Особенности эксплуатации шунтирующих реакторов

В зависимости от места установки реакторов и режима работы линии передачи могут быть два крайних случая эксплуатации реакторов:
• реактор постоянно включен, следовательно, через него протекает рабочий ток, зависящий только от напряжения, т. е. близкий к номинальному;
• реактор часто включается и отключается, например, ежедневно.
В первом случае по сравнению с трансформаторами реакторы работают в более тяжелом тепловом режиме, и старение изоляции происходит более интенсивно.
Во втором случае реактор подвергается частым воздействиям коммутационных перенапряжений и динамическим воздействиям токов включения. Кроме того, при отключениях реакторов на время порядка нескольких часов происходит охлаждение масла, уменьшается растворимость в нем влаги, которая может выделиться в виде эмульсии. Это возможно в случае высокого влагосодержания масла, что может иметь место при нарушениях работы пленочной защиты от увлажнения. В результате электрическая прочность изоляции может снизиться до недопустимых значений.
В связи с такими режимами работы во время эксплуатации требуется более жесткий контроль состояния реактора.
Необходимо постоянно следить за температурой масла, поддерживать в нормальном состоянии систему охлаждения. Контроль изоляции включает, кроме периодического измерения характеристик (сопротивлений, емкости, tgδ), хроматографический анализ газов, растворенных в масле, и измерение уровня частичных разрядов. Желателен постоянный контроль этих параметров, для чего требуется специальная аппаратура. При периодических анализах трансформаторного масла следует кроме общепринятых и указанных выше характеристик определять количество растворенной влаги и общее (суммарное) газосодержание. Эти анализы рекомендуется делать не реже, чем через 3 месяца.
Коммутационные перенапряжения при отключении реакторов могут достигать особенно больших значений. При срабатывании выключателя происходит обрыв тока в реакторе, и запасенная в нем энергия вызывает колебательный переходный процесс в контуре, образованном его индуктивностью и эквивалентной емкостью схемы, в состав которой входят емкость обмоток и ввода самого реактора, а также ошиновки, выключателя и т. п. Частота колебаний значительно выше 50 Гц, поэтому напряжение на контактах выключателя определяется разностью мгновенного значения напряжения 50 Гц на выключателе в момент отключения и напряжения высокочастотных колебаний. Скорость роста этого напряжения велика, и электрическая прочность промежутка между контактами не успевает восстановиться. В результате происходит пробой промежутка, напряжение на реакторе начинает восстанавливаться также путем высокочастотных колебаний, амплитуда которых значительно выше рабочего напряжения. Весь процесс может повторяться несколько раз, пока прочность промежутка не достигнет необходимого значения.
Для ограничения указанных перенапряжений, амплитуда которых может достигать 3 с/ф, до безопасного для изоляции реактора значения приходится защищать реактор неотключаемыми разрядниками или ограничителями перенапряжений. Кроме того, в технических условиях оговорено, что число коммутаций с предельно допустимыми уровнями перенапряжений не должно быть более 100 в год.
Состояние изоляции вводов проверяется измерением ее характеристик, а также при помощи устройств контроля изоляции вводов (КИВ), действие которых основано на сравнении токов, текущих через изоляцию вводов трех фаз. В случае нарушения баданжа устройство дает сигнал или отключает реактор.
Защита реакторов от внутренних повреждений осуществляется так же, как и трансформаторов — посредством газового реле, клапана давления, релейной защиты, работающей от встроенных трансформаторов тока. Для того, чтобы токовая защита была чувствительна к витковым замыканиям в обмотке, в мощных реакторах делаются отдельные  выводы  нейтралей двух одинаковых параллельных ветвей, и в каждую ветвь встраивается трансформатор тока.
Токовое реле включается по дифференциальной схеме — на разность токов двух ветвей обмотки. При витковом замыкании или любом другом повреждении в одной из параллельных ветвей ее индуктивность, а следовательно, и ток резко меняются, и в результате срабатывает защита. На изменения тока вне реактора защита не реагирует. Она должна быть отстроена только от небаланса токов двух ветвей, обусловленного незначительной разницей их сопротивлений. Такая защита называется «поперечной».
Кроме указанной, применяется также дифференциальная защита, построенная на разности токов в линейном и нейтральном вводах реактора, а также максимальная токовая. Эти защиты чувствительны к пробоям главной изоляции — с обмотки на землю. На повреждения нижней части ввода и линейного отвода реагируют только они.
Повреждения верхней части ввода остаются вне зоны действия всех токовых защит. На них реагирует только К И В.
Вибрации активной части и бака реактора могут быть причиной выхода из строя самого реактора или различных систем и приборов, укрепленных на баке. Поэтому необходим постоянный контроль уровня вибраций. Причинами повышения вибраций в процессе эксплуатации могут быть ослабление стяжки и прессовки магнитной системы, смещение отдельных частей реактора, ухудшение свойств амортизаторов. Следует контролировать вибрации стенок бака посередине между балками жесткости, всех маслонасосов системы охлаждения, защитных и измерительных устройств, укрепленных на баке. В технических требованиях регламентируется наибольшее эффективное значение виброперемещения.
Электродинамические усилия в обмотке реактора возникают только от токов включения. Внешние короткие замыкания таких воздействий не вызывают.