Что такое тогоограничивающие и дугогасящие реакторы

Для понижения последствий ударного воздействия электродинамических сил, развивающихся в начале короткого замыкания (КЗ), применяют специальные устройства — реакторы.

Необходимость их применения обусловлена тем, что остаётся возможность повреждения электроустановок вследствие влияния электродинамических сил, хотя и отключение токов КЗ современными коммутационными аппаратами происходит очень быстро.

Типы реакторов

Само слово «реактор» применяется для того, чтобы обозначить группу устройств, работающих на принципе ответного влияния на протекающий процесс. В данном случае реактор применяется как добавочное индуктивное сопротивление, предназначенное для уменьшения тока, который возникает при коротком замыкании, позволяя поддерживать уровень напряжения в сети.

Реакторы можно разделить на два типа — токоограничивающие и дугогасящие реакторы. Токоограничивающие реакторы предназначены для снижения уровня тока короткого замыкания и устранения его ударного воздействия.

Примечание: есть ещё и шунтирующие реакторы, использующиеся для компенсации ёмкостной мощности, но их мы рассмотрим в другой статье.

Для противодействия образованию электрической дуги, возникающей при коротком замыкании, применяются дугогасящие реакторы. Такие устройства позволяют увеличить индуктивное сопротивление и используются в сетях с большими ёмкостными токами для предотвращения перехода однофазного замыкания на землю в более опасное двухфазное или трёхфазное замыкание.

Токоограничивающие реакторы

Конструктивно токоограничивающий реактор представляет собой катушку индуктивности, которая подключается последовательно к сети. Как правило, токоограничивающие реакторы производятся без сердечника, так как при протекании значительных токов, образующихся при замыкании, происходит насыщение сердечника и снижение свойств реактора.

Рисунок 1 — Токоограничивающий реактор

При нормальной работе реактора дугогасящего могут появляться потери напряжения, но не более чем 4%. При появлении КЗ в сети переменного тока индуктивное сопротивление реактора снижает ударное воздействие тока и позволяет поддерживать уровень напряжения в нормируемых пределах.

Расчёт максимального значения тока КЗ производят по формуле:

где:

In — номинальный ток, протекающий в сети;

Xp — величина реактивного сопротивления реактора.

Из формулы понятно, что при увеличении реактивного сопротивления снижается максимально возможное значение величины тока короткого замыкания.

Разновидности

Существующие токоограничивающие реакторы можно разделить:

На устройства наружной и внутренней установки.

В зависимости от величины рабочего напряжения: на реакторы среднего напряжения, от 3000 В до 35000 В и на реакторы высокого напряжения, от 110000 В до 500000 В.

По способу исполнения: реакторы бетонные, сухие, броневые и масляные реакторы.

По количеству обмоток, на одинарные реакторы и сдвоенные реакторы.

По применению на: межсекционные, фидерные и фидерные групповые реакторы.

Рисунок 2 — Схемы включения токоограничивающих реакторов: а — индивидуальный одинарный реактор для одной линии; б — групповой одинарный реактор; в — групповой сдвоенный реактор

Отличие сдвоенных реакторов от одинарных состоит в наличии двух встречно подключённых обмоток в каждой фазе со значительной магнитной связью. Этим достигается уменьшение потерь напряжения на обмотке при нормальном режиме работы и одинаковой нагрузке. При возникновении короткого замыкания в сети происходит снижение влияния взаимной индукции, и степень ограничение тока КЗ определяется собственным индуктивным сопротивлением ветви реактора.

Бетонные реакторы состоят из залитых в бетонные колонки, изолированных многожильных проводов. Для обеспечения требуемого уровня температуры при прохождении через реактор больших токов используются различные системы охлаждения. Применяются в сетях напряжением до 35000 В.