ریاکتور محدود کننده جریان

ریاکتور محدود کننده جریان

ریاکتور محدود کننده جریان یک سیم پیچ القایی است که با مقادیر القایی قابل توجه بیشتر از مقاومت خود طراحی شده و در شرایط نقص، جریان‌های کوتاه مدار را محدود می‌کند. این ریاکتورها همچنین اختلالات ولتاژ در بخش‌های دیگر سیستم برق را کاهش می‌دهند. آنها در فیدرها، خطوط اتصال، سیم‌های ژنراتور و بین بخش‌های باریکه نصب می‌شوند تا مقدار جریان‌های کوتاه مدار و نوسانات ولتاژ مرتبط را کاهش دهند.

در شرایط عملیاتی عادی، ریاکتورهای جریان اجازه جریان نیرو بدون موانع را می‌دهند. اما در حالت نقص، ریاکتور اختلالات را به بخش معیوب محدود می‌کند. از آنجا که مقاومت سیستم نسبت به القای آن قابل صرف نظر است، حضور ریاکتور تأثیر کمی بر کل کارایی سیستم دارد.

وظیفه اصلی ریاکتور محدود کننده جریان

هدف اصلی یک ریاکتور محدود کننده جریان، حفظ القای خود در زمان جریان‌های کوتاه مدار بزرگ است. وقتی که جریان‌های نقص سه برابر جریان کامل بار مجاز را تجاوز می‌کنند، از ریاکتورهای با هسته آهن با مساحت مقطع بزرگ برای محدود کردن جریان‌های نقص استفاده می‌شود. با این حال، هزینه بالا و وزن زیاد آن‌ها به دلیل هسته‌های آهنی ضخیم، ریاکتورهای بدون هسته (با هوای داخلی) را به عنوان گزینه مطلوب برای محدود کردن جریان‌های کوتاه مدار در بیشتر کاربردها تبدیل می‌کند.

• ریاکتورهای با هسته آهن: آسیب‌پذیر به تلفات هیسترزیس و جریان‌های دایره‌ای، منجر به مصرف بیشتر انرژی می‌شوند.

• ریاکتورهای بدون هسته: تلفات کلی آن‌ها معمولاً حدود ۵٪ از ظرفیت KVA آن‌ها است، که آن‌ها را کاراتر می‌سازد.

وظایف ریاکتور محدود کننده جریان

• حفاظت از جریان نقص: کاهش جریان کوتاه مدار برای محافظت از تجهیزات از تنش مکانیکی و گرم شدن.

• کاهش اختلالات ولتاژ: کاهش نوسانات ولتاژ ناشی از کوتاه مدار.

• جدا کردن نقص: محدود کردن جریان‌های نقص به بخش معیوب، جلوگیری از گسترش به فیدرهای سالم و حفظ پیوستگی تامین.

نقاط ضعف ریاکتور محدود کننده جریان

• افزایش درصد کل القایی مدار هنگام یکپارچه سازی در شبکه.

• تضعیف عامل توان و تشدید مشکلات تنظیم ولتاژ.

مکان ریاکتورها در سیستم‌های برق

ریاکتورها به طور استراتژیک در سری با ژنراتورها، فیدرهای یا باریکه‌ها نصب می‌شوند تا جریان‌های کوتاه مدار را محدود کنند:

• ریاکتورهای ژنراتور: بین ژنراتورها و باریکه‌های ژنراتور نصب می‌شوند تا محافظت از ماشین‌های فردی را فراهم کنند، معمولاً با القای ~۰.۰۵ واحد.

• نقطه ضعف: نقص در یک فیدر می‌تواند به دلیل کانفیگوراسیون مشترک ریاکتور، تأثیر بر کل سیستم داشته باشد.

نقایص این نوع ریاکتورها

نقایص این نوع ریاکتور دوگانه است: نمی‌تواند ژنراتورها را در برابر نقص‌های کوتاه مداری که در باریکه‌ها رخ می‌دهند محافظت کند و باعث ریزش ثابت ولتاژ و تلفات توان در شرایط عملیاتی عادی می‌شود.

ریاکتورهای باریکه

وقتی ریاکتورها در باریکه‌ها نصب می‌شوند، آن‌ها را ریاکتورهای باریکه می‌نامند. قرار دادن ریاکتورها در باریکه‌ها کمک می‌کند تا ریزش ثابت ولتاژ و تلفات توان را اجتناب کند. در زیر توضیح ریاکتورهای باریکه در سیستم‌های حلقه‌ای و اتصالی آورده شده است:

ریاکتورهای باریکه (سیستم حلقه‌ای)

ریاکتورهای باریکه برای اتصال بخش‌های جداگانه باریکه که شامل ژنراتورها و فیدرهای متصل به یک باریکه مشترک است، عمل می‌کنند. در این کانفیگوراسیون، هر فیدر معمولاً توسط یک ژنراتور تأمین می‌شود. در شرایط عملیاتی عادی، فقط مقدار کمی توان از طریق ریاکتورها جریان می‌یابد که منجر به ریزش کم ولتاژ و تلفات توان می‌شود. برای کاهش ریزش ولتاژ در آن‌ها، ریاکتورهای باریکه با مقاومت اهمی بالا طراحی می‌شوند.

وقتی که نقص در هر فیدری رخ می‌دهد، فقط یک ژنراتور جریان نقص را تأمین می‌کند، در حالی که جریان از ژنراتورهای دیگر توسط ریاکتورهای باریکه محدود می‌شود. این کاهش جریان سنگین و اختلالات ولتاژ ناشی از کوتاه مدار در بخش باریکه را به بخش معیوب محدود می‌کند. تنها نقطه ضعف این کانفیگوراسیون ریاکتور عدم توانایی محافظت از ژنراتورهای متصل به بخش معیوب است.

ریاکتورهای باریکه (سیستم اتصالی باریکه)

این یک تغییر از سیستم فوق است. در کانفیگوراسیون اتصالی باریکه، ژنراتورها از طریق ریاکتورها به باریکه مشترک متصل می‌شوند، با فیدرهایی که از سمت ژنراتور تأمین می‌شوند.

این سیستم به طور مشابه با سیستم حلقه‌ای عمل می‌کند اما مزایای اضافی دارد. در این کانفیگوراسیون، اگر تعداد بخش‌ها افزایش یابد، جریان نقص از یک مقدار خاص تجاوز نخواهد کرد که توسط مشخصات ریاکتورهای فردی تعیین می‌شود.