КОНСТРУКЦИЯ РЕАКТОРОВ

ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЕ РЕАКТОРЫ

Токоограничивающие реакторы, предназначенные для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме, представляют собой многовитковые катушки без сердечника, обладающие большим постоянным индуктивным и малым активным сопротивлением. При КЗ реактор ограничивает ток короткого замыкания в цепи из-за значительного индуктивного сопротивления и этим облегчает условия работы электрооборудования и аппаратов: размещаемые за реактором трансформаторы тока, разъединители, выключатели могут иметь характеристики, рассчитанные на меньшие термические и динамические действия токов КЗ. Кроме того, в случае КЗ в распределительной сети реактор должен обеспечить остаточное напряжение на шинах не менее 70 % ном.
По назначению реакторы делятся на шинные или секционные (включаемые между секциями шин и ограничивающие общий ток короткого замыкания) и линейные, ограничивающие ток КЗ в защищаемой линии (рис. 1, а, б). Если через реактор питается группа линий, его называют групповым (рис. 1, в).

Рис 1. Схемы включения реакторов:
а - секционных; б - линейных; в - групповых

Основными параметрами реакторов являются индуктивное сопротивление, номинальное напряжение на фазу, номинальный ток, номинальная проходная мощность, для трехфазной группы реакторов динамическая и термическая устойчивость.

КОНСТРУКЦИЯ РЕАКТОРОВ

Наибольшее распространение получили бетонные реакторы на 6 и 10 кВ с медными (РБ) и алюминиевыми обмотками (РБА). Сухой реактор с воздушным охлаждением РБ (рис. 2) устанавливают на опорные фарфоровые изоляторы 3. Многожильный провод соответствующего сечения с помощью шаблонов наматывается в виде катушки 1. После этого в специальные формы заливается бетон, который, застывая, образует вертикальные стойки-колонны 2, скрепляющие отдельные витки, предотвращая их смещение под действием собственной массы и электродинамических усилий при протекании токов КЗ. Для получения необходимой прочности электрической изоляции после затвердения бетона реактор подвергают интенсивной сушке под вакуумом, затем реактор дважды пропитывается влагостойким изоляционным лаком. Реактор от заземленных конструкций и от соседних фаз изолируется при помощи опорных фарфоровых изоляторов.
Реакторы охлаждаются, как правило, за счет естественной вентиляции. Ввиду выделения большой мощности в реакторе предусматриваются специальные каналы для охлаждения воздуха, особенно при больших номинальных токах.
Бетонные реакторы выпускаются на номинальные токи до 4000 А и изготавливаются для вертикальной, горизонтальной и ступенчатой установки.
В нормальных условиях работы потери напряжения в реакторе не превышают 1, 5-2 %, потери активной мощности составляют 0, 1 -0, 2 % проходящей через него мощности.
Бетонные реакторы хорошо себя зарекомендовали при работе в закрытых распределительных устройствах при напряжении до 35 кВ. Недостатками их являются громоздкость и большая масса.
При напряжении более 35 кВ и при установке реакторов на открытой части подстанций применяются масляные реакторы. Обмотка такого реактора наматывается на специальный каркас из изоляционного материала типа гетинакса.

рис. 2 Бетонный реактор РБ- 10 с вертикальным расположением фаз: а - общий вид; 6 - фаза реактора.

Эта обмотка погружается в стальной бак с трансформаторным маслом, что позволяет уменьшить расстояние между обмоткой и заземленными частями, улучшить охлаждение обмотки за счет конвекции масла и уменьшить массу и габаритные размеры.
Однако такая компоновка реактора сопряжена с дополнительными сложностями: переменный магнитный поток реактора замыкается по баку и нагревает его до недопустимых температур. Для избежания нагрева внутри бака устанавливается короткозамкнутая обмотка-экран. Короткозамкнутый виток увеличивает магнитное сопротивление цепи и уменьшает магнитный поток, замыкающийся через бак.
Наряду с реакторами обычной конструкции применяются сдвоенные реакторы. Конструктивно они подобны обычным реакторам, но от средней точки обмотки имеется дополнительный вывод. В случае применения сдвоенных реакторов источник может быть присоединен к средней точке, а потребители к крайним, или наоборот (рис. 3).

рис. 3. Сдвоенный реактор; а, б - схемы включения; в - электрическая схема

Между катушками существует электромагнитная связь. В нормальном режиме работы токи нагрузки в катушках неправлены в разные стороны. Благодаря взаимному влиянию противоположно направленных токов в катушках падение напряжения в них меньше, чем в случае обычного реактора. Это является преимуществом сдвоенного реактора. При КЗ со стороны одной ветви ток будет намного больше тока в другой ветви реактора - влияние взаимной индуктивности снижается. Если принять за индуктивность ветви реактора значение 1, а взаимной индуктивности М, то при коэффициенте связи К=MIL = 0, 5 индуктивное сопротивление реактора в режиме КЗ возрастает примерно в 2 раза по сравнению с нормальным режимом работы, что превышает токоограничивающий эффект сдвоенного реактора.
В электроустановках применяются сдвоенные бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой для внутренней и наружной установок типа РВС.
Учитывая, что реактор создает мощное магнитное поле в помещении, где его устанавливают, предусматривают следующие меры безопасности: расстояние от края реактора до стальных, конструкций в камере должно быть не менее половины его диаметра; стальные конструкции и проводники не должны создавать замкнутый контур; опорные изоляторы следует армировать немагнитными материалами, а болты для контактных соединений изготавливать из немагнитной стали или латуни.

12 Следующая ⇒