Што се видови реактори Клучни улоги во системите за енергија

Реактор (Индуктивност): Дефиниција и типови

Реактор, познат и како индуктивност, генерира магнетно поле во околината кога ток протекува низ проводник. Затоа, секој проводник кој пренесува ток има индуктивност. Меѓутоа, индуктивноста на прав проводник е мала и произведува слабо магнетно поле. Практичните реактори се конструираат со намотување на проводникот во форма на соленоид, познат како воздух-јадерски реактор. За да се зголеми индуктивноста, се вметнува феромагнетно јадро во соленоидот, формирајќи желез-јадерски реактор.

1. Паралелен реактор
Прототипот на паралелниот реактор се користеше за испитување на генераторите под полна опрема. Желез-јадерските паралелни реактори генерираат алтернативни магнетни сили помеѓу деловите на јадрото, што резултира со ниво на шум обично 10 дБ повисоко од трансформаторите со еквивалентна капацитет. Паралелните реактори пренесуваат алтернативен ток (AC) и се користат за компензација на системска капацитивна реактивност. Често се поврзуваат во серија со тиристори за да овозможат непрекината регулација на реактивниот ток.

2. Сериски реактор
Сериските реактори пренесуваат алтернативен ток (AC) и се поврзуваат во серија со електрични капацитори за да формираат серијски резонансен цев за стационарни хармоници (напр. 5, 7, 11, 13 хармоници). Типичните сериски реактори имаат импедансна вредност од 5–6% и се сметаат за типови со голема индуктивност.

3. Тунинг реактор
Тунинг реакторите пренесуваат алтернативен ток и се поврзуваат во серија со капацитори за да создадат серијска резонанса на одредена хармоничка фреквенција (n), темелје апсорбирајќи тој хармонички компонент. Обични тунинг редоследи се n = 5, 7, 11, 13, и 19.

4. Излезен реактор
Излезниот реактор ограничува капацитивниот зарежувачки ток во кабловите на моторот и ограничува брзината на повеќување на напонот над мотормотивите до 540 V/μs. Типични е потребен кога должината на кабелот помеѓу варијабилниот фреквенцијски управувач (VFD) (4–90 kW) и моторот надминува 50 метри. Тој исто така изгладува излезниот напон на VFD (намалува стрмоста на превклучување), намалувајќи прекини и стрес на инверторски компоненти како IGBT.

Упатства за примената на излезни реактори:
За да се прошири разстоянието помеѓу VFD и мотор, користете поебедни кабели со подобрен изолатор, предпочтително не-екранирани типови.

Кarakтеристики на излезни реактори:

• Прифатливи за компензација на реактивна мощност и намалување на хармонии;

• Компензиращи за распределена капацитивност во долги кабели и спречување на излезни хармонички токови;

• Ефективно заштита на VFD, подобрување на факторот на мощност, блокирање на прекини од страна на мрежата, намалување на хармониски загадување од правоугулни единици до мрежата.

5. Влезен реактор
Влезниот реактор ограничува пад на напонот од страна на мрежата во време на комутација на конвертерот, потиснува хармонии и декуплува паралелни групи на конвертери. Исто така, ограничува токови каузирано од префрлачки напон или операции на превклучување. Кога количникот на капацитетот на мрежата при кратко поврзување и капацитетот на VFD надминува 33:1, релативниот пад на напонот на влезниот реактор треба да биде 2% за работа на еден квадрант и 4% за работа на четири квадранта. Реакторот може да функционира кога кратко поврзување на мрежата надминува 6%. За 12-импулсна правоугулна единица, потребен е влезен реактор со минимум 2% пад на напон. Влезните реактори се широко користат во индустриски и заводски автоматски контролни системи. Инсталирани помеѓу електричната мрежа и VFD или регулатори на брзина, те потиснуваат превфрлачки напон и токови генерираани од овие уреди, значително намалувајќи високи редоследи и искривени хармонии во системот.

Кarakтеристики на влезни реактори:

• Прифатливи за компензација на реактивна мощност и филтрирање на хармонии;

• Ограничува токови каузирано од префрлачки напон и превклучување; филтрира хармонии за намалување на искривеноста на напонската форма;

• Изгладува превфрлачки напон и нотчи на комутација на правоугулниот мост.

6. Реактор за ограничување на ток
Реакторите за ограничување на ток типични се користат во дистрибутивни цеви. Те се поврзуваат во серија со линии на фидер кои се одвојуваат од иста бусбара за ограничување на кратко поврзување на ток и одржување на стабилноста на напонот на бусбара во време на грешки, спречувајќи непомеран пад на напонот.

7. Коил за потиснување на дуг (Петерсен коил)
Широко користен во системи со резонансна земна поврзување на 10kV–63kV, коилите за потиснување на дуг все повеќе се дизајнираат како сухи, отливени со смола, поради трендот кон без-улјене подстанции, особено за системи под 35kV.

8. Демпферски реактор (често синоним на серијски реактор)
Поврзуваат се во серија со банки на капацитори или компактни капацитори, демпферските реактори ограничуваат ток на влез во време на превклучување на капациторите—со функција слична на реакторите за ограничување на ток. Филтер реактор: Кога се поврзуваат во серија со филтер капацитори, формираат резонансни филтер цеви, типични за филтрирање на 3-те до 17-ти хармонии или повисоки редоследи на високопасни филтри. HVDC конвертерски станции, фаазно-контролирани статички VAR компензатори, големи правоугулници, електрификувани железници и големи силни тиристорски електронски цеви се сите извори на хармонички токови кои мора да се филтрираат за да се спречи инџекција на хармонии во мрежата. Енергетските компанија имаат специфични регулации за ниво на хармонии во енергетските системи.

9. Изглажување реактор (DC врска реактор)
Изглажувањето реактори се користат во DC цеви после правоугула. Бидејќи правоугулните цеви произведуваат коначен број на импулси, излезниот DC напон содржи флуктуации, кои често се штетни и мора да се потиснат со изглажување реактор. HVDC конвертерски станции се опремени со изглажување реактори за да направат излезниот DC колку што е можно идеален. Изглажување реакторите се суштински и во тиристорски контролирани DC приводи. Во правоугулните цеви, особено средночестотни источници на напон, нивните главни функции вклучуваат:

• Ограничување на токот на кратко поврзување (при комутација на тиристорите на инверторот, симултано пренесување е еквивалентно на директно кратко поврзување на излезот на правоугулниот мост); без реактор, тоа би причинило директно кратко поврзување;

• Потиснување на влијанието на средночестотни компоненти на утилитетската мрежа;

• Филтрирање—правоугулен ток содржи AC компоненти; високочестотни AC се спречуваат од големата индуктивност—осигурувајќи непрекината форма на излезниот ток. Непрекинатиот ток (со интервали без ток) би причинил инверторскиот мост да се застани, резултирајќи со отворена цев на правоугулниот мост;

• Во паралелни инверторски цеви, реактивната мощност се разменува на влез; затоа, елементи за складирање на енергија—реактори—се суштински во влезната цев.

Важни белешки

Реакторите во електричните мрежи се користат за апсорбирање на реактивна капацитивна мощност генерирана од кабелски линии. Регулирајќи го бројот на паралелни реактори, може да се регулира оперативниот напон на системот. Ултра-високи напон (UHV) паралелни реактори служат многу функции поврзани со управување со реактивна мощност во енергетските системи, вклучувајќи:

• Намалување на капацитивниот ефект на слабо нагружени или без нагрузка преносни линии, намалувајќи временски префрлачки надворешни напони;

• Подобрување на распределба на напон вдълго долгите преносни линии;

• Локално балансирање на реактивна мощност под услови на слаба нагрузка, спречувајќи неразумна реактивна мощност и намалувајќи губитоци на линиите;

• Намалување на стабилни временски напони на високонапонски бусбари кога големи генератори се синхронизираат со мрежата, облеснувајќи синхронизацијата на генераторите;

• Спречување на само-екситација резонанса која може да се случи кога генераторите се поврзуваат со долгите преносни линии;

• Кога реакторот е поврзан со мал реактор, малите реактори можат да компензираат межуфаазна и фааза-земја капацитивност, забрзувајќи самодеструктивниот процес на остаточните токови и овозможувајќи јавно-полуавтоматско превклучување.

Реакторите се поврзуваат или во серија или паралелно. Сериски реактори типични се користат за ограничување на ток, додека паралелни реактори се често користат за компензација на реактивна мощност.

• Паралелен реактор: Во ултра-високи напонски системи на долгоречен пренос, тие се поврзуваат на терцијарната намотка на трансформаторите за да компензираат капацитивниот зарежувачки ток на преносните линии, ограничуваат повеќувањето на напонот и префрлачки напони, и осигуруваат надежна работа на системот.

• Серијски реактор: Инсталирани во цеви на капацитори, се користат кога банката на капацитори е активирана.