2015-05-26
2708
Реактор – это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме. Рассмотрим схему:
Генератор питает сборные шины /, от которых отходят линии 2 к потребителю. В первом случае за выключателем ОF1 отсутствует реактор, во втором за выключателем ОF2 установлен реактор. При трехфазном КЗ. Xг£Xр, поэтому Xг – не учитывают. Iк1> Iк2.
Конструкция реакторов. Реакторы бывают: бетонные, маслянные, сдвоенные
Бетонные реакторы применяются в закрытых распределительных устройствах при напряжении не выше 35 кВ. Недостатком их являются большие габаритные размеры и массы. Из многожильного провода соответствующего сечения намотаны катушки реакторов А, В, С. Заливкой в специальные формы получаются бетонные вертикальные стойки – колонны, которые скрепляют между собой отдельные витки катушки. Торцы колонн имеют шпильки с изоляторами. Для получения необходимой прочности электрической изоляции после затвердевания бетона реактор подвергают интенсивной сушке под вакуумом и пропитке влагостойким изоляционным лаком. Между отдельными витками в ряду и между рядами выдерживается значительный зазор (3,5-4,5)•10-2 м, что улучшает охлаждения отдельных витков и повышает электрическую прочность изоляции. При больших номинальных токах (более 400 А) применяется несколько параллельных ветвей. Для равномерного распределения тока по ветвям применяется транспозиция витков. Все витки ветвей должны быть одинаково расположены относительно оси реактора. В качестве обмоточного провода используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения. Кабель покрывается несколькими слоями кабельной бумаги толщиной 0,12-10-3 м и хлопчатобумажной оплеткой. Максимальная допустимая температура при длительном режиме не выше 105, при КЗ – не выше 2500С. Охлаждение реакторов, как правило, естественное. В трехфазном комплекте наибольший нагрев у верхней фазы, поскольку подходящий снизу воздух уже подогрет реакторами, расположенными ниже. Мощное магнитное поле реактора замыкается вокруг обмотки. Все ферромагнитные тела в этом поле создают дополнительные активные потери мощности и могут нагреваться до очень высоких температур. Для уменьшения этих потерь все ферро- магнитные детали (балки, арматура железобетонных стен) удаляются от обмотки на расстояние, не меньшее ее внешнего радиуса.
Расстояние между реакторами определяется высотой опорных изоляторов. Так как при напряжении 6—10 кВ высота этих изоляторов мала, то при больших токах в реакторах возникают электродинамические силы, которые могут разрушить изоляторы, работающие и на сжатие, и на разрыв. В наиболее тяжелых условиях работают изоляторы верхнего реактора. Для уменьшения разрывающего усилия, действующего на изоляторы, изменяют направление поля среднего реактора на обратное, что достигается изменением направления его намотки относительно направления намотки крайних реакторов.
При напряжениях более 35 кВ и для установки на открытой части подстанций применяются маслянные реакторы. В стальной бак с трансформаторным маслом погружена обмотка. Применение масла позволяет уменьшить изоляционные расстояния между обмоткой и зазем-ленными частями реактора и улучшить охлаждение обмотки за счет конвекции масла. В результатемасса и габаритные размеры аппарата умень-шаются. Выводы обмотки присоединяются к контактам проходных изоляторов. Чтобы избежать нагреву до недопустимых температур из-за по-
явления вихревых токов, внутри бака устанавливается короткозамкнутый виток в виде экрана. Такой виток увеличивает магнитное сопротивление цепи и, следовательно, уменьшает магнитный поток, замыкающ. через бак.
и вызванные этим потоком потери на вихревые токи. В настоящее время разработаны тороидальные реакторы. Как и в магнитных усилителях, обмотка такого реактора имеет тороидальную форму, но не содержит магнитопровод. При такой форме обмотки внешнее поле рассеяния практически отсутствует и нагрев бака не возникает. Тороидальные реакторы на напряжение 110 кВ и выше имеют высокие технические и экономические показатели. В сдвоенных реакторах реакторы соседних ветвей сближены так, что между ними существует сильная магнитная связь. Совмещение в одном реакторе двух уменьшает габариты аппарата, удешевляет и упрощает распредустройство. В номинальном режиме магнитные поля реакторов направлены встречно и оказывают размагничивающее действие друг на друга. В результате индуктивное сопротивление ветви падает. Соответственно уменьшается падение напряжения на реакторе. Стяжка реактора осуществляется с помощью металлических стержней и стержней из изоляционного материала. Катушка реактора уложена на изоляционных прокладках.
14. Элегазовые и вакуумные выключатели. Достоинства, недостатки.
Свойства элегаза. Шестифтористая сера SF6 – элегаз (электротехнич газ). По сравнению с воздухом этот газ обладает следующими преимуществами:
1. Электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза приближается к прочности трансформаторного масла.
2. Высокая удельная объемная теплоемкость (почти в 4 раза выше, чем у воздуха) позволяет увеличить нагрузку токоведущих частей и уменьшить массу меди в выключателе.
3. Номинальный ток отключения камеры продольного дутья с элегазом в 5 раз выше, чем с воздухом.
4. Малая напряженность электрического поля в столбе дуги. Благодаря этому резко сокращается износ контактов, уменьшается эффект термодинамической закупорки сопла. Это позволяет увеличить расстояние между контактами, повысить U на каждом контактном промежутке и допустимую скорость восстановления напряжения.
5. Элегаз является инертным газом, не вступающим в реакцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен, хотя некоторые продукты разложения опасны.
Недостаток: высокая темпер сжижения. При P=1,31Мпа переход элегаза из газообразного состояния в жидкое происходит при t=0°С. Это заставляет использовать его либо с подогревающим устройством, либо при низком P.
Для электрических аппаратов применяется газ с высокой степенью очистки от примесей, что усложняет и удорожает его получение.
Конструкция элегазовых выключателей. Дугогасящая способность элегаза наиболее эффективна при большой скорости его струи относительно горящей дуги. Возможны следующие исполнения ДУ с элегазом:
1) с автопневматическим дутьем. Необходимый для дутья перепад давления создается за счет энергии привода;
2) с охлаждением дуги элегазом при ее движении, вызванном взаимо-вием тока с магнитным полем.
3) с гашением дуги за счет перетекания газа из резервуара с высоким P в резервуар с низким P (выключатели с двойным давлением).
В настоящее время широко применяется дугогасительное устройство с автопневматическим принудительным дутьем. Оно располагается в герметичном баке с давлением элегаза 0,2-0,28 МПа. При этом удается получить необходимую электрическую прочность внутренней изоляции. Для КРУ разработан элегазовый выключатель с Uном 110 и 220 кВ, Iном 2 кА и ном током отключения 40 кА. Время отключения 0,065, время включения 0,08 с, ном P элегаза 0,55 МПа, привод пневматический с P воздуха 2 МПа.
Камера ДУ элегазового выключ на 220 кВ выполн с 2 разрывами на полюс.
Элегазовый выключ для КРУЭ-220 на U 220 кВ имеет: неподвижный контакт, прикрепленый к баку выключателя на литом изоляторе, имеет два ДУ, соединенных последовательно через корпус. Равномерное распределение U по ДУ обеспечивается керамическими конденсаторами. Для устранения коронирования ДУ закрыты экранами. Включение и отключение выключателя производится пневматическим приводом. Выключ заполнен элегазом при P=0,55 МПа. Описанный элегазовый выключатель имеет высокие технические показатели и допускает 20-кратное отключение
тока КЗ предельного значения 40 кА без ревизий. Утечка элегаза из бака не превышает 1% в год. Срок службы выключателя до капитального ремонта составляет 10 лет. Разработаны ДУ с Uном 220 кВ на один разрыв и током отключения 40 кА при высокой скорости восстановления напряжения. Опытные образцы элегазовых выключателей допускают ток отключения до
100 кА при напряжении на разрыве 245 кВ и ток 40 кА при напряжении на разрыве до 362 кВ. Элегазовые выключатели наиболее перспективны для напряжений выше 35 кВ и могут быть созданы на напряжение 800 кВ и выше.
