Stroombeperkende reactor

Stroombeperkende Reactor

Een stroombeperkende reactor is een inductieve spoel die gekenmerkt wordt door een aanzienlijk hogere inductieve reactantie vergeleken met zijn weerstand. Deze is ontworpen om kortsluitstroom te beperken bij storingen. Deze reactors verminderen ook spanningstorenissen in de rest van het elektriciteitsnetwerk. Ze worden geïnstalleerd in voeders, koppellijnen, generatorvoeders en tussen bussecties om de grootte van de kortsluitstroom te verminderen en de bijbehorende spanningsschommelingen te verlichten.

Onder normale bedrijfsomstandigheden staan stroomreactoren een ongehinderde stroomtoevoer toe. Tijdens een storing beperkt de reactor de storing tot de defecte sectie. Aangezien de weerstand van het systeem verwaarloosbaar is ten opzichte van de reactantie, heeft de aanwezigheid van de reactor weinig invloed op de algehele systeemefficiëntie.

Hoofdfunctie van Stroombeperkende Reactor

Het primaire doel van een stroombeperkende reactor is om zijn reactantie te handhaven wanneer grote kortsluitstromen door de windingen vloeien. Wanneer de foutstromen ongeveer drie keer de nominale volbelastingstroom overschrijden, worden ijzerkeramische reactors met grote doorsnede gebruikt om foutstromen te beperken. Echter, hun hoge kosten en gewicht als gevolg van de omvangrijke ijzerkernen maken luchtgekoelde reactors de voorkeur voor de beperking van kortsluitstromen in de meeste toepassingen.

• IJzerkeramische Reactors: Geneigd tot hysterese en slingeringsverliezen, wat leidt tot hogere energieverbruik.

• Luchtgekoelde Reactors: Vertonen totale verliezen van ongeveer 5% van hun KVA-rating, waardoor ze efficiënter zijn.

Functies van Stroombeperkende Reactor

• Bescherming tegen Foutstromen: Vermindert de stroomtoevoer bij kortsluiting om apparatuur te beschermen tegen mechanische belasting en oververhitting.

• Afzwakking van Spanningsstoornissen: Dempt spanningsfluctuaties veroorzaakt door kortsluitingen.

• Isolatie van Storingen: Beperkt foutstromen tot de getroffen sectie, voorkomt verspreiding naar gezonde voeders en behoudt de continuïteit van de energietoevoer.

Nadelen van Stroombeperkende Reactor

• Verhoogt het totale percentage reactantie van het circuit wanneer deze in het netwerk wordt geïntegreerd.

• Degradeert de cosinus phi en verergert problemen met spanningsregeling.

Plaatsing van Reactors in Elektriciteitsnetwerken

Reactors worden strategisch in serie geplaatst met generatoren, voeders of busbars om kortsluitstromen te beperken:

• Generatorreactors: Geïnstalleerd tussen generatoren en generatorbussen om individuele machinebescherming te bieden, meestal met een reactantie van ~0,05 per eenheid.

• Nadeel: Een storing in één voeder kan het hele systeem beïnvloeden vanwege de gedeelde reactorconfiguratie.

Nadelen van Dergelijke Reactors

De nadelen van dit type reactor zijn tweeledig: het beschermt generatoren niet tegen kortsluitstoringen over busbars, en het veroorzaakt constante spanningdalings en energieverliezen tijdens normaal gebruik.

Busbarreactors

Wanneer reactors in busbars worden geïnstalleerd, worden ze busbarreactors genoemd. Het invoegen van reactors in busbars helpt om constante spanningdalings en energieverliezen te voorkomen. Hieronder staat een uitleg van busbarreactors in ring- en koppel-systeem:

Busbarreactors (Ring-Systeem)

Busbarreactors dienen om afzonderlijke bussecties te verbinden, die bestaan uit generatoren en voeders die verbonden zijn met een gemeenschappelijke busbar. In deze configuratie wordt elke voeder meestal door een enkele generator gevoed. Tijdens normaal gebruik stroomt er slechts een kleine hoeveelheid energie door de reactors, wat resulteert in lage spanningdalings en energieverliezen. Om de spanningdalings over hen te minimaliseren, worden busbarreactors daarom ontworpen met hoge ohmische weerstand.

Bij het optreden van een storing in een voeder, levert slechts één generator de foutstroom, terwijl de stroom van andere generatoren wordt beperkt door de busbarreactors. Dit vermindert zware stroom- en spanningstoestanden veroorzaakt door kortsluitingen op een bussectie, beperkt tot de defecte sectie alleen. Het enige nadeel van deze reactorconfiguratie is dat het geen bescherming biedt voor generatoren die verbonden zijn met de defecte sectie.

Busbarreactors (Koppelbus-Systeem)

Dit vertegenwoordigt een aanpassing van het bovenstaande systeem. In een koppelbusconfiguratie zijn generatoren verbonden met de gemeenschappelijke busbar via reactors, met voeders gevoed vanaf de generatorzijde.

Het systeem werkt vergelijkbaar met het ring-systeem, maar biedt extra voordelen. In deze configuratie, als het aantal secties toeneemt, zal de foutstroom niet een specifieke waarde overschrijden, die wordt bepaald door de specificaties van individuele reactors.