Выбор реакторов.

Реактор – катушка с неизменной индуктивностью, которая служит для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.

Основные требования, предъявляемые к реакторам:1. перенапряжения не должны вызывать пробоя изоляции реактора между витками и на землю или частичного разряда по поверхности реактора;2. реактор должен обладать достаточной термической и динамической устойчивостью;3. потери мощности в реакторе должны быть минимально возможными (не должны вызывать нагрева реактора выше нормы)

По назначению токоограничивающие реакторы могут быть разделены на шинные и линейные (фидерные). Шинные реакторы, включаемые между секциями шин, предназначены ограничивать общий ток КЗ всей установки. Линейные (фидерные) – одиночные и групповые – реакторы предназначены ограничивать ток КЗ в защищаемой линии и поддерживать на определенном уровне напряжение в частях установки, расположенных до реактора.

В ЗРУ при напряжениях не выше 35 кВ применяются бетонные реакторы, при напряжениях выше 35 кВ и при установке реакторов в ОРУ применяются масляные реакторы. Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.

Реакторы характеризуются номинальным током (в амперах), напряжением (в киловольтах), реактивностью (в процентах). Реактивность, будучи одним из основных параметров, представляет собой падение напряжения в одной фазе реактора в процентах от номинального напряжения (у бетонных реакторов различных исполнений обычно от 4 до 12 %). .

Реакторы выбираются по I_ном, U_ном, реактивности (или реактивному сопротивлению) из условий заданного снижения тока КЗ и заданного значения остаточного напряжения. Требуемая реактивность реакторов

X_р% = 100(1 – γ)I_ном/I_к.тр., X_р% = 100αI_ном/I_к.(1 – α),

где γ = I_к.тр/I_к – относительное снижение тока, α = U_ост/U_ном – относительное снижение напряжения.

При этом выполняется соотношение α + γ = 1. При выборе реакторов по остаточному напряжению максимальная мощность КЗ за реактором S_max = (1 – α)S_k.

Значения установившегося и максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формулам: I_к = I_н·100/X_р%; i_m = 1,8 I_к = 2,54I_н·100/X_p%,

где I_н – номинальный ток сети, X_p – реактивное сопротивление реактора. Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Потеря напряжения на реакторе определяется как ,

где β – коэффициент нагрузки, β = I/I_н.

Остаточное напряжение на реакторе: U_ост = X_р%· I_к.тр/ I_ном.р.

Значение U_ост по условиям работы потребителей должно быть не менее 65-70%.

При установке реакторов для ограничения пусковой мощности при пуске или самозапуске электродвигателей, минимальное пониженное напряжение U_п, необходимое при пуске, определяется из условия: К_п.тр = К_п·(U_п/ U_ном)²,

где К_п.тр, К_п – требуемая при пуске и номинальная кратность пускового момента.

Выбранный реактор проверяют на электродинамическую и термическую стойкость при протекании через него тока КЗ.

На электродинамическую стойкость реактор проверяют по условию

i_дин ≥ i_уд.

На термическую стойкость реакторы проверяют по условию: I_t²t ≥ B_к,

где I_t – ток термической стойкости реактора в течении времени t, которое указывается в каталоге.

Тепловой импульс тока B_к при удаленном КЗ можно определить следующим образом:

, где I_¥ – действующее значение периодической составляющей I КЗ;

t_откл – время от начала КЗ до его отключения.

t_откл = t_з + t_вык , t_з – время действия релейной защиты. t_вык – полное время отключения выключателя;

Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Обычно Т_а = 0,005 – 0,2 сек. Т_а = Х_Σ/ωR_Σ,

где X_∑ , R_∑ – соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления цепи до точки КЗ.

При t_откл/Т_а ≥ 1 тепловой импульс тока можно найти по упрощенной формуле: .