Главная > Дополнительно > Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств — выбор токоограничивающих реакторов

Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств — выбор токоограничивающих реакторов

Содержание

1 Назначение
2 Сдвоенный реактор
3 Устройство ядерного реактора.
4 Категории
5 Шунтирующие реакторы конструкция
6 Назначение
7 Сдвоенный реактор
8 Технические характеристики
9 Токоограничивающий реактор
10 Таблица назначения реакторов серии СРОС, УРОС
11 Токоограничивающие реакторы 6 кВ производство
12 Необходим более жесткий контроль
13 Категории

Назначение

Реакторы токоограничивающие РТСТЗ, РТСТ_6, РС, РТО предназначенные для ограничения тока короткого замыкания в аварийных ситуациях при эксплуатации электротехнического оборудования в сетях переменного тока. Возможно производство реакторов ртст (единичные в том числе) с другими техническими характеристиками и классом напряжения до 10 кВ.

Токоограничивающий реактор ртст-6

Реактор серии РТСТ мощностью 6 квт предназначен для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах подстанции при повреждении за реактором. Реакторы облегчают условия работы в режимах КЗ и позволяют применять более простую и дешевую аппаратуру. В реакторах марки РТСТ при нормальных условиях работы потеря напряжения не превышает 1,5-2%. Потеря активной мощности в реакторе составляет 0,1-0,2% проходящей через него мощности. Реакторы выделяют большое количество теплоты даже при небольшой потере мощности . В режиме короткого замыкания КЗ реакторы подвергаются воздействию значительных электродинамических сил, возникающих как между фазами, так и между отдельными витками каждого реактора. В связи с этим возможны обрывы и деформации витков разрушения фарфоровых изоляторов, появление трещин в бетоне стоек. Наряду с реакторами серии РТСТ обычной конструкции применяются сдвоенные реакторы — две индукционные катушки с общей осью и одинаковым направлением намотки витков.
К выводу от места соединения катушек между собой обычно присоединяется источник питания (трансформатор), а к концам — нагрузка. Между катушками существует электромагнитная связь.

Основные характеристики реакторов серии РТСТЗ, РТСТ на 6квт, реакторы РС, реакторы РТО, РТСТ на 10квт

Тип реактора	Номинальный ток, А	Номинальная индуктивность, мГн	Климатическое исполнение	Степень защиты	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
РС-30-2,0П	30	5,6	У3, УХЛ3	IP00	140х120х177	6,6
РТО-0,4-50-0,15 У3	50	0,48	У3, УХЛ3	IP00	400х350х100	9
РТСТ -0,38-82-0,38 У3	82	0,38	У3, УХЛ3	IP00	400х300х400	30
РТСТ -0,38-630-0,015 У3	630	0,015	У3, УХЛ3	IP00	530х530х600	115
Реактор РТСТ-6 -400-1,27 У3	400	1,27	У3, УХЛ3	IP00	1422х1422х1600	360
РТСТ -500	500	63	У3, УХЛ3	IP00	340х300х480	50
РТСТ 3-410-0,101 У3	410	0,101	У3, УХЛ3	IP00	832х832х960	110
РТТ-0,66-420-0,66У3	420	0,66	У3, УХЛ3	IP00	420х260х420	95
Реакторы серии РТСТ -10 -1000-3,05 У3	1000	3,05	У3, УХЛ3	IP00	1760х2000х4200	4300

Сдвоенный реактор

Расстояние до токоведущих частей находящихся под напряжением

Преимуществом сдвоенного реактора является также то, что в зависимости от применяемой схемы включения и направления токов реактивное сопротивление его может увеличиваться или уменьшаться. Это свойство сдвоенного реактора обычно используют для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и ограничения токов при коротком замыкании ( см. гл.

Сдвоенный реактор.

Преимуществом сдвоенного реактора является то, что в зависимости от схемы включения и направления токов в обмотках индуктивное сопротивление его может увеличиваться или уменьшаться. Это свойство сдвоенного реактора обычно используется для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и ограничения токов при КЗ.

Для сдвоенного реактора номинальный ток и реактивность отнесены к одной ветви реактора.

Применение сдвоенных реакторов вместо обычных позволяет уменьшить потери напряжения при нормальном режиме, габариты распределительных устройств ВН и получить большую экономию в капитальных затратах и в потерях электроэнергии.

Схемы сдвоенных реакторов.| Схемы присоединения источников питания к трем выводам сдвоенного реактора.

Недостатком сдвоенного реактора является повышение напряжения на неповрежденной ветви при к.

Выбор сдвоенных реакторов производится по номинальному тону, номинальному напряжению, индуктивному сопротивлению; проверка производится на электродинамическую и термическую устойчивость, остаточное напряжение, потери напряжения.

Для сдвоенных реакторов в каталогах указывают сопротивление одной ветви при отсутствии тока в другой.

Реактор наружной установки типа РБАН-10-2500.| Вентильный разрядник типа РВО.

Недостатком сдвоенного реактора является повышение напряжения на неповрежденной ветви при к.

В сдвоенных реакторах источник питания может быть присоединен к средней точке, а потребители — к крайним или наоборот.

Устройство ядерного реактора.

В настоящее время существует два типа ядерных реакторов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) и РБМК (реактор большой мощности канальный). Отличие в том, что РБМК – кипящий реактор, а ВВЭР использует воду под давлением в 120 атмосфер.

Реактор ВВЭР 1000. 1 — привод СУЗ; 2 — крышка реактора; 3 — корпус реактора; 4 — блок защитных труб (БЗТ); 5 — шахта; 6 — выгородка активной зоны; 7 — топливные сборки (ТВС) и регулирующие стержни;

Каждый ядерный реактор промышленного типа представляет собой котел, сквозь который протекает теплоноситель. Как правило это обычная вода (ок. 75% в мире), жидкий графит (20%) и тяжелая вода (5%). В экспериментальных целях использовался берилий и предполагался углеводород.

ТВЭЛ – (тепловыделяющий элемент). Это стержни в циркониевой оболочке с ниобийным легированием, внутри которых расположены таблетки из диоксида урана.

ТВЭЛ раквтора РБМК. Устройство твэла реактора РБМК: 1 — заглушка; 2 — таблетки диоксида урана; 3 — оболочка из циркония; 4 — пружина; 5 — втулка; 6 — наконечник.

Также ТВЭЛ включает в себя пружинную систему удержания топливных таблеток на одном уровне, что позволяет точнее регулировать глубину погружения/выведения топлива в активную зону. Они собраны в кассеты шестигранной формы, каждая из которых включает в себя несколько десятков ТВЭЛов. По каналам в каждой кассете протекает теплоноситель.

ТВЭЛы в кассете выделены зеленым.

Топливная кассета в сборе.

Активная зона реактора состоит из сотен кассет, поставленных вертикально и объединенных вместе металлической оболочкой – корпусом, играющим также роль отражателем нейтронов. Среди кассет, с регулярной частотой вставлены управляющие стержни и стержни аварийной защиты реактора, которые в случае перегрева призваны заглушить реактор.

Приведем в пример данные по реактору ВВЭР-440:

Количество топливных кассет	349 шт
ТВЕЛов в кассете	126 шт
Диаметр ТВЕЛа	9,1 мм
Диаметр активной зоны	2880 мм
Высота активной зоны	2500 мм

Управляющие могут перемещаться вверх и вниз погружаясь или наоборот, выходя из активной зоны, где реакция идет интенсивнее всего. Это обеспечивают мощные электромоторы, в совокупности с системой управления.Стержни аварийной защиты призваны заглушить реактор в случает нештатной ситуации, упав в активную зону и поглотив больше количество свободных нейтронов.

Каждый реактор имеет крышку, через которую производится погрузка и выгрузка отработавших и новых кассет.

Поверх корпуса реактора обычно устанавливается теплоизоляция. Следующим барьером идет биологическая защита. Это как правило железобетонный бункер, вход в который закрывается шлюзовой камерой с герметичными дверьми. Биологическая защита призвана не выпустить в атмосферу радиоактивный пар и куски реактора, если все таки произойдет взрыв.

Ядерный взрыв в современных реактора крайне мало возможен. Потому что топливо достаточно мало обогащено, и разделено на ТВЕЛы. Даже если расплавится активная зона, топливо не сможет настолько активно прореагировать. Масимум что может произойти – тепловой взрыв как на Чернобыле, когда давление в реакторе достигло таких величин, что металлический корпус просто разорвало, а крышка реактора, весом в 5000 тонн сделала прыжок с переворотом, пробив крышу реакторного отсека и выпустив пар наружу. Если бы чернобыльская АЭС была оснащена правильной биологической защитой, наподобие сегодняшнего саркофага, то катастрофа обошлась человечеству намного дешевле.

Шунтирующие реакторы конструкция

Типы ядерных реакторов используемых в мире

Поскольку шунтирующие реакторы работают под постоянной нагрузкой, это накладывает обязательства на наше предприятие предусмотреть при разработке конструкции и изоляции реакторов все меры для стабильной и надежной работы реактора. Сухие шунтирующие реакторы НИПО РусЭнерго выпускаются с классом изоляции F (150°C), как правило рабочая температура реактора в сети остается в диапазоне B (130°С). Использование высокотемпературной полимерной изоляции с прямоугольными сечением кабеля, обеспечивает наивысшую надежность реактора, ни оставляя никаких сомнений, в том, что обмотки реактора нагреются выше номинальных значений. Дополнительно к этому, точный компьютерный расчет конструкции реактора, по заданным техническим характеристикам, при его производстве, обеспечивает последующее особенное физическое свойство равномерного нагрева оботмок, что дополнительно исключает возможность резкого повышения температуры отдельных частей обмоток до сверх номинальных показателей. Данные технологии являются базовыми, но кроме них используются и иные особенности производства.

Назначение

Реакторы сглаживающие СРОС, СРОСЗ, УРОС предназначены для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Возможно производство реакторов (единичные в том числе) с другими техническими характеристиками и классом напряжения до 10 кВ с учетом пожеланий заказчика.

Сглаживающий реактор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для использования его индуктивности в электрической цепи с целью уменьшения содержания высших гармоник (пульсаций) в выпрямленном токе. Пульсации должны быть в пределах до 10 % от величины постоянного тока. Основная частота переменной составляющей тока — 300 Гц. Сглаживающий реактор обычно соединяется последовательно с выпрямителем, таким образом, через него протекает весь ток нагрузки. Стоит отметить, что ограничивается только переменная составляющая тока, то есть электрические потери в реакторе минимальны. Использование сердечника из электротехнической стали, позволяет снизить магнитные потери и создать значительную индуктивность при малых габаритах.

Сглаживающие реакторы, предназначены для включения последовательно в цепь постоянного тока с целью снижения пульсаций тока. Как правило, они применяются на линиях постоянного тока напряжением до 2000 В, в системах управления, например, для регулирования скорости вращения частотно регулируемых приводов. Так же сглаживающие реакторы нашли широкое применение в приводах постоянного тока прокатных станов с тиристорными преобразователями. Сглаживающие реакторы устанавливаются со стороны преобразователя.

Реакторы изготавливаются на классы напряжения до 2 кВ, а также 6 и 10 кВ. Климатическое исполнение реакторов У3 по ГОСТ 15150-69 , категория размещения 3, 4 по ГОСТ 15150-69, охлаждение естественное воздушное. Степень защиты IP21 — защищенное исполнение, IP00 — незащищенное, или другое по требованию заказчика.

Сдвоенный реактор

Реактор наружной установки типа РБАН-10-2500.

В сдвоенных реакторах источник питания может быть присоединен к средней точке, а потребители — к крайним, или наоборот. Преимуществом сдвоенного реактора является то, что в зависимости от применяемой схемы включения и направления его токов реактивное сопротивление может увеличиваться или уменьшаться. Это свойство сдвоенного реактора обычно используется для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и ограничения токов при к. Следует отметить, что применение на подстанциях энергетических систем трансформаторов с расщепленными обмотками позволяет отказаться от установки реакторов на линиях. При распределении электроэнергии на генераторном напряжении ( ТЭЦ и станции, не связанные с системами) установка реакторов значительно снижает величины токов к.

Включение одинарных и сдвоенных реакторов.

В сдвоенных реакторах ( рис. 20.6, б) реакторы соседних ветвей сближены так, что между ними существует сильная магнитная связь.

При сдвоенных реакторах параллельная работа трансформаторов не допускается.

Распределение внутренних электродинамических сил в одинарном реакторе.

Структурная схема электроснабжения стана 2000 горячего проката ( мощность привода — в киЛоввгтах.

В сдвоенном реакторе падени напряжения в каждой секции обмогки составляет AU Io6mxl 0 5, где / 5 I2 / q6m — токи в секциях обмотки реактора; xL — индуктивное сопротивление обмотки реактора; м M / L 0 5 — коэффициент взаимоиндукции между секциями обмотки сдвоенного реактора.

Распределение внутренних электродинамических сил в одинарном реакторе.

В сдвоенных реакторах особенно велики силы взаимодействия между катушками в пределах каждой фазы, поскольку они тесно примыкают друг к другу. При противоположно направленных токах электродинамические силы стремятся оттолкнуть катушки друг от друга. Продолжительный сквозной режим не представляет опасности для реактора, поскольку токи невелики. Однако сквозной режим при КЗ чрезвычайно опасен и должен быть исключен во избежание повреждения реактора, не рассчитанного на работу в этих условиях. С этой целью линии, присоединенные к катушкам сдвоенного реактора, не должны быть включены параллельно на приемном конце.

Поэтому использовать сдвоенный реактор по указанной схеме в нормальном режиме нецелесообразно.

Обычно выбирают сдвоенный реактор таким образом, чтобы номинальный ток одной ветви был не менее 0 675 номинального тока трансформатора, питающего две секции.

Поэтому использовать сдвоенный реактор по указанной схеме в нормальном режиме не следует.

Каркас ячейки то-коограничивающего реактора с проводящими стенками и скобочными изолирующими сочленениями.

Технические характеристики

Реакторы соответствуют требованиям технических условий ТУBY100211261.053-2007.

Номинальное напряжение питания – не более 660 В. Частота напряжения питающей сети – 50Гц.

Вид климатического исполнения – У3 по ГОСТ 15150-69, при этом номинальная температура окружающей среды 25ºС.

Номинальные рабочие значения механических внешних воздействующих факторов по ГОСТ 30631-99 для группы механического исполнения М1 при установке реакторов на горизонтальной плоскости.

Исполнение реакторов по степени защиты от перегрузки – неустойчивые, по условиямустановкинаместе работы – встраиваемые.

Реакторы предназначены для работы в продолжительном режиме.

Класс нагревостойкости изоляции – В по ГОСТ8865-93.

По способу защиты от поражения электрическим током реакторы относятся к классу I по ГОСТ12.2.007.0-75 иимеют степень защиты IP00 по ГОСТ14254-96.

По заказу потребителей реакторы могут быть изготовлены на другие значения номинальных токов и индуктивностей.

Токоограничивающий реактор

Схема звезды с реакторами.

Токоограничивающие реакторы при нормальной эксплуатации создают добавочное падение напряжения.

Вцвлючатели с приводами и предохранителями к ним.

Токоограничивающий реактор представляет собой индуктивную катушку без железного сердечника. Индуктивность реактора постоянна ( не зависит от величины тока), а активное сопротивление очень мало. Реактор характеризуется реактивным сопротивлением в процентах хр %, отнесенным к его номинальному току / р ном и номинальному напряжению t / p нсщ.

Токоограничивающие реакторы напряжением 6 — 10 кВ находят наибольшее применение в схемах ТЭЦ с шинами ГРУ, ГТЭС и на понизительных подстанциях. На ТЭЦ токоог-раничивающие реакторы по своему функциональному назначению разделяются на секционные и линейные. Секционные реакторы ограничивают токи КЗ в схеме ГРУ. Эффективность ограничения токов КЗ с их помощью обычно бывает недостаточная. Линейные реакторы обеспечивают требуемый уровень токов КЗ у потребителей, получающих электроэнергию с шин ГРУ ТЭЦ.

Токоограничивающие реакторы обычно рассчитаны на длительное лрохождение нагрузочного тока и поэтому переключающие устройства: реакторами могут длительно работать в промежуточных положениях. Приводы реакторных переключающих устройств не требуют быстродействующих механизмов и поэтому эти устройства вполне надежны з работе.

Токоограничивающие реакторы представляют собой катушку индуктивности без сердечника, включаемую последовательно в токоведущую цепь. Реактор выбирается из условия ограничения тока к. При малых токах ( вплоть до номинального) падение напряжения на реакторе обычно не превышает 3 — 10 % номинального напряжения. При коротком замыкании на линии, защищаемой реактором, напряжение на соседней линии не должно уменьшаться более чем на 25 % по сравнению с доаварийным режимом.

Токоограничивающие реакторы служат для ограничения токов короткого замыкания в мощных цепях и поддержания определенного уровня напряжения в момент короткого замыкания.

Токоограничивающие реакторы включают в контур уравнительного тока по одному или по два на группу ( рис. 1 — 116, а), причем их индуктивность выбирается такой, чтобы уравнительный ток не превышал 10 % номинального тока нагрузки.

Токоограничивающие реакторы представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока короткого замыкания в защищаемой зоне с целью уменьшения затрат на сооружение РУ и кабельных сетей. В зависимости от места включения различают реакторы линейные и секционные. Они ограничивают ток к. Секционные реакторы включают в сборные шины станций. Они ограничивают ток при замыкании в пределах станции и снижают затраты на сооружение РУ ( при наличии линейных реакторов влияние секционных реакторов на ток к. В устройствах более высокого напряжения они встречаются в виде исключения.

Принципиальные схемы включения токоограничивающих реакторов. в цепи отходящей линии ( а, в цепи трансформатора ( б, между шин генераторного напряжения ТЭЦ ( в.

Токоограничивающий реактор представляют в схеме замещения его реактивным сопротивлением.

Стационарное деление сети.

Токоограничивающие реакторы могут иметь различные конструктивные исполнения и параметры.

Токоограничивающие реакторы представляют собой аппараты ( или электротехнические устройства), предназначенные для ограничения токов КЗ в электрической сети. Применение реакторов позволяет снизить требования к электродинамической и термической стойкости проводников и аппаратов; облегчить работу ряда элементов электроустановок, в том числе генераторов электростанций, при переходных процессах; снизить стоимость электроустановок и распределительных сетей.

Таблица назначения реакторов серии СРОС, УРОС

Тип реактора	Назначение реактора
* СРОС-1000; СРОС-2,5; СРОС-1,5; СРОС-6,3	предназначены для сглаживании пульсации выпрямленного напряжения в преобразовательных установках с номинальным напряжением постоянного тока до 550 В
** СРОС-16	предназначены для сглаживании пульсации выпрямленного напряжения в преобразовательных установках с номинальным напряжением постоянного тока до 1000 В
*** СРОС-0,5	уравнительный тип реакторов, предназначены для получения одинакового выпрямленного напряжения в плечах преобразовательных установок
**** СРОС-2000	предназначены для сглаживания
СРОС-315 У3	реактор сглаживающий однофазный, с естественным воздушным охлаждением, предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в схемах преобразовательных установок с номинальным напряжением постоянного тока до 10 кВ. Выпускаются номинальной мощностью до 10000 кВ•А.

Токоограничивающие реакторы 6 кВ производство

Отличительной особенностью производства, является специализированное программное обеспечение, которое безошибочно определяет идеальные конструктивные размеры будущего реактора, и рассчитывает их по техническим требованиям заказчика. Межслоевая изоляция проходит между каждым слоем, и крепится на основание крестовины на каждом участке между витками обмотки, сам процесс производства многоуровневый и высокотехнологичный, включает в себя в том числе, использование многокомпонентного компаунда с последующим запеканием в печи, за счет чего образуется монолитная конструкция.

Токоограничивающие реакторы 6 кВ номенклатура

НИПО РусЭнерго предлагает к заказу и производству весь номенклатурный ряд сухих токоограничивающих реакторов на номинальное напряжение 6 кВ.

Токоограничивающие реакторы 6 кВ cерии

РТОС — Однофазные внутренней установки;
РОСА — Однофазные внутренней установки;
РТОСА — Однофазные наружной установки;
РТСТ — Трехфазные внутренней установки;
РТСА — Трехфазные наружной установки;
РТОСС — Cдвоенные внутренней установки.

Токоограничивающие реакторы 6 кВ номиналы

Серия реактора	Номинальный ток, А	Номинальное индуктивное сопротивление, Ω	Углы между выводами,º
РТОС
РОСА
РТОСА	250-10000	0,1-100	любое
РТСТ
РТСА
РТОСС

Необходим более жесткий контроль

Несмотря на потенциал последствий аварии на АЭС для всего мирового сообщества по-прежнему не существует международных соглашений, в которых было бы четко прописано, что именно можно считать «безопасной» атомной электростанцией, говорит Лайман.

Он отмечает, что Конвенция о ядерной безопасности требует от стран полной прозрачности в отношении принятых мер безопасности эксплуатации АЭС и допускает экспертную оценку этих систем, но законодательно не существует никаких принудительных механизмов и санкционных мер по соблюдению этих требований. Отдельные страны имеют свои независимые регулирующие органы, однако их независимость ограничивается тем, насколько им ее обеспечивают местные органы власти, говорит Лайман.

Несмотря на то, что помимо СССР никто больше не строил реакторы типа РБМК-1000, в некоторых странах предложены новые проекты реакторов, где также имеет наличие пустотный коэффициент реактивности. Например, этот принцип используется в реакторах-размножителях на быстрых нейтронах (РРБН), в которых по мере роста мощности производится больше расщепляющегося материала. Подобные реакторы построены, например, в Китае, России, Индии и Японии. Хотя в последнем случае реактор не работает и его планируется полностью вывести из эксплуатации. Индия отстает от графика ввода в эксплуатацию своего реактора на 10 лет. В Канаде также имеются реакторы, в которых используется эффект небольшого положительного пустотного коэффициента.