Наибольшее распространение получили бетонные реакторы. На рис. 11.4 представлен трехфазный комплект таких реакторов. Многожильный провод 1 соответствующего сечения с помощью шаблонов наматывается в виде катушки. После этого в специальные формы заливается бетон. Застывая, бетон образует вертикальные стойки-колонны 2, которые скрепляют между собой отдельные витки.
Торцы колонн имеют шпильки, с помощью которых укрепляются изоляторы 3 и 4.
Для получения необходимой прочности электрической изоляции после затвердения бетона реактор подвергают интенсивной сушке под вакуумом. Затем реактор дважды пропитывается влагостойким изоляционным лаком.
Между отдельными витками в ряду и между рядами выдерживается значительный зазор [(3,54-4,5)·10-2 м].
Рис. 11.4. Трехфазный комплект реакторов
Рис. 11.5. Масляный реактор
Такая конструкция улучшает охлаждение отдельных витков реактора и повышает электрическую прочность изоляции.
При больших номинальных токах (более 400 А) применяется несколько параллельных ветвей. Равномерное распределение тока по ветвям обеспечивается транспозицией витков.
В качестве обмоточного материала используется многожильный медный или алюминиевый кабель большого сечения. Кабель покрывается несколькими слоями кабельной бумаги толщиной 0,12·10-3 м. Поверх бумаги делается хлопчатобумажная оплетка. Общая толщина изоляции — примерно 1,5-10-3м.
Реакторы охлаждаются, как правило, за счет естественной вентиляции. Ввиду выделения большой мощности в реакторе распределительное устройство должно предусматривать специальные каналы для охлаждения воздуха, особенно при больших номинальных токах.
Результирующие потери в реакторе колеблются в пределах от 0,1 до 0,55 % проходной мощности реактора. Большие величины относятся к реакторам с алюминиевой обмоткой.
Расстояние между реактором определяется высотой опорных изоляторов. Так как при напряжении 6—10 кВ высота этих изоляторов мала, то при больших токах в реакторах возникают электродинамические силы, которые могут разрушить изоляторы, работающие и на сжатие, и на разрыв.
Бетонные реакторы хорошо себя зарекомендовали при работе в закрытых распределительных устройствах при напряжении до 35 кВ. Недостатками их являются громоздкость, большая масса. В настоящее время ведутся работы по уменьшению массы и габаритных размеров таких реакторов путем применения современных изоляционных материалов — стеклопластика и эпоксидных смол.
При напряжениях более 35 кВ и при установке реакторов на открытой части подстанций применяются масляные реакторы. Схема такого реактора приведена на рис. 11.5. Обмотка реактора 2 наматывается на специальный каркас из изоляционного материала типа гетинакса. Эта обмотка погружается в стальной бак с трансформаторным маслом. Применение масла позволяет уменьшить расстояние между обмоткой и заземленными частями и улучшить охлаждение обмотки за счет конвекции масла. Все это дает возможность уменьшить массу и габаритные размеры. Выводы реактора присоединяются к зажимам проходных изоляторов 4.
Однако такая компоновка реактора наталкивается на большую трудность. Переменный магнитный поток реактора Ф0 замыкается по баку, что приводит к его нагреву до недопустимых температур. Для того чтобы избежать нагрева бака 1, внутри него устанавливается короткозамкнутая обмотка — экран 3. Короткозамкнутый виток увеличивает магнитное сопротивление цепи и, следовательно, уменьшает магнитный поток, замыкающийся через бак.
В СССР разработаны тороидальные реакторы, у которых обмотки аналогичны обмоткам тороидального магнитного усилителя, но отсутствует магнитопровод. Магнитный поток замыкается по тору. Внешнее поле практически отсутствует, что дает возможность помещать реактор в стальной бак с маслом, не опасаясь нагрева бака. Изготовленные тороидальные реакторы на напряжение 110 кВ и выше имеют более высокие технические и экономические показатели по сравнению с конструкцией реактора, изображенного на рис. 11.5.
В заключение следует отметить, что применение ферромагнитных магнитопроводов позволяет сократить размеры реактора. Однако в наиболее ответственный момент, при КЗ, из-за большого тока происходит насыщение магнитопровода и уменьшение его индуктивности. Это ведет к уменьшению токоограничивающего эффекта реактора. Поэтому в токоограничивающих реакторах магнитопроводы распространения не получили.
