С чем у нас ассоциируется слово реактор? В первую очередь, конечно, с атомными электростанциями, где путём крайне высокотехнологичных и крайне непонятных процессов получается электрическая энергия.
Однако реакторы широко применяются и в электросетях. Разумеется, что эти устройства не имеют ничего схожего с атомными реакторами. Термин «реактор» используется для обозначения устройств, которые работают на принципе ответного влияния на протекающие процессы.
Способы компенсации реактивной мощности
Для передачи электроэнергии на большие — расстояния, напряжение нужно увеличить. Однако известно, что высоковольтные линии электропередачи, начинают сами вырабатывать реактивную мощность. Перед тем как перейти к рассмотрению видов, типов устройства и способов применения реакторов, следует разобраться с тем, как происходит компенсация реактивной мощности.
Теоретически такие ЛЭП можно рассматривать как огромные конденсаторы.
Не будем вдаваться в подробности, что же собой представляет реактивная мощность. Скажем проще — реактивная мощность способствует повышению напряжения в таких линиях, что в итоге вынуждает энергетиков принимать меры. Вот о способах регулирования напряжения и хотелось бы поговорить.
Синхронные генераторы
Разберём способы борьбы с реактивной мощностью. Как известно, электроэнергия вырабатывается на электростанциях при помощи синхронных генераторов.
У синхронного генератора имеется обмотка возбуждения, на которую подаётся постоянный ток. Это позволяет управлять возбуждением генератора. Например, можно ввести его в режим недовозбуждения, при котором генератор будет потреблять реактивную мощность из электросети, или, наоборот, в режиме перевозбуждения генератор будет вырабатывать реактивную мощность.
Данный способ имеет существенный недостаток — при работе генератора в режиме недовозбуждения, в нём начинают происходить не очень полезные для надёжности процессы, например, происходит прогрев торцевых зон.
Синхронные компенсаторы
Есть ещё один способ регулирования реактивной мощности — применение синхронных компенсаторов. Это синхронные машины, работающие в режиме электрического двигателя, могут как вырабатывать, так и потреблять реактивную мощность.
Однако широкое применение таких устройств ограничивается тем, что они имеют довольно сложную конструкцию с наличием большого количества вращающихся частей.
Шунтирующие реакторы
Наконец, разберём наиболее эффективный способ компенсации реактивной мощности. Так как высоковольтные линии выступают в качестве обкладки конденсатора, то для компенсации реактивной мощности можно поставить катушку индуктивности.
Для этого на подстанциях устанавливаются шунтирующие реакторы. Проще говоря — это катушка, которая заземлена, а значит, подключена параллельно нашему конденсатору, то есть высоковольтным линиям. То есть катушка шунтирует конденсатор, берёт на себя реактивную мощность, а значит, не позволяет напряжению повышаться.
Такие реакторы также управляются и являются довольно сложными агрегатами с рабочей системой обмоток и дополнительными обмотками. При помощи этих дополнительных обмоток, магнитную систему шунтирующего реактора подмагничивают, то есть вводят в различную степень насыщения в довольно широких пределах.
Это позволяет менять индуктивность от 3 до 100%, тем самым подстраивая реактор под ёмкость электрической сети. В свою очередь, ёмкость сети зависит от количества подключённых к ней линий электропередач.
К слову сказать, отключение линий также является способом регулирования реактивной мощности. Однако данный способ ведёт к снижению надёжности электроснабжения, что серьёзно ограничивает возможность его применения.
Токоограничивающие и дугогасящие реакторы
Для уменьшения тока короткого замыкания, а также для устранения его ударного воздействия применяют токоограничивающие реакторы. Дугогасящие реакторы предназначены для противодействия образованию электрической дуги, которая возникает при коротком замыкании.
Токоограничивающий реактор представляет собой большую катушку индуктивности, последовательно подключённую к электрической сети. При появлении замыкания на участке защищаемой цепи ударное воздействие тока будет ограничиваться индуктивным сопротивлением реактора.
В большинстве случаев такие устройства конструируют без сердечника, так как при значительных токах, которые будут протекать через реактор при замыкании, сердечник будет очень быстро насыщаться, что снизит эффективность работы.
Разумеется, для обеспечения величины необходимого индуктивного сопротивления, реактор должен иметь соответствующую массу и размер.
Дугогасящие реакторы применяют в сетях с изолированной нейтралью, которая обладает значительным ёмкостным током. При замыкании на землю может возникнуть дуга, при горении которой однофазное замыкание может перейти в двухфазное или трёхфазное замыкание.
К нейтрали силового трансформатора или генератора, для предотвращения этого явления подключают дугогасящие реакторы. Когда возникает однофазное замыкание на землю, реактор будет создавать отстающий индуктивный ток, компенсирующий опережающий ёмкостный ток и равный ему по величине. Величина тока, как правило, не превышает 5 А, что будет недостаточным для образования дуги.
Заключение
Конечно, каждый вид реакторов заслуживает более подробного описания. Однако такое повествование может получиться настолько объёмным, что статья смело может применяться как средство лечения от бессонницы.:)))
