Funktioner og klassifikationer af reaktorer

Reaktor kaldes også en induktor. Når en leder får strøm, genererer den et magnetfelt inden for et bestemt rum, den optager. Derfor udviser alle strømførende- elektriske ledere generelle induktive egenskaber. Imidlertid har en lang, lige strømførende leder lav induktans og producerer et svagt magnetfelt. I praksis fremstilles reaktorer ved at vikle ledninger ind i en solenoide, kendt som en luft-kernereaktor; nogle gange indsættes en jernkerne i solenoiden for at øge induktansen og danner en jernkernereaktor.

 

Funktioner af reaktorer

1. Med udvidelsen af ​​elnettets kapacitet øges systemets nominelle kortslutningskapacitet hurtigt. For eksempel på 35kV lavspændingssiden af ​​en 500kV understation nærmer den maksimale effektive værdi af tre-fasesymmetrisk kortslutningsstrøm 50kA. For at begrænse-kortslutningsstrømmen i transmissionsledninger og beskytte strømudstyr skal der installeres reaktorer. Reaktorer reducerer kortslutningsstrømmen- og holder systemspændingen stabil under kortslutninger.

2.Installation af en dæmpningsreaktor (seriereaktor) i et kondensatorkredsløb undertrykker startstrøm, når kondensatorkredsløbet er spændt. Det danner også et harmonisk kredsløb med kondensatorbanken for at filtrere forskellige harmoniske fra.

⑴. For eksempel, i kondensatorkredsløbet i en 35kV reaktiv effektkompensationsenhed på en 500kV understation, kræves dæmpningsreaktorer for at begrænse kondensatoromskiftningsstartstrøm og undertrykke systemharmoniske. For at undertrykke 3. harmoniske bruges en 35 kV nominel spænding, 26,2 mH nominel induktans, 350A mærkestrøm tør-lufttype-kerne enfaset udendørs dæmpningsreaktor, der danner et 3. harmonisk resonans (filter) kredsløb med en 2,52 Mvar capacitor.

⑵. Tilsvarende, for at undertrykke 5. og højere harmoniske, danner en 35kV, 9,2mH, 382A enfaset udendørs dæmpningsreaktor et resonanskredsløb for 5. og højere harmoniske med en 2,52Mvar kondensator. Bemærk, at brugen og de tekniske specifikationer for dæmpningsreaktorer er specificeret i den nationale standard GB 10229-88 Reactors og den internationale standard IEC 289-88.

 

Reaktorers rolle i kompensationsanordninger for reaktiv effekt

Udviklingen af ​​500kV strømsystemer, elektrificerede jernbaner og store jern- og stålbaser kræver installation afStatiske Var-kompensatorer (SVC) i større hub-transformerstationer.

SVC'er reagerer hurtigt på belastningsændringer (typisk responstid 0,02-0,04s) og giver jævn reaktiv effekt og spændingsregulering. De stabiliserer netspændingen, kompenserer effektivt systemets reaktive effektfaktor, undertrykker spændingsudsving, opretholder tre-fasebalance og dæmper sub-synkrone oscillationer.

SVC'er installeret ved nethubs reducerer også forbigående overspændinger. Store elnet kræver derfor store og mellemstore-understationer for at installere reaktorer til lokal kapacitiv reaktiv effektkompensation og balancering for at sikre sikker drift.

Reaktorer er nøglekomponenter i udstyr til kompensation for reaktiv effekt. Shuntreaktorer giver induktiv reaktans for at absorbere overskydende kapacitiv reaktiv effekt, hvilket er essentielt under lave transmissioner på tidligt stadie og sene lysbelastninger.

I disse tilfælde er transmissionsledningens reaktive tab lavt; på grund af kapacitanseffekten overstiger genereret reaktiv effekt forbrugt reaktiv effekt, hvilket efterlader overskydende kapacitiv reaktiv effekt. Shuntreaktorer skal absorbere dette overskud for at opretholde reaktiv balance og spændingsniveauer; ellers bringer overspænding systemsikkerheden i fare.

For at reducere tyristorantal og spare SVC-investeringer er der en tendens til at maksimereThyristor Switched Capacitor (TSC)og Thyristor Controlled Reactor (TCR) kapacitet.

Nogle SVC'er fjerner TSC-filialen og bruger i stedet Fixed Capacitor-banker (FC).

For at bevare jævn, kontinuerlig reaktiv effekt og spændingsregulering skal den samlede shuntreaktorkapacitet øges.

Reaktorforbruget fortsætter således med at vokse. Dæmpningsreaktorer i serie med kondensatorkredsløb giver også reaktiv effektkompensation ud over at begrænse startstrøm og harmoniske.

 

Anvendelse af reaktorer i frekvensomformere

Funktion af inputreaktorer

Indgangsreaktorerbegrænse strømstød fra netspændingsudsving og skiftende overspændinger, udjævne spændingsspidser i forsyningen og korrigere kommuteringsinducerede spændingsfejl i broensrettere. De beskytter frekvensomformere, forbedrer effektfaktoren, blokerer netinterferens og reducerer harmonisk forurening fra ensretterenheder.

Funktion af outputreaktorer

Udgangsreaktorerhovedsageligt kompensere for distribueret kapacitans i lange (50-200 m) kabler, undertrykke harmonisk udgangsstrøm, hæve højfrekvent udgangsimpedans, effektivt begrænse dv/dt, reducere højfrekvent lækstrøm, beskytte omformere og reducere udstyrsstøj. Kondensatorer i effektkompensation er sårbare over for harmonisk spænding og strøm, som forårsager fejl og forringet effektfaktor, så harmonisk behandling er påkrævet.

Funktion af DC-reaktorer

DC-reaktorer er forbundet mellem DC-ensretteren og vekselrettersektionerne af et variabelfrekvensdrev. Deres hovedformål er at begrænse AC-rippel overlejret på jævnstrøm, opretholde kontinuerlig ensretterstrøm, reducere strømpulsering, stabilisere inverterdrift og forbedre konverterens effektfaktor.

 

Typer af reaktorer

Shuntreaktor

Reaktorer, der bruges til generatorens fuldbelastningstest, er prototyper af shuntreaktorer. På grund af tiltrækkende kræfter fra vekslende magnetiske felter mellem segmenterede kerner er reaktorer af kernetype typisk omkring 10 dB mere støjende end transformere med samme kapacitet.

Shuntreaktorer fører vekselstrøm og kompenserer for systemets kapacitive reaktans. De er normalt serieforbundne med tyristorer til kontinuerlig reaktansstrømregulering. De afbøder strømfrekvensoverspænding fra langledningskapacitetseffekter under tomgangs- eller letbelastningsforhold, forbedrer spændings- og reaktiv effektfordeling, reducerer ledningstab, reducerer sekundær lysbuestrøm, accelererer sekundær lysbueslukning, forbedrer succesraten for automatisk genlukning og bruges i vid udstrækning i langdistance-energitransmission og -distribution.

Serie reaktor

Seriereaktorer fører vekselstrøm og er forbundet i serie med kompensationskondensatorer for at skabe serieresonans for steady-state harmoniske (5., 7., 11., 13.). De er typisk 5-6% reaktorer med høj induktans.

Seriereaktorer er essentielt støtteudstyr til kompensation af reaktiv effekt i kraftsystemet. Når de kombineres med strømkondensatorer, undertrykker de effektivt nettets harmoniske, begrænser koblingsstartstrøm og driftsoverspændinger, forbedrer spændingsbølgeformen, hæver effektfaktoren og forbedrer i høj grad den sikre drift af kondensatorer og andet strømudstyr.

Tunet reaktor

Tunede reaktorerbære vekselstrøm og er serieforbundet med kondensatorer for at skabe serieresonans for en specificeret n'te harmonisk (normalt n=5,7,11,13,19) for at absorbere denne harmoniske.

Udgangsreaktor

Udgangsreaktorer begrænser kapacitiv ladestrøm i motorkabler og begrænser motorviklingens spændingsstigningshastighed til inden for 540V/μs. De anbefales, når kabellængden mellem en 4-90kW konverter og motor overstiger 50m. De blødgør også stejlheden af ​​konverterens udgangsspænding og reducerer forstyrrelser til inverterkomponenter såsom IGBT'er.

Udgangsreaktorinstruktioner: For at øge konverter-til-motor-afstanden skal du bruge passende tykkere, højere isolering, helst uskærmede kabler.

Udgangsreaktorfunktioner:

1. Velegnet til reaktiv effektkompensation og harmonisk kontrol.

2. Kompenserer hovedsageligt lang-line distribueret kapacitans og undertrykker udgangs harmonisk strøm.

3. Beskytter effektivt frekvensomformere, forbedrer effektfaktoren, blokerer netinterferens og reducerer harmonisk forurening fra ensretterenheder.

Indgangsreaktor

Inputreaktorer begrænser spændingsfald på nettet under konverterkommutering, undertrykker harmoniske, afkobler parallelle konvertergrupper og begrænser strømstød fra spændingstrin eller systemdrift. Når forholdet mellem netkortslutningskapacitet og konverterkapacitet overstiger 33:1, er det relative spændingsfald for inputreaktorer 2 % for enkeltkvadrant og 4 % for firekvadrantdrift.

Indgangsreaktorer er tilladt, når netkortslutningsspændingen overstiger 6 %. 12-pulsensretterenheder har brug for mindst én inputreaktor på nettet med 2 % relativt spændingsfald. Inputreaktorer er meget udbredt i industrielle/fabriksautomationssystemer, installeret mellem omformere/hastighedsregulatorer og strømforsyningen for at undertrykke overspændinger og strømme og dæmpe høje og forvrængede harmoniske.

Input reaktor funktioner:

1. Velegnet til reaktiv effektkompensation og harmonisk kontrol.

2. Begrænser strømstød fra netspændingsudsving og skiftende overspændinger; filtrerer harmoniske for at undertrykke bølgeformsforvrængning.

3. Udjævner spændingsspidser i strømforsyningen og korrigerer kommutationsinducerede spændingsfejl i broensrettere.

Nuværende-begrænsende reaktor

Nuværende-begrænsende reaktorer bruges generelt i distributionslinjer. De er ofte installeret i serie på grenfødere fra samme samleskinne for at begrænse feederkort-kredsløbsstrøm og opretholde samleskinnespænding under feederfejl.

Bue-undertrykkelsesspole

Bue-undertrykkelsesspoler bruges i vid udstrækning i 10kV-63kV resonansjordingssystemer. På grund af den oliefri tendens i transformerstationer er de fleste bue-undertrykkelsesspoler under 35kV tørstøbt.

Dæmpende reaktor

(Almindeligvis kaldet seriereaktor) Forbundet i serie med kondensatorbanker eller tætte kondensatorer for at begrænse kondensatoromskiftningsstartstrøm. Svarende til strømbegrænsende reaktorer. Filterreaktorer danner resonansfiltre med filterkondensatorer, typisk til 3. til 17. harmonisk filtrering eller højere-ordens højpasfiltrering. Harmoniske kilder omfatter DC-transmissionsomformerstationer, fasekontrollerede SVC'er, mellemstore/store ensrettere, elektrificerede jernbaner og alle højeffekt-tyristor-kontrollerede effektelektroniske kredsløb; disse skal filtreres for at forhindre netforurening. Strømmyndigheder angiver harmoniske grænser.

Udjævningsreaktor

Anvendes i DC-kredsløb efter ensretning. Ensretterkredsløb har endelige pulstal, så udgangs-DC-spænding indeholder rippel, der ofte er skadelig og skal undertrykkes af udjævningsreaktorer. Alle DC transmissionskonverterstationer er udstyret med udjævningsreaktorer for at tilnærme den ideelle DC. De er også vigtige i tyristor-baserede DC elektriske drev. Som nøglekomponenter i ensretterkredsløb, udjævningsreaktorer i mellemfrekvente strømforsyninger hovedsageligt:

1. Begræns kortslutningsstrøm (samtidig ledning under inverter-tyristor-kommutering svarer til direkte kortslutning; ingen reaktor forårsager direkte kortslutning).

2.Undtryk mellemfrekvente komponenter, der påvirker elnettet.

3.Filter (ensretterstrømmen indeholder AC; højfrekvent AC har svært ved at passere stor induktans) for at holde ensretteroutput konstant. Diskontinuerlig strøm forårsager nulstrømsperioder, stopper inverterbroen og åbner ensretterbroen.

4. Absorber reaktiv effekt i parallelle inverterkredsløb; Der kræves energilagringsreaktorer i inverterindgangskredsløb.