Межсекционные реакторы включаются между секциями для ограничения токов и поддержания напряжения в одной из секций, при к.з. в другой секции. Фидерные и фидерные групповые устанавливаются на отходящих фидерах (групповые являются общими для несколько фидеров).
11 Схемы включения реакторов в электрических системах.
Рис. 1. Схемы включения токоограничивающих реакторов: а — индивидуальный одинарный реактор для одной линии; б — групповой одинарный реактор; в — групповой сдвоенный реактор
Для изоляции реакторов различных фаз между собой и от заземленных конструкций их устанавливают на фарфоровые изоляторы.
Наряду с одинарными реакторами нашли применение сдвоенные реакторы. В отличие от одинарных реакторов сдвоенные реакторы имеют две обмотки (две ветви) на фазу. Обмотки имеют одно направление витков. Ветви реактора выполняются на одинаковые токи и имеют одинаковые индуктивности. К общему выводу присоединяется источник питания (чаще трансформатор), к выводам ветвей — нагрузка.
Между ветвями фазы реактора существует индуктивная связь, характеризуемая взаимной индуктивностью М. В нормальном режиме, когда в обеих ветвях протекают примерно равные токи, потеря напряжения в сдвоенном реакторе за счет взаимной индукции меньше, чем в обычном реакторе с таким же индуктивным сопротивлением. Это обстоятельство позволяет эффективно применять сдвоенный реактор в качестве группового.
При КЗ на одной из ветвей реактора ток в этой ветви становится значительно больше тока в другой неповрежденной ветви. При этом влияние взаимной индукции снижается, и эффект ограничения тока КЗ определяется в основном собственным индуктивным сопротивлением ветви реактора.
В процессе эксплуатации реакторов производят их осмотр. При осмотре обращают внимание на состояние контактов в местах присоединения шин к обмоткам реактора по цветам побежалости, индикаторным термопленкам, на состояние изоляции обмотки и наличие деформации витков, на степень запыленности и целость опорных изоляторов и их арматуры, на состояние бетона и лакового покрытия.
Увлажнение бетона и снижение его сопротивления особенно опасны при КЗ и перенапряжениях в сети из-за возможных перекрытий и разрушений обмоток реактора. В нормальных условиях эксплуатации сопротивление изоляции обмоток реактора относительно земли должно быть не менее 0,1 МОм. Проверяют исправность систем охлаждения (вентиляции) реакторов. При обнаружении неисправности вентиляции должны быть приняты меры к снижению нагрузки. Перегрузка реакторов не допускается.
Дугогасящие реакторы.
Одним из наиболее часто встречающихся повреждений в электрической сети является замыкание на землю токоведущих частей электроустановки. В сетях 6—35 кВ этот вид повреждений составляет не менее 75% всех повреждений. При замыкании; на землю одной из фаз (рис. 2) трехфазной электрической сети, работающей с изолированной нейтралью, напряжение поврежденной фазы С относительно земли становится равным нулю, а двух других фаз А и В возрастает в 1,73 раза (до линейного напряжения). Это можно наблюдать по вольтметрам контроля изоляции, включенным во вторичную обмотку трансформатора напряжения.
Рис. 2. Замыкание фаз на землю в трехфазной электрической сети с компенсацией емкостных токов: 1 — обмотка силового трансформатора; 2 — трансформатор напряжения; 3 — дугогасящий реактор; Н — реле напряжения
Ток поврежденной фазы С, протекающий через точку замыкания на землю, равен геометрической сумме токов фаз А и В:
где: Iс— ток замыкания на землю, А; Uф — фазное напряжение сети, В; ω=2πf— угловая частота, с-1; С0 — емкость фаз относительно земли, отнесенная к единице длины линии, мкФ/км; L — длина сети, км.
Из формулы видно, что чем больше длина сети, тем больше значение тока замыкания на землю.
Замыкание фазы на землю в сети с изолированной нейтралью не нарушает работы потребителей, так как симметрия линейных напряжений сохраняется. При значительных токах IС замыкания на землю могут сопровождаться появлением в месте повреждения перемежающейся дуги. Это явление в свою очередь приводит к тому, что в сети появляются перенапряжения до (2,2—3,2) Uф.
При наличии ослабленной изоляции в сети такие перенапряжения могут вызвать пробой изоляции и междуфазные КЗ. Кроме того, тепловое ионизирующее воздействие электрической дуги, возникающей при замыкании на землю, создает опасность возникновения междуфазных КЗ.
Учитывая опасность замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, применяют компенсацию емкостного тока замыкания на землю с помощью дугогасящих реакторов.
Однако исследования и опыт эксплуатации показали, что в сетях 6 и 10 кВ целесообразно применять дугогасящие реакторы уже при значениях емкостных токов замыкания на землю, достигающих соответственно 20 и 15 А.
Ток, протекающий по обмотке дугогасящего реактора, возникает в результате воздействия напряжения смещения нейтрали. Оно в свою очередь возникает на нейтрали при замыкании фазы на землю. Ток в реакторе носит индуктивный характер и направлен встречно емкостному току замыкания на землю. Таким образом, в месте замыкания на землю происходит компенсация тока, что способствует быстрому погасанию дуги. При таких условиях воздушная и кабельная сети могут длительно работать с замыканием фазы на землю.
Изменение индуктивности в зависимости от конструкции дугогасящего реактора выполняется путем переключения ответвлений обмотки, изменением зазора в магнитной системе, подмагничиванием сердечника постоянным током.
Выпускаются реакторы типа ЗРОМ на напряжение 6—35 кВ. Обмотка такого реактора имеет пять ответвлений. В некоторых энергосистемах изготавливаются дугогасящие реакторы, изменение индуктивности которых происходит путем изменения зазора в магнитной системе (например, реакторы типа КДРМ, РЗДПОМ на напряжение 6-10 кВ, мощностью 400 – 1300 кВА)
Рис. 3. Схема обмоток дугогасящего реактора типа РЗДПОМ (КДРМ): А – Х – главная обмотка; а1 – х1 – обмотка управления 220 В; а2 – х2 – обмотка сигнальная 100 В, 1А.
В электрических сетях находятся в эксплуатации дугогасящие реакторы подобного типа производства ГДР, ЧССР и других стран. Конструктивно дугогасящие реакторы типов КДРМ, РЗДПОМ состоят из трехстержневого магнитопровода и трех обмоток: силовой, управления, сигнальной. Схема обмоток приведена на рис. 3. Все обмотки расположены на среднем стержне трехстержневого магнитопровода.
Рис. 4. Схемы включения дугогасящих реакторов
Магнитопровод с обмотками помещен в бак с трансформаторным маслом. Средний стержень выполнен из одной неподвижной и двух подвижных частей, между которыми образуются два регулируемых воздушных зазора.
В силовой обмотке вывод А присоединяется к нулевому выводу силового трансформатора, вывод X через трансформатор тока заземляется. Обмотка управления а1—х1 предназначена для подключения регулятора настройки дугогасящего реактора (РНДК).
Сигнальная обмотка а2—х2 используется для подключения к ней контрольно-измерительных приборов. Настройка дугогасящего реактора производится автоматически с помощью электропривода. Ограничение хода подвижных частей магнитопровода осуществляется конечными выключателями. Схемы включения дугогасящих реакторов приведены на рис.4.
На рис. 4 а показана универсальная схема, позволяющая подключать дугогасящие реакторы к любому из трансформаторов. На рис. 4,б дугогасящие реакторы включаются каждый на свою секцию. Мощность дугогасящего реактора выбрана из расчета компенсации емкостного тока замыкания на землю сети, питающейся от соответствующей секции шин.