bobine de reactanŢĂ
DESCRIPTION
BOBINE DE REACTANŢĂTRANSCRIPT
BOBINE DE REACTANŢĂ
Bobina cu două borne pe fază Bobina cu priză mediană
Destinaţia BRBobinele de reactanţă sînt elementele serie de circuit conectate permanent destinate să limiteze valoarea curenţilor de scurtcircuit, de aceea ele trebuie să aibă pierderi reduse de putere, iar pe ele să apară căderi minime de tensiune în regim normal de funcţionare.
Semnul convenţional al bobinelor de reactanţă utilizat în schemele electrice:
LR LR
Bobina cu două borne pe fază(normală)
Bobina cu priză mediană(jumelată)
Fig.1. Semnul convenţional al bobinelor de reactanţă
Bobina cu două borne pe fază
Scheme cu bobine de reactanţă:
LR
LR
LR
LR
bobina de reactanţă intercalată între secţiile de bare
bobina de reactanţă conectată în serie cu o linie
bobina de reactanţă conectată în serie cu un grup de câteva linii
• Bobine de linie limitează curentul de scurtcircuit din aval (în linia protejată) şi menţin la un anumit nivel tensiunea în instalaţiile situate în amonte
• Bobine de bare se conectează între sau la secţiile de bare şi limitează curentul de scurtcircuit al întregii instalaţii
bobina de reactanţă montată în circuitul transformatorului
Fig.2. Scheme cu bobine de reactanţă
Parametrii bobinelor de reactanţă:
tensiunea nominală Unom, kV;
curentul nominal Inom, A;
reactanţa nominală xnom
.[%],100U
I3xx
,][,Lx
nom
nomnom,%nom
nom
Ω
Funcţionarea bobinelor de reactanţă
Considerăm o bobină de reactanţă BR pe o plecare de pe barele unei staţii şi efectele introducerii acesteia asupra căderilor de tensiune în diferite regimuri de funcţionare.
K
Fig.3. Căderile de tensiune pe o plecare prevăzută cu bobină de reactanţă
Diagrama fazorială şi pierderea de tensiune
100U
sinI3xU
nomBRn,%BR
Δ
LR1
W2
U1UBR
DUBR
DUW
U2
I
1'
1 1' 2
y
O
1U
BRU
I
IjxBR
A
C
B B1
BRU
Δ
Fig.4. Regim normal de funcţionare a BR:a – schema circuitului, b – diagrama tensiunilor, c –
diagrama fazotială
a.
b. c.
AB – diferenţa algebrică dintre tensiunile pînă şi după BR (neglijînd BB1) – pierderea de tensiune.Din triunghiul ABC rezultă:
AC – diferenţa geometrică dintre tensiunile pînă şi după BR – căderea de tensiune.
În regim normal de funcţionare pierderea de tensiune relativă nu trebuie să depăşească 1,5 – 2%.
În cazul bobinelor de secţionare, DUBR,% nu este limitată. În regimuri diferite de cele normale poate fi aplicată şuntarea temporară a reactorului:
I secţie (B1) II secţie (B2)
Q
QS
G
LRB
QSBQ
G
QB
QS
Fig.5. Bobina de secţionare
Variante constructive de BRÎn exploatare se utilizează bobine de reactanţă fără miez de oţel, pentru menţinerea constantă a inductanţei. Bobina este constituită din înfăşurare, coloană de beton pentru consolidarea acesteia, izolatoare suport şi borne de racord. Înfăşurările se execută din conductoare flexibile din Al sau Cu, izolate cu bandă de bumbac, impregnate cu lac şi uscate în vid. Inductanţa bobinei depinde de parametrii constructivi ai înfăşurării: lăţime, înălţime şi număr de spire. Se execută în construcţie monofazată şi se livrează în set de trei faze identice, care se pot monta vertical, orizontal sau mixt.
Fig.7. Moduri de montare a BR:a – montare orizontală (РБГ, РБДГ) , b - montare verticală
(РБ, РБД) , c - montare mixtă (РБУ, РБДУ)
Fig.6.
a.
b. c.
Imagini
RosEnergoTrans, Rusia
Bobine de reactanţă cu priza mediană (jumelate)
Scheme cu bobine de reactanţă cu priza mediană :
LRLR
Fig.8. Scheme cu BR cu priza mediană:a - BR montată în circuitul transformatorului, b - BR montată în serie cu un grup de câteva linii
b.
a.
Parametrii BR cu PM :
tensiunea nominală Unom, kV;
curentul nominal Inom, A;
reactanţa nominală xnom;
factorul de cuplaj kc
.[%],100U
I3xxx
,][,Lxx
nom
nomram%ram,%nom
ramnom
Ω
1
2 3
-xS kc
1
2 3
xS (1+ kc) xS (1+ kc)
Fig.9. Simbolul convenţional (a) şi schema echivalentă a bobinei de
reactanţă jumelată (b)
b.
a.
Particularităţile BR cu PM
I1+I2
I2 I1
* L * L
M
Fig.10. Schema de conectare (a) şi schema electrică a BR cu PM (b)
b.
a.
III 21
Varianta 1Regim normal de funcţionare
Pierderea de tensiune va fi egală: sin)k1(LIsin)L
M1(LIsin)MILI(U CBRΔ
unde kc este factorul de cuplaj: .6,04,0L
Mkc
Dacă reactanţa unei ramuri este egală cu ,LX ram
.)k1(XX Cramr atunci reactanţa ramurii cu luarea în consideraţie a inductanţei mutuale
5,0k c ramram x5,0x Pentru
reactanţa şi pierderea de tensiune în BR cu PM sunt de 2 ori mai mici în raport cu reactorul simplu
L – inductanţă proprieM – inductanţă mutuală
sinLI5,0UBRΔ
Fig.11. Funcţionarea BR cu PM în regim de sc
Regim de scurtcircuit
I΄2 Isc=I΄1
* L * L
M K
Isc >> I΄2
În regim de s.c. la unul din capetele bobinei, curentul din ramura avariată devine mult mai mare decît cel de pe ramura sănătoasă. Influenţa inductanţei mutuale devine practic nulă şi
,xx ramBR adică reactanţa bobinei în regim de s.c. creşte de 2 ori în raport cu regimul normal. Deci curenţii de s.c. se reduc, de asemenea, practic de 2 ori.
.LIsin)MILI(UBR Δ
reactanţa şi pierderea de tensiune în BR cu PM sunt de 2 ori mai mari în raport cu reactorul simplu
Fig.12. Schema de conectare (a) şi schema electrică a BR cu PM (b)
b.
a.
III 21
Varianta 2Regim normal de funcţionare
reactanţa şi pierderea de tensiune în BR cu PM sunt de 2 ori mai mici în raport cu reactorul simplu
L – inductanţă proprieM – inductanţă mutuală
Regim de scurtcircuit
I1+I2
I2 I1
* L * L
M
K
Isc
* L * L
M
G1 G2
În regim de s.c. la bornele generatorului G1, curentul trece prin ambele ramuri în aceeaşi direcţie. Pierderea de tensiune într-o ramură va fi:
,)k1(LIMILIU Cscscscram Δ
5,0k c pentru .LI5,1)k1(LIU scCscram Δ
.xI3LI3))k1(LI(2U ramscscCscBR Δ
.x3)k1(x2)k1(L2x ramCramCBR
reactanţa şi pierderea de tensiune în BR cu PM sunt de 3 ori mai mari în raport cu reactorul simplu
Fig.13
Alegerea BR
Bobinele de reactanţă se aleg după tensiunea nominală, curent şi reactanţă.
Tensiunea nominală
Curentul nominal
– pentru bobine de linie
– pentru bobinele de bară
Reactanţa bobinei – se alege astfel încît întreruptoarele disponibile constructiv să poată rupe curenţii de scurtcircuit reali în
punctul de racord al bobinei de reactanţă.
Se cunosc valorile curentului de schimbător de căldură în punctul K1.
Reactanţa circuitului rezultantă (fig. 14, punctul K1), în [Ω], pînă la conectarea bobinei se determină din relaţia:
~
K1 K2xrez xBR
Q
Fig.14. Schema echivalentă pentru calculul reactanţei BR
GnomBRnom I7,0I
eatreBRn UU
maxBRnom II
o.p
nom.mrez
I3
Ux
Se admite egalitatea curentului supratranzitoriu necesar cu valoarea curentului de rupere a întreruptorului:
ruperenecesar
0.p II
Atunci reactanţa necesară a circuitului pentru reducerea curentului de la valoarea Ip.0 pînă la
- fig. 14, punctul K2:
necesar0.pI
reznecesarărez
necesrăBR xxx
necesar0.p
nom.mnecesarărez
I3
Ux
Diferenţa reactanţelor obţinute şi este valoarea necesară a reactanţei bobinei:
Sin catalog se ca alege BR cu reactanţa nominală imediat superioară celei calculate.
)3(şld ii
SCT2T BtI
)%25,1(100U
sinI3xUΔ
nom
maxBRn,%BR
)%25,1(100U
sinI3)k1(xUΔ
nom
maxcBRn,%BR
Stabilitatea dinamică:
Stabilitatea termică:
Pierderea de tensiune în regim normal de funcţionare:
Dacă pierderea de tensiune depăşeşte 1,5-2% din tensiunea nominală se alege o reactanţă mai mică şi se reface calculul.
Căderea de tensiune remanentă în regim de scurtcircuit:
BR se verifică la:
)%7065(%100U
I3xU
nom
0.pBRn,%rem