Ano ang mga Uri ng Reactor? Puno ng mga Tungkulin sa mga Sistemang Pampanganggulo

Reactor (Inductor): Paglalarawan at Uri

Ang isang reactor, na kilala rin bilang inductor, ay naggagawa ng magnetic field sa paligid nito kapag ang kasalukuyan ay umuusbong sa pamamagitan ng conductor. Kaya, anumang conductor na may kasalukuyan ay may inductance. Gayunpaman, ang inductance ng isang tuwid na conductor ay maliit at nagbibigay ng mahinang magnetic field. Ang praktikal na mga reactor ay itinayo sa pamamagitan ng pag-uwindo ng conductor sa hugis solenoid, na kilala bilang air-core reactor. Upang paabutin pa ang inductance, isinasama ang ferromagnetic core sa loob ng solenoid, na nagpapabuo ng iron-core reactor.

1. Shunt Reactor
Ang unang modelo ng shunt reactors ay ginamit para sa full-load testing ng mga generator. Ang mga iron-core shunt reactors ay naggagawa ng alternating magnetic forces sa pagitan ng mga segmentadong core sections, na nagreresulta sa noise levels na tipikal na 10 dB mas mataas kaysa sa transformers ng katumbas na capacity. Ang mga shunt reactors ay nagdadala ng alternating current (AC) at ginagamit upang kompensahin ang system capacitive reactance. Karaniwang konektado sila sa series sa mga thyristors upang makapagbigay ng continuous regulation ng reactive current.

2. Series Reactor
Ang mga series reactors ay nagdadala ng AC current at konektado sa series sa mga power capacitors upang bumuo ng series resonance circuit para sa steady-state harmonics (halimbawa, 5th, 7th, 11th, 13th harmonics). Ang tipikal na mga series reactors ay may impedance values na 5–6% at itinuturing na high-inductance types.

3. Tuning Reactor
Ang mga tuning reactors ay nagdadala ng AC at konektado sa series sa mga capacitors upang lumikha ng series resonance sa ispesipikong harmonic frequency (n), na sa gayon ay nag-aabsorb ng harmonic component na iyon. Ang karaniwang tuning orders ay n = 5, 7, 11, 13, at 19.

4. Output Reactor
Ang isang output reactor ay naglimita ng capacitive charging current sa motor cables at nagbabawas ng rate ng pagtaas ng voltage sa motor windings hanggang sa 540 V/μs. Karaniwang kinakailangan ito kapag ang haba ng cable sa pagitan ng variable frequency drive (VFD) (4–90 kW) at motor ay lumampas sa 50 metro. Ito din ay nagpapabuti ng VFD output voltage (nagbabawas ng switching edge steepness), na nagminimize ng disturbances at stress sa mga inverter components tulad ng IGBTs.

Application Notes for Output Reactors:
Upang palawakin ang distansya sa pagitan ng VFD at motor, gamitin ang mas malapot na cables na may enhanced insulation, mas mainam na non-shielded types.

Features of Output Reactors:

• Sapat para sa reactive power compensation at harmonic mitigation;

• Kompensasyon para sa distributed capacitance sa mahabang cables at pagbawas ng output harmonic currents;

• Epektibong proteksyon para sa VFDs, pagpapabuti ng power factor, pag-block ng grid-side interference, at pagbawas ng harmonic pollution mula sa rectifier units sa grid.

5. Input Reactor
Ang input reactor ay naglimita ng voltage drops sa grid side sa panahon ng converter commutation, nagpapababa ng harmonics, at nagde-decouple ng parallel converter groups. Ito din ay naglimita ng current surges dahil sa grid voltage transients o switching operations. Kapag ang ratio ng grid short-circuit capacity sa VFD capacity ay lumampas sa 33:1, ang relative voltage drop ng input reactor ay dapat 2% para sa single-quadrant operation at 4% para sa four-quadrant operation. Ang reactor ay maaaring mag-operate kapag ang grid short-circuit voltage ay lumampas sa 6%. Para sa 12-pulse rectifier unit, kinakailangan ng line-side input reactor na may hindi bababa sa 2% voltage drop. Ang mga input reactors ay malawak na ginagamit sa industrial at factory automation control systems. Ininstall sila sa pagitan ng power grid at VFDs o speed regulators, na nagpapababa ng surge voltages at currents na gawa ng mga device na ito, na nagpapababa nang significante ng higher-order at distorted harmonics sa system.

Features of Input Reactors:

• Sapat para sa reactive power compensation at harmonic filtering;

• Naglimita ng current surges dahil sa grid voltage transients at switching overvoltages; nag-filter ng harmonics upang bawasan ang voltage waveform distortion;

• Nagpapabuti ng voltage spikes at rectifier commutation notches sa bridge circuits.

6. Current-Limiting Reactor
Ang mga current-limiting reactors ay karaniwang ginagamit sa distribution circuits. Sila ay konektado sa series sa feeder lines na nagsisilbing branch mula sa parehong busbar upang limitahan ang short-circuit current at panatilihin ang bus voltage stability sa panahon ng mga fault, na nagpapabawas ng excessive voltage drops.

7. Arc Suppression Coil (Petersen Coil)
Malawakang ginagamit sa resonant grounded systems sa 10kV–63kV, ang mga arc suppression coils ay lalong nagiging dry-type cast resin design dahil sa trend patungo sa oil-free substations, lalo na para sa mga system na nasa ibaba ng 35kV.

8. Damping Reactor (madalas na synonyms sa Series Reactor)
Konektado sa series sa capacitor banks o compact capacitors, ang mga damping reactors ay naglimita ng inrush current sa panahon ng capacitor switching—na may katulad na function sa current-limiting reactors. Filter Reactor: Kapag konektado sa series sa filter capacitors, sila ay bumubuo ng resonant filter circuits, na karaniwang ginagamit para sa 3rd hanggang 17th harmonic filtering o mas mataas na order high-pass filtering. Ang HVDC converter stations, phase-controlled static VAR compensators, malalaking rectifiers, electrified railways, at high-power thyristor-based electronic circuits ay lahat ng mga harmonic current sources na kailangang ifilter upang maprevent ang harmonic injection sa grid. Ang mga power utilities ay may tiyak na regulasyon tungkol sa harmonic levels sa power systems.

9. Smoothing Reactor (DC Link Reactor)
Ang mga smoothing reactors ay ginagamit sa DC circuits pagkatapos ng rectification. Dahil ang rectifier circuits ay nagproduce ng finite number of pulses, ang output DC voltage ay naglalaman ng ripple, na kadalasang masama at kailangang suppresion ng isang smoothing reactor. Ang mga HVDC converter stations ay equipped ng smoothing reactors upang gawing malapit sa ideal ang output DC. Ang mga smoothing reactors ay mahalaga rin sa thyristor-controlled DC drives. Sa rectifier circuits, lalo na sa medium-frequency power supplies, ang kanilang pangunahing functions ay kinabibilangan ng:

• Paglimita ng short-circuit current (sa panahon ng inverter thyristor commutation, ang simultaneous conduction ay katumbas ng direct short-circuit sa output ng rectifier bridge); walang reactor, ito ay magdudulot ng direct short;

• Pagbawas ng impluwensiya ng medium-frequency components sa utility power grid;

• Filtering effect—ang rectified current ay naglalaman ng AC components; ang high-frequency AC ay pinipigilan ng malaking inductance—na nagpapataas ng continuous output current waveform. Ang discontinuous current (na may zero-current intervals) ay magdudulot ng paghinto ng inverter bridge, na nagresulta sa open-circuit condition sa rectifier bridge;

• Sa parallel inverter circuits, ang reactive power ay ipinapalit sa input; kaya, ang energy storage elements—reactors—ay mahalaga sa input circuit.

Mahalagang Pansin

Ang mga reactors sa power grids ay ginagamit upang i-absorb ang capacitive reactive power na gawa ng cable lines. Sa pamamagitan ng pag-adjust ng bilang ng mga shunt reactors, maaaring iregulate ang system operating voltage. Ang ultra-high voltage (UHV) shunt reactors ay may maraming functions na kaugnay ng reactive power management sa power systems, kabilang dito:

• Pagbawas ng capacitive effect sa lightly loaded o no-load transmission lines, na nagreresulta sa pagbawas ng power-frequency transient overvoltages;

• Pagpapabuti ng voltage distribution sa mahabang transmission lines;

• Balancing ng reactive power locally sa ilalim ng light load conditions, na nagpapabawas ng unreasonable reactive power flow at nagpapabawas ng line power losses;

• Pagbawas ng steady-state power-frequency voltage sa high-voltage busbars kapag ang malalaking generators ay synchronized sa grid, na nagpapadali ng generator synchronization;

• Pagpreventa ng self-excitation resonance na maaaring mangyari kapag ang generators ay konektado sa mahabang transmission lines;

• Kapag ang neutral ng reactor ay grounded sa pamamagitan ng small reactor, ang small reactor ay maaaring kompensahin ang inter-phase at phase-to-ground capacitance, na nagpapabilis ng self-extinction ng residual currents at nagpapadali ng single-pole auto-reclosing.

Ang mga reactors ay konektado sa series o sa parallel. Ang mga series reactors ay karaniwang ginagamit para sa current limiting, samantalang ang mga shunt reactors ay karaniwang ginagamit para sa reactive power compensation.

• Shunt Reactor: Sa ultra-high voltage long-distance transmission systems, sila ay konektado sa tertiary winding ng transformers upang kompensahin ang capacitive charging current ng transmission lines, limitahan ang voltage rise at switching overvoltages, at tiyakin ang reliable system operation.

• Series Reactor: Ininstall sa capacitor circuits, ginagamit sila kapag ang capacitor bank ay energized.