Общие сведения о токоограничивающих реакторах

Отечественные заводы изготавливают бетонные реакторы, т.е. реакторы с сухой изоляцией и бетонным каркасом для номинальных напряжений от 6 до 35 кВ и номинальных токов 400-4000 А для внутренней и наружной установки.

Токоограничивающий реактор состоит из катушек без стальных сердечников, следовательно, с линейной вольтамперной характеристикой в широких пределах изменения тока - от номинального до тока короткого замыкания, превышающего номинальный в 10-20 раз [1].

Активное сопротивление катушек относительно мало.

Обмотки реакторов выполняют из многожильного провода - медного или алюминиевого. Провод имеет наружную изоляцию, а также изоляцию жил для уменьшения дополнительных потерь от вихревых токов.

Обмотку реакторов с номинальным током 630 А и выше выполняют из нескольких параллельных ветвей. При намотке провода применяют транспозицию ветвей, что обеспечивает равномерное распределение в них токов, как в продолжительном рабочем режиме, так и при КЗ.

Для придания прочности катушке, ее заливают в особой форме раствором цемента или полимера [1].

Фазы бетонных реакторов могут быть установлены вертикально, ступенчато, горизонтально.

Наряду с реакторами, называемыми одинарными, применение получили также сдвоенные реакторы, в основном в качестве линейных. В отличие от одинарных, сдвоенные имеют две катушки на фазу, намотанные в одном направлении и включенные согласно, и три зажима - один средний и два крайних. Средним зажимом реактор присоединяют к источнику энергии. За номинальный токсдвоенного реактора принимают номинальный ток катушки. Средний зажим рассчитан на двойной номинальный ток.

Потери мощности в реакторах относительно малы. Однако обмотки реакторов нагреваются. Выделяющееся тепло отводится в окружающую среду. При КЗ температура обмотки реактора резко увеличивается. Допустимая максимальная температура обмотки при КЗ определяется материалом провода и видом изоляции.

В таблице 1 даны технические данные некоторых реакторов типа РБА (реактор бетонный с алюминиевой обмоткой). Помимо указанных, выпускаются также реакторы этого типа на другие реактивные сопротивления и токи, а также реакторы типа РБАМ (с малыми потерями), РБАС (сдвоенные реакторы) и РБАСМ (сдвоенные реакторы с малыми потерями) таблица 13 [3].

Если принять мощность в цепи перед отходящей линией, на которой установлен реактор, очень большой, ток КЗ за реактором будет равен [2]:

.

Таблица 12

Реактор	Номинальная индуктив-ность L, мГ	Реактивная мощность фазы Q, квар	Потери мощ­ности фазы ΔР, кВт	Проходная мощность SП, кВ∙А
РБА-6-400-4	1,10	55,2	1,99
РБА-10-400-4	1,84	92,5	3,86
РБА-6-600-6	1,10		4,6
РБА-10-600-6	1,84		6,46	10 400
РБА-6-1000-10	1,10		8,3	10 390
РБА-10-1000-10	1,84		11,4	17 370
РБА-6-1500-10	0,735		9,9	15 570
РБА-10-1500-10	1,23		15,0	25 950
РБА-6-2000-12	0,662		13,5	20 760
РБА-10-2000-12	1,10		18,9	34 600
РБА-6-4000-12	0,331		22,0
РБА-10-4000-12	0,551		33,6	69 200

При и А, т.е. ток увеличится в 10 раз против номинального.

Поскольку реакторы являются индуктивными катушками, они потребляют из сети при номинальной нагрузке реактивную мощность, величина которой для одной фазы определяется по формуле, кВар:

,

где S – номинальная полная мощность реактора кВ∙А, I_ном – номинальный ток, A; U – номинальное напряжение, кВ; Х_P% — реактивное сопротивление реактора, %.

 

Таблица 13

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Длительно допустимый ток при естественном охлаждении, А	Индуктивное сопротивление, Ом	Номинальный коэффициент связи	Номинальные потери на фазу, кВт
Номинальное	Двух ветвей при последовательном их соединении	Одной ветви при встречных токах
РБС10-2Х630-0,25УЗ		2X630	0,25	0,73	0,135	0,46	4,8
РБСУ10-2Х630-0,25УЗ		2X630	0,25	0,73	0,135	0,46	4,8
РБСГ10-2Х630-0.25УЗ		2X630	0,25	0,73	0,135	0,46	4,8
РБС10-2Х1000-0,14УЗ		2/1000	0,14	0,417	0,071	0,49	6,4
РБСУ10-2Х1000-0Д4УЗ		2X1000	0,14	0,417	0,071	0,49	6,4
РБСГ10-2Х1000-0Д4УЗ		2/1000	0,14	0,417	0,071	0,49	6,4
РБСД10-2Х1000-0,35УЗ		2X960	0,35	1,08	0,159	0,55	11,5
РБСДУ10-2Х1000-0,3 5У 3		2X960	0,35	1,08	0,159	0,55	11,5
РБСГ10-2X1000-0,35УЗ		2X1000	0,35	1,08	0,159	0,55	11,5
РБСП0-2Х1000-0,56УЗ		2X1000	0,56	1,68	0,28	0,5	15,7
РБС10-2X1600-0,14УЗ		2X1600	0,14	0,436	0,062	0,56	11,5
РБСУ10-2.Х1600-0Д4УЗ		2X1600	0,14	0,436	0,062	0,56	11,5

Примечание. В типе реактора первая цифра означает напряжение, кВ, вторая – номинальный ток, А, третья – номинальное реактивное сопротивление реактора, Ом.

Приведем пример определения реактивной мощности, потребляемой группой из трех реакторов на отходящей линии 10 кВ трансформаторной подстанции. Данные реакторов: U = 10 кВ, I_ном = 1000 А, Х_P% = 10. Для одной фазы .

Для трех фаз потребление составит 1734 квар.