ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы дугогасящих реакторов применяемых для компенсации емкостных токов замыкания в промышленных предприятиях, основные типы и технические данные дугогасящих реакторов, о реакторах ступенчатым регулированием, даны принципиальные схемы реакторов ступенчатым регулированием, недостатки реактов, использование микропроцессоров для регулирования.

ABSTRACT

The article discusses the issues of arcing reactors used to compensate for capacitive short circuit currents in industrial enterprises, the main types and technical data of arcing reactors, step–controlled reactors, schematic diagrams of step–controlled reactors, shortcomings of reactors, the use of microprocessors for regulation.

Ключевые слова: Дугогасящий реактор, компенсированный и изолированный нейтраль, недежность, бесперебойность, гашение дуги, режимы нейтрали, ступенчатая регулирования, принципиальная схема.

Keywords: Arc suppression reactor, compensated and isolated neutral, reliability, uninterrupted operation, arc extinction, neutral modes, step regulation, schematic diagram.

Введение. Дугогасящий реактор имеет большое индуктивное и незначительное активное сопротивление. Индуктивность ДГР (дугогасящий реактор) может регулироваться путем изменения числа включенных витков, изменением величины воздушного зазора сердечника или его подмагничиванием.

Катушка индуктивности как средство гашения заземляющих электрических дуг впервые была предложена В. Петерсеном в Германии в 1916 г. по результатам проведенных им исследований процессов при однофазных замыканиях в электрических сетях [1].

Термин “катушка Петерсена” длительное время был у нас официальным названием ДГР и лишь в последнем стандарте на электрические реакторы (ГОСТ 18624–2003), он не рекомендуется к применению.

Типы дугогасящих реакторов. Существует несколько групп ДГР принципиально мало отличающихся друг от друга: а) пофазно заземляющие реакторы; б) трехфазные ДГР; в) ДГР, включаемые в нейтраль сети. Пофазно заземляющие и трехфазные ДГР тока в практике эксплуатации, как правила не встречаются. Наибольшее распространение получили ДГР, включаемые в нейтраль сети [5], [6].

Конструктивные исполнения ДГР. Общими конструктивными элементами различных типов ДГР являются основная обмотка и магнитная система стрежневого или бронестержневого типа с зазорами. Наличие зазоров в магнитопроводе обеспечивает практическую линейность вольтамперной характеристики реактора при увеличении систем реакторов посвящен ряд работ [4], [7].

В качестве компенсирующих устройств получили широкое распространение ДГР стержневой конструкции с распределенными зазорами в стержнях и со ступенчатым регулированием индуктивности путем ручного переключения ответвлений рабочей обмотки, т.е. переключателем вида ПБВ. В основном это реакторы серии соединения. Они обеспечивают достаточно высокую эффективность компенсации при правильной их настройке и незначительных изменениях проводимостей фаз сети [2], [3], [8]. Под эффективностью компенсации понимается отношение количества самоликвидировавшихся и отключенных персоналом замыканий на землю к общему количеству замыканий. Однако анализ статистики показывает сильную зависимость эффективности компенсации от степени расстройки компенсации [6]. Например, при расстройках сети 0,6; 0,238; 0,1–0,15; 0; коэффициенты эффективности равны соответственно 0,5; 0,7; 0,85; 0,95.

Опыт эксплуатации во многих энергосистемах в нашей страны сетей с компенсацией емкостных токов с применением ДГР серии ЗРОМ показывают, что уровень компенсации не удовлетворяет требованию надежности электроснабжения потребителей из–за неточности настройки [7,8].

Недостатки ДГР. В условиях динамического развития распределительных электрических сетей у ДГР со ступенчатым регулированием выявила ряд недостатков, которые обусловлены следующими причинами [9]:

1. При ступенчатом регулировании невозможно обеспечить резонансные режимы;
2. Для перестройки режима компенсации требуется отключение реактора от сети;
3. При оперативных переключениях в сети персоналу необходимо провести специальные расчеты для выбора оптимальных положений переключателя ДГР;
4. Диспетчерский персонал не имеет полной информации о величине емкостной проводимости сети в связи с переключениями в абонентских сетях, электрически связанных с питающими подстанциями;
5. В условиях аварийных переключений дежурный персонал не всегда успевает перестроить режим компенсации, что в ряде случаев усугубляет аварийные повреждения [4].

К недостаткам следует отнести:

1. наличие движущихся частей, работающих в условиях постоянных вибраций и неуравновешенных усилий, которые снижают их надежность;
2. относительно большое время регулирования при изменении тока от наименьшего до наибольшего значения, составляющее 60–120 с [2,3].

Перечисленные недостатки этих реакторов не позволяют использовать их в режиме однофазного замыкания, так как возможно заклинивание плунжера и поломка механических частей из–за возникновения значительных электродинамических усилий, а малая скорость отработки расстройки снижает эффективность компенсации в условиях устойчивого и перемежающегося дугового замыкания.

ДГР с подмагничиванием в зависимости от ориентации в сердечнике магнитных потоков рабочей обмотки и обмотки управления подразделяются на два вида: с поперечным и продольным подмагничиванием. Характеристики единичных образцов реакторов с поперечным подмагничиванием приведены [3].

В ДГР, конструкция которого позволяет реализацию поперечного подмагничивания, изменение индуктивности рабочей обмотки происходит заземление счет подмагничивания постоянным током в направлении, перпендикулярном потоку рабочей обмотки [9], [10].

Реакторы типа ЗРОМ (заземляющий реактор однофазный маслянный) и РЗДСОМ (реактор заземляющий дугогасящий ступенчатый однофазный маслянный), являются распространенными типами ДГР в энергосистемах, позволяют наиболее экономическим путем повысить эффективность компенсации ёмкостных токов при однофазных замыканиях на землю и обеспечить высокую надежность электроснабжения потребителей.

Выводы

1. Режимы нейтрали в сетях 6–35 кВ влияют на целый ряд показателей их работы. Они должны быть приведены в соответствие с общими высокими требованиями, предъявляемыми к современному уровню эксплуатации энергетических установок.
2. Этим требованиям уже не удовлетворяет работа сетей с полностью изолированной нейтралью. При дуговых замыканиях на землю возможны 3–4 кратные перенапряжения, опасные для сети. Кратность и возможность длительности существования дуговых замыканий определяется величиной тока замыкания на землю.
3. При небольших емкостных токах замыкания на землю должно широко применяться, заземление нейтрали через высокоомное сопротивление, причем создаваемый таким путем активный ток замыкания на землю должен составлять 50–100% емкостного тока.
4. Подавляющее распространение в электрических сетях 6–35 кВ получили реакторы со ступенчатым регулированием типа ЗРОМ и РЗДСОМ, составляющие 80–90% всех ДГР, находящих в эксплуатации.
5. Повышение эффективности эксплуатации ДГР со ступенчатым может быть достигнута заземление счет постоянного автоматического контроля степени расстройки реактора и автоматических измерений проводимости КНП сети.
6. Применение современной микропроцессорной техники для измерения проводимостей фаз на землю и при настройке ДГР со ступенчатым регулированием индуктивности, имеет большое народнохозяйственное значение.

Список литературы:

1. Petersen W., Erdschlusstrome in Hochspannunglagen, ETZ, 1916.
2. ГОСТ 19470–2003. Реакторы масляные заземляющие дугогасящие–Переиздат, 2003.
3. Дорожко А.И., Липкинд М.С. Реакторы с поперечным подмагничиванием–М.: Энергия, 1977–63 с.
4. Жобборов Т.К. Разработка устройства автоматического управления ДГР с применением микропроцессорной техники.–Тезисы респ. науч. техн. конф. Ташкент, 1989, с.78–79.
5. Гамазин С.И., Жобборов Т.К. Экономическая эффективность применения микро–ЭВМ для настройки ДГР в системах электроснабжения.–Тезисы докл.респ.науч.техн.конф. МЭИ, 1989, с.46–47.
6. Xakimovich E. A. et al. AUTOMATIC ADJUSTMENT OF VOLTAGE CHANGES USING REACTIVE POWER //Gospodarka i Innowacje. – 2022. – Т. 29. – С. 277-283.
7. Кодиров А. А., Комолддинов С. С РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ В ОЦЕНКЕ НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, ОГРАНИЧЕНИЕ НАГРУЗКИ И КОМПЕНСАЦИЯ// ЭКОНОМИКА И СОЦИУМ. -2022. - №. 5-1 (96). – С. 1124-1130.
8. Жабборов Т. К. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДУГОГАСЯЩИХ РЕАКТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ОДНОФАЗНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ // Universum: технические науки. – 2021. – №. 12-6 (93). – С. 21-25.
9. Жабборов Т. К., Исмоилов И. К. Анализ проблемы надежности силовых трансформаторов в энергосистемах Республики Узбекистан. – 2021.
10. Исмоилов И. К., Турсунов Д. А. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РОБАСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ //Universum: технические науки. – 2020. – №. 12-5 (81). – С. 28-31.