Бетонный реактор: Назначение и принцип действия токоограничивающих реакторов

Назначение и принцип действия токоограничивающих реакторов

Реактор – это катушка с неизменной индуктивностью, предназначенная для поддержания напряжения на шинах и ограничения токов короткого замыкания в случае возникновения аварийных режимов работы. Для более детального понимания давайте рассмотрим рисунок ниже:

Сборные шины 2 получают питание от генератора 1. От этих шин идут линии 3 к потребителю. Рассмотрим два случая – за выключателем 4 реактор не установлен, а за выключателем 5 установлен реактор 6.

В случае возникновения трехфазного короткого замыкания за выключателем 4 ток короткого замыкания I_к1 будет определяться в основном индуктивным сопротивлением генератора:

Введем понятие  относительного индуктивного сопротивления генератора, выраженного в процентах:

Где I_н.г – номинальный ток генератора.

Воспользовавшись формулами (1) и (2) получим:

В таком случае напряжение на сборных шинах станет равно нулю и, соответственно, на всех отходящих линиях напряжения тоже не будет.

Стоит также отметить, что выключатель 4 должен быть выбран по току короткого замыкания I_k1.

В случае короткого замыкания на линии с реактором ток короткого замыкания будет определяться суммарным сопротивлением реактора и генератора:

Введем относительное реактивное сопротивление реактора в процентах:

Обычно от одного источника питаются несколько десятков потребителей электрической энергии. Поэтому значение номинального тока линии намного меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается исходя из длительного тока линии, откуда следует I_н.р << I_н.г.

Предположим, Х%_Г = Х%_Р. Тогда из формул (2) и (5) следует, что Х_р >> Х_г. При этом можно написать:

При сделанных допущениях ток короткого замыкания будет определяться только параметрами реактора.

Реактор довольно надежный аппарат и его повреждение или  выход из строя практически исключены. Поэтому выбор аппаратуры линии производят по току производят исходя из соотношения I_k2 << I_k1. Это значительно удешевляет и облегчает распределительное устройство.

Поскольку Х_р >> X_г, то в случае возникновения короткого замыкания практически все напряжение ложится на индуктивное сопротивление реактора и напряжение на шинах получается близким к номинальному (рисунок ниже а)):

В номинальном режиме работы через реактор проходит ток нагрузки. Потерю напряжения на реакторе можно определить по формуле:

Векторная диаграмма напряжения показана на рисунке выше б). При чисто индуктивной нагрузке φ = 90⁰ потеря напряжения равна падению напряжения на реакторе. В случае работы на активную нагрузку с cosφ = 0,8 потеря напряжения равна 0,6 Х_р%. Отсюда следует, что потеря напряжения на реакторе в длительном режиме невелика.

В настоящее время разработаны и успешно эксплуатируются специальные сдвоенные реакторы, у которых в номинальном режиме работы потеря напряжения еще меньше.

Поскольку выбор электрической аппаратуры распределительного устройства проводится с учетом ограничения тока короткого замыкания реактором, то к его надежности предъявляются особо высокие требования.

В номинальном режима работы обмотка реактора нагревается проходящим через него током. Мощность, которая выделяется в обмотке реактора, составляет несколько киловатт при малых токах, и несколько десятков киловатт при больших токах (I_н.р = 2000 А).

В случае короткого замыкания через реактор проходит ток во много раз превышающий номинальное значение. Данное явление приводит к быстрому повышению температуры реактора.

Поэтому в качестве основных параметров вводят длительный номинальный ток I_н и ток термической стойкости I_н.т, отнесенный к определенному времени t_н.т. Иногда термическая стойкость задается произведением:

Если индуктивное сопротивление реактора превышает 3%, то наибольший ток короткого замыкания, проходящий через реактор, задается соотношением:

Данный ток берется за основу при расчете электродинамической и термической стойкости реактора.

В случае если X_p% < 3%, то при расчете тока короткого замыкания следует учитывать сопротивление источника питания.

При прохождении токов короткого замыкания внутри последнего создаются электродинамические силы, стремящиеся его разрушить. Механическая прочность реактора характеризуется ударным током электродинамической стойкости. При расчете электродинамической стойкости реактора за основу берут ударный ток, рассчитывающийся по формуле:

Основным параметром реактора является его индуктивность L. Так как:

В таком случае индуктивность реактора равна:

Где I_н.р в амперах, а U_н – в киловольтах.

Индуктивность определяется размерами и количеством витков реактора и рассчитывается по формулам 1 и 2.

Для бетонных реакторов, имеющих обмотку n витков в виде катушки с высотой h (м), толщиной b (м) и средним диаметром D (м), достаточно точные расчеты индуктивности по формуле Корндорфера:

Индуктивность пропорциональна магнитной проводимости. Применение ферромагнитных сердечников позволяет резко снизить размеры реактора. Но в наиболее ответственный момент, при коротком замыкании, из-за большого тока происходит насыщение сердечников и, как следствие, уменьшение индуктивности. Это приводит к уменьшению токоограничивающего эффекта, для которого и предназначен реактор. В связи с этим применения сердечников в реакторах не получило широкого распространения. Пропускная способность (кВ·А) трехфазного комплекта реакторов равна:

По существу Q – реактивная мощность трехфазного комплекта.

Конструкции бетонных реакторов — Студопедия

Реактором является катушка с малым активным сопротивлением. Витки катушки изолированы друг от друга, а вся катушка в целом изолирована от заземленных частей. Промышленностью выпускаются бетонные и масляные реакторы.

Бетонные реакторы.Катушка укрепляется на каркасе из изолирующего материала, рис. 2. Концы обмоток снабжены зажимами для последовательного включения реактора в сеть. В трёхфазных установках применяют реакторы, состоящие из трех катушек.

Многожильный провод 1 соответствующего сечения с помощью шаблона наматывается в виде катушки. После этого в специальные формы заливается бетон. Застывая, бетон образует вертикальные стойки-колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки.

Торцы колонн имеют шпильки, с помощью которых укрепляются изоляторы 3 и 4.

Для получения необходимой прочности электрической изоляции после затвердения бетона реактор подвергают интенсивной сушке в вакууме. Затем реактор дважды пропитывается влагостойким изоляционным лаком.

Между отдельными витками в ряду и между рядами выдерживается значительный зазор, что улучшает охлаждение отдельных витков реактора и повышает электрическую прочность изоляции.

При больших номинальных токах (более 400 А) применяется несколько параллельных ветвей. Равномерное распределение тока по ветвям обеспечивается транспозицией витков.

В качестве обмоточного материала используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения. Кабель покрывается несколькими слоями кабельной бумаги. Поверх бумаги делается хлопчатобумажная оплётка.

Помещения, в которых устанавливают реакторы, должны хорошо вентилироваться, и наивысшая температура в них не должна превышать +35°С. Колебания температуры в помещении не должны быть настолько резкими, чтобы наблюдалось покрытие реакторов инеем, росой и т.п.

Катушки бетонных реакторов изолируют от земли при помощи нескольких опорных изоляторов 3. Трёхфазный комплект реактора состоит из катушек, устанавливаемых в горизонтальной плоскости рядом (хорошее охлаждение витков) или в вертикальной плоскости одна над другой, при этом ухудшаются условия охлаждения витков катушек, особенно верхней.

Рисунок 2 – Бетонный реактор

Реакторы охлаждаются, как правило, за счет естественной вентиляции. Ввиду выделения большой мощности в реакторе распределительное устройство должно предусматривать специальные каналы для охлаждения воздуха, особенно при больших номинальных токах.

Реакторы, предназначенные для вертикальной установки в комплектах, имеют маркировку В (верхний), С (средний), Н (нижний). В последнем случае катушки реактора изолируют друг от друга также при помощи опорных изоляторов 4.

При вертикальной установке направление обмотки катушки средней фазы берут обратным по сравнению с направлением обмоток катушек верхней и нижней фаз. Делается это для того, чтобы при протекании по двум соседним катушкам двухфазного ударного тока короткого замыкания катушки притягивались под действием возрастающих электродинамических усилий, а не отталкивались, как это было бы при одинаковом направлении обмоток всех катушек (легче выполнить надежное крепление катушек).

При установке сухих реакторов в распределительных устройствах необходимо соблюдать указываемые заводом монтажные расстояния до стальных конструкций и железобетонных частей здания. При невыполнении этих требований возможен опасные нагрев стальных конструкций и стальной арматуры железобетона токами, наведенными в них магнитным потоком реактора; кроме того, близость стальных конструкций вызывает дополнительные потери электроэнергии.

Бетонные реакторы хорошо себя зарекомендовали при работе в закрытых распределительных устройствах при напряжении до 35 кВ, например, реактор для внутренней установки РБУ 10-630-0,56УЗ— Р -реактор, Б — бетонный, У — ступенчатая установка фаз, на номинальное напряжение 10 кВ, длительно допустимый ток при естественном охлаждении 630 А, номинальное индуктивное сопротивление 0,56 Ом, У — для работы в районах с умеренным климатом, 3 — для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Основные недостатки бетонных реакторов — большой вес и значительные габариты. Например, высота трехфазного комплекта реактора горизонтальной установки на напряжение 10 кВ составляет 1040 мм, а вертикальной — 3600 мм. Этот же комплект весит 3 х 723 кГ.

Токоограничивающий реактор: устройство и принцип действия

Токоограничивающий реактор представляет собой катушку со стабильным индуктивным сопротивлением. В цепь прибор подключен последовательно. Как правило, такие устройства не имеют ферримагнитных сердечников. Стандартным считается падение напряжения порядка 3-4%. Если происходит короткое замыкание, основное напряжение подается на токоограничивающий реактор. Максимально допустимое значение рассчитывается по формуле:

In = (2, 54 Ih/Xp) x100%, где Ih – номинальный сетевой ток, а Хр – реактивное сопротивление.

Бетонные конструкции

Электрический аппарат представляет собой конструкцию, которая рассчитана на длительную эксплуатацию в сетях с напряжением до 35 кВ. Обмотка сделана из эластичной проводки, которые демпфируют динамические и термические нагрузки посредством нескольких параллельных цепей. Они позволяют равномерно распределять токи, разгружая при этом механическое усилие на стационарную бетонную основу.

Режим включения катушек фаз выбирают так, чтобы получилось встречное направление магнитных полей. Это также способствует ослаблению динамических усилий при ударных токах КЗ. Открытое размещение обмоток в пространстве способствует обеспечению отличных условий для естественного атмосферного охлаждения. Если тепловые воздействия превышают допустимые параметры, либо происходит короткое замыкание, применяется принудительный обдув при помощи вентиляторов.

Сухие токоограничивающие реакторы

Эти приспособления появились в результате разработки инновационных изоляционных материалов, базирующихся на структурной основе из кремния и органики. Агрегаты успешно функционируют на оборудовании до 220 кВ. Обмотка на катушку наматывается многожильным кабелем с прямоугольным сечением. Он имеет повышенную прочность и покрывается специальным слоем кремнийорганического лакокрасочного покрытия. Дополнительный эксплуатационный плюс – наличие силиконовой изоляции с содержанием кремния.

По сравнению с бетонными аналогами, токоограничивающий реактор сухого типа имеет ряд преимуществ, а именно:

• Меньшая масса и габаритные размеры.
• Увеличенная механическая прочность.
• Повышенная термостойкость.
• Больший запас рабочего ресурса.

Масляные варианты

Данное электротехническое оборудование оснащается проводниками с изолирующей кабельной бумагой. Устанавливается оно на специальных цилиндрах, которые находятся в резервуаре с маслом или аналогичным диэлектриком. Последний элемент также играет роль детали для отвода тепла.

Для нормализации нагрева металлического корпуса в конструкцию включают магнитные шунты или экраны на электромагнитах. Они позволяют уравновесить поля промышленной частоты, проходящие по виткам обмотки.

Шунты магнитного типа изготавливаются из стальных листов, размещающихся в середине масляного резервуара, непосредственно возле стенок. В результате образуется внутренний магнитопровод, который на себе замыкает поток, создаваемый обмоткой.

Экраны электромагнитного типа создаются в виде короткозамкнутых витков из алюминия или меди. Устанавливаются они около стенок емкости. В них происходит индукция встречного электромагнитного поля, уменьшающего воздействие основного потока.

Модели с броней

Данное электротехническое оборудование создается с сердечником. Подобные конструкции требуют точного расчета всех параметров, что связано с возможностью насыщения магнитного провода. Также требуется тщательный анализ условий эксплуатации.

Сердечники с броней, изготовленные из электротехнической стали, дают возможность уменьшить габаритные размеры и массу реактора наряду со снижением стоимости прибора. Стоит отметить, что при использовании таких устройств требуется учитывать один важный момент: ударный ток не должен превышать предельно допустимого значения для данного рода приспособлений.

Принцип действия токоограничивающих реакторов

В основу конструкции входит катушечная обмотка, имеющая индуктивное сопротивление. Оно включено в разрыв главной питающей цепи. Характеристики этого элемента подбираются таким образом, чтобы при стандартных эксплуатационных условиях напряжение не падало выше 4% от общей величины.

Если в защитной схеме возникает аварийная ситуация, токоограничивающий реактор за счет индуктивности гасит преимущественную часть приложенного высоковольтного воздействия, одновременно сдерживая ударный ток.

Схема работы прибора доказывает тот факт, что при увеличении индуктивности катушки прослеживается снижение воздействия ударного тока.

Особенности

Рассматриваемый электрический аппарат оснащен обмотками, которые имеют магнитный провод из стальных пластин, служащий для повышения реактивных свойств. В таких агрегатах в случае прохождения больших токов по виткам наблюдается насыщение материала сердечника, а это приводит к снижению его токоограничивающих параметров. Следовательно, подобные приспособления не нашли широкого применения.

Преимущественно реакторы-токоограничители не оборудуются стальными сердечниками. Связано это с тем, что достижение необходимых характеристик индуктивности сопровождается значительным увеличением массы и габаритов приспособления.

Ударный ток короткого замыкания: что это?

Для чего нужен реактор токоограничивающий на 10 кВ и более? Дело в том, что при номинальном режиме питающая высоковольтная энергия расходуется на преодоление максимального сопротивления активной электросхемы. Она, в свою очередь, состоит из активной и реактивной нагрузки, обладающей емкостными и индуктивными связями. В результате создается рабочий ток, который оптимизируется при помощи полного сопротивления цепи, мощности и показателя напряжения.

При коротком замыкании происходит шунтирование источника посредством случайного подключения максимальной нагрузки в сочетании с минимальным активным сопротивлением, что характерно для металлов. При этом наблюдается отсутствие реактивной составляющей фазы. Короткое замыкание нивелирует равновесие в рабочей схеме, образуя новые типы токов. Переход от одного режима к другому происходит не мгновенно, а в затянутом режиме.

Во время этой кратковременной трансформации изменяются синусоидные и общие величины. После короткого замыкания новые формы тока могут приобретать вынужденную периодическую либо свободную апериодическую сложную форму.

Первый вариант способствует повторению конфигурации питающего напряжения, а вторая модель предполагает преобразование показателя скачками с постепенным убыванием. Формируется она посредством емкостной нагрузки номинального показателя, рассматриваемого как холостой ход для последующего короткого замыкания.

Билет №4 — Бетонный реактор типа рб10

С этим файлом связано 19 файл(ов). Среди них: Билет №20.doc, Билет №19.doc, Билет №18.doc, Билет №17.doc, Билет №16.doc, Билет №15.doc, Билет №14.doc, Билет №13.doc, Билет №12.doc, Билет №11.doc, Билет №10.doc, Билет №9.doc, Билет №8.doc, Билет №7.doc, Билет №6.doc, Билет №5.doc, Билет №3.doc, Билет №2.doc, Билет №1.doc и ещё 9 файл(а).
Показать все связанные файлы

Подборка по базе: Емтихан билеттері.docx, Экзаменационные билеты (сосуды под давлением).doc, Ответы к билетам. АНАТ..docx, Мобильная ударная дробилка типа гусеничного типа.docx, ответы ПТЭ 6-10 билет.docx, ГОСЫ ОТВЕТЫ НА БИЛЕТЫ.docx, № 9 билет.docx, 4 типа чтения.docx, 3 билета.docx, Менеджмент ВУЗа инклюзивного типа.docx

Билет №4

1. Назначение, устройство, принцип действия, техническая характеристика бетонных реакторов типа РБ – 10 (РБА – 10).

Бетонный реактор типа РБ-10

Эти аппараты применяют в электроустановках для ограничения токов короткого замыкания. Они представляют собой многовитковые катушки без сердечника, обладающие большим индуктивным и малым активным сопротивлением. При коротких замыканиях реактор ограничивает ток короткого замыкания в цепи из-за своего значительного индуктивного сопротивления и этим облегчает условия работы электрооборудования и аппаратов подстанции или распределительного устройства. Таким образом, размещаемые за реактором аппараты (трансформаторы тока, разъединители, выключатели) могут иметь характеристики, рассчитанные на меньшие термические и динамические действия токов короткого замыкания.

Установка реактора значительно упрощает конструктивное исполнение электрического оборудования и аппаратов распределительных устройств и, кроме того, снижает их стоимость.

Воздушные реакторы применяют на напряжение 6 и 10 кВ с медными (РБ) и алюминиевыми (РБА) обмотками.

Сухой реактор с воздушным охлаждением РБ устанавливают на опорные фарфоровые изоляторы 5. Он состоит из трех обмоток 1,2,3 и десяти вертикальных радиально расположенных колонок 4, в каждую из которых вставлено по два сквозных стержня с резьбой на концах. К верхним концам стержней крепят фланцы изоляторов вышележащей фазы, а нижние концы ввернуты в головки изоляторов 5. Обмотка с концентрическими витками закреплена в бетонных колонках. Начало и конец обмотки присоединены к контактным зажимам , которые заделаны в колонки.

По исполнению реакторы могут быть сухие (сухая изоляция и воздушное охлаждение) и масляные (масляная изоляция и масляное охлаждение обмоток), по назначению — шинные (включаемые между секциями шин и ограничивающие общий ток короткого замыкания всей электроустановки) и линейные (ограничивающие ток короткого замыкания в защищаемой линии и поддерживающие напряжение на определенном уровне в частях электроустановки, расположенных до реактора).

Основными показателями реакторов являются индуктивное сопротивление, номинальное напряжение на фазу, номинальная проходная мощность, динамическая и термическая устойчивость.

Реактор имеет заводскую маркировку фаз по вертикали: В — верхняя, С — средняя и Н — нижняя. Подведенные к реактору шины присоединяют в соо-ветствии с заводскими обозначениями: А1, В1, С1- входные зажимы и А2, В2, С2 — выходные зажимы. Направления витков обмотки средней фазы и витков обмоток верхней и нижней фаз должны быть противоположными, при этом электродинамическое усилие будет уравновешено.

Учитывая, что реактор создает мощное магнитное поле в помещении, где его устанавливают, предусматривают следующие меры безопасности: расстояние от края реактора до стальных конструкций в камере должно быть не менее половины его диаметра; стальные конструкции и проводники не должны создавать замкнутый контур; опорные изоляторы следует армировать немагнитными материалами, а болты для контактных соединений изготовлять из немагнитной стали или латуни.

Устройство бетонного реактора типа РБ-10 показано на рисунке:

1-обмотка фазы «А»

2-обмотка фазы «В»

3-обмотка фазы «С»

4-бетонные колонки

5-опорные изоляторы

РБА-10-500-10 – реактор бетонный с обмоткой алюминиевого провода на номинальное напряжение 10 кВ и номинальный рабочий ток 500 А, реактивность 10%.

2. Схема пуска и управления асинхронным эл.двигателем с фазным ротором.

Виды и назначение применяемых защит.

Пуск АД с фазным ротором

В силовые цепи входят выключатель S, предохранители F, силовые контакты магнитного пускателя КМ1, через которые питание и подается к обмотке статора, а также воспринимающая часть электротеплового реле КК. К ротору эл.двигателя подключены резисторы R.

До включения выключателя S питание к цепям управления не поступает, поэтому магнитный пускатель КМ1 и реле времени КТ1-КТ3 отключены. После включения выключателя S подводится питание к цепям управления. При этом по замкнутой контактом КМ1:2 магнитного пускателя КМ1 цепи 2 будет проходить ток через катушку реле времени КТ1, которое сработает, замкнув контакт КТ1:1 и разомкнув контакт КТ1:2 соответственно в цепях 3 и 5. После срабатывания реле времени КТ1 окажется замкнутой цепь катушки реле времени КТ2, которое сработает, замкнув контакт КТ2:1 и разомкнув контакт КТ2:2 соответственно в цепях 4 и 6.

После срабатывания реле времени КТ2 окажется замкнутой цепь катушки реле времени КТ3, которое сработает и разомкнет свой контакт КТ3:1 в цепи 7. Таким образом, после включения выключателя цепи управления перейдут в состояние готовности к пуску эл.двигателя М:

-реле времени КТ1, КТ2, КТ3 будут включены

-контакты КТ1:1, КТ2:1 будут замкнуты

-контакты КТ1:2, КТ2:2, КТ3:1 будут разомкнуты

Для пуска двигателя М нажимают кнопку SB2, замыкающую цепь 1 магнитного пускателя КМ1, который включается, замыкая свои силовые контакты, подводящие питание к двигателю, а также блок- контакт КМ1:1 шунтирующий кнопку SB2 и блок-контакт КМ1:3 подготавливающий цепи 5-7. Одновременно размыкается контакт КМ1:2 в цепи 2 и дальнейший процесс увеличения частоты вращения эл.двигателя до номинальной происходит автоматически.

Реле времени КТ1 вследствие размыкания цепи его катушки контактом КМ1:2 магнитного пускателя КМ1 через заданное время возвращается в исходное положение, замкнув контакт КТ1:2 в цепи 5 и разомкнув контакт КТ1:1 в цепи 3. Так как цепь 5 катушки контактор КМ2 оказывается замкнутой, контактор срабатывает, замыкая свои силовые контакты и частично уменьшая сопротивление резисторов в цепи ротора двигателя М, который начнет вращаться с большей частотой.

Размыкание контакта КТ1:1 в цепи 3 катушки реле времени КТ2 приводит к тому, что реле через заданное время возвращается в исходное положение, замкнув контакт КТ2:2 и разомкнув контакт КТ2:1 соответственно в цепях 6 и 4. При этом срабатывает контактор КМ3, который замыкает свои силовые контакты, что приводит к дальнейшему уменьшению сопротивления резисторов в цепи ротора и увеличению частоты вращения двигателя.

Размыкание контакта КТ2:1 в цепи 4 катушки реле времени КТ3 вызывает возврат этого реле в исходное положение через заданное время. При замыкании контакта КТ3:1 срабатывает контактор КМ4, его силовые контакты замыкают обмотку ротора и его частота вращения возрастает до номинальной. Контакт КМ4:1 контактора КМ4 размыкает цепи 5 и 6 контакторов КМ2 и КМ3 и они отключаются.

На этом пуск электродвигателя заканчивается. Включенными оказываются только магнитный пускатель КМ1 и контактор КМ4. Отключается двигатель при срабатывании электротеплового реле КК или нажатии кнопки SB1, вследствие чего размыкается цепь 1 катушки магнитного пускателя КМ1, вспомогательные контакты КМ1:3 которого разрывают цепь катушки контактора КМ4 и он отключается, а вся схема приходит в начальное состояние.

В обмотках электродвигателей могут возникать замыкания на землю одной фазы статора, замыкания между витками и многофазные КЗ, перегрузка. Замыкания на землю и многофазные КЗ могут также возникать на выводах электродвигателей, в кабелях, муфтах и воронках. Короткие замыкания в электродвигателях сопровождаются прохождением больших токов, разрушающих изоляцию и медь обмоток, сталь ротора и статора. Электродвигатели защищаются от КЗ всех видов (в том числе и от однофазных) с помощью плавких предохранителей или быстродействующих электромагнитных расцепителей автоматических выключателей. Защита от витковых замыканий на электродвигателях не устанавливается. Ликвидация повреждений этого вида осуществляется другими защитами электродвигателей, поскольку витковые замыкания в большинстве случаев сопровождаются замыканием на землю или переходят в многофазное КЗ. Защита от перегрузки – тепловое реле, защита минимального напряжения – магнитный пускатель.

3. Правила эксплуатации заземляющих устройств, сроки проведения осмотров и на что необходимо обращать внимание.

Заземляющие устройства

При повреждении изоляции металлические части электроустановок и оборудования, обычно не находящиеся под напряжением, могут оказаться под полным рабочим напряжением. Прикосновение к ним человека связано с опасностью поражения электрическим током.

Одной из мер защиты людей в этих случаях является заземление, т. е. преднамеренное присоединение к земле (через заземляющую проводку и заземлитель).

Последовательное включение в заземляющий проводник заземляемых элементов установки не допускается, так как при изъятии какого-либо элемента установки для ремонта, замены и т. п. произойдет разрыв цепи заземления со всеми вытекающими отсюда последствиями.

При параллельном присоединении (т. е. посредством отдельных ответвлений) в этом случае сохраняется непрерывность цепи заземления (заземляющей магистрали). Заземление присоединенных к ней элементов установки не нарушается 
2.7.2. Заземляющие устройства должны соответствовать требованиям государственных стандартов правил устройства электроустановок, строительных норм и правил и других нормативно-технических документов, обеспечивать условия безопасности людей, эксплутационные режимы работы и защиту электроустановок.

2.7.4. Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к главному заземляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ВЛ – болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений). Контактные соединения должны отвечать требованиям государственных стандартов.

2.7.6. Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления с помощью отдельного проводника. Последовательное соединение заземляющими (зануляющими) проводниками нескольких элементов электроустановки не допускается. Сечение заземляющих и нулевых защитных проводников должно соответствовать правилам устройства электроустановок.

2.7.7. Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии и окрашены в черный цвет

2.7.9. Визуальные осмотры видимой части заземляющего устройства должны производиться по графику, но не реже 1 раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство Потребителя или работником, им уполномоченным.

При осмотре оценивается состояние контактных соединений между защитным проводником и оборудованием, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов.

Результаты осмотров должны заносится в паспорт заземляющего устройства.

2.7.10. Осмотры с выборочным вскрытием грунта в местах, наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений должны производиться в соответствии с графиком планово-профилактических работ (далее – ППР), но не реже одного раза в 12 лет. Величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта (кроме ВЛ в населенной местности – см. п. 2.7.11), определяется решением технического руководителя Потребителя.

2.7.12. В местности с высокой агрессивностью грунта по решению технического руководителя Потребителя может быть установлена более частная периодичность осмотра с выборочным вскрытием грунта. При вскрытии грунта должна производится инструментальная оценка состояния заземлителей и оценка степени коррозии контактных соединений. Элемент заземлителя должен быть заменен, если разрушено более 50% его сечения.
Результаты осмотров должны оформляться актами.

2.7.18. Использование земли в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках до 1000 В не допускается.

4. Проверка отсутствия напряжения в РУ и на ВЛ. Требования к указателям напряжения.

3.3.1. Проверять отсутствие напряжения необходимо указателем напряжения, исправность которого перед применением должна быть установлена с помощью предназначенных для этой цели специальных приборов или приближением к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением.

В электроустановках напряжением выше 1000 В пользоваться указателем напряжения необходимо в диэлектрических перчатках.

В комплектных распределительных устройствах заводского изготовления (в том числе с заполнением элегазом) проверку отсутствия напряжения допускается производить с использованием встроенных стационарных указателей напряжения.

В электроустановках напряжением 35 кВ и выше для проверки отсутствия напряжения можно пользоваться изолирующей штангой, прикасаясь ею несколько раз к токоведущим частям. Признаком отсутствия напряжения является отсутствие искрения и потрескивания. На одноцепных ВЛ напряжением 330 кВ и выше достаточным признаком отсутствия напряжения является отсутствие коронирования.

3.3.2. В РУ проверять отсутствие напряжения разрешается одному работнику из числа оперативного персонала, имеющему группу IV — в электроустановках напряжением выше 1000 В и имеющему группу III — в электроустановках напряжением до 1000 В.

На ВЛ проверку отсутствия напряжения должны выполнять два работника: на ВЛ напряжением выше 1000 В — работники, имеющие группы IV и III, на ВЛ напряжением до 1000 В — работники, имеющие группу III.

3.3.3. Проверять отсутствие напряжения выверкой схемы в натуре разрешается:

в ОРУ, КРУ и КТП наружной установки, а также на ВЛ при тумане, дожде, снегопаде в случае отсутствия специальных указателей напряжения;

в ОРУ напряжением 330 кВ и выше и на двухцепных ВЛ напряжением 330 кВ и выше.

При выверке схемы в натуре отсутствие напряжения на вводах ВЛ и КЛ подтверждается дежурным, в оперативном управлении которого находятся линии.

Выверка ВЛ в натуре заключается в проверке направления и внешних признаков линий, а также обозначений на опорах, которые должны соответствовать диспетчерским наименованиям линий.

3.3.4. На ВЛ напряжением 6-20 кВ при проверке отсутствия напряжения, выполняемой с деревянных или железобетонных опор, а также с телескопических вышек, указателем, работающим на принципе протекания емкостного тока, за исключением импульсного, следует обеспечить требуемую чувствительность указателя. Для этого его рабочую часть необходимо заземлять.

3.3.5. На ВЛ при подвеске проводов на разных уровнях проверять отсутствие напряжения указателем или штангой и устанавливать заземление следует снизу вверх, начиная с нижнего провода. При горизонтальной подвеске проверку нужно начинать с ближайшего провода.

3.3.6. В электроустановках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью при применении двухполюсного указателя проверять отсутствие напряжения нужно как между фазами, так и между каждой фазой и заземленным корпусом оборудования или защитным проводником. Допускается применять предварительно проверенный вольтметр. Не допускается пользоваться контрольными лампами.

3.3.7. Устройства, сигнализирующие об отключенном положении аппарата, блокирующие устройства, постоянно включенные вольтметры и т.п. являются только дополнительными средствами, подтверждающими отсутствие напряжения, и на основании их показаний нельзя делать заключение об отсутствии напряжения

Конструкция и устройство токоограничивающих реакторов.

В свое время наибольшее распространение получили бетонные реакторы. Ниже на рисунке изображен трехфазный комплект реакторов.

Многожильный провод 1 необходимого сечения наматывается по специальному шаблону в виде катушки. После того как катушка намотана, в специальные формы заливается бетон. После застывания бетон образует вертикальные стойки – колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки.

У торцов колонны есть шпильки, с помощью которых крепят изоляторы 3 и 4.

Чтобы получить необходимую прочность электрической изоляции после затвердевания бетона реакторы проходят интенсивную сушку под вакуумом. После чего реактор дважды пропитывается влагостойким изоляционным лаком.

Между отдельными витками в ряду и самими рядами выдерживается значительный зазор (3,5 – 4,5)10^-2 м. Такая конструкция позволяет улучшить охлаждение отдельных витков токоограничивающего реактора и повысить электрическую плотность изоляции.

При больших номинальных токах (400 А и более) применяют несколько параллельных ветвей. Для обеспечения равномерного распределения тока в витках применяют транспозицию витков. Относительно оси реактора все витки должны быть расположены одинаково.

В качестве обмоточного материала используют многожильные медные или алюминиевые кабели большого сечения. Кабель покрывается несколькими слоями кабельной бумаги толщиной 0,12·10^-3 м. Хлопчатобумажная оплетка делается поверх бумаги. Общая толщина изоляции примерно равна 1,5·10^-3 м. При длительном режиме работы максимально допустимая температура должна быть не выше 105⁰ С, а при коротком замыкании не выше 250⁰ С.

Как правило, токоограничивающие реакторы охлаждаются за счет естественной вентиляции. Так как в реакторе рассеивается довольно большая мощность, распределительное устройство должно иметь специальные каналы для охлаждающего воздуха, особенно это актуально при больших токах.

Мощное магнитное поле в токоограничивающем реакторе замыкается вокруг обмотки. В этом поле все ферромагнитные тела создают дополнительные активные потери и могут нагреваться до очень высоких температур. Ферромагнитные детали (балки, арматура железобетонных стен) для уменьшения активных потерь не должны находиться от обмотки на расстоянии меньшем, чем внешний радиус обмотки реактора.

Результирующие потери в токоограничивающем реакторе лежат в пределах от 0,1% до 0,55% пропускной способности реактора. Большие величины относятся к токоограничивающим реакторам с алюминиевой обмоткой.

В трехфазном комплекте, изображенном выше, наибольшему нагреву подвергается верхний реактор, поскольку подходящий снизу воздух уже нагрет стоящими внизу реакторами.

Расстояние между токоограничивающими реакторами определяется высотой опорных изоляторов. При напряжениях 6 – 10 кВ расстояние между изоляторами мало, при больших токах могут возникать электродинамические силы, работающие на сжатие и разрыв, которые могут разрушить изоляторы. Электродинамическая сила, действующая на изолятор, имеет вид, который показан на рисунке ниже:

Изоляторы верхней фазы работают в наиболее тяжелых условиях. Чтоб уменьшить разрывающие усилия, которые действуют на изоляторы, изменяют направления поля среднего реактора на обратное. При этом большое отталкивающее усилия становится притягивающим.

Изменение направления поля средней фазы достигают путем намотки этой фазы в направлении, обратном направлению намотки крайних фаз. Реакторы, которые предназначены для вертикальной установки, имеют маркировку Н (нижняя фаза), С (средняя) и В (верхняя фаза).

Если пренебречь влиянием третьей фазы при расчете сил взаимодействия, то можно найти наибольшие отталкивающую и притягивающую силы (Н), действующие на изоляторы:

Где: w – количество витков реактора, ψ – коэффициент магнитного взаимодействия между катушками (табличное значение).

Силы, действующие на каждый изолятор, будут равны:

Где M – масса реакторов, N – число колонн (изоляторов), g – ускорение свободного падения.

Вес реактора сжимает изоляторы и тем самым уменьшает растягивающую силу, действующую на изоляторы.

При вертикальной установке электродинамические силы в аварийном режиме (большие токи КЗ) получаются настолько большими, что изоляторы не способны обеспечить необходимую электродинамическую стойкость.

В таких случаях прибегают к горизонтальной установке реакторов. Расстояние между осями может быть выбрано достаточно большим.

Хорошо себя зарекомендовали бетонные токоограничивающие реакторы при работе в закрытых распределительных устройствах РУ на напряжения не выше 35 кВ. К недостаткам их можно отнести громоздкость и большую массу. Для уменьшения габаритов и массы токоограничивающих реакторов могут применяться современные изоляционные материалы, например эпоксидные смолы и стеклопластик.

При напряжениях свыше 35 кВ и установке токоограничивающих реакторов на открытой части подстанции применяют их масляное исполнение. Схема его показана на рисунке ниже:

Обмотка 2 наматывается на специальный каркас из изоляционного материала типа  гетинакса. Эту обмотку помещают в стальной бак, залитый трансформаторным маслом. Применение трансформаторного масла позволяет уменьшить расстояние между заземленными частями и обмоткой и за счет конвекции масла улучшить охлаждение обмотки. Все эти манипуляции позволяют уменьшить вес и габариты токоограничивающих реакторов. Выводы присоединяются к зажимам проходных изоляторов 4.

Однако такая компоновка имеет существенный недостаток. Переменный магнитный поток Ф₀ замыкается по контурам металлического бака, что приводит к значительному его нагреву (свыше допустимых температур). Во избежание нагрева бака внутри конструкции устанавливается короткозамкнутая обмотка-экран 3. Короткозамкнутый виток повышает магнитное сопротивление цепи и уменьшает замыкающийся через металлический бак магнитный поток, чем существенно снижает величину нагрева бака.

Так же были разработаны тороидальные токоограничивающие реакторы. Обмотка такого реактора аналогична обмоткам тороидального магнитного усилителя, но без магнитопровода. Магнитный поток замыкается по тору. Внешнее магнитное поле практически отсутствует, что позволяет помещать его в металлический бак с трансформаторным маслом не опасаясь его перегрева. Изготовленные тороидальные токоограничивающие реакторы на напряжение 110 кВ и выше имеют более высокие экономические и технические характеристики по сравнению с реакторами, рассмотренными на рисунке выше.

Электрический реактор — это… Что такое Электрический реактор?

Токоограни́чивающий реа́ктор — электрический аппарат, предназначенный для ограничения ударного тока короткого замыкания.

Применение

При коротком замыкании ток в цепи значительно возрастает по сравнению с током нормального режима. В высоковольтных сетях токи короткого замыкания могут достигать таких величин, что подобрать установки, которые смогли бы выдержать электродинамические силы, возникающие вследствие протекания этих токов, не представляется возможным. Для ограничения ударного тока короткого замыкания применяют токоограничивающие реакторы.

Устройство и принцип действия

Реактор — это катушка с постоянным индуктивным сопротивлением, включенная в цепь последовательно. В нормальном режиме на реакторе наблюдается падение напряжения порядка 3-4 %, что вполне допустимо. В случае короткого замыкания бо́льшая часть напряжения приходится на реактор. Значение максимального ударного тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

где I_H — номинальный ток сети, Xp — реактивное сопротивление реактора. Соответственно, чем выше будет реактивное сопротивление, тем меньше будет значение максимального ударного тока в сети.

Реактивность прямо пропорциональна индуктивному сопротивлению катушки. При больших токах у катушек со стальными сердечниками происходит насыщение сердечника, что резко снижает реактивность, и, как следствие, реактор теряет свои токоограничивающие свойства. По этой причине реакторы выполняют без стальных сердечников, несмотря на то, что при этом, для поддержания такого же значения индуктивности, их приходится делать больших размеров и массы.

Виды реакторов

Бетонные реакторы

Получили распространение на внутренней установке и на напряжения до 35 кВ. Бетонный реактор представляет собой концентрически расположенные витки изолированного многожильного провода, залитого в радиально расположенные бетонные колонки. Бетон выпускается с высокими механическими свойствами. Все металлические детали реактора изготавливаются из немагнитных материалов. В случае больших токов применяют искусственное охлаждение.

Фазные катушки реактора располагают так, что при собранном реакторе поля катушек расположены встречно, что необходимо для преодоления продольных динамических усилий при коротком замыкании.

Масляные реакторы

Применяются в сетях с напряжением выше 35 кВ. Масляный реактор состоит из обмоток медных проводников, изолированных кабельной бумагой, которые укладываются на изоляционные цилиндры и заливаются маслом. Масло служит одновременно и изолирующей и охлаждающей средой. Для снижения нагрева стенок бака от переменного поля катушек реактора применяют электромагнитные экраны или магнитные шунты.

Электромагнитный экран представляет собой расположенные концентрично относительно обмотки реактора короткозамкнутые медные или алюминиевые витки вокруг стенок бака. Экранирование происходит за счет того, что в этих витках возникает встречное электромагнитное поле, которое компенсирует основное поле.

Магнитный шунт — это пакеты листовой стали, расположенные внутри бака около стенок, которые создают искусственный магнитопровод с магнитным сопротивлением, меньшим сопротивлением стенок бака, что заставляет основной магнитный поток реактора замыкаться по нему, а не через стенки бака.

Для предотвращения взрывов, связанных с перегревом масла в баке, согласно ПУЭ, все реакторы на напряжение 500кВ и выше должны быть оборудованы газовой защитой.

Литература

• Родштейн Л. А. «Электрические аппараты: Учебник для техникумов» — 3-е изд., Л.:Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.

Wikimedia Foundation.
2010.

Реакторы токоограничивающие

Реакторы применяют для ограничения токов короткого замыкания и поддержания на сборных шинах установки значительного остаточного напряжения. Реактор, представляющий собой катушку с большим индуктивным и малым активным сопротивлением, устанавливают на отходящих кабельных линиях или в цепи понижающих трансформаторов мощных станций и подстанций. При коротком замыкании за реактором ток короткого замыкания значительно меньше, чем в нереактированной сети, поскольку общее индуктивное сопротивление в первом случае больше (за счет сопротивления реакторов).

Рис. 1.  Бетонный  реактор РБА-6-400-4:
1 — обмотка,       2 — бетонная колонка, 3 — опорный  изолятор

Наибольшее распространение получили бетонные реакторы с воздушным охлаждением, простые по конструкции и надежные в работе. Обмотку / реактора выполняют из гибкого многожильного изолированного провода. Витки обмотки укладывают на специальном каркасе и скрепляют бетонными колонками 2, пропитанными лаком. В трехфазных установках применяют реакторы, состоящие из трех катушек, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Реактор характеризуется номинальными током и напряжением, а также индуктивным сопротивлением в процентах, которое соответствует процентному падению напряжения в реакторе при протекании номинального тока.

Бетонные реакторы изготовляют на номинальные напряжения 6 и 10 кВ и токи до 4000 А при индуктивном сопротивлении от 4 до 12%. На рис. 1 показан бетонный реактор РБА-6-400-4, где буквы и цифры означают: Р — реактор, Б — бетонный, А — с алюминиевой обмоткой, 6 — номинальное напряжение, кВ, 400 — номинальный ток, А, 4 — индуктивное сопротивление, %.

При номинальных токах /н 1500 А обычно применяют вертикальную установку фаз (катушек) реактора, при токах /н > 1500 А — горизонтальную установку. Направление намотки витков средней фазы должно быть противоположным направлению витков верхней и нижней фаз (при вертикальной установке) и крайних фаз (при горизонтальной установке). Это необходимо для того, чтобы при протекании тока короткого замыкания катушки притягивались, а не отталкивались, как было бы при одинаковом направлении намотки витков всех катушек. При такой конструкции легче выполнить их надежное крепление.

В последние годы широко применяют сдвоенные реакторы, аналогичные по конструкции рассмотренным ранее, но отличающиеся от них выводом от середины обмотки, который подсоединяют к источнику питания, а к двум другим выводам присоединяют защищаемое оборудование. При использовании сдвоенных реакторов уменьшается их общее необходимое количество.

бетонный реактор — это … Что такое бетонный реактор?

.

бетонный реактор — это … Что такое бетонный реактор?

.

бетонный реактор — это … Что такое бетонный реактор?

.

бетонный реактор — это … Что такое бетонный реактор?

.