A reaktorok funkciói és osztályozása

A reaktort induktornak is nevezik. Amikor egy vezető feszültség alá kerül, mágneses mezőt hoz létre egy bizonyos térben, amelyet elfoglal. Ezért minden áramot -vezető elektromos vezető általános induktív tulajdonságokkal rendelkezik. Azonban egy hosszú, egyenes feszültségű vezető alacsony induktivitású, és gyenge mágneses teret hoz létre. A gyakorlatban a reaktorokat úgy készítik el, hogy huzalokat egy mágnesszelepbe tekercselnek, amely lég-magreaktorként ismert; néha vasmagot helyeznek a mágnesszelepbe, hogy növeljék az induktivitást, és így vasmagos reaktort képeznek.

 

A reaktorok funkciói

1. Az elektromos hálózat kapacitásának bővülésével a rendszer névleges rövidzárási kapacitása gyorsan növekszik. Például egy 500 kV-os alállomás 35 kV-os kis-feszültségű oldalán a három-fázisú szimmetrikus zárlati-áram maximális effektív értéke megközelíti az 50 kA-t. Az átviteli vezetékekben fellépő rövidzárlati áram korlátozása és az erősáramú berendezések védelme érdekében reaktorokat kell telepíteni. A reaktorok csökkentik{12}}a rövidzárlati áramot, és stabilan tartják a rendszerfeszültséget a rövidzárlatok során.

2. A csillapító reaktor (soros reaktor) beszerelése egy kondenzátoráramkörbe elnyomja a bekapcsolási áramot, amikor a kondenzátoráramkör feszültség alatt van. A kondenzátorteleppel harmonikus áramkört is képez a különféle harmonikusok kiszűrésére.

⑴. Például egy 35 kV-os meddőteljesítmény-kompenzáló berendezés kondenzátoráramkörében egy 500 kV-os alállomáson csillapító reaktorokra van szükség a kondenzátor kapcsolási bekapcsolási áramának korlátozására és a rendszer harmonikusainak elnyomására. A 3. felharmonikusok elnyomására 35 kV névleges feszültségű, 26,2 mH névleges induktivitású, 350 A névleges áramú száraz- típusú levegős- egyfázisú{10}}fázisú kültéri csillapító reaktort használnak, amely egy 3. harmonikus rezonancia (szűrő) áramkört képez 2M var.

⑵.Hasonlóan, az 5. és a magasabb felharmonikusok elnyomására egy 35 kV-os, 9,2 mH-s, 382 A-es egyfázisú kültéri csillapítóreaktor rezonáns áramkört képez az 5. és magasabb felharmonikusok számára 2,52 Mvar-os kondenzátorral. Vegye figyelembe, hogy a csillapító reaktorok használatát és műszaki előírásait a GB 10229-88 Reactors nemzeti szabvány és az IEC 289-88 nemzetközi szabvány határozza meg.

 

A reaktorok szerepe a meddőteljesítmény-kompenzáló eszközökben

Az 500 kV-os villamosenergia-rendszerek, a villamosított vasutak, valamint a nagy vas- és acélbázisok fejlesztése szükségessé teszi aStatikus Var Compensators (SVC) nagyobb csomóponti alállomásokon.

Az SVC-k gyorsan reagálnak a terhelés változásaira (tipikus válaszidő 0,02–0,04 s), és egyenletes meddőteljesítmény- és feszültségszabályozást biztosítanak. Stabilizálják a hálózati feszültséget, hatékonyan kompenzálják a rendszer meddő teljesítménytényezőjét, elnyomják a feszültségingadozásokat, fenntartják a három-fázisegyensúlyt, és csillapítják a szub-szinkron rezgéseket.

A hálózati hubokra telepített SVC-k szintén csökkentik a tranziens túlfeszültségeket. A nagyobb áramhálózatokhoz ezért nagy és közepes méretű{1}}alállomásokra van szükség a helyi kapacitív meddőteljesítmény kompenzációhoz és kiegyenlítéshez a biztonságos működés érdekében.

A reaktorok a meddőteljesítmény-kompenzáló berendezések kulcsfontosságú elemei. A söntreaktorok induktív reaktanciát biztosítanak a felesleges kapacitív meddőteljesítmény elnyelésére, ami elengedhetetlen az alacsony korai fázisú átvitel és a késő éjszakai fényterhelés során.

Ezekben az esetekben a távvezeték reaktív vesztesége alacsony; a kapacitáshatás miatt a generált meddőteljesítmény meghaladja az elfogyasztott meddőteljesítményt, így többlet kapacitív meddőteljesítmény marad. A söntreaktoroknak fel kell venniük ezt a többletet, hogy fenntartsák a reaktív egyensúlyt és a feszültségszinteket; ellenkező esetben a túlfeszültség veszélyezteti a rendszer biztonságát.

A tirisztorok számának csökkentése és az SVC-befektetések megtakarítása érdekében a maximalizálás tendenciája tapasztalhatóTirisztoros kapcsolt kondenzátor (TSC)és tirisztorvezérelt reaktor (TCR) kapacitása.

Egyes SVC-k megszüntetik a TSC ágat, és helyette fix kondenzátor (FC) bankokat használnak.

A zökkenőmentes, folyamatos meddőteljesítmény és feszültségszabályozás megőrzése érdekében a söntreaktor teljes kapacitását növelni kell.

Így a reaktorhasználat folyamatosan növekszik. A kondenzátoráramkörökkel sorba kapcsolt csillapító reaktorok meddőteljesítmény-kompenzációt is biztosítanak a bekapcsolási áram és a harmonikusok korlátozása mellett.

 

Reaktorok alkalmazása frekvenciaváltókban

A bemeneti reaktorok funkciója

Bemeneti reaktorokkorlátozza a hálózati feszültségingadozásokból és a kapcsolási túlfeszültségekből eredő áramlökéseket, egyenletes feszültségcsúcsokat a táplálásban, és korrigálja a kommutáció okozta feszültséghibákat a híd egyenirányítókban. Megvédik a frekvenciaváltókat, javítják a teljesítménytényezőt, blokkolják a hálózati interferenciát, és csökkentik az egyenirányító egységek harmonikus szennyezését.

A kimeneti reaktorok funkciója

Kimeneti reaktorokfőként a hosszú (50–200 m) kábelek elosztott kapacitásának kompenzálására, elnyomja a kimenő harmonikus áramot, növeli a kimeneti nagyfrekvenciás impedanciát, hatékonyan korlátozza a dv/dt értéket, csökkenti a nagyfrekvenciás szivárgási áramot, védi az átalakítókat és csökkenti a berendezés zaját. A teljesítménykompenzációban lévő kondenzátorok érzékenyek a harmonikus feszültségre és áramerősségre, ami meghibásodást és lecsökkent teljesítménytényezőt okoz, ezért harmonikus kezelésre van szükség.

Az egyenáramú reaktorok funkciója

Az egyenáramú reaktorok egy változtatható frekvenciájú hajtás DC egyenirányító és inverter részei közé csatlakoznak. Fő céljuk az egyenáramra szuperponált AC hullámzás korlátozása, az egyenirányító folyamatos áramának fenntartása, az áram pulzációjának csökkentése, az inverter működésének stabilizálása és az átalakító teljesítménytényezőjének javítása.

 

A reaktorok típusai

Shunt reaktor

A generátor teljes terhelésű tesztelésére használt reaktorok a söntreaktorok prototípusai. A szegmentált magok közötti váltakozó mágneses mezők vonzó erői miatt a zóna típusú reaktorok általában körülbelül 10 dB-lel zajosabbak, mint az azonos kapacitású transzformátorok.

A söntreaktorok váltakozó áramot hordoznak, és kompenzálják a rendszer kapacitív reaktanciáját. Általában sorba vannak kötve tirisztorokkal a folyamatos reaktanciaáram szabályozására. Csökkentik a hosszú vonalú kapacitáshatások által okozott teljesítmény-frekvencia túlfeszültséget terhelés nélkül vagy kis terhelés mellett, javítják a feszültség- és meddőteljesítmény-eloszlást, csökkentik a vonali veszteséget, csökkentik a szekunder íváramot, felgyorsítják a másodlagos ív kialudását, javítják az automatikus újrazárás sikerességét, és széles körben használják a távolsági energiaátvitelben és -elosztásban.

Sorozatos reaktor

A soros reaktorok váltakozó áramot vezetnek, és kompenzációs kondenzátorokkal sorba vannak kötve, hogy soros rezonanciát hozzanak létre az állandósult állapotú harmonikusokhoz (5., 7., 11., 13.). Jellemzően 5-6%-os nagy induktivitású reaktorok.

A sorozatreaktorok nélkülözhetetlen támogató berendezések az energiarendszer meddőteljesítmény-kompenzációjához. Teljesítménykondenzátorokkal kombinálva hatékonyan elnyomják a hálózati harmonikusokat, korlátozzák a kapcsolási bekapcsolási áramot és az üzemi túlfeszültségeket, javítják a feszültség hullámformáját, növelik a teljesítménytényezőt, és nagymértékben javítják a kondenzátorok és más energiaellátó berendezések biztonságos működését.

Hangolt reaktor

Hangolt reaktorokVáltakozó áramot hordoznak, és kondenzátorokkal sorba vannak kötve, hogy soros rezonanciát hozzanak létre egy meghatározott n-edik harmonikushoz (általában n=5,7,11,13,19) a felharmonikus elnyelésére.

Kimeneti reaktor

A kimeneti reaktorok korlátozzák a kapacitív töltőáramot a motorkábelekben, és korlátozzák a motor tekercselési feszültségének növekedési sebességét 540 V/μs-on belül. Akkor ajánlott, ha a 4–90 kW-os konverter és a motor közötti kábel hossza meghaladja az 50 métert. Ezenkívül enyhítik a konverter kimeneti feszültségének meredekségét, és csökkentik az inverter alkatrészeinek, például az IGBT-nek a zavarását.

Utasítások a kimeneti reaktorhoz: Az átalakító és a motor közötti távolság növeléséhez használjon megfelelően vastagabb, magasabb szigetelésű, lehetőleg árnyékolatlan kábeleket.

Kimeneti reaktor jellemzői:

1. Alkalmas meddőteljesítmény kompenzációra és harmonikus szabályozásra.

2. Főleg a hosszú vonalú elosztott kapacitást kompenzálja és elnyomja a kimenő harmonikus áramot.

3. Hatékonyan védi a frekvenciaváltókat, javítja a teljesítménytényezőt, blokkolja a hálózati interferenciát, és csökkenti az egyenirányító egységekből származó harmonikus szennyezést.

Bemeneti reaktor

A bemeneti reaktorok korlátozzák a hálózat oldali feszültségesését az átalakító kommutációja során, elnyomják a harmonikusokat, leválasztják a párhuzamos konvertercsoportokat, és korlátozzák a feszültséglépcsőkből vagy a rendszer működéséből származó áramlökéseket. Ha a hálózati rövidzárlati kapacitás és az átalakító kapacitás aránya meghaladja a 33:1-et, a bemeneti reaktorok relatív feszültségesése 2% egynegyedes és 4% négynegyedes működés esetén.

A bemeneti reaktorok akkor engedélyezettek, ha a hálózati rövidzárlati feszültség meghaladja a 6%. 12-impulzus-egyenirányító egységekhez legalább egy hálózatoldali bemeneti reaktort kell 2%-os relatív feszültségeséssel. A bemeneti reaktorokat széles körben használják ipari/gyári automatizálási rendszerekben, konverterek/sebességszabályozók és a tápegység közé szerelve túlfeszültségek és áramok elnyomására, valamint a magas és torz harmonikusok csillapítására.

A bemeneti reaktor jellemzői:

1. Alkalmas meddőteljesítmény kompenzációra és harmonikus szabályozásra.

2. Korlátozza a hálózati feszültségingadozásokból és a kapcsolási túlfeszültségekből eredő áramlökéseket; szűri a harmonikusokat, hogy elnyomja a hullámforma-torzulást.

3.Egyeníti a tápfeszültség feszültségcsúcsát, és kijavítja a kommutáció okozta feszültséghibákat a híd egyenirányítókban.

Jelenlegi-korlátozó reaktor

Az áramkorlátozó reaktorokat általában{0}}elosztóvezetékekben használják. Gyakran sorba szerelik őket az ugyanarról a gyűjtősínről származó leágazó adagolókra, hogy korlátozzák a betápláló-zárlati áramkört, és fenntartsák a gyűjtősín feszültségét az adagoló hibái esetén.

Ív{0}}elnyomó tekercs

Az ív{0}}elnyomó tekercseket széles körben használják 10 kV–63 kV rezonáns földelő rendszerekben. Az alállomások olajmentes trendje miatt a legtöbb 35 kV alatti ívoltó{4}tekercs szárazon öntött típusú.

Csillapító reaktor

(Általános nevén soros reaktor) Sorba kötve kondenzátortelepekkel vagy sűrű kondenzátorokkal a kondenzátorok kapcsolási bekapcsolási áramának korlátozása érdekében. Hasonló az áramkorlátozó reaktorokhoz. A szűrőreaktorok szűrőkondenzátorokkal rezonáns szűrőket alkotnak, jellemzően 3-17. harmonikus szűrésre vagy magasabb rendű felüláteresztő szűrésre. A harmonikus források közé tartoznak az egyenáramú átviteli átalakító állomások, a fázisvezérelt SVC-k, a közepes/nagy egyenirányítók, a villamosított vasutak és az összes nagy teljesítményű, tirisztorral vezérelt teljesítményelektronikai áramkör; ezeket szűrni kell a rácsszennyeződés elkerülése érdekében. Az áramszolgáltatók meghatározzák a harmonikus határértékeket.

Simító reaktor

DC áramkörökben használatos egyenirányítás után. Az egyenirányító áramkörök véges impulzusszámúak, ezért a kimeneti egyenfeszültség hullámzást tartalmaz, amely gyakran káros, és ezt a simítóreaktorokkal el kell nyomni. Minden egyenáramú átviteli átalakító állomás simítóreaktorokkal van felszerelve, hogy megközelítse az ideális egyenáramot. A tirisztor alapú egyenáramú elektromos hajtásokban is nélkülözhetetlenek. Az egyenirányító áramkörök kulcselemeiként a középfrekvenciás tápegységek simítóreaktorai főként:

1. Határozza meg a rövidzárlati áramot (az inverter tirisztor kommutációja során az egyidejű vezetés egyenértékű a közvetlen rövidzárlattal; egyetlen reaktor sem okoz közvetlen zárlatot).

2. Elnyomja a hálózati táphálózatot befolyásoló középfrekvenciás alkatrészeket.

3. Szűrő (az egyenirányító árama váltóáramot tartalmaz; a nagyfrekvenciás váltóáram nehezen engedi át a nagy induktivitást), hogy az egyenirányító kimenete folyamatos legyen. A megszakadt áram nulláramú periódusokat okoz, leállítja az inverter hidat és kinyitja az egyenirányító hidat.

4. Meddőteljesítmény felvétele párhuzamos inverter áramkörökben; energiatároló reaktorokra van szükség az inverteres bemeneti áramkörökben.