Токоограничивающие реакторы

ООО «КПМ» производит токограничивающие реакторы уже длительное время. Произведены тысячи фаз реакторов, накоплен большой опыт производства и эксплуатации.

Назначение

Современные электрические сети характеризуются сложной топологией, с большим количеством узлов генерации и потребления. Потребности промышленности, транспорта и общества в целом в электроэнергии растут. Растёт установленная мощность электростанций, вводятся новые энергоблоки и станции.

Требования надёжности электроснабжения, возможность значительных перетоков (транзита) мощности приводят к тому, что существует необходимость в создании множественных параллельных электрических связей в сети. Растёт связность сети, уменьшается доля радиальных сетей, уменьшается количество точек деления сети. Современная электрическая сеть по своей топологии является преимущественно сложнозамкнутой.

Всё это приводит к росту токов короткого замыкания (КЗ) в сетях всех классов напряжения, а также росту перетоков в электрических сетях.

Рост токов короткого замыкания является серьёзной проблемой. Большие токи КЗ требуют дорогостоящего коммутационного оборудования с высокой отключающей способностью. Значительные токи КЗ в случае аварии приводят к тяжёлым последствиям — существенным повреждениям оборудования, высокому риску пожара после КЗ, риску каскадного развития аварии.

Наиболее простым и дешёвым средством ограничения токов КЗ является использование сухих токограничивающих реакторов. Данное решение (в виде бетонных реакторов) давно положительно зарекомендовало себя в сетях 6 кВ и 10 кВ. ООО «КПМ» на основе современных технологий производит современные сухие реакторы на все классы напряжения от 6 кВ до 330 кВ.

Активное сопротивление токоограничивающего реактора минимально, а индуктивное может составлять до нескольких десятков Ом. В нормальном режиме работы сети потери в реакторе невелики. Но при коротком замыкании, эквивалентное сопротивление электрической системы с учётом реактора оказывается существенно больше, чем без него. Что в соответствии с законом Ома приводит к уменьшению тока КЗ до безопасных величин.

Другое применение токоограничивающих реакторов — выравнивание перетоков в электрически параллельных связях электрической сети сложной топологии. Наиболее типичный случай — наличие связей (линий электропередачи - ЛЭП) разного класса напряжения, соединяющих два узла сети с перетоком мощности между ними. Токи распределяются между параллельными связями пропорционально их полному электрическому сопротивлению, а не пропорционально их пропускной способности.

Нередко возникает ситуация, когда ЛЭП с меньшим полным сопротивлением оказывается перегружена, а с большим — недогружена. Включение реактора в перегруженную ЛЭП в такой ситуации увеличивает её полное сопротивление, что позволяет перераспределить потоки пропорционально пропускной способности ЛЭП. Что в свою очередь повышает суммарную пропускную способность сети и предупреждает перегрузку ЛЭП в различных режимах.

Конструкция

Отличительной особенностью реакторов КПМ является использование одножильного алюминиевого провода с комбинированной изоляцией, состоящей из полиимидно-фторопластовой (ПМФ) пленки и двух слоев стеклоткани, пропитанных теплостойким, кремнийорганическим лаком. Это позволяет не только обеспечить требуемую электрическую прочность, но и создать монолитное механическое соединение проводников в обмотке реактора. За счет чего обмотка становится самонесущей — она не нуждается в каркасе или других элементах для обеспечения её механической прочности.

Комбинированная изоляция реакторов ООО «КПМ» устойчива к колебаниям температуры, химическим и радиационному воздействиям. Она гидрофобна (не впитывает и не пропускает воду) и трудногоюрюча (воспламенение изоляции под действием электрической дуги практически исключено).

Важнейшими особенностями конструкции реактора ООО «КПМ» являются:

  • Реактор представляет собой монолитную конструкцию, основу которой и главный несущий элемент представляет собой сама обмотка реактора. Обмотка не нуждается в опорном каркасе или других элементах для дополнительной прочности.
  • Все металлические части реактора находятся под тем же напряжением, что и его обмотка. Отсутствие существенных разностей потенциалов внутри конструкции реактора минимизирует вероятность внутренних повреждений реактора. Таких как пробой между слоями, пробой между крестовиной и обмоткой и др.
  • Вспомогательные элементы реактора (рейки, бандажи) выполнены из полностью немагнитных материалов, не обладающих электрической проводимостью. Что полностью исключает их взаимодействие с магнитным полем реактора. Поскольку элементы являются вспомогательными, их прочность многократно превышает нагрузки на них, возникающие в процессе эксплуатации.
  • В конструкции реактора полностью отсутствуют разборные механические соединения (такие как винт-гайка и др.). Что обеспечивает высочайшую прочность, долговечность и надёжность конструкции в целом; исключает необходимость технического обслуживания механических соединений в процессе эксплуатации.
  • Все электрические соединения выполняются методом пайки (сварки) что исключает их нагрев, старение контактных соединений, минимизирует потери.
  • Реактор не содержит в своей конструкции жидкостей и легковоспламеняющихся материалов, не может быть источником пожара, взрывобезопасен. Конструкция реактора рассчитана на длительный срок службы без обслуживания.
  • Наличие сквозных вертикальных и горизонтальных каналов между обмотками обеспечивает надёжное естественное охлаждение реактора.