ریاکتور محدودکننده جریان

ریاکتور محدود کننده جریان

ریاکتور محدود کننده جریان یک سیم پیچ القایی است که با مقاومت خود مقایسه شده، راکتانس القایی قابل توجهی دارد و برای محدود کردن جریان‌های خطا در زمان ایرادات طراحی شده است. این ریاکتورها همچنین نوسانات ولتاژ در بخش‌های دیگر سیستم توان را کاهش می‌دهند. آنها در فیدرها، خطوط پیوند، سیم‌های ژنراتور و بین بخش‌های باریکه نصب می‌شوند تا اندازه جریان‌های خطا و نوسانات ولتاژ مربوطه را کاهش دهند.

در شرایط عملیاتی عادی، ریاکتورهای جریان اجازه دادن به جریان توان بدون مانع است. اما در حالت خطا، ریاکتور اختلالات را به بخش خراب محدود می‌کند. چون مقاومت سیستم نسبت به راکتانس آن قابل صرف نظر است، وجود ریاکتور تأثیر کمی بر کارایی کلی سیستم دارد.

عملکرد اصلی ریاکتور محدود کننده جریان

هدف اصلی ریاکتور محدود کننده جریان حفظ راکتانس خود در زمان جریان‌های خطا بزرگ است که از سیم‌پیچ‌های آن عبور می‌کنند. وقتی جریان‌های خطا بیش از حدود سه برابر جریان اسمی می‌شوند، از ریاکتورهای با هسته آهن با مقطع مقطعی بزرگ برای محدود کردن جریان‌های خطا استفاده می‌شود. با این حال، هزینه و وزن بالای آن‌ها به دلیل هسته‌های آهن بزرگ، ریاکتورهای بدون هسته (با هوا) را به عنوان انتخاب مطلوب‌تر برای محدود کردن جریان‌های خطا در بیشتر کاربردها می‌کند.

• ریاکتورهای با هسته آهن: مشمول ضایعات هیستریس و جریان‌های دوگانه هستند که منجر به مصرف برق بیشتر می‌شود.

• ریاکتورهای بدون هسته (با هوا): ضایعات کلی آن‌ها معمولاً حدود ۵٪ از ظرفیت KVA آن‌ها است که آن‌ها را کاراتر می‌کند.

وظایف ریاکتور محدود کننده جریان

• حفاظت از جریان خطا: کاهش جریان خطا برای محافظت از تجهیزات از تنش مکانیکی و گرم شدن.

• کاهش نوسانات ولتاژ: کاهش نوسانات ولتاژ ناشی از خطاها.

• محدود کردن خطا: محدود کردن جریان‌های خطا به بخش متأثر و جلوگیری از گسترش به فیدرهای سالم و حفظ پیوستگی تامین.

معایب ریاکتور محدود کننده جریان

• افزایش درصد کلی راکتانس مدار زمانی که به شبکه اضافه می‌شود.

• کاهش عامل توان و تشدید مشکلات تنظیم ولتاژ.

مکان ریاکتورها در سیستم‌های توان

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

• ریاکتورهای ژنراتور: بین ژنراتورها و باریکه‌های ژنراتور نصب می‌شوند تا محافظت از ماشین‌های جداگانه را فراهم کنند، معمولاً با راکتانس حدود ۰٫۰۵ واحد پایه.

• معایب: خطا در یک فیدر می‌تواند تأثیر بر کل سیستم داشته باشد به دلیل کانفیگوراسیون مشترک ریاکتور.

معایب این نوع ریاکتورها

معایب این نوع ریاکتور دوگانه است: اولاً، از محافظت ژنراتورها در برابر خطاها در باریکه‌ها که اتفاق می‌افتند محافظت نمی‌کند و ثانیاً، در حالت عادی عملیاتی کاهش‌های مداوم ولتاژ و ضایعات توان ایجاد می‌کند.

ریاکتورهای باریکه

وقتی ریاکتورها در باریکه‌ها نصب می‌شوند، آن‌ها ریاکتورهای باریکه نامیده می‌شوند. قرار دادن ریاکتورها در باریکه‌ها به جلوگیری از کاهش‌های مداوم ولتاژ و ضایعات توان کمک می‌کند. زیرا توضیحات ریاکتورهای باریکه در سیستم‌های حلقه‌ای و پیوندی 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، استفاده می‌شوند. در این کانفیگوراسیون، هر فیدر معمولاً توسط یک ژنراتور تأمین می‌شود. در حالت عملیاتی عادی، فقط مقدار کمی توان از طریق ریاکتورها عبور می‌کند که منجر به کاهش ولتاژ و ضایعات توان کم می‌شود. برای کاهش کمتر کاهش ولتاژ در آن‌ها، ریاکتورهای باریکه با مقاومت اهمی بالا طراحی می‌شوند.

وقتی خطا در هر فیدری رخ می‌دهد، فقط یک ژنراتور جریان خطا را تأمین می‌کند، در حالی که جریان از ژنراتورهای دیگر توسط ریاکتورهای باریکه محدود می‌شود. این کاهش جریان و نوسانات ولتاژ سنگین ناشی از خطاها در یک بخش باریکه را به بخش خراب محدود می‌کند. تنها معایب این کانفیگوراسیون ریاکتور عدم محافظت از ژنراتورهای متصل به بخش خراب است.

ریاکتورهای باریکه (سیستم پیوندی)

این نمایش یک تغییر از سیستم فوق است. در کانفیگوراسیون پیوندی، ژنراتورها از طریق ریاکتورها به باریکه مشترک متصل می‌شوند، با فیدرهای تأمین شده از طرف ژنراتور.

این سیستم مشابه سیستم حلقه‌ای عمل می‌کند اما مزایای اضافی دارد. در این کانفیگوراسیون، اگر تعداد بخش‌ها افزایش یابد، جریان خطا از مقدار خاصی تجاوز نخواهد کرد که توسط مشخصات ریاکتورهای جداگانه تعیین می‌شود.