Ondersteuning van stroombegrenzers en vlamboogonderdrukkingsreactoren

Stroombeperkende reactoren zijn ontworpen om kortsluitstromen te beperken en een bepaald niveau van railspanning te behouden in het geval van een storing achter de reactoren.

Reactoren worden voornamelijk gebruikt in onderstations voor netwerken 6-10 kV, minder vaak voor spanning 35 kV. De reactor is een spoel zonder kern, de inductieve weerstand is niet afhankelijk van de stroom die vloeit. Een dergelijke inductiviteit is opgenomen in elke fase van een driefasig netwerk. De inductieve weerstand van de reactor hangt af van het aantal windingen, de grootte, de relatieve positie van de fasen en de onderlinge afstanden. Inductieve weerstand wordt gemeten in ohm.

Onder normale omstandigheden, wanneer de belastingsstroom door de reactor gaat, is het spanningsverlies in de reactor niet groter dan 1,5-2%. Wanneer de kortsluitstroom echter vloeit, neemt de spanningsval over de reactor sterk toe. In dit geval moet de restspanning van de onderstationbussen naar de reactor minimaal 70% van de nominale spanning zijn.Dit is nodig om de stabiele werking van de andere gebruikers die zijn aangesloten op de onderstationbussen te behouden. De actieve weerstand van de reactor is klein, daarom is het actieve vermogensverlies in de reactor 0,1–0,2% van het vermogen dat in normale modus door de reactor gaat.

Op het schakelpunt wordt onderscheid gemaakt tussen lineaire en deelreactoren die tussen railsecties zijn geschakeld. Lineaire reactoren kunnen op hun beurt individueel zijn (Fig. 1, a) - voor één lijn en groep (Fig. 1, b) - voor meerdere lijnen. Het ontwerp maakt onderscheid tussen enkele en dubbele reactoren (Fig. 1, c).

Reactorwikkelingen zijn meestal gemaakt van geslagen geïsoleerde draad - koper of aluminium. Voor nominale stromen van 630 A en hoger bestaat de reactorwikkeling uit meerdere parallelle takken. Bij de vervaardiging van de reactor worden de wikkelingen op een speciaal frame gewikkeld en vervolgens met beton gegoten, wat de verplaatsing van de windingen onder invloed van elektrodynamische krachten bij kortsluitstromen voorkomt. Het betonnen deel van de reactor is geverfd om het binnendringen van vocht te voorkomen. Buiten opgestelde reactoren worden onderworpen aan een speciale impregnering.

Rijst. 1. Schema's voor opname van stroombeperkende reactoren: a — individuele enkele reactor voor één lijn; b — groepseenheidreactor; met - dubbele reactor van een groep

Om reactoren van verschillende fasen van elkaar en van geaarde structuren te isoleren, worden ze op porseleinen isolatoren gemonteerd.

Naast enkele reactoren hebben dubbele reactoren toepassing gevonden. In tegenstelling tot enkele reactoren hebben dubbele reactoren twee wikkelingen (twee benen) per fase. De wikkelingen hebben één draairichting.De reactortakken zijn gemaakt voor dezelfde stromen en hebben dezelfde inductantie. Een stroombron (meestal een transformator) is aangesloten op de gemeenschappelijke klem en een belasting is aangesloten op de aftakklemmen.

Tussen de takken van de reactorfase bevindt zich een inductieve koppeling gekenmerkt door wederzijdse inductie M. In de normale modus, wanneer ongeveer gelijke stromen in beide takken lopen, is het spanningsverlies in een dubbele reactor als gevolg van wederzijdse inductie kleiner dan in een conventionele reactor met dezelfde inductieweerstand. Deze omstandigheid maakt het mogelijk om een ​​dubbele reactor effectief als batchreactor te gebruiken.

Bij een kortsluiting in een van de takken van de reactor wordt de stroom in deze tak veel hoger dan de stroom in de andere onbeschadigde tak.In dit geval neemt de invloed van wederzijdse inductie af en is het effect van begrenzing van de kortsluitstroom voornamelijk bepaald door de inherente inductieve weerstand op de reactortak.

Tijdens de werking van de reactoren worden ze gecontroleerd. Tijdens de inspectie wordt aandacht besteed aan de staat van de contacten op de verbindingspunten van de bussen naar de reactorwikkelingen volgens de donkere kleuren, de indicator thermische films, de staat van de wikkelisolatie en de aanwezigheid van vervorming van de windingen, tot de mate van stoffigheid en de integriteit van de ondersteunende isolatoren en hun wapening, tot de staat van beton en laklaag.

De bevochtiging van het beton en de vermindering van de weerstand ervan zijn bijzonder gevaarlijk in geval van kortsluiting en overspanning in het netwerk vanwege mogelijke overlapping en vernietiging van de reactorwikkelingen. Onder normale bedrijfsomstandigheden moet de isolatieweerstand van de reactorwikkelingen naar aarde ten minste 0,1 MΩ zijn.De functionaliteit van de koel(ventilatie)systemen van de reactoren wordt gecontroleerd. Als een ventilatiestoring wordt geconstateerd, moeten maatregelen worden genomen om de belasting te verminderen. Overbelasting van reactoren is niet toegestaan.

Boogonderdrukkingsreactoren.

Een van de meest voorkomende storingen in het elektriciteitsnet is het aarden van spanningvoerende delen van een elektrische installatie. In 6-35 kV-netten is dit type schade goed voor minimaal 75% van alle schade. Bij sluiting; naar de aarde van een van de fasen (Fig. 2) van een driefasig elektrisch netwerk dat werkt met een geïsoleerde nulleider, wordt de spanning van de beschadigde fase C ten opzichte van de aarde nul en de andere twee fasen A en B nemen toe met 1,73 keer (tot netspanning). Dit kan worden gecontroleerd door de voltmeters voor isolatiebewaking die zijn opgenomen in de secundaire wikkeling van de spanningstransformator.

Rijst. 2. Fase-aardfout in een driefasig elektrisch netwerk met compensatie van capacitieve stromen: 1-wikkeling van een vermogenstransformator; 2 — spanningstransformator; 3 - boogonderdrukkingsreactor; H - spanningsrelais

De stroom van de beschadigde fase C die door het aardingspunt stroomt, is gelijk aan de geometrische som van de stromen van fasen A en B:

waarin: Ic — aardfoutstroom, A; Uf - netwerkfasespanning, V; ω = 2πf-hoekfrequentie, s-1; C0 is de fasecapaciteit ten opzichte van de grond, per lengte-eenheid van de lijn, μF / km; L is de lengte van het netwerk, km.

Uit de formule blijkt dat hoe groter de lengte van het netwerk, hoe groter de waarde van de aardfoutstroom.

Een fout tussen fase en aarde in een netwerk met een geïsoleerde nulleider verstoort de werking van consumenten niet, aangezien de symmetrie van de lijnspanningen behouden blijft.Bij grote IC-stromen kunnen aardfouten gepaard gaan met het verschijnen van een onderbrekende boog op de foutlocatie. Dit fenomeen leidt er op zijn beurt toe dat er overspanningen tot (2,2-3,2) Uf in het netwerk verschijnen.

In aanwezigheid van verzwakte isolatie in het netwerk kunnen dergelijke overspanningen isolatiedoorslag en fase-fase kortsluiting veroorzaken. Bovendien creëert het thermisch-ioniserende effect van een elektrische vlamboog als gevolg van een aardfout het risico van fase-naar-fase fouten.

Rekening houdend met het gevaar van aardfouten in een netwerk met een geïsoleerde nulleider, wordt compensatie van de capacitieve aardfoutstroom met behulp van boogonderdrukkingsreactoren gebruikt.

Onderzoek en operationele ervaring tonen echter aan dat het raadzaam is om vlamboogonderdrukkingsreactoren te gebruiken in netwerken van 6 en 10 kV, zelfs bij capacitieve aardfoutstromen van respectievelijk 20 en 15 A.

De stroom die door de wikkeling van de boogonderdrukkingsreactor vloeit, ontstaat als gevolg van de werking van de neutrale voorspanning. Het treedt op zijn beurt op in neutraal wanneer een fase wordt kortgesloten naar aarde. De stroom in de reactor is inductief en gericht tegen de capacitieve aardfoutstroom. Op deze manier wordt de stroom ter plaatse van de aardfout gecompenseerd, wat bijdraagt ​​aan het snel uitdoven van de boog. Onder dergelijke omstandigheden kunnen antenne- en kabelnetwerken lange tijd werken met een fase-naar-aarde-fout.

De verandering in inductantie, afhankelijk van het ontwerp van de boogonderdrukkingsreactor, wordt gedaan door de kronkelende takken te verwisselen, de opening in het magnetische systeem te veranderen en de kern met gelijkstroom te verplaatsen.

Reactoren van het ZROM-type worden geproduceerd voor een spanning van 6-35 kV.De wikkeling van zo'n reactor heeft vijf takken. In sommige voedingssystemen worden boogonderdrukkingsreactoren geproduceerd, waarvan de inductantie wordt veranderd door de opening in het magnetische systeem te veranderen (bijvoorbeeld reactoren van het type KDRM, RZDPOM voor spanning 6-10 kV, met een capaciteit van 400 -1300 kVA)

Rijst. 3. Schema van wikkelingen van een boogonderdrukkingsreactor van het RZDPOM-type (KDRM): A - X - hoofdwikkeling; a1 — x1 — stuurspoel 220 V; a2 — x2 — signaalspoel 100 V, 1A.

Boogonderdrukkingsreactoren van een vergelijkbaar type, vervaardigd in de DDR, Tsjechoslowakije en andere landen, werken in elektrische netwerken. Structureel bestaan ​​boogonderdrukkingsreactoren van de typen KDRM, RZDPOM uit een drietraps magnetisch circuit en drie wikkelingen: voeding, besturing en signaal. Het wikkelschema wordt getoond in Fig. 3. Alle wikkelingen bevinden zich op de middelste poot van het drietraps magnetische circuit.

Rijst. 4. Schema's voor opname van vlamboogonderdrukkingsreactoren

Het magnetische circuit met spoelen wordt in een tank met transformatorolie geplaatst. De middelste stang bestaat uit één vast en twee bewegende delen, waartussen twee instelbare luchtspleten zijn gevormd.

In de vermogensspoel is klem A verbonden met de neutrale klem van de vermogenstransformator, klem X is geaard via de stroomtransformator. De stuurspoel a1 — x1 is ontworpen om een ​​boogonderdrukkingsreactor (RNDC)-regelaar aan te sluiten.

De signaalspoel a2-x2 wordt gebruikt om regel- en meetapparatuur op aan te sluiten. Aanpassing van de boogonderdrukkingsreactor gebeurt automatisch met behulp van een elektrische aandrijving. Het beperken van de beweging van de bewegende delen van het magnetische circuit wordt gedaan door eindschakelaars.Schakelschema's voor boogonderdrukkingsreactoren worden getoond in Fig.

In afb. 4a toont een universeel circuit waarmee u boogonderdrukkingsreactoren kunt aansluiten op een van de transformatoren. In afb. 4b zijn de vlamboogonderdrukkingsreactoren elk opgenomen in hun eigen sectie. Het vermogen van de boogonderdrukkingsreactor wordt geselecteerd op basis van de compensatie van de capacitieve netwerkaardstroom geleverd door de relevante railsectie.

Er is een scheider geïnstalleerd op de boogonderdrukkingsreactor om deze uit te schakelen tijdens handmatig herstel. Het is onaanvaardbaar om een ​​schakelaar te gebruiken in plaats van een scheider, aangezien de foutieve uitschakeling van de boogonderdrukkingsreactor door een schakelaar tijdens aarding in het netwerk zal leiden tot een toename van de stroom op het aardingspunt, overspanning in het netwerk, schade aan de isolatie van de reactorwikkeling, fasekortsluiting.

In de regel zijn boogonderdrukkers verbonden met de neutralen van transformatoren met een ster-driehoekverbindingsschema, hoewel er andere verbindingsschema's zijn (in het neutrale deel van generatoren of synchrone compensatoren).

Het vermogen van transformatoren die geen belasting hebben in de secundaire wikkeling en die worden gebruikt om boogreactoren met hun nulleider te verbinden, wordt gelijk gekozen aan het vermogen van de boogonderdrukkingsreactor. Als de transformator voor de boogonderdrukkingsreactor ook wordt gebruikt om de belasting erop aan te sluiten, moet het vermogen ervan 2 keer het vermogen van de boogonderdrukkingsreactor worden gekozen.

Opstelling vlamboogonderdrukkingsreactor.Idealiter kan deze zo worden gekozen dat de aardfoutstroom volledig wordt gecompenseerd, d.w.z.

waarbij Ic en Ip de werkelijke waarden zijn van de capacitieve aardingsstromen van het netwerk en de boogonderdrukkingsreactorstroom.

Deze instelling van de boogonderdrukkingsreactor wordt resonant genoemd (resonantie van stromen treedt op in het circuit).

Het regelen van de reactor met overcompensatie is toegestaan ​​wanneer

In dit geval mag de aardfoutstroom niet hoger zijn dan 5 A en de mate van ontstemming

Het is toegestaan ​​om ondergecompenseerde boogonderdrukkingsreactoren in kabel- en bovengrondse netwerken te configureren, als noodonevenwichtigheden in de netwerkfasecapaciteiten niet leiden tot het verschijnen van een neutrale voorspanning hoger dan 0,7 Uph.

In een echt netwerk (vooral in antennenetwerken) is er altijd een asymmetrie van de fasecapaciteit ten opzichte van de grond, afhankelijk van de locatie van de geleiders op de steunen en de verdeling van de koppelcondensatoren van de fasen. Deze asymmetrie zorgt ervoor dat er een symmetrische spanning op de nulleider verschijnt. De onbalansspanning mag niet hoger zijn dan 0,75% Uph.

De opname van een boogonderdrukkingsreactor in de nulleider verandert de mogelijkheden van de nulleider en de netwerkfasen aanzienlijk. Een neutrale voorspanning U0 verschijnt op de nulleider vanwege de aanwezigheid van asymmetrie in het netwerk. Als er geen aarding in het netwerk is, mag de neutrale afwijkingsspanning niet hoger zijn dan 0,15 Uph gedurende een lange tijd en 0,30 Uph gedurende 1 uur.

Met de resonantieafstemming van de reactor kan de voorspanning van de nulleider waarden bereiken die vergelijkbaar zijn met de fasespanning Uf.Dit zal de fasespanningen vervormen en zelfs een vals grondsignaal genereren. In dergelijke gevallen maakt het kunstmatig trippen van de boogonderdrukkingsreactor het mogelijk om de neutrale voorspanning te verminderen.

De resonantieafstemming van de boogonderdrukkingsreactor is nog steeds optimaal. En als met een dergelijke instelling de neutrale afwijkingsspanning groter is dan 0,15 Uph en de onbalansspanning groter is dan 0,75 Uph, moeten aanvullende maatregelen worden genomen om de capaciteit van de netwerkfasen gelijk te maken door de draden om te zetten en de koppelcondensatoren opnieuw over het netwerk te verdelen fasen.

Tijdens bedrijf worden vlamboogonderdrukkingsreactoren gecontroleerd: in onderstations met permanent onderhoudspersoneel één keer per dag, in onderstations zonder onderhoudspersoneel - minstens één keer per maand en na elke aardfout in het netwerk. Let bij het onderzoeken op de staat van de isolatoren, hun reinheid, de afwezigheid van scheuren, schilfers, de staat van de afdichtingen en de afwezigheid van olielekken, evenals het oliepeil in het expansievat; op de status van de boogonderdrukkingsbus, die deze verbindt met het neutrale punt van de transformator en met de aardingslus.

Bij afwezigheid van automatische aanpassing van de reactor om de boog naar resonantie te onderdrukken, wordt de herstructurering uitgevoerd in opdracht van de coördinator, die, afhankelijk van de veranderende netwerkconfiguratie (volgens een eerder samengestelde tabel), het onderstation opdracht geeft om te schakelen de aftakking bij de reactor.De dienstdoende officier, die ervoor heeft gezorgd dat er geen aarding in het netwerk is, schakelt de reactor uit, installeert de nodige aftakking erop en zet hem aan met een scheider.