Akım sınırlayıcıların ve ark söndürme reaktörlerinin desteği

Akım sınırlayıcı reaktörler, kısa devre akımlarını sınırlamak ve reaktörlerin arkasında bir arıza olması durumunda bara gerilimini belirli bir seviyede tutmak için tasarlanmıştır.

Reaktörler, trafo merkezlerinde esas olarak 6-10 kV ağlar için, daha az sıklıkla 35 kV voltaj için kullanılır. Reaktör çekirdeksiz bir bobindir, endüktif direnci akan akıma bağlı değildir. Böyle bir endüktans, üç fazlı bir ağın her fazına dahildir. Reaktörün endüktif direnci, dönüş sayısına, boyutuna, fazların göreceli konumuna ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Endüktif direnç ohm cinsinden ölçülür.

Normal şartlarda reaktörden yük akımı geçtiğinde reaktördeki gerilim kaybı %1,5-2'yi geçmez. Bununla birlikte, kısa devre akımı aktığında, reaktör boyunca voltaj düşüşü keskin bir şekilde artar. Bu durumda trafo merkezi baralarının reaktöre giden rezidüel gerilimi, nominal gerilimin en az %70'i olmalıdır.Bu, trafo merkezi veri yollarına bağlı diğer kullanıcıların kararlı çalışmasını sağlamak için gereklidir. Reaktörün aktif direnci küçüktür, bu nedenle reaktördeki aktif güç kaybı, normal modda reaktörden geçen gücün %0,1–0,2'sidir.

Anahtarlama noktasında, bara bölümleri arasına bağlanan doğrusal ve kesitli reaktörler arasında bir ayrım yapılır. Buna karşılık, lineer reaktörler bireysel olabilir (Şekil 1, a) - bir hat için ve grup (Şekil 1, b) - birkaç hat için. Tasarım, tek ve çift reaktörleri birbirinden ayırır (Şekil 1, c).

Reaktör sargıları genellikle çok telli yalıtılmış telden yapılır - bakır veya alüminyum. 630 A ve üzeri nominal akımlar için, reaktör sargısı birkaç paralel koldan oluşur. Reaktör imalatında sargılar özel bir çerçeveye sarılır ve ardından kısa devre akımları aktığında elektrodinamik kuvvetlerin etkisi altında dönüşlerin yer değiştirmesini önleyen betonla dökülür. Reaktörün beton kısmı nem girişini önlemek için boyanır. Dış mekana kurulan reaktörler özel emprenye işlemine tabi tutulur.

Pirinç. 1. Akım sınırlayıcı reaktörlerin dahil edilmesi için şemalar: a — bir hat için ayrı ayrı tek reaktör; b - grup reaktör ünitesi; ile - bir grubun çift reaktörü

Farklı fazlardaki reaktörleri birbirinden ve topraklanmış yapılardan izole etmek için porselen izolatörler üzerine monte edilirler.

Tek reaktörlerin yanı sıra çift reaktörler de uygulama alanı bulmuştur. Tek reaktörlerin aksine, çift reaktörlerde faz başına iki sargı (iki bacak) bulunur. Sargıların bir dönüş yönü vardır.Reaktör dalları aynı akımlar için yapılmıştır ve aynı endüktansa sahiptir. Ortak terminale bir güç kaynağı (genellikle bir transformatör) bağlanır ve yan terminallere bir yük bağlanır.

Reaktör fazının dalları arasında, karşılıklı endüktans M ile karakterize edilen bir endüktif bağlantı vardır. Normal modda, her iki dalda yaklaşık olarak eşit akımlar aktığında, karşılıklı endüksiyona bağlı bir çift reaktördeki voltaj kaybı, geleneksel bir reaktördekinden daha küçüktür. aynı endüktans direnci. Bu durum, bir çift reaktörün kesikli bir reaktör olarak etkili bir şekilde kullanılmasını mümkün kılar.

Reaktör kollarından birindeki kısa devre ile bu koldaki akım diğer hasarsız koldaki akımdan çok daha yüksek olur.Bu durumda karşılıklı indüksiyonun etkisi azalır ve kısa devre akımını sınırlama etkisi azalır. esasen reaktör branşındaki doğal endüktif direnç tarafından belirlenir.

Reaktörlerin çalışması sırasında kontrol edilirler. Muayene sırasında baraların reaktör sargılarına bağlantı noktalarındaki kontakların koyu renklere göre reaktör sargılarının durumuna, indikatör termal filmlerine, sargı izolasyonunun durumuna ve sarımlarda deformasyon olup olmadığına dikkat edilir, destekleyici izolatörlerin ve takviyelerinin tozluluk derecesine ve bütünlüğüne, beton ve lake kaplama durumuna.

Betonun ıslanması ve direncinin azalması, reaktör sargılarının olası üst üste binmesi ve tahrip olması nedeniyle şebekede kısa devre ve aşırı gerilim olması durumunda özellikle tehlikelidir. Normal çalışma koşullarında, reaktör sargılarının toprağa izolasyon direnci en az 0,1 MΩ olmalıdır.Reaktörlerin soğutma (havalandırma) sistemlerinin işlevselliği kontrol edilir. Bir havalandırma arızası tespit edilirse, yükü azaltmak için önlemler alınmalıdır. Reaktörlerin aşırı yüklenmesine izin verilmez.

Ark Söndürme Reaktörleri.

Elektrik şebekesindeki en yaygın arızalardan biri, bir elektrik tesisatının canlı bölümlerinin topraklanmasıdır. 6-35 kV şebekelerde bu tip hasar tüm hasarların en az %75'ini oluşturur. kapanışta; izole bir nötr ile çalışan üç fazlı bir elektrik şebekesinin fazlarından birinin (Şekil 2) toprağına, hasarlı faz C'nin toprağa göre voltajı sıfır olur ve diğer iki faz A ve B artar. 1,73 kat (şebeke voltajına kadar). Bu, gerilim trafosunun sekonder sargısında bulunan yalıtım izleme voltmetreleri ile izlenebilir.

Pirinç. 2. Kapasitif akımların kompanzasyonu ile üç fazlı bir elektrik şebekesinde faz-toprak arızası: 1-bir güç trafosunun sargısı; 2 — gerilim trafosu; 3 — ark söndürme reaktörü; H — gerilim rölesi

Topraklama noktasından akan hasarlı faz C'nin akımı, A ve B fazlarının akımlarının geometrik toplamına eşittir:

burada: Ic — toprak arıza akımı, A; Uf — şebeke faz gerilimi, V; ω = 2πf-açısal frekans, s-1; C0, hattın birim uzunluğu başına zemine göre faz kapasitansıdır, μF / km; L ağın uzunluğu, km.

Şebekenin uzunluğu arttıkça, toprak arıza akımının değerinin arttığı formülden görülebilir.

İzole nötrlü bir şebekede faz ile toprak arasındaki bir arıza, hat gerilimlerinin simetrisi korunduğu için tüketicilerin çalışmasını bozmaz.Büyük IC akımlarında, toprak arızalarına, arıza konumunda kesintiye uğrayan bir arkın görünümü eşlik edebilir. Bu fenomen, sırayla, ağda (2.2-3.2) Uf'ye kadar aşırı gerilimlerin ortaya çıkmasına neden olur.

Şebekede yalıtımın zayıflamış olması durumunda, bu tür aşırı gerilimler yalıtımın bozulmasına ve faz-faz kısa devresine neden olabilir. Ek olarak, bir toprak arızasından kaynaklanan bir elektrik arkının termal iyonlaştırıcı etkisi, fazdan faza arıza riski oluşturur.

Yalıtılmış bir nötre sahip bir şebekede toprak arızası tehlikesi dikkate alınarak, ark bastırma reaktörleri kullanılarak kapasitif toprak arıza akımının kompanzasyonu kullanılır.

Bununla birlikte, araştırma ve işletme deneyimi, sırasıyla 20 ve 15 A'ya ulaşan kapasitif toprak arıza akımlarında bile 6 ve 10 kV şebekelerde ark söndürme reaktörlerinin kullanılmasının tavsiye edildiğini göstermektedir.

Ark söndürme reaktörü sargısından akan akım, nötr ön gerilimin etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Sırasıyla, bir faz toprağa kısa devre yaptığında nötrde gerçekleşir. Reaktördeki akım endüktiftir ve kapasitif toprak arıza akımına karşı yönlendirilir. Bu şekilde, arkın hızlı bir şekilde sönmesine katkıda bulunan toprak arızasının bulunduğu yerde akım dengelenir. Bu şartlar altında hava ve kablo şebekeleri faz-toprak arızası ile uzun süre çalışabilir.

Ark söndürme reaktörünün tasarımına bağlı olarak endüktanstaki değişiklik, sargı dallarının değiştirilmesi, manyetik sistemdeki boşluğun değiştirilmesi, çekirdeğin doğru akımla hareket ettirilmesiyle yapılır.

ZROM tipi reaktörler 6-35 kV voltaj için üretilir.Böyle bir reaktörün sargısının beş dalı vardır. Bazı güç sistemlerinde, manyetik sistemdeki boşluğu değiştirerek endüktansı değişen ark söndürme reaktörleri üretilir (örneğin, KDRM reaktörleri, 6-10 kV voltaj için RZDPOM tipi, 400 -1300 kapasiteli kVA)

Pirinç. 3. RZDPOM tipi (KDRM) bir ark söndürme reaktörünün sargı şeması: A — X — ana sargı; a1 — x1 — kontrol bobini 220 V; a2 — x2 — sinyal bobini 100 V, 1A.

GDR, Çekoslovakya ve diğer ülkelerde üretilen benzer tipteki ark söndürme reaktörleri elektrik şebekelerinde çalışır. Yapısal olarak, KDRM, RZDPOM tiplerinin ark bastırma reaktörleri, üç aşamalı bir manyetik devre ve üç sargıdan oluşur: güç kaynağı, kontrol ve sinyal. Sarma şeması, şek. 3. Tüm sargılar üç kademeli manyetik devrenin orta ayağında yer almaktadır.

Pirinç. 4. Ark söndürme reaktörlerinin dahil edilmesi için şemalar

Bobinli manyetik devre, bir transformatör yağı deposuna yerleştirilmiştir. Orta çubuk, aralarında ayarlanabilir iki hava boşluğunun oluşturulduğu bir sabit ve iki hareketli parçadan yapılmıştır.

Güç bobininde, A terminali güç trafosunun nötr terminaline bağlanır, terminal X akım trafosu üzerinden topraklanır. a1 — x1 kontrol bobini, bir ark bastırma reaktörü (RNDC) regülatörünü bağlamak için tasarlanmıştır.

Sinyal bobini a2-x2, kontrol ve ölçüm cihazlarını ona bağlamak için kullanılır. Ark söndürme reaktörünün ayarı bir elektrikli sürücü kullanılarak otomatik olarak yapılır. Manyetik devrenin hareketli parçalarının hareketinin sınırlandırılması limit anahtarları ile yapılır.Ark söndürme reaktörleri için devre şemaları, şekil 2'de gösterilmektedir.

İncirde. Şekil 4a, ark söndürme reaktörlerini herhangi bir transformatöre bağlamanıza izin veren evrensel bir devreyi göstermektedir. İncirde. Şekil 4b'de ark söndürme reaktörlerinin her biri kendi bölümüne dahil edilmiştir. Ark söndürme reaktörünün gücü, ilgili bara bölümü tarafından sağlanan kapasitif şebeke toprak akımının kompanzasyonuna göre seçilir.

Manuel kurtarma sırasında kapatmak için ark söndürme reaktörüne bir ayırıcı takılmıştır. Şebekede topraklama sırasında ark söndürme reaktörünün bir şalter tarafından hatalı bir şekilde kapatılması, topraklama noktasındaki akımın artmasına, şebekede aşırı gerilime, şebekede hasara yol açacağından, ayırıcı yerine şalter kullanılması kabul edilemez. reaktör sargısının yalıtımı, faz kısa devresi.

Kural olarak, başka bağlantı şemaları olmasına rağmen (jeneratörlerin veya senkron kompansatörlerin nötr kısmında) ark bastırıcılar, yıldız-üçgen bağlantı şemasına sahip transformatörlerin nötrlerine bağlanır.

Sekonder sargısında yük olmayan ve ark reaktörlerini nötrlerine bağlamak için kullanılan transformatörlerin gücü ark söndürme reaktörünün gücüne eşit seçilir. Ark söndürme reaktörünün trafosu yükü ona bağlamak için de kullanılıyorsa, gücü ark söndürme reaktörünün gücünün 2 katı seçilmelidir.

Ark Söndürme Reaktörü Kurulumu.İdeal olarak, toprak arıza akımı tamamen kompanze edilecek şekilde seçilebilir, yani;

burada Ic ve Ip, şebeke topraklama kapasitif akımlarının ve ark söndürme reaktörü akımının gerçek değerleridir.

Ark söndürme reaktörünün bu ayarına rezonans denir (devrede akımların rezonansı oluşur).

Reaktörün aşırı kompanzasyonla düzenlenmesine şu durumlarda izin verilir:

Bu durumda toprak arıza akımı 5 A'yı geçmemeli ve tespit derecesi

%5'i geçmez Şebeke faz kapasitelerindeki herhangi bir acil durum dengesizliği, 0,7 Uph'tan daha yüksek bir nötr yan gerilim görünümüne yol açmıyorsa, kablo ve havai şebekelerde yetersiz kompanse edilmiş ark söndürme reaktörlerinin yapılandırılmasına izin verilir.

Gerçek bir ağda (özellikle hava ağlarında), iletkenlerin destekler üzerindeki konumuna ve fazların kuplaj kapasitörlerinin dağılımına bağlı olarak, zemine göre faz kapasitansında her zaman bir asimetri vardır. Bu asimetri, nötr üzerinde simetrik bir voltajın görünmesine neden olur. Dengesizlik voltajı %0,75 Uf'u geçmemelidir.

Bir ark söndürme reaktörünün nötre dahil edilmesi, nötr ve ağ fazlarının potansiyellerini önemli ölçüde değiştirir. Şebekede asimetrinin varlığı nedeniyle nötr üzerinde bir nötr önyargı voltajı U0 görünür. Şebekede topraklama olmadığında, nötr sapma voltajının uzun süre 0,15 Uph'tan ve 1 saat için 0,30 Uph'tan yüksek olmamasına izin verilir.

Reaktörün rezonans ayarı ile nötrün ön gerilimi Uf faz gerilimi ile karşılaştırılabilir değerlere ulaşabilir.Bu, faz voltajlarını bozacak ve hatta yanlış bir topraklama sinyali üretecektir. Bu gibi durumlarda, ark söndürme reaktörünün yapay olarak tetiklenmesi, nötr ön gerilimin düşürülmesini mümkün kılar.

Ark bastırma reaktörünün rezonans ayarı hala optimaldir. Ve eğer böyle bir ayarla nötr sapma gerilimi 0,15 Uph'tan büyükse ve dengesizlik gerilimi 0,75 Uph'tan büyükse, kabloları aktararak ve kuplaj kapasitörlerini ağ boyunca yeniden dağıtarak ağ fazlarının kapasitesini eşitlemek için ek önlemler alınmalıdır. aşamalar.

Çalışma sırasında ark söndürme reaktörleri kontrol edilir: sürekli bakım personeli olan trafo merkezlerinde günde bir kez, bakım personeli olmayan trafo merkezlerinde en az ayda bir kez ve şebekedeki her toprak arızasından sonra. Muayene sırasında izolatörlerin durumuna, temizliklerine, çatlak, talaş olmamasına, contaların durumuna ve yağ sızıntısı olmamasına ve ayrıca genleşme deposundaki yağ seviyesine dikkat edin; ark bastırıcı veri yolunun durumuna göre, onu transformatörün nötr noktasına ve toprak döngüsüne bağlar.

Arkı rezonansa bastırmak için reaktörün otomatik olarak ayarlanmasının yokluğunda, yeniden yapılandırması, değişen ağ konfigürasyonuna bağlı olarak (önceden derlenmiş bir tabloya göre) trafo merkezi görevini değiştirme talimatı veren dağıtıcının emriyle gerçekleştirilir. reaktördeki dal.Nöbetçi, şebekede topraklama olmadığından emin olduktan sonra reaktörü kapatır, üzerine gerekli branşmanı kurar ve bir ayırıcı ile açar.