Ano ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga serye ng reaktor at mga shunt na reaktor?

Ano ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga serye ng reaktor at mga shunt na reaktor?

Ang isang reactor sa isang power system ay pangunahing isang inductor—isang coil ng conductor na nakabalot sa paligid ng isang magnetic core o air core—na tumututol sa mga pagbabago sa kasalukuyang daloy. Ngunit ang lokasyon ng reactor sa circuit ang nagtatakda ng lahat tungkol sa kanyang gamit, sukat, at mga kinakailangan sa proteksyon. Ang series reactors at shunt reactors ay may parehong pangunahing electromagnetic na prinsipyo ngunit ginagampanan ang magkasalungat na layunin sa pagkakapantay-pantay ng grid.

Connection Topology: Ang Pangunahing Pagkakaiba

Isang serye ng reaktor ang nakakonekta nang pahilis sa protektadong kagamitan—karaniwang isang circuit breaker, isang bahagi ng bus, isang capacitor bank, o isang transmission line. Ang kasalukuyang load ay dumadaloy sa reaktor nang tuloy-tuloy. Ang impedance ng reaktor ay naglilimita sa bilis ng pagtaas ng kasalukuyan sa panahon ng kawalan ng katiyakan, na binabawasan ang pinakamataas na fault current na dapat putulin ng circuit breaker sa ibaba nito. Ito ay nagpapahintulot sa paggamit ng mga circuit breaker na may mas mababang interrupting ratings, na nagpapababa sa kapital na gastos ng substation. Ang isang serye ng reaktor na may rating na 6% impedance sa isang 10 MVA, 11 kV feeder ay naglilimita sa potensyal na fault current mula sa teoretikal na 40 kA hanggang sa humigit-kumulang 25 kA.

Ang shunt reactor ay nakakonekta nang pahalang—mula sa linya o bus patungo sa lupa, o sa pagitan ng mga phase. Walang kuryente na nagpapatakbo kapag walang kargang konektado sa ilalim ng normal na kondisyon. Sa halip, ang shunt reactor ay kumukuha ng reactive power mula sa sistema upang kompensahin ang capacitive reactive power na nililikha ng mahabang transmission lines at underground cables kapag may maliit na karga. Kung wala ang shunt compensation, ang voltage sa receiving-end ng isang 500 kV line na may maliit na karga ay maaaring umakyat hanggang 1.15 per unit o mas mataas pa—na lumalampas sa mga limitasyon ng insulation coordination ng mga nakakonektang transformer at switchgear.

Disenyong Core at Pag-uugnay sa Saturation

Ang mga serye ng reaktor ay hindi dapat mag-saturate sa ilalim ng mga kondisyon ng kurti, dahil ang isang saturated na reaktor ay nawawala ang kanyang function sa pag-limit ng kasalukuyan nang eksaktong kailangan ito ng pinakamataas. Ang mga air-core na serye ng reaktor ay ganap na inaalis ang panganib ng saturation, dahil ang hangin ay may ganap na linear na B-H curve anuman ang sukat ng kasalukuyan. Ang kapalit nito ay ang pisikal na sukat—ang isang air-core na reaktor na nagbibigay ng 6% na impedance sa 11 kV ay kumukuha ng halos tatlong beses na dami kumpara sa katumbas na iron-core na disenyo.

Ang mga iron-core na serye ng reaktor na may gapped core ay nagbibigay ng mas mataas na inductance bawat unit ng dami ngunit nangangailangan ng maingat na disenyo ng air gap upang mapanatili ang linearity hanggang sa rated na fault current. Ang gap ay ginawa mula sa non-magnetic na materyal—karaniwang epoxy-impregnated fiberglass—at ang kapal nito ay kinukwenta upang panatilihin ang peak flux density sa ibaba ng 1.6 Tesla sa maximum asymmetrical fault current, na maaaring umabot sa 2.5 na beses ng symmetrical RMS fault value.

Ang mga shunt reactor ay karaniwang gumagamit ng gapped iron-core construction dahil sila ay gumagana sa rated voltage nang patuloy at ang kinakailangan para sa linearity ay mas mahina. Ang gap ay nagpapabilis ng inductance laban sa mga pagbabago ng voltage at pinipigilan ang saturation habang may transient overvoltages—na ang mga shunt reactor ay itinatayo upang mabawasan.

Mga kinakailangan sa proteksyon

Ang mga series reactor ay nangangailangan ng differential protection upang matukoy ang mga internal na turn-to-turn fault—aang winding short na pumupunta sa ilang turns lamang ay nagbabago ng reactor impedance ng isang bahagi ng isang porsyento, na hindi madetektahan ng mga overcurrent relay. Ang differential scheme ay nagkukumpara ng kasalukuyang daloy sa parehong terminal ng reactor; anumang pagkakaiba na lumalampas sa setting threshold ay nagpapagana ng kaugnay na circuit breaker.

Ang mga shunt reactor sa mga sistema ng transmisyon ay nangangailangan ng proteksyon laban sa sobrang voltahen at madalas na kasama ang neutral reactor para sa single-phase reclosing sa mga linya na may shunt compensation. Ang Buchholz relay ay nakikilala ang panloob na pag-akumulad ng gas mula sa pagsira ng insulation—ito ang karaniwang unang linya ng depensa para sa mga oil-immersed shunt reactor. Ang mga dry-type shunt reactor sa distribusyon ng voltahen ay umaasa sa thermal overload protection batay sa simulasyon ng temperatura ng winding mula sa sinusukat na kasalukuyang daloy.

Mga Pamantayan sa Pagpili ng Aplikasyon

Ang pagpili ng isang series reactor ay nangangahulugan ng pagtukoy sa rated current (ang tuloy-tuloy na load current), ang porsyento ng impedance (ang layunin sa paglimita ng fault current), at ang short-time thermal current rating (karaniwang 1 segundo o 3 segundo sa limitadong fault current). Dapat tiisin ng reactor ang parehong thermal at mekanikal na puwersa ng isang malapit na fault nang walang deformation.

Ang pagpili ng isang shunt reactor ay nangangahulugan ng pagtukoy sa rated voltage, ang reactive power rating sa MVAr, at ang uri ng koneksyon—wye-connected na may solidly grounded neutral para sa mga application sa transmission, o delta-connected para sa tertiary winding compensation sa malalaking power transformer. Ang MVAr rating ay kinukwenta mula sa kapasidad ng charging current ng linya sa target na antas ng compensation, karaniwang 60–80% para sa mga patuloy na nakakonekta na reactor at 100% para sa mga switchable unit.

Kaso: Ang Integration ng Wind Farm ay Nangangailangan ng Parehong Uri ng Reactor

Isang 150 MW na hangin na bukid sa isang malayong rehiyon na konektado sa grid gamit ang 45-kilometrong 220 kV overhead line ay humarap sa dalawang sabay na hamon: mataas na fault current sa punto ng koneksyon na lumampas sa short-circuit rating ng step-up transformer ng wind turbine, at pagtaas ng voltage na lumampas sa 1.10 per unit sa mga kondisyong may mababang hangin at mababang load dahil sa capacitive charging current ng linya. Ang engineering team ay nagtakda ng isang series reactor sa bus tie ng collector substation upang limitahan ang fault current, at isang 20 MVAr na shunt reactor sa punto ng common coupling upang absorbohin ang capacitive reactive power. Ang kombinasyon ng installation ng reactor, na suplay ng isang integrated electrical equipment manufacturer, ay nalutas ang parehong limitasyon sa loob ng isang project cycle.

Mga madalas itanong

Maaari bang magampanan ng isang reactor ang parehong series at shunt na tungkulin?

Hindi. Ang pisikal na disenyo, koordinasyon ng insulation, at mga kinakailangan sa proteksyon ay lubos na iba. Ang isang reaktor na nakakonekta sa isang paraan o sa iba pa ay gumagawa lamang ng isang tungkulin. Ang mga instalasyon na nangangailangan ng parehong tungkulin ay nangangailangan ng dalawang hiwalay na yunit ng reaktor.

Ano ang mangyayari kung ang isang serye ng reaktor ay saturado habang may kaguluhan?

Ang reaktor ay nawawala ang impedans na pumipigil sa kasalukuyan, na nagpapahintulot sa kasalukuyang may kaguluhan na umakyat sa prospektibong antas. Ang circuit breaker sa ilalim nito, na sinukat na may pag-iisip na ang reaktor ay pumipigil sa kasalukuyan, ay maaaring mabigo sa pag-iinterupt ng kaguluhan. Dahil dito, ang pag-iwas sa saturation ang pangunahing limitasyon sa disenyo para sa mga serye ng reaktor.

Paano i-on at i-off ang isang shunt reactor?

Ang mga shunt reactor sa antas ng transmission ay isinasakto gamit ang mga tiyak na circuit breaker o circuit switcher. Ang transitoryong pagbawi ng voltage sa pagsasakto ay malubha dahil ang inductive current ng reactor ay umaatras sa voltage ng halos 90 degrees, kaya mahirap ang pagpaputol ng kasalukuyang daloy sa natural na zero crossing. Ang mga synchronous switching controller ay binabawasan ang stress na ito.

Ano ang pangangalaga na kailangan ng mga reactor?

Ang mga dry-type air-core reactor ay nangangailangan ng kaunting pagpapanatili—taunang visual inspection para sa surface tracking o kontaminasyon, at thermographic scanning ng mga punto ng koneksyon. Ang mga oil-immersed reactor ay nangangailangan ng dissolved gas analysis bawat taon at oil dielectric testing tuwing 2–3 taon, katulad ng ginagawa sa mga power transformer.

Paano tinutukoy ang impedance ng reactor?

Bilang porsyento ng system base impedance sa rated voltage at MVA. Ang isang 6% reactor sa 10 MVA, 11 kV base ay gumagawa ng humigit-kumulang 0.73 ohms na reactance. Ang mas mataas na porsyento ay nagbibigay ng mas malaking limitasyon sa fault current ngunit nagdudulot din ng mas malaking steady-state voltage drop.

Saan parehong mga uri ng reaktor ang maaaring bilhin mula sa isang nagbibigay lamang?

Ang mga tagagawa ng nakabukod na kagamitan sa kuryente tulad ng Liaoning Sinotech Group, na nagbibigay ng buong pakete para sa substation mula sa mga transformer hanggang sa mga switchgear at kagamitan para sa kompensasyon, ay nag-aalok ng parehong series at shunt reactors mula sa iisang koponan ng inhinyero—na nagpapadali sa koordinasyon ng mga teknikal na tatak at suporta pagkatapos ng benta.