Как устроены и работают токоограничивающие и дугогасящие реакторы в энергетике

Токоограничивающие реакторы

Реактор – это катушка с неизменной индуктивностью, предназначенная для поддержания напряжения на шинах и ограничения токов короткого замыкания в случае возникновения аварийных режимов работы. Для более детального понимания давайте рассмотрим рисунок ниже:

Сборные шины 2 получают питание от генератора 1. От этих шин идут линии 3 к потребителю. Рассмотрим два случая – за выключателем 4 реактор не установлен, а за выключателем 5 установлен реактор 6.

В случае возникновения трехфазного короткого замыкания за выключателем 4 ток короткого замыкания Iк1 будет определяться в основном индуктивным сопротивлением генератора:

Введем понятие  относительного индуктивного сопротивления генератора, выраженного в процентах:

Где Iн.г – номинальный ток генератора.

Воспользовавшись формулами (1) и (2) получим:

В таком случае напряжение на сборных шинах станет равно нулю и, соответственно, на всех отходящих линиях напряжения тоже не будет.

Стоит также отметить, что выключатель 4 должен быть выбран по току короткого замыкания Ik1.

В случае короткого замыкания на линии с реактором ток короткого замыкания будет определяться суммарным сопротивлением реактора и генератора:

Введем относительное реактивное сопротивление реактора в процентах:

Обычно от одного источника питаются несколько десятков потребителей электрической энергии. Поэтому значение номинального тока линии намного меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается исходя из длительного тока линии, откуда следует Iн.р > Хг. При этом можно написать:

При сделанных допущениях ток короткого замыкания будет определяться только параметрами реактора.

Реактор довольно надежный аппарат и его повреждение или  выход из строя практически исключены. Поэтому выбор аппаратуры линии производят по току производят исходя из соотношения Ik2 > Xг, то в случае возникновения короткого замыкания практически все напряжение ложится на индуктивное сопротивление реактора и напряжение на шинах получается близким к номинальному (рисунок ниже а)):

В номинальном режиме работы через реактор проходит ток нагрузки. Потерю напряжения на реакторе можно определить по формуле:

Векторная диаграмма напряжения показана на рисунке выше б). При чисто индуктивной нагрузке φ = 900 потеря напряжения равна падению напряжения на реакторе. В случае работы на активную нагрузку с cosφ = 0,8 потеря напряжения равна 0,6 Хр%. Отсюда следует, что потеря напряжения на реакторе в длительном режиме невелика.

В настоящее время разработаны и успешно эксплуатируются специальные сдвоенные реакторы, у которых в номинальном режиме работы потеря напряжения еще меньше.

Поскольку выбор электрической аппаратуры распределительного устройства проводится с учетом ограничения тока короткого замыкания реактором, то к его надежности предъявляются особо высокие требования.

В номинальном режима работы обмотка реактора нагревается проходящим через него током. Мощность, которая выделяется в обмотке реактора, составляет несколько киловатт при малых токах, и несколько десятков киловатт при больших токах (Iн.р = 2000 А).

В случае короткого замыкания через реактор проходит ток во много раз превышающий номинальное значение. Данное явление приводит к быстрому повышению температуры реактора.

Поэтому в качестве основных параметров вводят длительный номинальный ток Iн и ток термической стойкости Iн.т, отнесенный к определенному времени tн.т. Иногда термическая стойкость задается произведением:

Если индуктивное сопротивление реактора превышает 3%, то наибольший ток короткого замыкания, проходящий через реактор, задается соотношением:

Данный ток берется за основу при расчете электродинамической и термической стойкости реактора.

В случае если Xp% < 3%, то при расчете тока короткого замыкания следует учитывать сопротивление источника питания.

При прохождении токов короткого замыкания внутри последнего создаются электродинамические силы, стремящиеся его разрушить. Механическая прочность реактора характеризуется ударным током электродинамической стойкости. При расчете электродинамической стойкости реактора за основу берут ударный ток, рассчитывающийся по формуле:

Основным параметром реактора является его индуктивность L. Так как:

В таком случае индуктивность реактора равна:

Где Iн.р в амперах, а Uн – в киловольтах.

Индуктивность определяется размерами и количеством витков реактора и рассчитывается по формулам 1 и 2.

Для бетонных реакторов, имеющих обмотку n витков в виде катушки с высотой h (м), толщиной b (м) и средним диаметром D (м), достаточно точные расчеты индуктивности по формуле Корндорфера:

Индуктивность пропорциональна магнитной проводимости. Применение ферромагнитных сердечников позволяет резко снизить размеры реактора.

Но в наиболее ответственный момент, при коротком замыкании, из-за большого тока происходит насыщение сердечников и, как следствие, уменьшение индуктивности. Это приводит к уменьшению токоограничивающего эффекта, для которого и предназначен реактор.

В связи с этим применения сердечников в реакторах не получило широкого распространения. Пропускная способность (кВ·А) трехфазного комплекта реакторов равна:

По существу Q – реактивная мощность трехфазного комплекта.

Источник: http://elenergi.ru/tokoogranichivayushhie-reaktory.html

Токоограничивающие и дугогасящие реакторы

Токоограничивающий реактор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания. Включается последовательно в схему и работает как индуктивное дополнительное сопротивление,при К.З. уменьшающее ударный ток, что увеличивает устойчивость генераторов и системы в целом.

При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима.

В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения ударного тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы.

Реактор – это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3-4%, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания большая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

                                                                      im=2,54Iн*100%/Хр

где IH – номинальный ток сети, Xp – реактивное сопротивление реактора. Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки.

При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства.

По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы.

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

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

Из-за распределенной по линии электропередач или кабелю емкости, при ОЗЗ в месте повреждения изоляции возникает емкостной 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 емкостная проводимость распределенной емкости сети и индуктивная проводимость реактора на промышленной частоте равны.

При этом во время ОЗЗ емкостной ток суммируется в месте замыкания с равным ему и противоположным по фазе индуктивным, что препятствует возникновению электрической дуги и шагового напряжения. Токоведущие цепи остаются неповрежденными, потребители продолжают снабжаться электроэнергией.

По ПУЭ допускается работа сети с изолированной нейтралью при ОЗЗ в течение 6 часов, предоставляемых персоналу для поиска и устранения повреждений изоляции.

Дугогасящие реакторы классифицируются :

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 – трудоемкий 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 емкости сети. Индуктивность реактора настраивается системой управления при любом изменении емкости сети автоматически.

Современные ДГР оснащаются цифровыми системами управления, возможности которых намного шире, чем только измерение емкости сети и регулировка индуктивности реактора.

Это и сбор статистики замыканий, и телеметрия, и помощь персоналу в поиске поврежденных линий и многое другое.

Успешным оказался и опыт по производству реакторов без механических частей (с подмагничиванием), имеющих больший срок службы и надежность. Ими постепенно вытесняются устаревшие реакторы со ступенчатой регулировкой.

Источник: http://www.zapadproekt.by/elektrotekhnicheskoe-oborudovanie/itemlist/category/33-tokoogranichivayushchie-i-dugogasyashchie-reaktoy

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:

• Номинальное напряжение.

• Номинальный ток.

• 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).

По назначению:

• 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.

Читайте также:  Расчет тэна

• 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.

По конструкции:

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.

Источник: http://teplosniks.ru/elektrichestvo/tokoogranichivayushhiy-reaktor.html

Токоограничивающие реакторы

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

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 Uф (Uф – 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 СД, установленной параллельно ДГР.

Недостатком последнего варианта является наличие последовательного контура «емкость СД – 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 СА, СВ, СС 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.

Читайте также:  Подземные подстанции

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

Реакторы РДМР РЗДПОМ РУОМ ASR, ZTC TRENCH
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)
Охлаждение Масляное Масляное Масляное Масляное Масляное, сухое
Исполнение Одинарное Одинарное Одинарное Одинарное, комбинированное Одинарное, комбинированное
Класс напряжения, кВ 6, 10 6, 10, 20, 35 6, 10 6, 10, 20, 35 6, 10, 20, 35
Кратность регулирования 8–25 5 10 10 10
Диапазон мощностей, кВА 300–820(1520) 120–1520 90–1520 50–8000 100–1000

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

  1. Petersen W. Neutralizing of ground fault current and suppression of ground fault arcs through the ground fault reactor. E.T.Z., 1919.
  2. Козлов В.Н., Петров М.И. Дугогасящие катушки и автоматика управления ими // Релейная защита и автоматизация. 2010. № 1.
  3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. СПб.: Изд-во «Деан», 2000. – 352 с.
  4. Князев В., Боков Г. Техническая политика ФСК. Требования к распределительному электросетевому комплексу // Новости ЭлектроТехники. 2006. № 6(42).
  5. Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6–35 кВ (РД 34.20.179). Утверждена Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 06.06.1987.
  6. Каминский Е.А. Звезда, треугольник, зигзаг. М.: Энергия, 1973.

Источник: http://www.pomoshelektrikam.ru/page1568

Токоограничивающий реактор

Токоограничивающий реактор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания. Включается последовательно в линию от 35 до 750 кВ и работает как индуктивное дополнительное сопротивление, при К.З. уменьшающее ударный ток, что увеличивает устойчивость генераторов и системы в целом.

Применение

При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима.

В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения ударного тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы.

Устройство и принцип действия

Реактор — это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3-4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания большая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

где IH — номинальный ток сети, Xp — реактивное сопротивление реактора. Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки.

При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства.

По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы.

Виды реакторов

Бетонные реакторы

Получили распространение на внутренней установке и на напряжения до 35 кВ.

Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. Бетон выпускается с высокими механическими свойствами.

Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение.

Фазные катушки реактора располагают так, что при собранном реакторе поля катушек расположены встречно, что необходимо для преодоления продольных динамических усилий при коротком замыкании.

Масляные реакторы

Применяются в сетях с напряжением выше 35 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом. Масло служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок бака от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны или магнитные шунты.

Электромагнитный экран представляет собой расположенные концентрично относительно обмотки реактора короткозамкнутые медные или алюминиевые витки вокруг стенок бака. Экранирование происходит за счет того, что в этих витках возникает встречное электромагнитное поле, которое компенсирует основное поле.

Магнитный шунт – это пакеты листовой стали, расположенные внутри бака около стенок, которые создают искусственный магнитопровод с магнитным сопротивлением, меньшим сопротивлением стенок бака, что заставляет основной магнитный поток реактора замыкаться по нему, а не через стенки бака.

Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.

Реакторы серии РОМП, РТО, ТРОС, РО, РСТ, РТС, РОБС, РТСТ на напряжение 10 кВ и токи 2,5 – 2000 А.

· Реакторы РОМР – Предназначены для ограничения тока при несимметричном КЗ в сети.

· Реакторы РТОС – Реакторы внутренней установки предназначены для ограничения тока и применяются в сетях 6-10 кВ.

· Реакторы РБ(У, Г) – Бетонные реакторы предназначены для ограничения тока в сетях.

· Реакторы ТРОС – Предназначены для закорачивания генераторов, генераторов-двигателей с погашенным полем ротора при электрическом торможении гидроагрегатов ГЭС и ГАЭС.

· Реакторы РТТ, РТЦ – Предназначены для ограничения токов КЗ в электрических сетях и поддержания уровня напряжения электрических установок при КЗ.

· Реакторы РОБС – Предназначены для работы в двухниточных рельсовых цепях переменного тока в качестве ограничивающих сопротивлений.

· Реакторы РТС (А, Л) – Предназначены для отключения и включения под напряжением участков электрической цепи высокого напряжения.

· Реакторы РДЗПОМ, РДЗСОМ – Предназначены для компенсации емкостных токов на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Структура условного обозначения реакторов:

· РБ – реактор бетонный

· Х – С – сдвоенный реактор, отсутствие буквы – одинарный реактор

· Х – Вид охлаждения: Д – принудительно-воздушное, отсутствие буквы – естественное охлаждение

· Х – Расположение фаз: Г- горизонтальное, У-ступенчатое, отсутствие буквы – вертикальное расположение

· Х – Класс напряжения в киловольтах

· Х – Номинальный ток в амперах, у сдвоенных реакторов впереди помещается обозначение 2Х.

· Х – Номинальное индуктивное сопротивление в омах при частоте 50 Гц, у сдвоенных реакторов обозначается сопротивление ветви.

· Х – Климатическое исполнение реакторов

· Х – Категория размещения реакторов

Источник: https://megaobuchalka.ru/5/51535.html

Классификация конструкций дугогасящих реакторов

КЛАССИФИКАЦИЯ  КОНСТРУКЦИЙ  ДУГОГАСЯЩИХ  РЕАКТОРОВ

Батурина  Екатерина  Александровна

студент  2  курса,  кафедра  электроснабжения  промышленных  предприятий  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

E-mail:  katyonok2203.com@rambler.ru

Сикорский  Сергей  Петрович

студент  2  курса,  кафедра  электроснабжения  промышленных  предприятий  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

Emailsikorskiysp@mail.ru

Мохова  Дарья  Владимировна

магистрант  2  курса,  кафедра  электроснабжения  промышленных  предприятий  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

Emaildvm_1982@mail.ru

Лютаревич  Александр  Геннадьевич

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

В  соответствии  с  ПУЭ  [10]  сети  35  кВ  относятся  к  сетям  с  малыми  токами  замыкания  на  землю  и  должны  работать  с  изолированной,  или  с  заземленной  через  дугогасящий  реактор  нейтралью.

  Опыт  эксплуатации  показывает,  что  большинство  нарушений  нормального  режима  работы  сетей  связано  с  однофазным  замыканием  на  землю.

  Имеется  возможность  не  отключать  потребителей  при  однофазном  замыкании  на  землю  в  течение  некоторого  времени,  необходимого  для  поиска  и  устранения  повреждения  [8;  9],  однако,  при  этом  необходимо,  чтобы  ток  в  месте  повреждения  был  настолько  мал,  чтобы  было  обеспечено  его  самогашение  или  переход  в  устойчивое  состояние  горения  дуги  с  малой  вероятностью  перехода  в  межфазные  замыкания.  В  сетях  с  большими  значениями  емкостных  токов  замыкания  на  землю  [8]  должны  устанавливаться  дугогасящие  реакторы  (ДГР).

Читайте также:  Подключение датчиков температуры

Дугогасящие  реакторы,  регулируемые  без  напряжения.  Известны  реакторы,  регулируемые  пересоединением  зажимов  ответвлений  обмотки.

  Обмотка  этого  ДГР,  кроме  основного,  имеет  несколько  ответвлений,  выведенных  через  проходные  изоляторы  на  крышку  бака,  одно  из  которых  заземляется  с  помощью  гибкой  шины.

  Однако  опыт  эксплуатации  данного  типа  реакторов  выявил  ряд  недостатков,  поэтому  они  могут  использоваться  только  в  качестве  базовых  [11].

Реакторы  данного  типа,  выпускаемые  серийно  для  сетей  напряжением  до  35  кВ  включительно,  имеют  основную  и  регулировочные  обмотки,  разделенные  на  две  половины,  расположенные  на  двухстержневом  магнитопроводе.

  Устройство  переключения  без  напряжения  барабанного  типа  обеспечивает  пять  ступеней  переключения  при  глубине  регулирования  равной  двум.

  Управление  устройством  ПБН  выполняется  на  отключенном  от  сети  реакторе  вручную  с  помощью  переключателя,  выведенного  на  крышу  бака.

Кроме  того,  реакторы  данного  типа  имеют  практически  линейную  вольт-амперную  характеристику  при  увеличении  напряжения  до  1,1  Uном.  Высшие  гармоники  в  токе  реактора  отсутствуют.  Активные  потери  реактора  не  превышают  2,5  %  номинальной  мощности.  Для  реакторов  с  максимальным  током  более  50  А  остаточный  ток  превышает  5  А.

  Технология  изготовления  дугогасящих  реакторов,  регулируемых  без  напряжения,  разработана  сравнительно  давно  и  полностью  отвечает  требованиям  серийного  производства.

  Однако  способ  регулирования  с  отключением  напряжения  не  отвечает  современным  принципам  построения  систем  электроснабжения,  и  ограничивает  применение  данных  дугогасящих  реакторов  в  распределительных  сетях.

Дугогасящие  реакторы  с  фазоуправляемым  коммутатором.

  Работы,  посвященные  регулирования  переменного  тока  изменением  момента  включения  индуктивности  в  цепь  в  каждом  полупериоде  приложенного  напряжения,  известны  давно  [1].

  Однако  реализация  данного  способа  стала  возможной  лишь  в  последнее  десятилетие,  с  появлением  полностью  управляемых  силовых  полупроводниковых  элементов  (тиристоров)  большой  мощности.

Структурная  схема  дугогасящего  реактора  с  фазоуправляемым  коммутатором  состоит  из  нерегулируемого  реактора  и  включенного  последовательно  с  ним  тиристорного  коммутатора.

  При  изменении  угла  включения  тиристоров  в  диапазонах  от  90  до  180  и  от  270  до  360  эл.  град,  среднее  значение  тока  реактора  регулируется  от  максимального  значения  до  нуля.

  Быстродействие  реактора  определяется  величиной  порядка  полпериода  напряжения  промышленной  частоты  (0,01  с).

Дугогасящие  реакторы  данного  типа  удовлетворяет  большинству  требований,  однако  его  применение  для  компенсации  емкостных  токов  должно  быть  обосновано,  т.  к.  периодическая  коммутация  мощного  реактора  может  вызывать  помехи  в  сети.

  Кроме  того,  сложные  алгоритмы  работы  системы  управления  из-за  наличия  квазистационарного  переходного  процесса  в  контуре  нулевой  последовательности  сети,  также  ограничивают  применение  дугогасящих  реакторов  с  фазоуправляемым  коммутатором.

Дугогасящие  реакторы  с  переключением  ответвлений  обмотки  под  напряжением.  Данные  реакторы  регулируются  устройствами  РПН  электромеханического  типа.  Однако,  в  силу  невысокой  надежности  этих  устройств  данный  тип  реакторов  не  получил  в  свое  время  широкого  распространения  в  системах  электроснабжения.

Дугогасящие  реакторы  с  переключением  ответвлений  обмотки  под  напряжением  необходимы,  прежде  всего,  для  настройки  компенсации  в  режиме  однофазного  замыкания  на  землю,  когда  требуются  высокие  быстродействие  и  качество  регулирования.  И  появление  в  последние  годы  быстродействующей  коммутационной  аппаратуры,  в  том  числе  тиристоров,  позволило  расширить  область  применения  данного  типа  реакторов.

Дугогасящие  реакторы  с  регулируемым  зазором  магнитопровода  (плунжерные).  В  различных  энергосистемах  такие  реакторы  представлены  несколькими  модификациями.  По  конструированию  и  инженерной  методике  расчета  этих  реакторов  имеется  достаточно  работ  [2].

Магнитная  система  дугогасящих  реакторов  с  регулируемым  зазором  магнитопровода  выполнена  в  виде  двух  цилиндрических  сердечников,  между  которыми  находится  изменяемый  зазор.

Магнитный  поток  замыкается  по  сердечникам,  зазору  и  ярмам,  симметрично  расположенным  вокруг  сердечника.

  Реактор  имеет  основную  обмотку  без  ответвлений,  измерительную  обмотку  на  напряжение  100  В  и  дополнительную  силовую  обмотку,  рассчитанную  на  20  %  мощности,  потребляемой  в  течение  1  мин.

  (дополнительная  обмотка  предназначена  для  кратковременного  наложения  активного  тока  с  целью  выявления  отходящего  фидера  с  замыканием  на  землю)  [11].

Немагнитный  зазор  регулируется  автоматически  электроприводом  при  номинальном  напряжении  реактора  в  соответствии  с  алгоритмом  управления.  В  системе  управления  электроприводом  предусмотрена  блокировка,  ограничивающая  диапазон  регулирования,  и  указатель  значения  тока  реактора.

  Несколько  десятилетий  назад  наличие  регулируемого  зазора  и  электромеханического  привода  снижало  надежность  работы  реакторов  данного  типа,  и  в  эксплуатации  известны  случаи  заклинивания  подвижных  сердечников,  которые  приводили  к  аварийному  выходу  ДГР  из  строя  [3].

  Кроме  того,  большие  динамические  усилия  в  зазоре  могли  вызвать  вибрации,  что,  в  свою  очередь,  отрицательно  сказывалось  на  работе  электропривода.

  Однако  в  последние  годы  развитие  теории  электропривода,  использование  материалов  с  улучшенными  характеристиками,  а  также  применение  новых  принципов  управления  позволило  повысить  надежность  дугогасящих  реакторов  с  регулируемым  зазором  магнитопровода  и  расширить  область  их  применения.

Дугогасящие  реакторы  с  подмагничиванием  магнитопровода.  К  данному  типу  реактора  относят  реактор,  параметры  которого  изменяются  с  помощью  подмагничивания.  В  зависимости  от  вида  подмагничивания  различают  управляемые  реакторы  с  продольным,  поперечным  и  кольцевым  подмагничиванием.

Интерес  со  стороны  разработчиков  к  управляемым  ДГР  объясняется  прежде  всего  надежностью  и  простотой  регулирования.  Другим  важным  свойством  дугогасящих  реакторов  с  подмагничиванием  является  их  сравнительно  высокое  быстродействие,  что  позволяет  повысить  эффективность  систем  компенсации  в  режиме  замыкания  на  землю.

Дугогасящие  реакторы  с  подмагничиванием  магнитопровода  состоят  из  двух  основных  функциональных  блоков:  электромагнитной  части  и  тиристорного  преобразователя.  Кроме  того,  данный  тип  реакторов  имеет  систему  управления.

Дугогасящий  реактор  работает  следующим  образом.  Пока  мгновенное  значение  напряжения  нулевой  последовательности  на  вторичной  обмотке  трансформатора  напряжения  не  достигло  критического  значения,  система  управления  воспринимает  это  как  нормальный  режим  работы  сети.

  В  этом  режиме  системой  управления  генерируются  в  сеть  импульсы  тока  длительностью  порядка  1  мс.  Информация,  полученная  при  измерении  емкости  сети,  используется  системой  управления  для  выработки  двух  типов  командных  сигналов.

  Один  из  них  задает  и  поддерживает  неограниченно  долго  требуемую,  для  точной  резонансной  настройки  с  емкостью  сети  проводимость  реактора.

  Второй  обеспечивает  смещение  рабочей  точки  магнитных  потоков  в  стержнях  реактора  в  такое  положение,  при  котором  свободные  составляющие  переходного  процесса  в  реакторе  будут  равны  нулю,  и  при  возникновении  замыкания  на  землю  в  нем  сразу  же  возникает  установившийся  режим,  соответствующий  точной  настройке  реактора  на  режим  компенсации  тока  дуги.  Командные  сигналы:  первого  типа  воздействуют  на  тиристоры  преобразователя  реактора,  второго  –  на  его  магнитную  систему  [5].

Сравнительная  оценка  различных  типов  управляемых  реакторов

Реакторы  со  ступенчатым  регулированием  устройством  регулирования  без  напряжения  и  пересоединением  зажимов  обмотки  являются  морально  устаревшими.  Их  технические  и  эксплуатационные  характеристики  неудовлетворительны.  Реакторы  подобного  типа  могут  использоваться  только  в  качестве  нерегулируемых.

Производство  реакторов  с  фазоуправляемым  коммутатором  не  представляет  технологических  трудностей.  Однако  высокий  уровень  высших  гармонических  составляющих  в  токе  реактора  ограничивает  область  их  применения.  Таким  образом,  использование  этого  типа  реакторов  для  локализации  дуговых  кратковременных  замыканий  нецелесообразно.

Производство  дугогасящих  реакторы  с  переключением  ответвлений  обмотки  под  напряжением  полностью  соответствует  традиционной  технологии  реакторостроения.  Технические  характеристики  реакторов  данного  типа  полностью  соответствуют  предъявляемым  требованиям.

  Применение  схем  автоматического  переключения  ответвлений  позволит  обеспечить  высокую  скорость  настройки  компенсации  в  режиме  однофазного  замыкания  на  землю.

  Выпуск  ступенчато-регулируемых  реакторов  с  современными  устройствами  РПН  позволит  наиболее  экономичным  путем  повысить  эффективность  компенсации  емкостных  токов  однофазных  замыканий  на  землю  и  обеспечить  высокую  надежность  электроснабжения  потребителей.

Управляемые  реакторы  с  подмагничиванием  магнитопровода  также  имеют  удовлетворительные  эксплуатационные  и  технические  характеристики  при  обязательном  наличии  автоматического  регулятора,  без  которого  применение  этих  реакторов  не  эффективно.

  Однако  чтобы  снизить  уровень  высших  гармонических  составляющих  тока,  генерируемых  в  сеть,  необходимо  применение  относительно  дорогих  фильтров.

  Помимо  фильтров  применяют  специальные  схемы  соединения  обмоток,  «расщепление»  магнитопровода,  специальные  режимы  намагничивания,  немагнитные  зазоры  на  пути  рабочего  потока  в  магнитопроводе  и  т.  п.  [4].

Также  к  недостаткам  дугогасящих  реакторов  с  подмагничиванием  магнитопровода  относится  наличие  постоянного  расхода  электроэнергии  на  подмагничивание.

  Принципиально  подмагничивание  можно  включать  только  в  режиме  замыкания  на  землю,  отказавшись  от  предварительной  настройки  компенсации.

  В  этом  случае  ухудшаются  условия  ликвидации  кратковременных  (менее  полупериода)  замыканий  на  землю.

Кроме  того,  практика  эксплуатации  дугогасящих  реакторов  с  подмагничиванием  показывает,  что  основной  их  проблемой  является  отсутствие  правильно  и  надежно  работающих  систем  автоматического  управления  [6].

  На  сегодняшний  день  ни  одна  из  попыток  создания  автоматических  систем  управления  ДГР  с  подмагничиванием  не  дала  искомых  результатов  —  были  перепробованы  различные  принципы  регулирования  (амплитудный,  фазовый,  ШИМ­модуляции,  непромышленной  частоты  и  т.  п.).

  В  то  время  как  у  дугогасящих  реакторов  с  регулируемым  зазором  магнитопровода  принципы  автоматического  управления  остаются  неизменными  на  протяжении  последних  десятилетий,  изменяется  только  элементная  база  регуляторов.

  Результаты  исследований  [6]  показали,  что  энергопредприятия  постоянно  сталкиваются  с  определенными  трудностями  в  автоматическом  управлении  реакторами  с  подмагничиванием.  Только  четвертая  часть  обследованных  реакторов  с  подмагничиванием  постоянно  работают  в  автоматическом  режиме.

  На  остальных  реакторах  с  подмагничиванием  автоматика  или  представлена  в  виде  опытных  образцов,  которые  до  конца  не  введены  в  работу,  или  выведена  эксплуатацией  из  работы  по  причине  её  частых  сбоев.

Реакторы  с  регулируемым  зазором  магнитопровода  технологически  сложны  в  изготовлении,  имеют  эксплуатационную  надежность  с  применением  механизмов  и  узлов  высокого  качества  изготовления  и  эффективной  системой  управления.

  Кроме  того,  реакторы  данного  типа  отличаются  точной  настройкой  на  емкостный  ток  сети  и  широким  диапазоном  регулирования  токов.

  Различные  исследования  [7]  показывают,  что  за  более  чем  30  лет  эксплуатации  плунжерные  реакторы  являются  надежным  и  неприхотливым  в  обслуживании  оборудованием.

  Технические  характеристики  их  полностью  соответствуют  требованиям  системы  настройки  компенсации  в  нормальном  режиме  работы  сети,  что  делает  их  достаточно  перспективными  для  регулирования  в  режиме  однофазного  замыкания.

Список  литературы:

  1. Булгаков  А.А.  Новая  теория  управляемых  выпрямителей.  М.:  Наука,  1970.  —  320  с.
  2. Бурак  Н.В.,  Головчан  В.Д.  Обзор  регулируемых  заземляющих  дугогасящих  реакторов  и  основные  требования  к  ним  //  Электроснабжение  и  автоматизация  промышленных  предприятий.  Чебоксары:  Чебокс.  ун-т.  1976.  —  С.  3—11.
  3. Вайнштейн  Р.А.,  Головко  С.И.,  Коломиец  Н.В.  Режимы  работы  нейтрали  в  электрических  системах.  Томск:  Томский  политехн.  ин-т,  1981.  —  79  с.
  4. Долгополов  А.Г.  Управляемые  дугогасящие  и  шунтирующие  реакторы  с  предельным  насыщением  магнитной  цепи  для  электрических  сетей  высокого  напряжения:  дис…д-ра  тех.  наук.  Тольятти,  1999.  —  262  с.
  5. Дягилева  С.В.  Управляемые  реакторы  с  самоподмагничиванием:  дис…  канд.  тех.  наук.  М.,  2010.  —  117  с.
  6. Кричко  В.,  Миронов  И.  Особенности  применения  дугогасящих  реакторов  //  Новости  электротехники.  2007.  №  1(43).
  7. Кучеренко  В.,  Сазонов  В.,  Багаев  Д.  Дугогасящие  реакторы  в  сетях  6–35  кВ.  Опыт  эксплуатации  //  Новости  электротехники.  2007.  №  3(45).
  8. Правила  технической  эксплуатации  электрических  станций  и  сетей.  Издание  15-е.  М.:  Энергоатомиздат,  1996.  —  288  с.
  9. Правила  технической  эксплуатации  электроустановок  потребителей/  Госэнергонадзор  Минэнерго  России.  М.:  ЗАО  «Энергосервис»,  2003.  —  392  с.
  10. Правила  устройства  электроустановок:  6-е  и  7-е  изд.  с  изм.  и  доп.  М.:  КНОРУС,  2007.  —  487  с.
  11. Сирота  И.М.  Режимы  нейтрали  электрических  сетей  /  И.М.  Сирота,  С.Н.  Кисленко,  А.М.  Михайлов.  Киев:  Наук.  Думка,  1985.  —  264  с.

Источник: https://sibac.info/studconf/tech/xxvii/40247

Ссылка на основную публикацию