Токоограничивающим реактором называется электрический аппарат, выполненный в виде катушки с определенной индуктивностью и предназначенный для ограничения токов КЗ и поддержания напряжения на шинах в аварийных режиме.
В зависимости от места установки в РУ реакторы подразделяются на линейные, групповые и секционные.
На рис. 1 приведена часть схемы РУ высокого напряжения, на которой показаны различные виды токоограничивающих реакторов. В этой схеме две линии Л1 и Л2 (условно генераторные) питают сборные шины РУ, линии Л3 — Л12 отходят к потребителям.
Рис. 1. Различные виды токоограничивающих реакторов в схеме РУ высокого напряжения
Линейные реакторы ЛP1 включаются в отдельные электропередачи обычно после линейных выключателей ВЗ. Групповые реакторы ЛP2 включаются на группу линий электропередачи Л7 - Л9.
Секционные реакторы ЛРЗ предназначены для ограничения токов КЗ на сборных шинах самого РУ. Сдвоенные реакторы ЛР4 включаются на группы из двух линий, при этом из-за особенностей конструкции (встречного включения двух групп обмоток) у этого типа реакторов снижены потери в нормальном режиме работы.
Любой из рассмотренных реакторов обеспечивает на заданном уровне ограничения токов КЗ и поддержание напряжения на шинах участка генератор — место установки реактора. Все элементы оборудования РУ, расположенные на этом участке (например выключатели Bl, В2, ВЗ, разъединители PI, Р2, РЗ на рис 1), могут выбираться из условия протекания пониженных токов КЗ, что значительно снижает предъявляемые к ним требования.
Для пояснения принципа выбора параметров токоограничивающих реакторов рассмотрим нормальный и аварийные режимы работы линии при наличии и отсутствии в ней реактора.
В нормальном режиме работы падение напряжения Д 11ф на участке фазы РУ — потребитель при отсутствии реактора равняется векторной сумме падений напряжений на сборных шинах РУ и на отходящей к потребителю линии электропередачи Д ил (при условии питания РУ мощным источником).
Токоограничивающего элемента сети дает возможность определить совокупность его основных электрических параметров. Этими параметрами являются: номинальное напряжение реактора, номинальный ток, ток короткого замыкания /кзр, индуктивность Lp (или индуктивное сопротивление Хр). Эти "параметры выбираются при проектировании схемы электрической сети на основе технико-экономического анализа. Например, увеличение индуктивности реактора приводит к росту дополнительной потери напряжения на нем. Однако увеличение индуктивности позволяет более глубоко ограничить ток КЗ и применить в сети более простые и дешевые аппараты. Используя критерий минимума приведенных затрат для РУ в целом, можно выбрать оптимальные электрические параметры реактора. Параметры являются исходными для проектирования конструкции реактора.
В настоящее время отечественной промышленностью серийно выпускаются токоограничивающие реакторы последовательного включения на классы напряжения 3, 6, 10, 15 кВ: одинарные — на номинальные токи до 4000 А и сдвоенные — на токи до 2x2500 А в соответствии с ГОСТ 14794-79;
Требования, предъявляемые к токоограничивающим реакторам, могут быть сформулированы на основе общих требований, предъявляемых к электрическим аппаратам высокого напряжения, с учетом особенности работы реакторов:
реакторы должны иметь строго определенную индуктивность и линейную зависимость падения напряжения от тока нагрузки;
обмотки реактора должны иметь достаточную электрическую прочность промежутков между витками;
обмотки и каркасы реакторов должны обладать достаточной электродинамической стойкостью для исключения межвитковых замыканий;
обмотки и каркасы реакторов должны обладать достаточной термической стойкостью для предотвращения нарушения меж- витковой изоляции.
Реакторы должны обладать высокой надежностью работы при воздействии расчетных токов и перенапряжений, а также низкой стоимостью и быть простыми в обслуживании.
