Реферат

РЕФЕРАТ

В данной работе рассматриваются сведения о конструк­циях реакторов. В работе показаны особенности конструкции реакторов и параметры, по которым их выбирают.

Рис. 5. Библ.: 3 назв.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..4

1. РЕАКТОРЫ………………………………………………………………..5

1.1. Общие сведения…………………………………………………………5

1.2. Конструкция реакторов..……………………………………………....15

1.3. Выбор реакторов……………………………………………………….21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..24

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………..25

ВВЕДЕНИЕ

В современных системах электроснабжения, обладающих практически неограниченными мощностями, токи К. З. могут достичь таких больших значе­ний, что электрооборудование станций и подстанций выбирают с учетом безот­казной работы при коротких замыканиях. С ростом отключаемой мощности то­ков К. З. увеличиваются капитальные затраты и эксплуатационные расходы на сооружение и обслуживание электроустановок и распределительных сетей. Возможны по величине такие токи К. З., для которых выбор электрооборудова­ния и элементов сетей затруднителен. В настоящее время широко используются искусственные меры по ограничению токов выбора соответствующего способа ограничения К. З. должен быть обоснован технико-экономическими расчетами. Сравнению должны подлежать капитальные и эксплуатационные расходы рассматриваемых вариантов без ограничения и с огра­ничением токов К. З. или вариантов с разными способами ограничения токов расчетах необходимо учитывать и электрическую сеть, питание кото­рой осуществляется от электроустановки, где должно располагаться ограничи­вающее средство. Использование средств ограничения токов К. З. позволяет применять менее мощные электрические аппараты, а следовательно, более де­шевые и меньшего сечения шины и кабели.

Целью данной лабораторной работы является рассмотрение основных типов токоограничивающих реакторов, а также основных параметров, по которым производится их выбор.

1. РЕАКТОРЫ

1.1. Общие сведения

Современные промышленные предприятия обладают мощными, относя­щимися к сложным, системами электроснабжения. Они состоят из весьма раз­ветвленных распределительных, в основном кабельных, сетей с многочислен­ными понижающими подстанциями и распределительными пунктами. На стан­циях и распределительных пунктах установлено большое число различных ви­дов и типов электрических аппаратов. Если ввод ограничителей токов К. З. и приводит к некоторому увеличению капитальных вложений и эксплуатацион­ных расходов на соответствующей подстанции, то они многократно окупаются, за счет удешевления распределительных сетей и электрооборудования других подстанций. Ограничение токов К. З. может быть достигнуто различными спо­собами. Одним из них является увеличение сопротивления цепи, в которой воз­никает разделение работы питающих агрегатов на соответст­вующие линии электрических сетей или включение в цепи с короткими замыка­ниями специальных сопротивлений. Величина тока К. З. может быть значитель­но уменьшена, если отказаться от параллельной работы генераторов электро­станций на общую систему электроснабжения. С технико-экономической пози­ции это недопустимо из-за снижения уровня надежности обеспечения электри­ческой энергией потребителей и ухудшения экономичности работы генераторов электростанций. Поэтому во всех странах мира наблюдается тенденция объеди­нения электрических станций и отдельных энергосистем в сверхмощные энер­госистемы. В то же время подход уменьшения токов К. З. посредством разделения работы источников на отдельные приемники нашел довольно широкое применение. Он заключается в раздельной работе понижающих трансформато­ров и линий электросетей. Уменьшение токов К. З. за счет увеличения сопротивления цепи состоит в том, что последовательно во все фазы включают ин­дуктивные или активные сопротивления. Индуктивными сопротивлениями обычно являются катушки с малыми активными сопротивлениями. По другому их называют реакторами. Реакторы широко используются в установках напря­жением выше 1000 В. В таких цепях активное сопротивление относительно не­велико. Включение индуктивных сопротивлений, реакторов, вызывает значи­тельные ограничения токов активные сопротивления используются, в основном в цепях измерительных трансформаторов напряже­ния. Ограничение токов К. З. всегда повышает надёжность работы электроуста­новок потому, что вероятность повреждения электрооборудования при К. З. уменьшается. Меньшие токи К. З. позволяют устанавливать менее мощное, бо­лее простое и дешевое электрооборудование. Ответственные установки всегда запитаны по двум линиям электропередачи, В этом случае раздельная работа линий что достигается отключением секционного выключателя на подстанции, дает Меньшее значение токов К. З. в сети. Чтобы уменьшить токи К. З. в кольце-вых электросетях, следует на одной из используемых подстанций кольцо линий разомкнуть. Величину токов К. З. можно существенно ограничить в тех случаях, когда на электрических станциях и подстанциях используются трансформаторы с расщепленными обмотками. Трансформатор с. расщепленной обмоткой пред­ставляет собой многообмоточный трансформатор. Он имеет две или более об­мотки, рассчитанные на одинаковое напряжение. Эти обмотки подключаются к разным секциям сборных шин станции или подстанции. Наибольшее примене­ние получили трансформаторы с расщепленными обмотками низшего напряже­ния, В основном это трансформаторы на два или три напряжения. Стоимость таких трансформаторов практически равна стоимости трансформаторов нор­мальной конструкции. Возможны случаи, когда применяются трансформаторы с тремя, четырьмя и более расщепленными обмотками. Чем больше расщеп­ленных обмоток, тем сложнее конструкции и выше стоимость трансформатора.

Из всех рассмотренных способов ограничения токов К. З. в установках на­пряжением выше 1000 В получили применение реакторы. Реактор изготавлива­ется таким образом, что витки его катушки изолированы друг от друга, а ка­тушка в целом изолирована от заземленных частей. Для придания катушке же­сткости её укрепляют на..каркасе из изолирующего материла. Концы катушки снабжают зажимами. С их помощью реактор включают в сеть. В трехфазных цепях используются реакторы, образованные из трех однотипных катушек. Ос-новными параметрами, характеризующими реакторы, являются номинальный ток Iр. ном., номинальное напряжение и Uр. ном. и относительное, в процентах, индук­тивное сопротивление. Обычно относительное индуктивное сопротивление ре­актора определяется согласно формуле

где xр.= wL0,001 Ом – индуктивное сопротивление реактора при его индуктивности L, выраженной в миллигенри.

Активное сопротивление реактора относительно, небольшое. При расче­тах токов К. З. его обычно не учитывают. В реакторах не используют сердечни­ки из ферромагнитных материалов. Это связано с тем, что значение индуктив­ности L, а следовательно, и величина индуктивного сопротивления хр. не зави­сит от тока, протекающего по обмотке реактора. При наличии ферромагнитного сердечника происходит его насыщение. С увеличением тока, протекающего по катушке реактора его индуктивность уменьшается. Уменьшается и индуктивное сопротивление хр. Можно реактор снабдить стальным сердечником. При этом параметры его должны быть рассчитаны таким образом, чтобы при насыщении сердечника реактор обладал индуктивностью, достаточной для ограничения расчетного значения тока в нормальном режиме работы, при нена­сыщенном сердечнике, такой бы реактор имел повышенное значение индукгавности, а это привело бы к увеличению потерь напряжения. Реакторы со сталь­ными сердечниками дороже. Потеря энергии в них, из-за гистерезиса и вихре­вых токов в сердечнике, больше.

На электрических станциях и подстанциях используются различные схе-мы включения реакторов ( рис.1 ). Сравнение этих схем осуществляется по ог

Рис. 1. Основные места установки реакторов в электрических схемах станций

Рис.2. К анализу сдвоенных реакторов

раничивающей способности тока К. З., а также потерям напряжения и энергии в реакторах. Реакторы, установленные в цепях генераторов ( рис.1, а ), осуществляют ограничение токов К. З. в любой точке электросети, питающейся от электростанции. Такие схемы обеспечивают относительно небольшое ограничение токов это потому, что расчетный номинальный ток реак­тора во много раз больше номинального тока генератора. При этом индуктив­ное сопротивление реактора составляет не более 5...8 %. Небольшое индуктив­ное сопротивление обусловлено потерей напряжения в реакторах. Через реакто­ры протекает вся электроэнергия, выработанная генераторами. Если генераторы будут работать с коэффициентом мощности 0,8 и при номинальной нагрузке, то для относительного сопротивления реакторов 0,5...0,8 потери напряжения в них составят 3,4...4,8 %. Чтобы обеспечить номинальное напряжение на сборных шинах станции, необходимо на зажимах генераторов поддерживать напряжение на 3,4...4,8 % выше номинального их напряжения. Генераторы позволяют осу­ществлять длительную работу при напряжении, превышающем номинальное напряжение генераторов на 5 %. Более чем на 5 % их нагрузка не должна пре­вышать номинальную. Для рассматриваемой схемы (рис.1, а) величина тока К. З. на сборных шинах увеличивается пропорционально мощности подключен­ных генераторов. Такие схемы нельзя применять для мощных электростанций. Годовые потери электроэнергии в реакторах относительно большие.

Реакторы на схемах рис.1, б включены последовательно в сборные ши­ны. Равномерность нагрузки между реакторами достигается распределением мощности отходящих линий. В номинальном режиме через реакторы протекают небольшие токи. Потери напряжения, а соответственно мощности и энергии, в реакторах будут небольшими. Данная схема обеспечивает ограничение токов К. З. в любой точке электросети и на станции. В то же время токи К. З. от разных генераторов ограничиваются неодинаково. Если произойдет К. З. в точке К, схема рис.1, б, то ток Iк1 от генератора Г-1 не будет ограничиваться реактора­ми. Ток Iк2 генератора Г-2 ограничивается воздействием реактора РС-1, а ток Iк3 генератора Г-3 ограничивается двумя реакторами: РС-1 и РС-2. Поэтому, когда генераторы однотипные и одинаково загружены, то

Ik1>Ik2>Ik3.

В случае отключения одного из генераторов через реакторы будут проте­кать токи, необходимые для питания отходящих линий секции отключенного генератора. При схеме рис.1, б наиболее вероятные максимальные токи реак­торов не превышают 60...80 % номинального тока одного генератора. По вели­чине этого тока следует выбирать реакторы. Чем больше уровень ограничения тока К. З., тем больше относительное сопротивление реактора. Практически не­возможно осуществлять равномерное распределение нагрузки между секциями, на которые работают генераторы. Поэтому всегда через реакторы в нормальном режиме работы будут протекать некоторые значения токов. Для уменьшения разницы напряжений между секциями используются реакторы, сопротивление которых не превышает 8...10 %. Иногда в виде исключения применяют реакто­ры с сопротивлением 12 %. Нельзя значительно ограничить токи К. З. реактора­ми обладающими большими номинальными токами и малыми относительными

сопротивлениями. Схема рис.1, б позволяет получить необходимые ограниче­ния тока К. З. только на электростанциях небольшой мощности с небольшим числом генераторов. Когда возникает необходимость ограничения токов К. З. на электростанциях большой и средней мощности, то всегда следует проверять це­лесообразность применения схемы рис.1, б. Для этой схемы вследствие малого числа реакторов требуется небольшое увеличение капитальных затрат при от­носительно небольших годовых потерях энергии в реакторах.

Реакторы могут устанавливаться на отходящих линиях электрической станции (рис.1, в-1 и в-2 ). Эти реакторы ограничивают, токи К. З. при замыка­ниях, возникающих в линиях электропередач. Если короткие замыкания воз­никнут на сборных шинах в точке К-1 (рис.1, в-1 ), то ток К. З. от генераторов реакторами ограничен не будет. Не ограничивается он и в случае замыканий цепей генераторов ( К-2 ), а также на присоединенной к сборным шинам линии, запитанной от понижающего трансформатора ( точка К-3 ). Когда происходит К. З. на линиях за реакторами, например в точке К-3 схемы в-2, то ток К. З огра­ничивается реактором. При этом будет

I’k1+I’k2<<Ik1+Ik2.

Номинальный ток отходящих линий реакторов, по сравнению с номи­нальными токами генераторов невелик В связи с этим даже при небольших от­носительных сопротивлениях реакторов они значительно ограничивают токи относительного сопротивления реакторов для схем рис.1, в-1 и в-2 составляет около 8...10 %, но это при условии, что потеря напряжения в ре­акторах в нормальном режиме работы не превышает 5 %. Потеря напряжения в реакторе линии при К. З. позволяет поддерживать напряжение на сборных ши­нах. С увеличением потери напряжения уменьшается влияние К. З. на работу неповрежденных линий. Основным недостатком схем рис.1, в-1 и в-2 служит установка реакторов на каждую отходящую линию, то есть использование большого числа реакторов. Это усложняет конструкцию распределительного устройства, увеличивает потери энергии в реакторах и приводит к необходимо­сти регулировки напряжения на сборных шинах из-за потерь в реакторах. Не-. смотря, на перечисленные недостатки рассмотренные схемы применяются до­вольно широко на электростанциях небольшой и средней мощности.

Когда число отходящих линий относительно большое, используют Один реактор для нескольких линий ( рис.1, г ). Делается это для того, чтобы уменьшить число реакторов и удешевить распределительное устройство.

Возможно одновременное использование реакторов на отходящих линиях и секционных реакторах (рис.1, д ). Такая схема обеспечивает ограничение токов К. З. на электростанции и эксплуатируемой сети. Её применяют на мощ­ных теплоэлектроцентралях.

Одним их способов ограничения токов К. З. на подстанциях служит рабо­та трансформаторов. Возможно, что данный способ не в полной мере позволяет

получить результат и его применение из-за эксплуатационных соображений не­целесообразно. Тогда устанавливают реакторы на отходящих линиях (рис.1,е). Для такой схемы экономически целесообразна параллельная работа трансфор­маторов. Достигается это путем включения секционного выключателя. Если трансформаторы обладают достаточно большой мощностью, чтобы уменьшить ток К. З. на сборных шинах, секционный выключатель выключают. Осуществля­ется раздельная работа трансформаторов. Иногда этих мер оказывается недос­таточно. Тогда на отходящих линиях устанавливают реакторы с большой ин­дуктивностью. Возможны и обратные меры, т. е. установка реакторов с мень­шим относительным сопротивлением.

Если можно отказаться от большого числа реакторов используется схемарис.1, ж. Реакторы включаются в цепи вторичных обмоток трансформаторов. Они не могут значительно ограничивать ток параллельной работе трансформаторов эффект от их работы небольшой. Ввод реакторов в электриче­ские цепи всегда вызывает отключение напряжения у потребителей. Решение такой задачи осуществляется установкой на подстанциях трансформаторов, по­зволяющих регулировать напряжения под нагрузкой. Секционные реакторы на подстанциях не применяют из-за малого ограничения токов К. З. Не устанавливают реакторы на отходящих воздушных линиях напряжением выше 1000 В. Воздушные линии обладают достаточным индуктивным сопротивлением. Оно составляет примерно 0,4 Ом/км, что достаточно для ограничения тока К. З.. Ре­акторы с наибольшим индуктивным сопротивлением устанавливаются в цепях кабельных линий и силовых трансформаторов. В этом случае следует учитывать потери напряжения в реакторах.

На станциях и подстанциях ис­пользуются сдвоенные реакторы. Конструктивно они аналогичны обычному реактору, но имеют вы­вод от середины обмотки (рис.2, а). Средний вывод делит обмотку на две секции. Секции сдвоенного реактора располагаются одна над дру­гой при условии одинакового на­правления их намотки. Крайние вы­воды А1 и А2 выполнены на номи­нальный ток секций'. Средний вывод А рассчитан на двойной номиналь­ный ток. К нему присоединяется ис­точник питания. Индуктивные со­противления секций сдвоенного ре­актора одинаковые. В расчетах активные сопротивления их не учитывают. Поэтому сопротивление секции реактора в случае отсутствия тока в другой секции будет

zc»xc=wL=2pfL.

Данное выражение соответствует схеме рис.2, б. Имеет смысл опреде­лить индуктивное сопротивление секции реактора, когда по двум его секциям протекают номинальные токи. Этот случай показан на рис.2, в. Источник пи­тания подсоединяется к среднему выводу А, нагрузки к крайним выводам ре­актора. Между секциями естественно существует магнитная связь. Она опреде­ляется взаимной индуктивностью М. Падение напряжения на одной секции ре­актора при одинаковых токах в секциях составит

Индуктивная связь двух катушек характеризуется коэффициентом связи кс. Он определяется отношением

Здесь L1 и L2 - индуктивности катушек, М - их взаимная индуктивность. В нашем случае L1 и L2 - индуктивности секций сдвоенного реактора, а М - его взаимная индуктивность между секциями. Секции реактора абсолютно одина­ковы. Поэтому L1=L2=L, а если это так, то

Тогда падение напряжения в секции реактора выразится зависимостью

где xс=хс( 1- kc )- индуктивное сопротивление секции реактора при равен­стве токов в секциях.

Величина коэффициента связи зависит от конструктивных особенностей реактора. Для используемых реакторов она составляет 0,4...0,5. Для сдвоенного реактора индуктивное сопротивление секции зависит от взаимной индуктивно­сти. При kс=0,5 оно в два раза меньше хс. Это уменьшает падение напряжения. Если сравнивать обычный и сдвоенный реакторы по воздействию их на работу цепи, то при реактивном сопротивлений хр обычного реактора, равного сопро­тивлению хс секции сдвоенного реактора, потеря напряжения в секции сдвоен­ного ректора меньше. Она будет отличаться от потери напряжения ректора в раз. Когда kс=0,5, то в 2 раза потеря напряжения в каждой секции меньше потери напряжения обычного реактора. Использование сдвоенных ре­акторов по схеме рис.2, г при потоке мощности в нормальном режиме от вы­вода A1 к выводу А2 нецелесообразно. Возникают относительно большие потери напряжения в реакторе. Величина их может быть рассчитана в соответствии с зависимостью

Здесь

Если kc=0,5 то хскв.=3хс. Анализ работы сдвоенного реактора можно рассмотреть используя схему рис.2, д. Пусть источник электрической энергии подключен к среднему выводу А. Короткое замыкание произошло со стороны вывода А1 или А2. Тогда ток К. З. ограничится сопротивлением, хс секции реактора. Когда источник питания под­ключен со стороны вывода А1 или А2 а приемник со стороны А2 или соответст­венно А1, то при К. З. со стороны приемника ток будет ограничиваться сопро­тивлением, равным 2хс( 1+кс). Нежелательным является случай при подключе­нии источников к вводам А1 и А2. при этом ограничивается сопротивле­нием хс0,5( 1- кс). При кс=0,5 ограничивающее сопротивление реактирования составляет 0,25хс.

Схемы установки сдвоенных реакторов аналогичны, схемам включения обыкновенных реакторов (рис.3 ).

Они применяются на отходящих линиях, в основном кабельных (схема а). Ка­ждый реактор осуществляет защиту двух линий. По сравнению с применением обычных реакторов это уменьшает число реакторов, ниже потери напряжения. Наибольшую экономию можно получить при подключении реакторов по схеме б. По данной схеме сдвоенный реактор является групповым. Её используют в качестве секционных реакторов (схемы в и г ). В схеме в они включены на входе генераторов. Схема г обеспечивает включение сдвоенных реакторов в цепи повышающих трансформаторов. Включают реакторы и с низкой стороны трансформаторов понижающих подстанций, когда подстанции обладают доста­точной мощностью. Дополнительно можно устанавливать реакторы на отходя­щих линиях. Рекомендуется выполнять сравнительную оценку эффективности использования сдвоенных реакторов и понижающих трансформаторов с расще­пленными обмотками.

1.2. Конструкция реакторов

В настоящее время в основном применяются сухие и масляные реакторы.

Рис.3.Установка сдвоенных реакторов в электрических схемах станций и подстанций

Рис.4. Бетонный реактор

Достаточно широкое применение получили бетонные реакторы (рис.5). Они высоконадёжны в работе, в конструктивном исполнении просты и сравнительно недороги. Их обмотка обычно изготавлива­ются из многопроволочного алюминиевого или медного провода. Провод изолируют (аналогично жилам кабеля) несколькими слоями кабельной бумаги. Бумажную изоля­цию покрывают хлопчатобумажной оплеткой. Обмотка представляет катушку, витки которой уложены на специальном каркасе. Для крепле­ния витков, создания определенного расстоя­ния между ними, отпивают бетонные колонны 2. Когда бетонные колонны затвердеют, ка­тушку высушивают в вакууме. Затем ее пропи­тывают смолистыми изолирующими вещест­вами, после чего покрывают лаком. Пропитка и лакировка нужны для предупреждения увлажнения бетона. В случае протекания по ка­тушке реактора токов перегрузки тепло от ка­тушки передается бетону. Бетон нагревается. Имеющаяся в бетоне влага конденсируется. Если поверхность реактора покрыта пылью, то наличие влаги может привести к пробою между витками катушки. При протекании токов К. З. большая часть напряжения сети приходится на реактор, что естест­венно отрицательно скажется на работе потребителей. Следует в процессе экс­плуатации следить за состоянием изоляционного покрова и чистотой реактора. Поэтому резкие колебания температуры в помещениях, где размещены реакто­ры, нежелательны. Они могут вызвать покрытие реакторов влагой. Необходимо, чтобы помещения с реакторами хорошо проветривались, температуры в них не превышала 35 °С. Трехфазные реакторы состоят из трех катушек. Катушки могут быть ус­тановлены рядом друг с другом в горизонтальной плоскости или располагаться одна над другой в вертикальной плоскости. Опорные изоляторы 3 ( рис.4 ) ис­пользуются для изоляции катушек от земли. Когда катушки располагаются одна над другой, то опорные изоляторы 4 также применяют для изоляции катушек друг от друга. Если катушки располагаются друг над другом, то направление намотки средней катушки должно быть обратным по отношению к направле­нию намотки крайних катушек. Это необходимо, чтобы при протекании по двум соседним катушкам двухфазного тока К. З. на катушки действовала сила притя­жения, а не толь

Рис.5. Схема реактора с масляным охлаждением

ко отталкивания. При монтаже трехфазного реактора нельзя ка­тушку средней, фазы устанавливать на место крайних фаз. Чтобы на катушки действовали силы притяжения, нельзя менять вход на выход при подводе энер­гии к катушке любой фазы реактора. По конструктивному исполнению сдвоен­ные реакторы аналогичны обычному реактору. Бетонные реакторы имеют большой вес и значительные габариты. Это их недостаток.

К сухим реакторам относятся реакторы сборной конструкции. В качестве изоляционных материалов в таких реакторах используются деревянные, фарфо­ровые или асбестовые прокладки. Они устанавливаются между витками кату­шек, увеличивая их жесткость. Для придания целостности катушки они имеют верхние и нижние накладки, выполненные из изоляционного Материала. На­кладки стягиваются сквозными болтами. Сборные конструкции более сложны по сравнению с бетонными реакторами, стоимость их больше, надежность меньше. При протекании токов К. З. между витками катушек возникают взаимо­действующие силы. Они ослабляют крепление катушек. Это может привести к выпаду прокладок, а следовательно, нарушению изоляции, к возникновению межвитковых замыканий.

Сухие деревянные реакторы предназначены для использования в закры­тых установках напряжением до 10 кВ при токах не более 100 А. Вес деревян­ных реакторов меньше, чем бетонных. Они имеют относительно небольшие размеры, но меньшую надежность. Эти реакторы устанавливаются на подстан­циях небольших мощностей с питанием в основном потребителей третьей кате­гории.

При установках реакторов несоблюдение монтажных расстояний, указан­ных в инструкциях разработанных заводом-изготовителем, может привести к нежелательным явлениям. Близкое расстояние между реактором и стальными или железобетонными конструкциями сооружений вызывает опасный их нагрев. Он происходит из-за токов, наведенных в конструкциях магнитными по­токами реакторов. Близость токоведущих конструкций приводит к дополни­тельным потерям электрической энергии.

Масляные реакторы изготавливаются в однофазном или трехфазном ис­полнении на все напряжения, в том числе и на напряжение выше 35кВ. Сухие реакторы на напряжение выше 35 кВ не применяются. Обмотки масляных реак-торов выполняются из меди. Проводники обмотки из озолируются кабельной бумагой и укладываются на каркас из изоляпионноро материала, затем помеща­ются в стальной бак и заливаются трансформаторным маслом. На крышке бака расположены проходные изоляторы, через которые выводятся наружу концы катушек. По внешнему виду масляные реакторы ( рис. 5 ) очень схожи с силовыми трансформаторами. Для того чтобы магнитные потоки катушек не наводили токи в стенках бака реактора, используются специ­альные электромагнитные экраны или маг­нитные шунты. Электромагнитный экран выполняется обычно из меди. Он крепится ко внутренней поверхности стального бака. От магнитного потока катушек в экранах наводятся токи. Токи экранов создают магнит­ные потоки. Они всегда будут противодей­ствовать изменению основных магнитных потоков катушек. По аналогии с трансфор­матором экран является как бы вторичной обмоткой реактора. В свою очередь магнитные потоки экранов наводят токи в стенках бака. Токи стенок бака вызывают магнитные потоки, которые соответственно ослабляют магнитные потоки экранов. Поэтому через стенки бака замыкаются небольшие магнитные потоки. Они приводят к незначительному нагреву стенок. Магнитные шунты представляют пакеты набранные из листов электротехнической стали. Пакеты закрепляются на внут­ренней поверхности стального бака. Они создают дополнительный магнитопровод. Его магнитное сопротивление значительно меньше магнитного со­противления стенок стального бака. Поэтому магнитный поток катушек ре­актора замыкается по стальному пакету, магнитному шунту, а не по стен­кам бака. Масляные реакторы дороже сухих реакторов. Их обмотки защище­ны стальным баком от попадания на них пыли, влаги и других загряз­няющих предметов. Масляные реакторы можно устанавливать на любых расстояниях от стальных и железобетонных конструкции.

1.3. Выбор реакторов

Реакторы выбираются по номинальному напряжению, номинальному то-ку и относительному сопротивлению. Номинальное напряжение реактора долж­но соответствовать номинальному напряжению сети, в которую включается ре­актор. Необходимо помнить, что реакторы надежно выполняют свои функции при напряжениях, превышающих их номинальные значения на 10 %. Реакторы номинального напряжения 3 кВ можно применять в сетях напряжением 3,3, а 6 кВ - в сетях 6,6 кВ по наибольшему длительному току нагрузки. Для реакто­ров установленных на отходящих кабельных линиях станций и подстанций, оп­ределяющими условиями служат;

- термическая устойчивость кабеля;

- типы выключателей, установленных на отходящих линиях и на пони­жающих подстанциях. Выключатели на реактивных линиях выбираются по ог­раниченному реактором току К. З.

По первому условию выбор осуществляется следующим образом. Уста­навливаются технические параметры сети. Для кабельных линий определяется сечение жил кабелей, выбранное по условиям нормального режима работы. Ес­ли кабели термически не устойчивы при токах К. З., то они определяют устано­вившиеся значения токов К. З., для которых перегрев кабелей не превысит до­пустимых температур. Найденные расчетные токи служат основой определения относительного сопротивления реактора. Сопротивления реакторов значительно больше сопротивлений отходящих линий. В случае замыканий периодическая слагающая тока К. З. за реакторами во времени изменяется в небольших преде­лах. Поэтому в расчетах по определению относительного сопротивления реак­тора можно с достаточной степенью приближения принимать вместо начально­го сверхпереходного тока К. З. установившееся значение тока значи­тельно упрощает расчеты.

Расчет относительного сопротивления реактора по второму условию со­стоит в определении значения тока, который могут отключить выключатели. Каждый выключатель характеризуется номинальным напряжением, номиналь­ным током, родом установки, конструктивным исполнением, отключаемым то­ком или отключаемой мощностью. Отключающая способность выключателей по току (мощности) должна быть больше тока (мощности) трехфазного известен тип выбранного выключателя и его технические параметры, то сопротивление реактора определяется относительно тока (мощности ) отклю­чения выключателя. Выбор реакторов на мощных, подстанциях ничем не отли­чается от выбора реакторов для электрических станций. При большой мощно­сти отключающих линий реакторы выбирают без учета сопротивлений линий. Используется только сопротивление трансформаторов. Такой же подход состо­ит в выборе групповых реакторов, а также сдвоенных реакторов на отходящих линиях. Для сдвоенных реакторов расчет относительного сопротивления выполняется по секциям. Чтобы осуществлять выбор секционных реакторов на электрических станциях необходимо знать какие выключатели используются, в цепях генераторов, повышающих трансформаторов, трансформаторов собст­венных нужд, а также шиносоединнтельные и секционные выключатели. На электростанциях небольшой мощности устанавливаются, как правило, только секционные реакторы. Они должны ограничивать ток К. З. до величины, при кото­рой обеспечивается термическая устойчивость отходящих кабелей, а также сде­лать возможным применение на понижающих подстанциях системы выключа­телей и плавких предохранителей. При выборе секционных реакторов немало­важное значение имеет достоверное определение номинального тока. Для этой цели рассчитываются максимально возможные длительные нагрузки реактора при различных режимах и комбинациях работы генераторов станции. Всегда выбранные реакторы следует проверять на термическую и электродинамиче­скую устойчивость при токах устойчивость реактора характе­ризуется значением It.Оно должно быть больше произведения установив­шегося тока при коротком замыкании в цепи, защищенной реактором на время действия электродинамической устойчивости является максималь­ный ток, от действия которого не наблюдается остаточной деформации обмоток реактора. Электродинамическая устойчивость реактора гарантируется, если его ток электродинамической устойчивости больше или равен ударному току при трехфазном замыкании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современных системах электроснабжения, обладающих практически неограниченными мощностями, токи К. З. могут достичь таких больших значе­ний, что электрооборудование станций и подстанций выбирают с учетом безот­казной работы при коротких замыканиях. С ростом отключаемой мощности то­ков К. З. увеличиваются капитальные затраты и эксплуатационные расходы на сооружение и обслуживание электроустановок и распределительных сетей. Возможны по величине такие токи К. З., для которых выбор электрооборудова­ния и элементов сетей затруднителен. В настоящее время широко используются искусственные меры по ограничению токов выбора соответствующего способа ограничения К. З. должен быть обоснован технико-экономическими расчетами. Сравнению должны подлежать капитальные и эксплуатационные расходы рассматриваемых вариантов без ограничения и с огра­ничением токов К. З. или вариантов с разными способами ограничения токов расчетах необходимо учитывать и электрическую сеть, питание кото­рой осуществляется от электроустановки, где должно располагаться ограничи­вающее средство. Использование средств ограничения токов К. З. позволяет применять менее мощные электрические аппараты, а следовательно, более де­шевые и меньшего сечения шины и кабели.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Александров аппараты высокого напряжения. Л. :

Энергоатомиздат, 19с.

2. , Жаворонков высокого напряжения. Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 19с.

3. , , Высоковольтное электрооборудование распределительных устройств Часть 2: Учебное пособие /Липецкий государственный технический университет. Липецк, 19с.