Reaktor ograniczający prąd: urządzenie i zasada działania

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Dławik ograniczający prąd to cewka o stabilnej rezystancji indukcyjnej. Urządzenie jest połączone szeregowo w obwód. Z reguły takie urządzenia nie mają rdzeni ferrimagnetycznych. Za normę uważa się spadek napięcia o około 3-4%. W przypadku zwarcia do dławika ograniczającego prąd podawane jest napięcie główne. Maksymalna dopuszczalna wartość jest obliczana według wzoru:

In=(2,54 Ih/Xp) x100%, gdzie Ih to znamionowy prąd linii, a Xp to reaktancja.

Konstrukcje betonowe

Aparatura elektryczna jest konstrukcją przeznaczoną do długotrwałej pracy w sieciach o napięciu do 35 kV. Uzwojenie wykonane jest z elastycznych drutów, które tłumią obciążenia dynamiczne i termiczne poprzez kilka równoległych obwodów. Pozwalają na równomierne rozprowadzanie prądów, jednocześnie odciążając siłę mechaniczną na nieruchomej betonowej podstawie.

Tryb załączania cewek fazowych dobierany jest tak, aby uzyskać przeciwny kierunek pól magnetycznych. Przyczynia się to również do osłabienia sił dynamicznych przy prądach zwarciowych udarowych. Otwarte umieszczenie uzwojeń w przestrzeni przyczynia się dozapewniają doskonałe warunki do naturalnego chłodzenia atmosfery. Jeśli efekty termiczne przekraczają dopuszczalne parametry lub wystąpi zwarcie, stosuje się wymuszony przepływ powietrza za pomocą wentylatorów.

Reaktory ograniczające prąd suchy

Te urządzenia są wynikiem rozwoju innowacyjnych materiałów izolacyjnych na bazie strukturalnej krzemu i substancji organicznych. Jednostki z powodzeniem pracują na urządzeniach do 220 kV. Uzwojenie na cewce nawinięte jest kablem wielożyłowym o przekroju prostokątnym. Posiada zwiększoną wytrzymałość i jest pokryta specjalną warstwą powłoki malarskiej z krzemoorganicznego. Dodatkowym plusem operacyjnym jest obecność izolacji silikonowej zawierającej silikon.

W porównaniu z betonowymi odpowiednikami, suchy dławik ograniczający prąd ma szereg zalet, a mianowicie:

• Lżejsza waga i wymiary.
• Większa wytrzymałość mechaniczna.
• Zwiększona odporność na temperaturę.
• Większa podaż zasobów roboczych.

Opcje oleju

To urządzenie elektryczne jest wyposażone w przewody z izolacyjnym papierem kablowym. Jest instalowany na specjalnych butlach, które znajdują się w zbiorniku z olejem lub podobnym dielektrykiem. Ostatni element pełni również rolę części rozpraszającej ciepło.

Aby znormalizować nagrzewanie metalowej obudowy, konstrukcja zawiera boczniki magnetyczne lub ekranyelektromagnesy. Pozwalają zrównoważyć pola częstotliwości mocy przechodzące przez zwoje uzwojenia.

Boczniki typu magnetycznego wykonane są z blachy stalowej umieszczonej w środku zbiornika oleju, tuż przy ścianach. W rezultacie powstaje wewnętrzny obwód magnetyczny, który zamyka strumień wytworzony przez uzwojenie.

Ekrany typu elektromagnetycznego są wykonane w postaci zwartych cewek z aluminium lub miedzi. Montowane są w pobliżu ścian kontenera. Indukują nadchodzące pole elektromagnetyczne, co zmniejsza wpływ głównego przepływu.

Modele ze zbroją

Ten sprzęt elektryczny składa się z rdzenia. Takie projekty wymagają dokładnego obliczenia wszystkich parametrów, co wiąże się z możliwością nasycenia drutu magnetycznego. Wymagana jest również dokładna analiza warunków pracy.

Rdzenie pancerne wykonane ze stali elektrotechnicznej pozwalają na zmniejszenie gabarytów i masy reaktora przy jednoczesnym obniżeniu kosztów urządzenia. Warto zauważyć, że podczas korzystania z takich urządzeń należy wziąć pod uwagę jeden ważny punkt: prąd udarowy nie powinien przekraczać maksymalnej dopuszczalnej wartości dla tego typu urządzeń.

Zasada działania dławików ograniczających prąd

Konstrukcja oparta jest na uzwojeniu cewki o rezystancji indukcyjnej. Jest częścią przerwy w głównym łańcuchu dostaw. Charakterystyki tego elementu dobierane są w taki sposób, aby w standardowych warunkach pracynapięcie nie spadło powyżej 4% całości.

Jeżeli w obwodzie ochronnym wystąpi sytuacja awaryjna, dławik ograniczający prąd, ze względu na indukcyjność, wygasza przeważającą część zastosowanego działania wysokiego napięcia, jednocześnie zatrzymując prąd udarowy.

Schemat działania urządzenia świadczy o tym, że wraz ze wzrostem indukcyjności cewki obserwuje się zmniejszenie wpływu prądu udarowego.

Funkcje

Rozważana aparatura elektryczna jest wyposażona w uzwojenia z drutem magnetycznym wykonanym z płyt stalowych, który służy do zwiększenia właściwości reaktywnych. W takich jednostkach, w przypadku przepływu dużych prądów przez zwoje, obserwuje się nasycenie materiału rdzenia, co prowadzi do obniżenia jego parametrów ograniczających prąd. W związku z tym takie urządzenia nie są powszechnie używane.

Przeważnie dławiki ograniczające prąd nie są wyposażone w rdzenie stalowe. Wynika to z faktu, że osiągnięciu wymaganych charakterystyk indukcyjności towarzyszy znaczny wzrost masy i wymiarów oprawy.

Udarowy prąd zwarciowy: co to jest?

Dlaczego potrzebujemy dławika ograniczającego prąd 10 kV lub więcej? Faktem jest, że w trybie nominalnym energia wysokiego napięcia zasilania jest zużywana na pokonanie maksymalnej rezystancji aktywnego obwodu elektrycznego. To z kolei składa się z obciążenia czynnego i biernego, które ma sprzężenia pojemnościowe i indukcyjne. W rezultacie generowany jest prąd roboczy, który jest optymalizowany za pomocą impedancjiwskaźnik obwodu, mocy i napięcia.

Gdy występuje zwarcie, źródło jest bocznikowane przez losowe podłączenie maksymalnego obciążenia w połączeniu z minimalną rezystancją czynną, co jest typowe dla metali. W tym przypadku obserwuje się brak reaktywnego składnika fazy. Zwarcie wyrównuje równowagę w obwodzie roboczym, tworząc nowe rodzaje prądów. Przejście z jednego trybu do drugiego nie następuje natychmiast, ale w trybie długotrwałym.

Podczas tej chwilowej transformacji zmieniają się wartości sinusoidalne i ogólne. Po zwarciu nowe formy prądowe mogą przybrać wymuszoną okresową lub swobodną aperiodyczną formę złożoną.

Pierwsza opcja przyczynia się do powtórzenia konfiguracji napięcia zasilania, a druga model polega na transformacji wskaźnika w skokach ze stopniowym spadkiem. Powstaje za pomocą obciążenia pojemnościowego o wartości nominalnej, traktowanej jako bezczynność dla kolejnego zwarcia.