Реакторы, коммутируемые выключателями

Обычно реактор подключается с помощью выключателя или отделителя непосредственно на шины электропередачи или к третичной обмотке трансформатора. Высоковольтный реактор, как и трансформатор, может быть одно - или трехфазным. Сердечник реактора выполняется либо с зазором, либо броневого типа. Статическая характеристика реактора линейна, т.е. реактор обладает постоянным реактивным сопротивлением X_L = w L, где L — индуктивность реактора. Низковольтные реакторы обычно не имеют стального сердечника. Выключатели, предназначенные для коммутации реакторов, могут быть оборудованы внешними резисторами, а сами реакторы - разрядниками для ограничения перенапряжений, вызванных отключением электропередачи.

Рис.7.11. Статическая характеристика шунтирующего реактора:

1 – без сердечника; 2 – со стальным сердечником

Статическая характеристика реактора со стальным сердечником линейна в рабочем диапазоне, а за его пределами она может быть и нелинейной (см. рисунок 7.11). Быстродействие реактора, т.е. время выхода на установившийся режим после его включения, составляет около 100 мс. Такой реактор, функционируя в рабочем диапазоне, не является источником высших гармоник тока, однако высшие гармоники могут возникать в токе реактора в том случае, если повышение напряжения на нем выведет его характеристику на нелинейную часть или в так называемый режим насыщения (участок 2 на рис. 7.11). Потери в реакторе достаточно невелики и обычно составляют 0,2—0,4 % его номинальной мощности. Такие реакторы нечувствительны к перенапряжениям и сверхтокам, т.е. не выходят из строя в этих случаях. Реакторы обладают положительным регулирующим эффектом, т.е. увеличивают потребление реактивной мощности при увеличении напряжения, чем и способствуют его ограничению. Поэтому реакторы применяют для регулирования напряжения в протяжённых электропередачах напряжением 220 кВ и выше, а также для компенсации зарядной мощности в тех же электропередачах. Установленная мощность реактора может составлять от 10 МВар в распределительных сетях до 150 МВар в сетях 750 кВ. Реакторы устанавливаются на концевых и промежуточных подстанциях. Их включение и отключение обычно осуществляется эксплуатационным персоналом по распоряжению диспетчера системы.

Насыщающиеся реакторы

Насыщающимся называют реактор, рабочий диапазон регулирования которого находится именно в насыщенной части его статической характеристики. Благодаря этому такой реактор можно рассматривать как параметрическое устройство для регулирования реактивной мощности. Сопротивление реактора в нелинейной части характеристики изменяется в зависимости от приложенного к нему напряжения. С увеличением напряжения ток в реакторе интенсивно возрастает, увеличивая потребляемую реактивную мощность и, тем самым, способствуя стабилизации напряжения в точке его подключения. В связи с тем, что рабочий диапазон реактора находится в нелинейной части характеристики, его следует рассматривать как источник высших гармоник тока. Для их компенсации применяют сложные 6- и 9-стержневые сердечники и специальные схемы соединения обмоток. Применение таких реакторов ввиду сложности их конструкции весьма ограничено. На рисунке 7.12 приведена принципиальная схема ИРМ на базе такого реактора. Здесь параллельно включённая КБ позволяет обеспечить параметрическое регулирование, как в режиме потребления, так и генерирования реактивной мощности. Соответствующие статические характеристики приведены на том же рисунке. При этом мощность КБ, которая, как правило, выполняет и функции фильтрокомпенсирующего устройства, выбирается таким образом, чтобы при номинальном напряжении суммарная мощность ИРМ была равна нулю. Тогда при увеличении напряжения выше U _ном ИРМ потребляет, а при снижении ниже U _ном — генерирует реактивную мощность.

Рис.7.12. Параметрический ИРМ с насыщающимся реактором:

а – принципиальная схема; б – статистическая характеристика; Р – реактор; КБ – конденсаторная батарея