Ano ang Mga Uri ng Reactor? Puno ng mga Mahahalagang Tungkulin sa mga Sistema ng Kapangyarihan

Reactor (Inductor): Kahulugan at Uri

Ang reactor, na kilala rin bilang inductor, ay nagbibigay ng magnetic field sa paligid nito kapag may kasalukuyang dumadaan sa isang conductor. Kaya, anumang conductor na may kasalukuyan ay may inductance. Gayunpaman, ang inductance ng isang tuwid na conductor ay maliit at nagbibigay lamang ng mahinang magnetic field. Ang praktikal na mga reactor ay itinatayo sa pamamagitan ng pag-ikot ng conductor sa hugis solenoid, na tinatawag na air-core reactor. Upang paabutin pa ang inductance, isinasama ang isang 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 nagbibigay ng alternating magnetic forces sa pagitan ng mga hiwalay na seksyon ng core, na nagreresulta sa noise levels na karaniwang 10 dB mas mataas kaysa sa transformers ng katumbas na kapasidad. Ang mga shunt reactors ay nagdadala ng alternating current (AC) at ginagamit upang kompensahin ang system capacitive reactance. Karaniwang nakakonekta sila sa serye ng thyristors upang magbigay ng patuloy na regulasyon ng reactive current.

2. Series Reactor
Ang mga series reactors ay nagdadala ng AC current at nakakonekta sa serye ng power capacitors upang bumuo ng serye ng 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 nakakonekta sa serye ng capacitors upang bumuo ng serye ng resonance sa tiyak na harmonic frequency (n), na nagresulta sa pag-absorb ng harmonic component na iyon. Ang karaniwang tuning orders ay n = 5, 7, 11, 13, at 19.

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

Application Notes for Output Reactors:
Upang palawakin ang layo sa pagitan ng VFD at motor, gamitin ang mas matibay na cables na may enhanced insulation, preferableng 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 pagsuppres 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 patungo sa grid.

5. Input Reactor
Ang input reactor ay limitado ang voltage drops sa grid side sa panahon ng converter commutation, pagsuppress ng harmonics, at decoupling ng parallel converter groups. Ito din ay limitado ang 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 gumana 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 malawakang ginagamit sa industrial at factory automation control systems. Nakainstalla sila sa pagitan ng power grid at VFDs o speed regulators, na pagsusuppress ng surge voltages at currents na dala ng mga device na ito, na nagbubunsod ng significant attenuation ng higher-order at distorted harmonics sa sistema.

Features of Input Reactors:

• Sapat para sa reactive power compensation at harmonic filtering;

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

• Pagsmooth 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 nakakonekta sa serye ng feeder lines na nanggagaling sa parehong busbar upang limitahan ang short-circuit current at panatilihin ang bus voltage stability sa panahon ng faults, 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 sistema na nasa ilalim ng 35kV.

8. Damping Reactor (madalas na synonymous sa Series Reactor)
Nakakonekta sa serye ng capacitor banks o compact capacitors, ang damping reactors ay limitado ang inrush current sa panahon ng capacitor switching—katulad ng function ng current-limiting reactors. Filter Reactor: Kapag nakakonekta sa serye ng filter capacitors, bumubuo sila ng resonant filter circuits, na karaniwang ginagamit para sa 3rd hanggang 17th harmonic filtering o mas mataas na 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 partikular na regulasyon tungkol sa harmonic levels sa power systems.

9. Smoothing Reactor (DC Link Reactor)
Ginagamit ang smoothing reactors sa DC circuits pagkatapos ng rectification. Dahil ang rectifier circuits ay nagbibigay ng finite number of pulses, ang output DC voltage ay may ripple, na kadalasang masama at kailangang supressin ng isang smoothing reactor. Ang HVDC converter stations ay mayroong smoothing reactors upang gawing close to ideal ang output DC. Mahalaga rin ang smoothing reactors sa thyristor-controlled DC drives. Sa rectifier circuits, lalo na sa medium-frequency power supplies, ang kanilang pangunahing functions ay kinabibilangan ng:

• Limitado ang 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;

• Pagsuppress ng impluwensya ng medium-frequency components sa utility power grid;

• Filtering effect—ang rectified current ay may AC components; ang high-frequency AC ay hinaharang ng malaking inductance—na nag-aasikaso ng continuous output current waveform. Ang discontinuous current (may zero-current intervals) ay magdudulot ng pag-stop ng inverter bridge, na nagreresulta sa open-circuit condition sa rectifier bridge;

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

Mga Mahalagang Pansin

Ang mga reactors sa power grids ay ginagamit upang iabsorb ang capacitive reactive power na dala ng cable lines. Sa pamamagitan ng pag-adjust ng bilang ng shunt reactors, maaaring iregulate ang system operating voltage. Ang ultra-high voltage (UHV) shunt reactors ay may maraming functions na may kaugnayan sa 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;

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

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

• Pagprevented ng self-excitation resonance na maaaring mangyari kapag connected ang generators 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 nakakonekta sa serye o sa parallel. Ang mga series reactors ay karaniwang ginagamit para sa current limiting, samantalang ang shunt reactors ay madalas na ginagamit para sa reactive power compensation.

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

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