превышает 20 ºС.
Для реакторов, требующих при номинальных нагрузках устройства принудительного воздушного охлаждения, должен быть обеспечен обдув обмотки фаз воздухом из расчета расхода воздуха 3 – 5 м3/мин на каждый кВт потерь*. Охлаждающий воздух наиболее рационально подавать снизу через отверстие в центре фундамента**.
Реакторы наружной установки следует устанавливать на специально отведенных и оборудованных ограждениями, соответственно действующих правил, площадках.
Для защиты обмотки фаз от прямого попадания атмосферных осадков и солнечных лучей может быть установлен общий навес или защитная крыша, устанавливаемая отдельно на каждой фазе.
Реакторы должны устанавливаться на фундаменты, высота которых указана в паспорте реактора.
В местах установки не допускается наличие короткозамкнутых контуров, деталей из ферромагнитных материалов в стенах помещений, отведенных для установки реакторов, в конструкциях фундаментов и ограждений. Наличие магнитных материалов увеличивает потери, возможен чрезмерный нагрев смежных металлических частей, а при коротком замыкании – опасные усилия на конструктивные элементы из ферромагнитных материалов. Наиболее опасными с точки зрения недопустимых перегревов являются торцовые металлоконструкции – пол, потолок.
При наличии магнитных материалов необходимо выдерживать, указанные в паспорте реактора, монтажные расстояния X, Y, Y1, h, h1 от реактора до строительных конструкций и ограждений.
При отсутствии магнитных материалов и замкнутых токопроводящих контуров в строительных конструкциях и ограждениях монтажные расстояния можно снизить до величин изоляционных расстояний согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ).
При горизонтальной и ступенчатой (угловой) установке фаз реакторов необходимо строго выдерживать, указанные в паспорте, минимальные расстояния S и S1 между осями фаз, определяемые допустимыми горизонтально действующими усилиями при гарантированной электродинамической стойкости.
Эти расстояния могут быть снижены, если в схеме установки реактора наибольшее возможное значение ударного тока меньше, чем значение тока электродинамической стойкости, указанное в паспорте реактора.
* Количество охлаждающего воздуха – по паспорту реактора.
** Конструктивное решение подачи охлаждающего воздуха определяется и выполняется потребителем самостоятельно.Для всех фаз реакторов вертикальной установки и фаз «В» и «СГ» реакторов ступенчатой (угловой) установки контактные пластины одноименных выводов (нижних, средних, верхних) при монтаже должны находиться на одной вертикали один над другим.
Для выбора наиболее благоприятного расположения выводов с точки зрения подключения к ошиновке, допускается поворачивать каждую фазу относительно другой вокруг вертикальной оси на угол равный 360º/N, где N – количество колонок фазы.
Для одинарных реакторов – за подводящие выводы принимать или все нижние «Л2» или все верхние «Л1» выводы (см. рисунок 7).
Для одинарных реакторов с секционной обмоткой – за подводящие выводы принимать или нижние и верхние «Л2» или средние «Л1» выводы (см. рисунок 8).
Для сдвоенных реакторов – генерирующая мощность должна подключаться к средним выводам «Л1–М1» тогда нижние выводы «М1» составят одно, а верхние выводы «Л2» составят другое трехфазное присоединения (см. рисунок 9).
Для предохранения выводов реактора от электродинамических усилий короткого замыкания подвод шин к реактору необходимо осуществлять в радиальном направлении с закреплением их на расстоянии не более 400–500 мм.
Перед началом монтажа необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток фаз относительно всех крепежных элементов. Сопротивление изоляции измеряют мегомметром, имеющим напряжение 2500 В (допускается применение мегомметров на 1000 В). Величина сопротивления изоляции должна быть не менее 0,5 МОм при температуре плюс (10–30) °С.
Техническое обслуживание реакторов состоит из внешнего осмотра (через каждые три месяца эксплуатации), очистки изоляторов и обмоток от пыли сжатым воздухом и проверки заземления.
Упаковка фаз реактора обеспечивает их сохранность при транспортировании и хранении.
Транспортная тара – сборно-щитовой ящик по ГОСТ 10198-91 собранный из отдельных щитов (днище, боковые и торцовые щиты, крышка), скрепленных между собой гвоздями.
Каждая фаза упакована в отдельном ящике совместно с комплектующими и крепежными изделиями, необходимыми для монтажа и подключения.
Фаза установлена на днище на деревянных подкладках и крепится к днищу с помощью деревянных брусков, расположенных между опорными колонками. Бруски прибиваются к днищу гвоздями и предохраняют фазу от перемещения в ящике в горизонтальной плоскости.
Фазы, отправляемые в отдаленные районы, транспортируемые водными путями, дополнительно крепятся растяжками, которые предохраняют фазу от перемещения в ящике в вертикальной плоскости.
Крепежные изделия упакованы в пластиковые пакеты и размещены внутри обмотки фазы.
Документация (паспорт, РЭ) упакована в полиэтиленовый пакет и уложена между витками обмотки фазы.
В общем случае в состав трехфазного комплекта реактора входит:
- фаза;
- вставка*;
- опора*;
- фланец;
- переходник *;
- изолятор;
- крепежные изделия;
- комплект защиты для эксплуатации на открытом воздухе **.
* Для реакторов серии РТ.
** Для реакторов наружной установки (серии РБ, РТ) по желанию потребителя.СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ
Реакторы серии РБ
Примеры:
- Условное обозначение реактора токоограничивающего бетонного с вертикальным расположением фаз, с естественным воздушным охлаждением, класса напряжения 10 кВ, с номинальным током 1000 А, с номинальным индуктивным сопротивлением 0,45 Ом, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 1
РБ 10 – 1000 – 0,45 УХЛ 1 ГОСТ 14794-79. - То же, с горизонтальным расположением фаз, с принудительно-воздушным охлаждением, класса напряжения 10 кВ, с номинальным током 2500 А, с номинальным индуктивным сопротивлением 0,35 Ом, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 3
РБДГ 10 – 2500 – 0,35 УХЛ 3 ГОСТ 14794-79.
Реакторы серии РТ
Примеры:
- Условное обозначение трехфазного комплекта реактора токоограничивающего сборного одинарного с вертикальным расположением фаз, класса напряжения 10 кВ, с номинальным током 2500 А, с номинальным индуктивным сопротивлением 0,14 Ом, с обмоткой из реакторного провода с алюминиевыми жилами, с принудительным воздушным охлаждением, климатического исполнения УХЛ, категории размещения 3
РТВ 10-2500-0,14 АД УХЛ 3 ТУ 3411-020-14423945-2009. - То же, с горизонтальным расположением фаз, класса напряжения 20 кВ, с номинальным током 2500 А, с номинальным индуктивным сопротивлением 0,25 Ом, с обмоткой из реакторного провода с алюминиевыми (или медными) жилами, с естественным воздушным охлаждением, кли- матического исполнения ТС, категории размещения 1
РТГ 20-2500-0,25 ТС 1 ТУ 3411-020-14423945-2009.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Основные данные и технические параметры приведены в таблице 1
Таблица 1 – Технические параметры
Наименование параметра Значение параметра Примечание Класс напряжения, кВ 6, 10, 15, 20 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 7,2; 12; 17,5; 24 В соответствии с клас-сом напряжения Частота, Гц 50 Тип исполнения Одинарные; сдвоенные Способ присоединенияк сети Номинальные токи, А 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000 Номинальное индуктивное сопротивление, Ом 1) 0,14; 0,18; 0,20; 0,22; 0,25; 0,28; 0,35; 0,40; 0,45; 0,56 Сочетание номинальных токов и индуктивных сопротивлений:– одинарные на 6 и 10 кВ– одинарные на 15 и 20 кВ– сдвоенные на 6 и 10 кВ 400-0,35; 400-0,45; 630-0,25;630-0,40; 630-0,56; 1000-0,14; 1000-0,22; 1000-0,28; 1000-0,35; 1000-0,45; 1000-0,56; 1600-0,14; 1600-0,20; 1600-0,25; 1600-0,35; 2500-0,14; 2500-0,20; 2500-0,25; 2500-0,35; 4000-0,10; 4000-0,181000-0,45; 1000-0,56; 1600-0,25; 1600-0,35; 2500-0,14; 2500-0,20; 2500-0,25; 2500-0,352×630-0,25; 2×630-0,40;2×630-0,56; 2×1000-0,14;2×1000-0,22; 2×1000-0,28;2×1000-0,35; 2×1000-0,45;2×1000-0,56; 2×1600-0,14;2×1600-0,20; 2×1600-0,25;2×1600-0,35; 2×2500-0,14;2×2500-0,20 Тип реакторасерия РБсерия РТсерия РТсерия РБ Расположение фаз Вертикальное;ступенчатое (угловое);горизонтальное Допуск на номинальное значение,%:– индуктивное сопротивление– потери мощности– коэффициент связи от 0 до +15+15+10 Класс нагревостойкости изоляции А; Е; Н* * для медного провода Дополнительную информацию Вы можете найти в нашем коммерческом предложении.
Каталог продукции
- Высоковольтная техника
- Запчасти к высоковольтной технике
- Реакторы токоограничивающие
- Конденсаторное оборудование
- Подстанции
- Распределительные устройства
- Трансформаторное оборудование
- Щитовое оборудование
- Мобильные здания для энергетиков, газовиков, нефтяников
- Электродвигатели и насосы
- Энергосберегающее освещение
- Поиск и доставка продукции из Китая, Тайваня и стран Европы под ключ
Назначение и классификация токоограничивающих реакторов
В зависимости от схемы присоединения к сети различают одинарные (рис.1) и сдвоенные реакторы (рис.2). Катушки обеих ветвей сдвоенного реактора имеют встречное включение, и токи по этим ветвям направлены встречно, что обеспечивает в номинальном режиме наименьшее падение напряжение на реакторе, а также минимальные поля рассеяния.
В зависимости от места установки, в той или иной схеме соединений, токоограничивающие реакторы различаются на линейные, групповые и секционные реакторы (рис. 1). Сдвоенные реакторы бывают секционными (рис. 2) и групповыми (рис. 3).
Линейные реакторы рекомендуют устанавливать после выключателя . В соответствии с руководящими указаниями мощность отключения линейного выключателя требуется выбирать с учётом реактора, так как авария на участке «выключатель-реактор» маловероятна.
Групповые реакторы применяют во всех случаях, когда по условиям снижения напряжения в рабочем режиме возможно объединить несколько соединений. Межсекционные реакторы ограничивают токи короткого замыкания на сборных шинах самой станции или распределительного устройства. Межсекционные реакторы не могут заменить линейные реакторы, так как при отсутствии линейных реакторов токи короткого замыкания от части генераторов не будут ограничиваться.
Применение реакторов, обеспечивает уменьшение токов короткого замыкания, а также позволяет поддержать в момент короткого замыкания уровень напряжения неповреждённых присоединений.