Suport de limitadors de corrent i reactors de supressió d'arc

Els reactors limitadors de corrent estan dissenyats per limitar els corrents de curtcircuit i mantenir un cert nivell de tensió de la barra colectora en cas d'avaria darrere dels reactors.

Els reactors s'utilitzen en subestacions principalment per a xarxes de 6-10 kV, amb menys freqüència per a tensió de 35 kV. El reactor és una bobina sense nucli, la seva resistència inductiva no depèn del corrent que circula. Aquesta inductància s'inclou a cada fase d'una xarxa trifàsica. La resistència inductiva del reactor depèn del nombre de les seves espires, de la mida, de la posició relativa de les fases i de les distàncies entre elles. La resistència inductiva es mesura en ohms.

En condicions normals, quan el corrent de càrrega travessa el reactor, la pèrdua de tensió al reactor no supera l'1,5-2%. Tanmateix, quan flueix el corrent de curtcircuit, la caiguda de tensió a través del reactor augmenta bruscament. En aquest cas, la tensió residual dels busos de la subestació al reactor ha de ser almenys el 70% de la tensió nominal.Això és necessari per mantenir el funcionament estable de la resta d'usuaris connectats als busos de la subestació. La resistència activa del reactor és petita, per tant, la pèrdua de potència activa al reactor és del 0,1 al 0,2% de la potència que passa pel reactor en mode normal.

En el punt de commutació, es fa una distinció entre reactors lineals i seccionals connectats entre seccions de barres. Al seu torn, els reactors lineals poden ser individuals (Fig. 1, a) — per a una línia i grup (Fig. 1, b) — per a diverses línies. El disseny distingeix entre reactors simples i dobles (Fig. 1, c).

Els bobinatges del reactor solen estar fets de filferro aïllat trenat: coure o alumini. Per a corrents nominals de 630 A i superiors, el bobinat del reactor consta de diverses branques paral·leles. En la fabricació del reactor, els bobinatges s'enrotllen en un marc especial i després s'aboquen amb formigó, la qual cosa evita el desplaçament de les espires sota l'acció de forces electrodinàmiques quan flueixen corrents de curtcircuit. La part de formigó del reactor està pintada per evitar la penetració d'humitat. Els reactors instal·lats a l'exterior estan sotmesos a una impregnació especial.

Arròs. 1. Esquemes per a la inclusió de reactors limitadors de corrent: a — reactor individual individual per a una línia; b — reactor d'unitat grupal; amb — reactor doble d'un grup

Per aïllar reactors de diferents fases entre si i d'estructures posades a terra, es munten sobre aïllants de porcellana.

Juntament amb els reactors simples, els reactors dobles han trobat aplicació. A diferència dels reactors simples, els reactors dobles tenen dos bobinatges (dues potes) per fase. Els bobinatges tenen una direcció de gir.Les ramificacions del reactor estan fetes per als mateixos corrents i tenen la mateixa inductància. Una font d'alimentació (normalment un transformador) es connecta al terminal comú i una càrrega es connecta als terminals de la branca.

Entre les branques de la fase del reactor hi ha un acoblament inductiu caracteritzat per la inductància mútua M. En mode normal, quan flueixen corrents aproximadament iguals en ambdues branques, la pèrdua de tensió en un reactor doble per inducció mútua és menor que en un reactor convencional amb la mateixa resistència d'inductància. Aquesta circumstància permet utilitzar eficaçment un reactor doble com a reactor discontinu.

Amb un curtcircuit en una de les branques del reactor, el corrent d'aquesta branca es fa molt superior al corrent de l'altra branca no danyada En aquest cas, la influència de la inducció mútua disminueix i l'efecte de limitar el corrent de curtcircuit és determinat principalment per la resistència inductiva inherent a la branca del reactor.

Durant el funcionament dels reactors es revisen. Durant la inspecció, es presta atenció a l'estat dels contactes als punts de connexió dels autobusos als bobinats del reactor segons els colors enfosquits, les pel·lícules tèrmiques indicadores, l'estat de l'aïllament del bobinat i la presència de deformació de les espires, al grau de pols i a la integritat dels aïllants de suport i del seu reforç, a l'estat del formigó i del revestiment de laca.

La humectació del formigó i la reducció de la seva resistència són especialment perilloses en cas de curtcircuit i sobretensió a la xarxa per possibles solapaments i destrucció dels bobinats del reactor. En condicions normals de funcionament, la resistència d'aïllament dels bobinats del reactor a terra ha de ser com a mínim de 0,1 MΩ.Es comprova la funcionalitat dels sistemes de refrigeració (ventilació) dels reactors. Si es detecta un mal funcionament de la ventilació, s'han de prendre mesures per reduir la càrrega. No es permet la sobrecàrrega dels reactors.

Reactors de supressió d'arc.

Una de les avaries més habituals a la xarxa elèctrica és la connexió a terra de les parts actives d'una instal·lació elèctrica. A les xarxes de 6-35 kV, aquest tipus de danys representa almenys el 75% de tots els danys. Al tancament; a terra d'una de les fases (Fig. 2) d'una xarxa elèctrica trifàsica que funciona amb un neutre aïllat, la tensió de la fase C danyada respecte a terra esdevé zero i les altres dues fases A i B augmenten en 1,73 vegades (fins a la tensió de la xarxa). Això es pot controlar mitjançant els voltímetres de control d'aïllament inclosos al bobinat secundari del transformador de tensió.

Arròs. 2. Falla fase-terra en una xarxa elèctrica trifàsica amb compensació de corrents capacitius: 1 bobinat d'un transformador de potència; 2 — transformador de tensió; 3 — reactor de supressió d'arc; H - relé de tensió

El corrent de la fase C danyada que flueix pel punt de terra és igual a la suma geomètrica dels corrents de les fases A i B:

on: Ic — corrent de falla a terra, A; Uf — tensió de fase de xarxa, V; ω = 2πf-freqüència angular, s-1; C0 és la capacitat de fase relativa a terra, per unitat de longitud de la línia, μF / km; L és la longitud de la xarxa, km.

A partir de la fórmula es pot veure que com més llarg sigui la xarxa, més gran serà el valor del corrent de falla a terra.

Una fallada entre fase i terra en una xarxa amb un neutre aïllat no pertorba el funcionament dels consumidors, ja que es manté la simetria de les tensions de línia.A grans corrents IC, les falles a terra poden anar acompanyades de l'aparició d'un arc d'interrupció a la ubicació de la falla. Aquest fenomen, al seu torn, porta al fet que a la xarxa apareguin sobretensions de fins a (2,2-3,2) Uf.

En presència d'un aïllament debilitat a la xarxa, aquestes sobretensions poden provocar una ruptura de l'aïllament i un curtcircuit fase-fase. A més, l'efecte tèrmic ionitzant d'un arc elèctric derivat d'una falla a terra crea un risc de fallades fase a fase.

Tenint en compte el perill de fallades a terra en una xarxa amb un neutre aïllat, s'utilitza la compensació del corrent capacitiu de falla a terra mitjançant reactors de supressió d'arc.

No obstant això, la investigació i l'experiència operativa demostren que és aconsellable utilitzar reactors de supressió d'arc en xarxes de 6 i 10 kV fins i tot amb corrents de falla a terra capacitives que arribin a 20 i 15 A, respectivament.

El corrent que flueix a través del bobinat del reactor de supressió d'arc sorgeix com a resultat de l'acció de la tensió de polarització neutre. Al seu torn, es produeix en neutre quan una fase està en curtcircuit a terra. El corrent al reactor és inductiu i es dirigeix ​​contra el corrent capacitiu de falla a terra. D'aquesta manera, el corrent es compensa a la localització de la falla a terra, la qual cosa contribueix a la ràpida extinció de l'arc. En aquestes condicions, les xarxes aèries i de cable poden funcionar durant molt de temps amb una fallada de fase a terra.

El canvi d'inductància, depenent del disseny del reactor de supressió d'arc, es fa canviant les branques del bobinat, canviant el buit del sistema magnètic, movent el nucli amb corrent continu.

Els reactors del tipus ZROM es produeixen per a una tensió de 6-35 kV.El bobinatge d'aquest reactor té cinc branques. En alguns sistemes elèctrics, es produeixen reactors de supressió d'arc, la inductància dels quals es canvia canviant la bretxa del sistema magnètic (per exemple, reactors del tipus KDRM, RZDPOM per a tensió 6-10 kV, amb una capacitat de 400 -1300). kVA)

Arròs. 3. Esquema de bobinats d'un reactor de supressió d'arc del tipus RZDPOM (KDRM): A — X — bobinat principal; a1 — x1 — bobina de control 220 V; a2 — x2 — bobina de senyal 100 V, 1A.

Els reactors de supressió d'arc d'un tipus similar, fabricats a la RDA, Txecoslovàquia i altres països, funcionen en xarxes elèctriques. Estructuralment, els reactors de supressió d'arc dels tipus KDRM, RZDPOM consisteixen en un circuit magnètic de tres etapes i tres bobinatges: font d'alimentació, control i senyal. El diagrama de bobinatge es mostra a la fig. 3. Tots els bobinatges es troben a la part central del circuit magnètic de tres etapes.

Arròs. 4. Esquemes per a la inclusió de reactors de supressió d'arc

El circuit magnètic amb bobines es col·loca en un dipòsit d'oli del transformador. La vareta del mig està formada per una part fixa i dues parts mòbils, entre les quals es formen dos espais d'aire ajustables.

A la bobina de potència, el terminal A està connectat al terminal neutre del transformador de potència, el terminal X està connectat a terra a través del transformador de corrent. La bobina de control a1 — x1 està dissenyada per connectar un regulador d'un reactor de supressió d'arc (RNDC).

La bobina de senyal a2-x2 s'utilitza per connectar-hi dispositius de control i mesura. L'ajust del reactor de supressió d'arc es realitza automàticament mitjançant un accionament elèctric. La limitació del moviment de les parts mòbils del circuit magnètic es fa mitjançant interruptors de límit.A la fig.

A la fig. La figura 4a mostra un circuit universal que permet connectar reactors de supressió d'arc a qualsevol dels transformadors. A la fig. 4b, els reactors de supressió d'arc s'inclouen cadascun en la seva pròpia secció. La potència del reactor de supressió d'arc es selecciona en funció de la compensació del corrent capacitiu de terra de la xarxa subministrat per la secció de barra corresponent.

S'instal·la un seccionador al reactor de supressió d'arc per apagar-lo durant la recuperació manual. És inacceptable utilitzar un interruptor en lloc d'un seccionador, ja que l'aturada errònia del reactor de supressió d'arc per un interruptor durant la connexió a terra a la xarxa comportarà un augment del corrent al punt de connexió a terra, sobretensió a la xarxa, danys a la xarxa. aïllament del bobinat del reactor, curtcircuit de fase.

Per regla general, els supressors d'arc es connecten als neutres dels transformadors que tenen un esquema de connexió estrella-triangle, encara que hi ha altres esquemes de connexió (a la part neutra dels generadors o compensadors síncrons).

La potència dels transformadors que no tenen càrrega al bobinatge secundari i s'utilitzen per connectar reactors d'arc al seu neutre es tria igual a la potència del reactor de supressió d'arc. Si el transformador per al reactor de supressió d'arc també s'utilitza per connectar-hi la càrrega, la seva potència s'ha de seleccionar 2 vegades la potència del reactor de supressió d'arc.

Configuració del reactor de supressió d'arc.Idealment, es pot triar de manera que el corrent de falla a terra es compensi totalment, és a dir.

on Ic i Ip són els valors reals dels corrents capacitius de connexió a terra de la xarxa i el corrent del reactor de supressió d'arc.

Aquesta configuració del reactor de supressió d'arc s'anomena ressonant (la ressonància dels corrents es produeix al circuit).

Es permet regular el reactor amb sobrecompensació quan

En aquest cas, el corrent de falla a terra no ha de superar els 5 A i el grau de desajustament

no supera el 5%.Es permet configurar reactors de supressió d'arc subcompensats en xarxes de cable i aèries, si els desequilibris d'emergència en les capacitats de fase de la xarxa no donen lloc a l'aparició d'una tensió de polarització neutre superior a 0,7 Uph.

En una xarxa real (sobretot en xarxes aèries) sempre hi ha una asimetria de la capacitat de fase respecte a terra, en funció de la ubicació dels conductors sobre els suports i de la distribució dels condensadors d'acoblament de les fases. Aquesta asimetria fa que aparegui una tensió simètrica al neutre. La tensió de desequilibri no ha de superar el 0,75% Uph.

La inclusió d'un reactor de supressió d'arc al neutre canvia significativament els potencials del neutre i les fases de la xarxa. Apareix una tensió de polarització neutre U0 al neutre a causa de la presència d'asimetria a la xarxa. En absència de connexió a terra a la xarxa, la tensió de desviació del neutre no es permet superior a 0,15 Uph durant molt de temps i 0,30 Uph durant 1 hora.

Amb la sintonització ressonant del reactor, la tensió de polarització del neutre pot arribar a valors comparables a la tensió de fase Uf.Això distorsionarà les tensions de fase i fins i tot generarà un senyal de terra fals. En aquests casos, l'activació artificial del reactor de supressió d'arc permet reduir la tensió de polarització del neutre.

L'afinació ressonant del reactor de supressió d'arc encara és òptima. I si amb aquesta configuració la tensió de desviació del neutre és superior a 0,15 Uph i la tensió de desequilibri és superior a 0,75 Uph, s'han de prendre mesures addicionals per igualar la capacitat de les fases de la xarxa mitjançant la transposició dels cables i la redistribució dels condensadors d'acoblament a la xarxa. fases.

Durant el funcionament, es revisen els reactors de supressió d'arc: a les subestacions amb personal de manteniment permanent un cop al dia, a les subestacions sense personal de manteniment, almenys una vegada al mes i després de cada falla a terra de la xarxa. En examinar, presteu atenció a l'estat dels aïllants, la seva neteja, l'absència d'esquerdes, estelles, l'estat dels segells i l'absència de fuites d'oli, així com el nivell d'oli al dipòsit d'expansió; sobre l'estat del bus supressor d'arc, connectant-lo al punt neutre del transformador i al bucle de terra.

En absència d'un ajust automàtic del reactor per suprimir l'arc de ressonància, la seva reestructuració es realitza per ordre del despatxador, que, depenent de la configuració de la xarxa canviant (segons una taula prèviament compilada), encarrega a la subestació el deure de canviar. la branca del reactor.L'oficial de servei, s'ha assegurat que no hi ha connexió a terra a la xarxa, apaga el reactor, hi instal·la la branca necessària i l'encén amb un seccionador.