電流制限リアクタ

電流制限リアクタ

電流制限リアクタは、抵抗よりも非常に高いインダクタンスリアクタンスを特徴とするインダクティブコイルであり、故障時に短絡電流を制限するように設計されています。これらのリアクタはまた、電力システムの他の部分での電圧変動を軽減します。フィーダー、タイライン、発電機リード、およびバスセクション間に設置され、短絡電流の大きさを減らし、関連する電圧変動を軽減します。

通常の運転条件下では、電流リアクタは電力の流れを妨げません。しかし、故障時には、リアクタは故障部位に影響を制限します。システムの抵抗がリアクタンスと比較して無視できるほど小さいため、リアクタの存在は全体的なシステム効率にほとんど影響を与えません。

電流制限リアクタの主な機能

電流制限リアクタの主要な目的は、大規模な短絡電流がその巻線を通る際にリアクタンスを維持することです。故障電流が定格満載電流の約3倍を超える場合、大きな断面積を持つ鉄心リアクタを使用して故障電流を制限します。しかし、鉄心リアクタは高コストで重いことから、ほとんどの用途では空気芯リアクタが短絡電流制限の選択肢として好まれます。

• 鉄心リアクタ: ヒステリシス損失や渦電流損失により、消費電力が高くなる傾向があります。

• 空気芯リアクタ: 全損失は通常、KVAレーティングの約5%程度であり、より効率的です。

電流制限リアクタの機能

• 故障電流保護: 機械的ストレスや過熱から設備を保護するために短絡電流の流れを減らします。

• 電圧変動の軽減: 短絡によって引き起こされる電圧変動を抑制します。

• 故障の分離: 故障電流を影響を受けた部位に制限し、健全なフィーダーへの広がりを防ぎ、供給の継続性を維持します。

電流制限リアクタの欠点

• ネットワークに統合されたときに、回路の総リアクタンスパーセンテージが増加します。

• 力率を低下させ、電圧調整の問題を悪化させます。

電力システムにおけるリアクタの位置

リアクタは、発電機、フィーダー、またはバスバーと直列に配置され、短絡電流を制限します：

• 発電機リアクタ: 発電機と発電機バス間に設置され、個々の機器保護を提供します。通常、リアクタンスは約0.05 per unitです。

• 欠点: 1つのフィーダーでの故障が共有リアクタ構成により全体のシステムに影響を与える可能性があります。

このようなリアクタの欠点

このタイプのリアクタの欠点は二つあります：バスバー間で発生する短絡故障から発電機を保護できないこと、および通常運転中に一定の電圧降下と電力損失が発生することです。

バスバリアクタ

リアクタがバスバーに設置されたとき、それはバスバリアクタと呼ばれます。リアクタをバスバーに挿入することで、一定の電圧降下と電力損失を回避することができます。以下にリングシステムとタイシステムにおけるバスバリアクタについて説明します：

バスバリアクタ（リングシステム）

バスバリアクタは、発電機とフィーダーが共通のバスバーに接続された別々のバスセクションを接続する役割を果たします。この構成では、各フィーダーは通常、単一の発電機によって供給されます。通常運転時、リアクタを通る電力はわずかであり、低電圧降下と電力損失になります。そのため、バスバリアクタは高オーム抵抗で設計されています。

任意のフィーダーで故障が発生した場合、故障電流は1つの発電機によってのみ供給され、他の発電機からの電流はバスバリアクタによって制限されます。これにより、バスセクションでの短絡による重い電流と電圧変動が故障部位に限定されます。このリアクタ構成の唯一の欠点は、故障部位に接続された発電機を保護できないことです。

バスバリアクタ（タイバスシステム）

これは上記システムの変形です。タイバス構成では、発電機はリアクタを介して共通のバスバーに接続され、フィーダーは発電機側から供給されます。

このシステムはリングシステムと同様に動作しますが、追加の利点があります。この構成では、セクション数が増えても、故障電流は個々のリアクタの仕様によって決定される特定の値を超えないでしょう。