Mis on reaktorite tüübid? Olulised rollid elektrienergia süsteemides

Reaktor (Induktor): Määratlus ja tüübid

Reaktor, mida nimetatakse ka induktoriks, genereerib magnetvälja ümberjäävas ruumis, kui vool liigub joost. Seega, igas vooluvedavas joos on olemas induktiivsus. Kuid sirgejoone induktiivsus on väike ja tekitab nõrga magnetvälja. Praktilised reaktorid on konstrueeritud joone rullimiseks solenooidi kujundisse, mida nimetatakse õhukeste reaktoriga. Induktiivsuse suurendamiseks lisatakse ferromagnetiline tuum solenoodi sisse, moodustades raudkeste reaktori.

1. Paralleelreaktor
Paralleelreaktorite prototüüp kasutati geneeratorite täieliku laadiga testimiseks. Raudkeste paralleelreaktorid genereerivad segmenteeritud tuumaosa vahel alterneeruvaid magnetilisi jõud, mis tuleb tavaliselt 10 dB kõrgemaks kui vastav kapasiteediga transformatord. Paralleelreaktorid vedavad alterneeruvat voolu (AC) ja neid kasutatakse süsteemi kapasitatiivse induktiivsuse kompenseerimiseks. Neid ühendatakse sageli tiisturitiste (thyristoride) sarja, et võimaldada reageeriva voolu pidevat reguleerimist.

2. Sarjareaktor
Sarjareaktorid vedavad alterneeruvat voolu (AC) ja neid ühendatakse sarja elektrilaadikutega, et moodustada sarjaresonantsi ring seistesolevate harmoniide (nt 5., 7., 11., 13. harmoniid) jaoks. Tavalised sarjareaktorid omavad impedantsväärtusi 5–6% ja neid peetakse kõrge-induktiivseteks tüüpideks.

3. Sintonireaktor
Sintonireaktorid vedavad alterneeruvat voolu (AC) ja neid ühendatakse sarja elektrilaadikutega, et luua sarjaresonants kindlal harmoonilisel sagedusel (n), seeläbi absorbib see harmooniline komponent. Tavalised sintonirežiimid on n = 5, 7, 11, 13 ja 19.

4. Väljundreaktor
Väljundreaktor piirab mootori juhtmete kapasitiivset laadimisvoolu ja piirab mootori vikkeliste vooluhomogeni üleskõrgendamise kiirust 540 V/μs piires. See on tavaliselt vajalik, kui muutuv-sagedusega juhtimissüsteemi (VFD) (4–90 kW) ja mootori vaheline juhteme pikkus ületab 50 meetrit. See soodustab VFD väljundvoolu siledust (vähendab lülitamise servapärasust), vähendades segadust ja pinget inverterkomponentidele, nagu IGBT-d.

Rakendusmärkmed väljundreaktorite kohta:
VFD ja mootori vahelise kauguse pikendamiseks kasutage paksujuhtmeid parandatud eraldusvõimega, eelistatult mitteekraanitud tüüpe.

Väljundreaktorite omadused:

• Sobiv reageeriva võimu kompensatsiooni ja harmonii mittekaevamiseks;

• Kompenseerib pikade juhtmete hajuskapasitiivsust ja takistab väljundharmoniivoolu;

• Tõhusalt kaitseb VFD-de, parandab võimufaktorit, blokeerib võrkupoolse segaduse, vähendab rektifiikatorühikutest võrgu suunas tulenevat harmoniipööre.

5. Sisendreaktor
Sisendreaktor piirab võrgupoolel toimuvat pingelangust konverteerimisel, takistab harmoniisid ja dekupleerib paralleelsed konverteerijarühmad. See piirab ka voolusuurenet, mida põhjustavad võrgupinge transeinendid või lülitamismeetmed. Kui võrgu lühikringi kapasitus VFD kapasiteedile suhe ületab 33:1, peaks sisendreaktori suhteline pinglelangedus olema 2% ühe kvadrandi tööks ja 4% nelja kvadrandi tööks. Reaktor võib töötada, kui võrgu lühikringi pinge ületab 6%. 12-pulsiga rektifiikatori ühingu jaoks on vaja vähemalt 2% pinglelangedusega juhtmeetri sisendreaktorit. Sisendreaktorid on laialdaselt kasutusel tööstuslikus ja tehaslikus automaatkontrollisüsteemides. Need paigutatakse võrgu ja VFD-de või kiirusjuhtimise vahel, takistades nende seadmete poolt tekkinud pingepõrutusi ja voolusuurenisi, oluliselt vähendades süsteemis esinevaid kõrgempõhjalisi ja moonutunud harmoniisid.

Sisendreaktorite omadused:

• Sobiv reageeriva võimu kompensatsiooni ja harmoniifilterdamiseks;

• Piirab voolusuurenist, mida põhjustavad võrgupinge transeinendid ja lülitamispingeülekiri; filtreerib harmoniisid, vähendades pingevormi moonutust;

• Siledab pingepõrutusi ja rektifiikatori kommutsiooninokke silmustrites.

6. Voolu piiramise reaktor
Voolu piiramise reaktorid kasutatakse tavaliselt jagamiskringides. Need ühendatakse sarja sama busbarist lähtuva voolujoonega, et piirata lühikringi voolu ja säilitada busspinge stabiilsust vigade ajal, vältides ebaproportsionaalset pinglelangedust.

7. Välimuse takistav spiraal (Peterseni spiraal)
Laiemas ulatuses kasutatakse resonaarselt maaditud süsteemides 10kV–63kV. Välimuse takistavad spiraalid on tõenäoliselt kuivkonserviga disainitud, kuna trend näitab nafta-vabade alamvooluliitude poole, eriti süsteemides allpool 35kV.

8. Dempeeringreaktor (tingimustel sama, mis sarjareaktor)
Ühendatakse sarja elektrilaadikute või kompaktsete elektrilaadikutega, dempeeringreaktorid piiravad laadiku lülitamisel tekkinud alglaenuvoolu—sarnaselt voolu piiramise reaktorite funktsiooniga. Filtri reaktor: Kui need ühendatakse sarja filtri elektrilaadikutega, moodustavad nad resonaalse filtri ringi, mida kasutatakse tavaliselt 3. kuni 17. harmoniide filtreerimiseks või kõrgempõhjalise ületusfiltri jaoks. HVDC konverteerimisstatsonid, faasisiduri juhitavad statisch var-kompensaatorid, suured rektifiikatorid, elektrilised raudteed ja suuret võimsust omavad tiisturiteelektronika on kõik harmoniivoolude allikad, mida tuleb filtreerida, et vältida nende injektimist võrgusse. Elektrivõrguettevõtted on kehtestanud konkreetseid nõudeid võrgusüsteemide harmoniitasemete kohta.

9. Siledamisreaktor (DC link reaktor)
Siledamisreaktorid kasutatakse DC kringides rektiliseerimise järel. Kuna rektiliseerimiskringid toodavad lõpliku arvu pulsi, sisaldab väljund DC voolu rippe, mis on sageli kahjulik ja mida tuleb siledamisreaktori abil takistada. HVDC konverteerimisstatsonid on varustatud siledamisreaktoritega, et teha väljund DC võimalikult ideaalseks. Siledamisreaktorid on ka olulised tiisturitidel juhitavates DC juhtimissüsteemides. Rektiliseerimiskringides, eriti keskmise sageduse toiduallikates, nende peamised funktsioonid hõlmavad:

• Piirab lühikringi voolu (invertori tiisturitite kommutsioonil, samal ajal conduktivne on ekvivalentne otseolevale lühikringile rektiliseerimispuurist väljundil); ilma reaktorita see põhjustaks otseoleva lühikringi;

• Takistab keskmise sageduse komponentide mõju tarbija võrgule;

• Filtreerimise efekt—rektiliseeritud vool sisaldab AC komponente; kõrge sageduse AC takistatakse suure induktiivsusega—tagades pideva väljundvoolu vormi. Ebatõhus vool (null-voolu perioodid) põhjustaks invertori puuri seiskuda, mille tulemusena tekiks rektiliseerimispuuri väljundil avatud ring.

• Paralleelses invertori kringides reageeriv võim vahetatakse sisendis; seega on energiavarustuse elemendid—reaktorid—olulised sisendiringis.

Olulised märkmed

Võrgus olevad reaktorid kasutatakse kabeliliinide poolt genereeritud kapasitiivse reageeriva võimu absorbeerimiseks. Shuntreaktorite arvu kohandamise kaudu saab reguleerida süsteemi tööpinget. Ülitõhke (UHV) shuntreaktorid täidavad mitmeid rolli reageeriva võimu halduses võrgusüsteemides, sealhulgas:

• Vähendab kapasitiivset mõju valgustatud või tühja ladega transmissiooniliinidel, vähendades võimanõrguse ajutisi ülepinge.

• Parandab pingejagust pikadel transmissiooniliinidel;

• Lokaliselt tasakaalustab reageeriva võimu valgustatud tingimustes, vältides ebasoodsat reageeriva võimu voolu ja vähendades liini võimukahju;

• Vähendab püsivat võimanõrguse pinge suurendamist kõrgepinge bussidel, kui suured geneatorid ühendatakse võrguga, soodustades geneatorite sünkroniseerimist;

• Vältib endiseitsva resonantsi, mis võib ilmneda, kui geneatorid ühendatakse pikade transmissiooniliinidega;

• Kui reaktori neutraalpunkt on maaditud väikese reaktoriga, võib väike reaktor kompenseerida faasisidurite ja faasisidu-maapunkti kapasitiivsust, kiirendades jääkvoolude endiseitsva kõrvalekaldirmist ja võimaldades ühepoliku automaatse taaskinnitamise.

Reaktorid ühendatakse kas sarja või paralleelselt. Sarjareaktorid kasutatakse tavaliselt voolu piiramiseks, paralleelreaktorid aga reageeriva võimu kompenseerimiseks.

• Paralleelreaktor: Ülitõhke pikkade transmissiooniliinide süsteemides neid ühendatakse transformaatorite kolmanda kütusega, et kompenseerida transmissiooniliinide kapasitiivset laadimisvoolu, piirata pingelangust ja lülitamispingeülekiri, tagades süsteemi usaldusväärse töö.

• Sarjareaktor: Paigutatakse elektrilaadikute ringi, neid kasutatakse, kui elektrilaadikute rühm on energiseeritud.