Støtte for strømbegrensere og lysbueundertrykkende reaktorer

Strømbegrensende reaktorer er designet for å begrense kortslutningsstrømmer og opprettholde et visst nivå av samleskinnespenning ved feil bak reaktorene.

Reaktorer brukes i understasjoner hovedsakelig for nettverk 6-10 kV, sjeldnere for spenning 35 kV. Reaktoren er en spole uten kjerne, dens induktive motstand er ikke avhengig av strømmen som flyter. En slik induktans er inkludert i hver fase av et trefasenettverk. Den induktive motstanden til reaktoren avhenger av antall omdreininger, størrelsen, den relative plasseringen av fasene og avstandene mellom dem. Induktiv motstand måles i ohm.

Under normale forhold, når laststrømmen passerer gjennom reaktoren, overstiger ikke spenningstapet i reaktoren 1,5-2%. Men når kortslutningsstrømmen går, øker spenningsfallet over reaktoren kraftig. I dette tilfellet må restspenningen til nettstasjonsbussene til reaktoren være minst 70 % av den nominelle spenningen.Dette er nødvendig for å opprettholde stabil drift av de andre brukerne som er koblet til understasjonsbussene. Den aktive motstanden til reaktoren er liten, derfor er det aktive effekttapet i reaktoren 0,1–0,2 % av kraften som passerer gjennom reaktoren i normal modus.

Ved koblingspunktet skilles det mellom lineære og seksjonsreaktorer koblet mellom samleskinneseksjoner. I sin tur kan lineære reaktorer være individuelle (fig. 1, a) - for en linje og gruppe (fig. 1, b) - for flere linjer. Designet skiller mellom enkle og doble reaktorer (fig. 1, c).

Reaktorviklinger er vanligvis laget av isolert ledning - kobber eller aluminium. For merkestrømmer på 630 A og over består reaktorviklingen av flere parallelle grener. Ved fremstilling av reaktoren blir viklingene viklet på en spesiell ramme og deretter hellet med betong, noe som forhindrer forskyvning av svingene under påvirkning av elektrodynamiske krefter når kortslutningsstrømmer flyter. Betongdelen av reaktoren er malt for å hindre fuktinntrengning. Reaktorer installert utendørs er utsatt for spesiell impregnering.

Ris. 1. Ordninger for inkludering av strømbegrensende reaktorer: a — individuell enkeltreaktor for én linje; b — gruppeenhetsreaktor; med — dobbel reaktor av en gruppe

For å isolere reaktorer av forskjellige faser fra hverandre og fra jordede strukturer, er de montert på porselensisolatorer.

Sammen med enkeltreaktorer har doble reaktorer funnet anvendelse. I motsetning til enkeltreaktorer har doble reaktorer to viklinger (to ben) per fase. Viklingene har én svingretning.Reaktorgrenene er laget for de samme strømmene og har samme induktans. En strømkilde (vanligvis en transformator) er koblet til fellesterminalen og en last er koblet til grenterminalene.

Mellom grenene til reaktorfasen er det en induktiv kobling preget av gjensidig induktans M. I normalmodus, når det flyter omtrent like strømmer i begge grener, er spenningstapet i en dobbelreaktor på grunn av gjensidig induksjon mindre enn i en konvensjonell reaktor med samme induktansmotstand. Denne omstendigheten gjør det mulig å effektivt bruke en dobbelreaktor som en batch-reaktor.

Ved kortslutning i en av reaktorens grener blir strømmen i denne grenen mye høyere enn strømmen i den andre uskadede grenen.I dette tilfellet avtar påvirkningen av gjensidig induksjon og effekten av å begrense kortslutningsstrømmen er hovedsakelig bestemt av den iboende induktive motstanden på reaktorgrenen.

Under driften av reaktorene blir de kontrollert. Under inspeksjonen blir det tatt hensyn til tilstanden til kontaktene ved tilkoblingspunktene til bussene til reaktorviklingene i henhold til de mørke fargene, indikatorens termiske filmer, tilstanden til viklingsisolasjonen og tilstedeværelsen av deformasjon av svingene, til graden av støvhet og integriteten til de bærende isolatorene og deres forsterkning, til tilstanden til betong og lakkbelegg.

Fukting av betongen og reduksjon av motstanden er spesielt farlig i tilfelle kortslutning og overspenning i nettverket på grunn av mulig overlapping og ødeleggelse av reaktorviklingene. Under normale driftsforhold bør isolasjonsmotstanden til reaktorviklingene mot jord være minst 0,1 MΩ.Funksjonaliteten til reaktorenes kjøle(ventilasjons)systemer kontrolleres. Dersom det oppdages ventilasjonsfeil, må det iverksettes tiltak for å redusere belastningen. Overbelastning av reaktorer er ikke tillatt.

Bueundertrykkelsesreaktorer.

En av de vanligste feilene i det elektriske nettverket er jording av strømførende deler av en elektrisk installasjon. I 6-35 kV-nett utgjør denne typen skader minst 75 % av alle skader. Ved avslutning; til bakken til en av fasene (fig. 2) i et trefaset elektrisk nettverk som opererer med en isolert nøytral, blir spenningen til den skadede fasen C i forhold til bakken null, og de to andre fasene A og B øker med 1,73 ganger (opp til nettverksspenning ). Dette kan overvåkes av isolasjonsovervåkingsvoltmetrene som er inkludert i spenningstransformatorens sekundærvikling.

Ris. 2. Fase-jordfeil i et trefaset elektrisk nettverk med kompensasjon av kapasitive strømmer: 1-vikling av en krafttransformator; 2 - spenningstransformator; 3 - lysbueundertrykkelsesreaktor; H — spenningsrelé

Strømmen til den skadede fasen C som strømmer gjennom jordingspunktet er lik den geometriske summen av strømmene til fase A og B:

hvor: Ic — jordfeilstrøm, A; Uf — nettverksfasespenning, V; ω = 2πf-vinkelfrekvens, s-1; C0 er fasekapasitansen i forhold til bakken, per lengdeenhet av linjen, μF / km; L er lengden på nettverket, km.

Det kan ses av formelen at jo større lengde på nettverket er, desto større er verdien av jordfeilstrømmen.

En feil mellom fase og jord i et nettverk med en isolert nøytral forstyrrer ikke driften til forbrukerne, siden symmetrien til linjespenningene er bevart.Ved store IC-strømmer kan jordfeil være ledsaget av at det oppstår en avbrytende lysbue på feilstedet. Dette fenomenet fører igjen til at overspenninger opp til (2,2-3,2) Uf vises i nettverket.

I nærvær av svekket isolasjon i nettverket kan slike overspenninger forårsake isolasjonsbrudd og fase-fase kortslutning. I tillegg skaper den termisk-ioniserende effekten av en lysbue som følge av en jordfeil en risiko for fase-til-fase feil.

Tatt i betraktning faren for jordfeil i et nettverk med isolert nøytral, benyttes kompensering av den kapasitive jordfeilstrømmen ved bruk av lysbueundertrykkingsreaktorer.

Forskning og driftserfaring viser imidlertid at det er tilrådelig å bruke buedempingsreaktorer i 6 og 10 kV nettverk selv med kapasitive jordfeilstrømmer som når henholdsvis 20 og 15 A.

Strømmen som strømmer gjennom bue-undertrykkelsesreaktorviklingen oppstår som et resultat av virkningen av den nøytrale forspenningen. Det oppstår på sin side ved nøytral når en fase er kortsluttet til jord. Strømmen i reaktoren er induktiv og rettet mot den kapasitive jordfeilstrømmen. På denne måten kompenseres strømmen på stedet for jordfeilen, noe som bidrar til hurtig utslukking av buen. Under slike forhold kan antenne- og kabelnettverk operere i lang tid med fase-til-jord-feil.

Endringen i induktans, avhengig av utformingen av bueundertrykkelsesreaktoren, gjøres ved å bytte viklingsgrenene, endre gapet i det magnetiske systemet, flytte kjernen med likestrøm.

Reaktorer av typen ZROM produseres for spenning 6-35 kV.Viklingen av en slik reaktor har fem grener. I noen kraftsystemer produseres lysbueundertrykkelsesreaktorer, hvis induktans endres ved å endre gapet i det magnetiske systemet (for eksempel reaktorer av KDRM, RZDPOM-typen for spenning 6-10 kV, med en kapasitet på 400 -1300 kVA)

Ris. 3. Skjema for viklinger av en bueundertrykkelsesreaktor av RZDPOM-typen (KDRM): A — X — hovedvikling; a1 — x1 — styrespole 220 V; a2 — x2 — signalspole 100 V, 1A.

Bueundertrykkelsesreaktorer av lignende type, produsert i DDR, Tsjekkoslovakia og andre land, opererer i elektriske nettverk. Strukturelt består bueundertrykkelsesreaktorer av KDRM, RZDPOM-typene av en tre-trinns magnetisk krets og tre viklinger: strømforsyning, kontroll og signal. Viklediagrammet er vist i fig. 3. Alle viklinger er plassert på midtbenet av den tre-trinns magnetiske kretsen.

Ris. 4. Skjematisk for inkludering av lysbuesuppresjonsreaktorer

Den magnetiske kretsen med spoler er plassert i en tank med transformatorolje. Den midterste stangen er laget av en fast og to bevegelige deler, mellom hvilke det dannes to justerbare luftspalter.

I strømspolen er terminal A koblet til den nøytrale terminalen på krafttransformatoren, terminal X er jordet gjennom strømtransformatoren. Kontrollspolen a1 - x1 er designet for å koble til en lysbuesuppressionsreaktor (RNDC) regulator.

Signalspolen a2-x2 brukes til å koble kontroll- og måleenheter til den. Justering av lysbueundertrykkingsreaktoren gjøres automatisk ved hjelp av en elektrisk drivenhet. Begrensning av bevegelsen til de bevegelige delene av den magnetiske kretsen gjøres av grensebrytere.Kretsdiagrammer for lysbueundertrykkelsesreaktorer er vist i fig.

I fig. 4a viser en universalkrets som lar deg koble lysbueundertrykkingsreaktorer til hvilken som helst av transformatorene. I fig. 4b er lysbueundertrykkelsesreaktorene inkludert i hver sin seksjon. Effekten til bueundertrykkelsesreaktoren velges basert på kompensasjonen av den kapasitive nettverksjordstrømmen levert av den aktuelle samleskinneseksjonen.

En frakobling er installert på lysbueundertrykkingsreaktoren for å slå den av under manuell gjenoppretting. Det er uakseptabelt å bruke en bryter i stedet for en frakobler, siden den feilaktige avstengingen av lysbueundertrykkelsesreaktoren av en bryter under jording i nettverket vil føre til en økning i strømmen ved jordingspunktet, overspenning i nettverket, skade på isolasjon av reaktorviklingen, fasekortslutning.

Som regel er lysbueundertrykkere koblet til nøytralene til transformatorer som har et stjerne-delta-koblingsskjema, selv om det er andre tilkoblingsordninger (i den nøytrale delen av generatorer eller synkrone kompensatorer).

Kraften til transformatorer som ikke har noen belastning i sekundærviklingen og som brukes til å koble lysbuereaktorer til deres nøytrale er valgt lik kraften til bueundertrykkelsesreaktoren. Hvis transformatoren for lysbueundertrykkelsesreaktoren også brukes til å koble lasten til den, bør kraften velges 2 ganger effekten til lysbueundertrykkelsesreaktoren.

Oppsett av bueundertrykkingsreaktor.Ideelt sett kan det velges slik at jordfeilstrømmen kompenseres fullt ut, d.v.s.

hvor Ic og Ip er de faktiske verdiene for nettverkets jordingskapasitive strømmer og bueundertrykkelsesreaktorstrømmen.

Denne innstillingen av bueundertrykkelsesreaktoren kalles resonant (resonans av strømmer oppstår i kretsen).

Regulering av reaktoren med overkompensasjon er tillatt når

I dette tilfellet bør jordfeilstrømmen ikke overstige 5 A og graden av avstemming

ikke overstiger 5% Det er tillatt å konfigurere underkompenserte lysbueundertrykkingsreaktorer i kabel- og overheadnettverk, dersom eventuelle nødubalanser i nettverksfasekapasitetene ikke fører til at det oppstår en nøytral forspenning høyere enn 0,7 Uph .

I et reelt nettverk (spesielt i antennenettverk) er det alltid en asymmetri av fasekapasitansen i forhold til bakken, avhengig av plasseringen av lederne på støttene og fordelingen av koblingskondensatorene til fasene. Denne asymmetrien fører til at en symmetrisk spenning vises på nøytralen. Ubalansespenning bør ikke overstige 0,75 % Uph.

Inkluderingen av en lysbueundertrykkelsesreaktor i nøytralen endrer betydelig potensialene til nøytral- og nettverksfasene. En nøytral forspenning U0 vises på nøytralen på grunn av tilstedeværelsen av asymmetri i nettverket. I fravær av jording i nettverket tillates nøytralavviksspenningen ikke høyere enn 0,15 Uph i lang tid og 0,30 Uph i 1 time.

Med resonansinnstillingen til reaktoren kan forspenningen til nøytralen nå verdier som kan sammenlignes med fasespenningen Uf.Dette vil forvrenge fasespenningene og til og med generere et falskt jordsignal. I slike tilfeller gjør kunstig utløsning av lysbueundertrykkelsesreaktoren det mulig å redusere den nøytrale forspenningen.

Resonansinnstillingen til bueundertrykkelsesreaktoren er fortsatt optimal. Og hvis nøytralavviksspenningen med en slik innstilling er større enn 0,15 Uph og ubalansespenningen er større enn 0,75 Uph, må det iverksettes ytterligere tiltak for å utjevne kapasiteten til nettverksfasene ved å transponere ledningene og omfordeling av koblingskondensatorer over nettverket faser.

Under drift kontrolleres lysbueundertrykkingsreaktorer: i transformatorstasjoner med fast vedlikeholdspersonell en gang daglig, i transformatorstasjoner uten vedlikeholdspersonell - minst en gang i måneden og etter hver jordfeil i nettet. Når du undersøker, vær oppmerksom på tilstanden til isolatorene, rensligheten deres, fraværet av sprekker, spon, tilstanden til tetningene og fraværet av oljelekkasjer, samt oljenivået i ekspansjonstanken; på tilstanden til lysbueundertrykkerbussen, koble den til transformatorens nøytralpunkt og til jordsløyfen.

I fravær av automatisk justering av reaktoren for å undertrykke lysbuen til resonans, utføres omstruktureringen av den etter ordre fra avsenderen, som, avhengig av den endrede nettverkskonfigurasjonen (i henhold til en tidligere kompilert tabell), instruerer transformatorstasjonens plikt til å bytte grenen ved reaktoren.Vakthavende offiser, etter å ha sørget for at det ikke er jording i nettverket, slår av reaktoren, installerer den nødvendige grenen på den og slår den på med en frakobling.