Shunt reaktancia

A sönt-reaktancia egy „ induktivitási tekercs, amelyet a fázis és a föld, a fázis és a semleges között vagy a hálózat fázisai között kívánnak összekapcsolni a kapacitív áram kompenzálására” , vagyis „söntben” . Más szavakkal, ez egy nagyfeszültségű elektromos alkatrész, amelynek feladata az elektromos hálózat feszültségének vezérlése azáltal, hogy kompenzálja a hálózat kapacitív viselkedését az induktív viselkedésével.

Különbséget tesznek a száraz típusú, azaz levegővel izoláltak és a folyékony, általában ásványi olajba merítettek között . Ez utóbbi tartalmazhat mágneses áramkört vagy sem, mágneses árnyékolás jön majd a mágneses áramkör helyettesítésére. Ezek a szempontok befolyásolják az alkatrész lineáris viselkedését . Az olajba merített tekercsek lehetnek egyfázisúak vagy háromfázisúak, míg a levegővel szigetelt tekercsek mindig egyfázisúak.

Elv

A hosszú zsinórok végén kis túlterhelés esetén túlfeszültségek vannak, ezt Ferranti-hatásnak nevezik , és éppen ellenkezőleg, alacsony terhelésnek nagy terhelés esetén. Az állandó feszültség fenntartása érdekében, vagy legalábbis a rendelet által előírt határértékek túllépése érdekében, a sönt reaktanciáját be- vagy kikapcsolják.

Első közelítésként a Q névleges reaktív teljesítmény reaktanciájának bekapcsolása egy elektromos hálózaton , a sönt-reaktancia lehetővé teszi az U hálózat feszültségének csökkentését a képlet szerint , ahol a relatív feszültségváltozást képviseli, és Scc a hálózati rövidzárlat. ${\ displaystyle {\ frac {\ Delta U} {U}} = {\ frac {Q} {Scc}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {\ Delta U} {U}}}$

A söntreaktorok felhasználhatók a hálózatban jelenlévő bizonyos harmonikusok szűrésére is.

Mivel az egyfázisú söntreaktancia elektromosan egyszerű induktor, az I áramot, az U hálózati feszültséget és az X reaktanciát a következő összefüggés kapcsolja össze:

{\ displaystyle {\ frac {U} {\ sqrt {3}}} = X \ cdot I}

A söntreaktorok háromfázisú bankja által biztosított reaktív teljesítmény, amelyet Q megjegyez, egyenlő:

{\ displaystyle Q = 3X \ cdot I ^ {2} = {\ frac {U ^ {2}} {X}}}

Egyéb megnevezések

A következő neveket használják a sönt reaktancia jelölésére is, amelyek némelyike visszaélésszerű

Kompenzációs reaktancia
Kompenzációs tekercs
Kompenzációs fojtás
Shunt induktivitású tekercsek
Shunt tekercs
...

Mindazonáltal meg kell különböztetni a söntreaktorokat kompenzációs tekercsektől vagy kompenzációs reaktoroktól, amelyek az elosztó transzformátorok semlegesébe vannak telepítve az MV hálózat egyfázisú hibaáramának korlátozása érdekében . A "sönt" kifejezés segít elkerülni a zavartságot.

Technológia

Két fő technológia: reaktancia a levegőben és reaktancia olajban.

Reakciók a levegőben

Kezdetben a levegőben izolált reaktancia a lábakra szerelt egyszerű tekercs, amelynek fordulatait levegő választja el egymástól. A legújabb modellek szálakat, lakkokat vagy filmeket használnak a tornyok közötti dielektromos szigetelés biztosítására. A hűtést a vezetőrétegek közötti csatornák segítségével végezzük. Ezért a szerelvényben nincs olaj.

Különbséget tesznek a mágneses maggal rendelkező és az anélküli modellek között. Ez utóbbiak tökéletesen egyenesek a mágneses síkon, ez azt jelenti, hogy az X reaktancia állandó, a feszültség mindig arányos az árammal.

Olajba merített reaktorok

Az olajba merített reaktorok kétféle típusúak lehetnek: vagy mágneses áramkörrel, vagy mágneses árnyékolással. Az első esetben a technológia szinte megegyezik az erőátalakítókéval , azzal a különbséggel, hogy csak egy elsődleges oldal van, a mágnesező áram tehát megegyezik az elsődleges árammal, ezért sokkal nagyobb, mint a transzformátorok esetében. A veszteségek korlátozása érdekében szűkebb hiszterézis ciklusra van szükség . A mágneses áramkörben ezért vannak légrések. Ezeket kerámia távtartók segítségével készítik, amelyek levegőként viselkednek a mágneses síkon, de biztosítják a mágneses áramkör mechanikai stabilitását. Ezek a légrések lehetővé teszik a mágneses áramkör vonzerejének növelését, és ezáltal az induktivitásának csökkentését. Így lineárisabb és nagyobb a reaktív teljesítmény. Számos kis légrés előnyben részesítése a nagy légrés helyett, annak érdekében, hogy korlátozzuk az örvényáramokat a légrést körülvevő fordulatokban, és hogy jobb amper / fordulatszám-arányt kapjunk.

A mágneses áramkör nélküli modellekben ezt fizikailag helyettesíti egy szigetelőanyagokból készült szerkezet, amely mechanikusan tartja az egységet. A fluxus kering az edény belsejében elhelyezett mágneses árnyékoláson. Árnyékolás nélkül az áramlás keringene a tartályban, és felmelegedne. Az előnye a nagyobb linearitás a mágneses áramkörű modellekhez képest.

Végül az olajba merített tekercsek lehetnek egyfázisúak vagy háromfázisúak.

A többi alkatrész (mágneses áramkör, primer tekercs , szigetelőolaj , tartály, szigetelt perselyek ) megegyeznek az erőátalakítóval. A söntreaktorok hűtése lehet természetes vagy kényszerű.

Alkalmazások

Reakciók a levegőben

A levegőben lévő reaktorokat elsősorban közepes feszültségekhez és MV-khez használják . Az áramváltó harmadlagos oldalához is csatlakoztathatók , ezért alacsonyabb feszültséggel, mint a vezetéké. Általában versenyképesek az olajban izolált reaktanciák tekintetében. Ez a technológia viszont az olaj reaktanciájánál jóval alacsonyabb reaktív teljesítmény tartományra korlátozódik . Ráadásul mágneses tere nem korlátozódik a mágneses magra, ezért a környezetében lévő fémszerkezetek indukciós és örvényáram- jelenségeknek vannak kitéve .

Olajba merített reaktorok

Az olajba merített reaktorokat nagyon magas feszültségek esetén használják. Általában közvetlenül csatlakoznak a vezetékhez.

Bejelentkezés és kijelentkezés

Amikor a reaktorokat csatlakoztatják vagy leválasztják a hálózatról, a feszültség hirtelen megváltozik. Csatlakozás esetén a sönt-reaktancia beáramló áramoknak van kitéve, amelyek károsíthatják azt, ha mechanikai kialakítása nem elég robusztus. Lekapcsolás esetén a túlfeszültség problémás lehet. Ennek oka az áram aprításának és újraindításának jelensége.

Söntreaktorok és TÉNYEK

A feszültségszabályozási képességük miatt a söntreaktorok kezdetleges FACTS komponenseknek tekinthetők . Néha az MSR ( mechanikus kapcsolású reaktor ) kifejezést használjuk ezek jelölésére. Abban az esetben, ha finomabb feszültségszabályozásra van szükség, a hálózatkezelők inkább statikus reaktív energia kompenzátort használnak .

Gyártók

Reakciók az olajban

A transzformátorok fő gyártói általában a söntreaktorok gyártói is. Ezért a fő gyártók között találunk olyan vállalatokat, mint az ABB , az Alstom , a General Electric vagy a Siemens .

Reakciók a levegőben

Idézhetjük a gyártók közül a Trench and Coil Innovation-t.

Hivatkozások

IEC 60076-6, 7.1
Harlow 2004 , p. 218
(en) " Különbségek a tolatóreaktor és az erőátalakító között " (hozzáférés : 2015. január 26. )
lásd az IEC 60076-6 8. pontját
Harlow 2004 , p. 205
ahol L az induktivitás, n a fordulatok száma és R a vonakodás ${\ displaystyle L = {\ frac {n ^ {2}} {R}}}$
Harlow 2004 , p. 230

Alkalmazandó szabványok

Az IEEE C57.21 (2008) szabvány alkalmazható a tolatóreaktorokra: az IEEE szabvány követelményei, terminológiája és tesztkódja az 500 kVA feletti névleges söntreaktorokhoz . Az IEC IEC 60076-6 szabvány ( Teljesítménytranszformátorok - 6. rész: Reaktorok ) minden típusú reaktorra alkalmazható, beleértve a söntreaktorokat is.

Bibliográfia

(en) James H. Harlow , elektromos transzformátor tervezés , CRC Press ,2004, P. 205-244