Конструкции сдвоенных реакторов

Для уменьшения потерь напряжения и сокращения объема зданий распределительного устройства применяются сдвоенные реакторы. Сдвоенный реактор представляет собой два согласно включенных реактора с сильной магнитной связью. Реакторы расположены один над другим. Схема включения сдвоенных реакторов приведена на рис. 4.

Рисунок 4 - Схема включения сдвоенного реактора

При обычных реакторах, каждая отходящая линия имеет свой реактор, рассчитанный на номинальный ток линии. Каждая трехфазная группа реакторов размещается в специальной ячейке распредустройства.

В сдвоенных реакторах, рис. 4.а), реакторы соседних ветвей сближены так, что между ними существует сильная магнитная связь. Совмещение в одном реакторе двух уменьшает габариты аппарата, упрощает и удешевляет распредустройство.

В номинальном режиме магнитные поля реакторов направлены встречно и оказывают размагничивающее действие. В результате индуктивное сопротивление ветви падает. Соответственно уменьшается падение напряжения на реакторе. Падение напряжения на ветви реактора AU_B при номинальном токе

где Х_Р в. - индуктивное сопротивление ветви реактора; Х_м = со М -сопротивление взаимной индукции ветвей реактора (М - коэффициент взаимной индуктивности); К = М / L_PB. - коэффициент связи ветвей реактора; Ьр.в. - индуктивность одной ветви.

Коэффициент связи является одним из основных параметров сдвоенного реактора и зависит от расстояния между ветвями. Чем ближе ветви друг к другу, тем больше К. Обычно в реакторах К колеблется в пределах 0,4-0,6. С увеличением К возрастают электродинамические силы, стремящиеся оторвать одну ветвь от другой. В номинальном режиме сопротивление ветви реактора уменьшается на 40-60 %, что повышает качество электроэнергии (уменьшаются потери напряжения).

Исследования показали, что бетонные сдвоенные реакторы без применения специальных мер подвержены разрушению при одновременном КЗ в обеих ветвях. Увеличение электродинамической стойкости достигается в сборной конструкции. На рис. 5.а) показана в разрезе левая половина такого реактора. Стяжка реактора осуществляется с помощью металлических стержней 1 и стержней 2 из изоляционного материала. Катушка реактора уложена на изоляционных прокладках 3.

Векторы, помеченные Р_н, обозначают силу взаимодействия витка с нижней частью реактора. Векторы, помеченные Р_в - силы, действующие на виток со стороны верхней части реактора. Векторы без пометки являются результирующей силой.

Наибольшая отталкивающая сила действует на витки рядов 4 и 5, расположенные близко друг к другу. Для получения необходимой электродинамической стойкости близлежащие ряды ветвей реактора бандажируются стеклянной лентой, как это показано на рис. 5.в).

Рисунок 5 - Конструкция сдвоенного реактора

Промышленностью выпускаются, например, реакторы РБС 10-2x630-0,25УЗ: Р -реактор, Б - бетонный, С - сдвоенный, вертикальной установки (отсутствует буква У или Г), на номинальное напряжение 10 кВ, длительно допустимый ток при естественном охлаждении 2x630 А, номинальное индуктивное сопротивление 0,25 Ом, У - для работы в районах с умеренным климатом, 3 - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение реактора.

2. Перечислите физические явления, которые ярко выражены в реакторе, и меры, предпринятые для снижения их отрицательного влияния на конструкцию бетонного и масляного реактора.

З.В чем заключаются достоинства масляного реактора.

4.В чем заключаются достоинства сдвоенного реактора.

5.Привести схемы включения одинарных и сдвоенных реакторов.

2. ОГРАНИЧЕНИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

2.1. Изоляция аппаратов высокого напряжения

2.1.1. Классы номинальных напряжений.

Одним из основных требований к аппаратам высокого напряжения (АВН) является надежная работа при напряжениях, достигающих многих сотен киловольт. Поэтому вопрос электрической прочности изоляции является одним из важнейших.

Для электрооборудования высокого напряжения переменного тока в России установлена шкала номинальных напряжений от 3 до 1150 кВ.

В соответствии с классом напряжения проектируются изоляционные конструкции, которые содержат внешнюю изоляцию, где изолирующей средой является атмосферный воздух, и внутреннюю, где изолирующей средой является газообразный, жидкий или твердый диэлектрик, а также вакуум.

Как для внутренней, так и для внешней изоляции возможны два вида нарушения электрической прочности изоляции: электрический пробой промежутка между токоведущими частями, имеющими различный потенциал, или токоведущими и заземленными частями, например, между первичной и вторичной обмотками трансформатора тока, между контактами выключателя в их разомкнутом состоянии - внутренние перенапряжения (коммутационные);

перекрытие изоляции по поверхности, соединяющей эти части - внешние (атмосферные).

Первые возникают при коммутации электрических цепей (катушек индуктивности, конденсаторов, длинных линий). Они характеризуются относительно низкой частотой воздействующего напряжения (до 1000 Гц) и длительностью до 1 с. Электрическая прочность внутренней изоляции при пробое нарушается, как правило, необратимо. Вторые возникают при воздействии атмосферного электричества, имеют импульсный характер воздействующих напряжений и малую длительность (десятки микросекунд). Электрическая прочность внешней изоляции после пробоя или перекрытия и быстрого отключения источника напряжения может восстановиться до исходного уровня. Поэтому изоляция и изоляционная конструкция рассчитываются и проектируются так, чтобы при повышении напряжения более вероятным было нарушение внешней изоляции, а не внутренней.

Изоляционная конструкция в процессе эксплуатации должна выдерживать длительное (десятки лет) воздействие наибольшего рабочего напряжения, а также кратковременные (от единиц до тысяч микросекунд) многократные воздействия возникающих в сети атмосферных (грозовых) и внутренних (коммутационных) перенапряжений. Габаритные размеры оборудования при этом получаются чрезмерно большими, так как перенапряжения могут быть в 6-8 раз больше номинального напряжения. С целью облегчения изоляции возникающие перенапряжения ограничивают с помощью разрядников и изоляцию оборудования выбирают по этому ограниченному значению перенапряжения.

Надежная работа изоляционных конструкций из фарфоровых и стеклянных изоляторов при длительном воздействии рабочего напряжения обеспечивается выбором соответствующей длины пути утечки (ГОСТ 9920-75). Под длиной утечки понимается наименьшее расстояние по поверхности изолирующей детали между металлическими частями (арматурой) разного потенциала. Электрооборудование в зависимости от длины пути утечки внешней изоляции разделяются на следующие категории исполнений: А -нормальная, Б - усиленная, В - особо усиленная.