Принцип действия дугогасящего реактора

 

Дугогасящий реактор – электроаппарат, предназначенный для защиты от однофазных замыканий на землю в электросетях. Оборудование обеспечивает самогашение дуговых замыканий и снижает последствия прямого контакта фазного проводника с землей.

Аппарат представляет собой катушку переменной индуктивности, которая включается в цепь «нейтральная точка – земля». Принцип действия реактора основан на компенсации емкостного тока, возникающего при однофазных замыканиях на землю.

Каждый изолированный проводник обладает некоторой емкостью относительно земли. При нарушении изоляции, возникает емкостной ток, стекающий в землю. 

Это приводит:

• К возникновению шагового напряжения в месте замыкания.
• К генерации помех.
• К возникновению электрической дуги.
• К перенапряжениям, многоточечным пробоям изоляции нескольких фаз и коротким межфазным замыканиям.

К возникновению феррорезонансных процессов в трансформаторах и их повреждению.

Для самогашения дуги и снижения токов при прямом устойчивом однофазном замыкании нейтраль заземляют через дугогасящий реактор. При замыкании одной из фаз на землю, возникает резонансный колебательный контур, образованной емкостью проводника и индуктивным реактором. Таким образом, емкостная составляющая компенсируется, амплитуда результирующего активного тока снижается до безопасной величины. Это позволяет прервать горение дуги при неустойчивом замыкании и во много раз снизить ток при металлическом замыкании на землю.

Первый дугогасящий реактор представлял собой катушку с постоянной индуктивностью. При изменении емкости, включением и отключением электрооборудования, участков сети, такие аппараты не обеспечивают резонанс. При однофазном замыкании электросеть работает в режиме недокомпенсации.

Особенности и принципы работы разных типов дугогасящих реакторов

Реакторы с отпайками, позволяющими изменять число витков, включенных в сеть, регулируют индуктивный ток ступенчато. Этого недостаточно для обеспечения резонанса или близкого к нему режима при возникновении замыканий. Расхождения в 1% между емкостным током замыкания на землю и индуктивным током реактора уже приводят к нежелательным последствиям. Реакторы с отпайками используют в небольших электросетях с неизменной конфигурацией или с высокой емкостью. В последнем случае оборудование применяют в качестве опорного реактора в дополнении с плунжерными электроаппаратами

Наиболее широкое применение нашли реакторы плунжерного типа. Реакторы позволяют плавно регулировать ток для компенсации емкостной составляющей изменением зазора между сердечником и обмоткой. Для улучшения вольт-амперных характеристик и снижения инерции применяют конструкцию с 2 стержнями, которые перемещаются в противоположных направлениях.

Электроаппараты можно использовать в сетях с малой емкостью и разветвленных системах с часто меняющейся конфигурацией, кратность регулирования современных реакторов достигает 20. Оборудование совместимо со схемами комбинированного заземления нейтрали через индуктивность и низковольтные резисторы, с дистанционными приводами плунжера, автоматикой, обеспечивающей автоматическую настройку резонанса.

Реакторы включают в цепь между нейтральной точкой и контуром заземления. При отсутствии явно выведенной нейтрали, подключение осуществляется через присоединительный трансформатор. Допускается подключение к нейтрали обмотки трансформатора, питающего секцию шин (чаще всего в сетях 35 кВ) или нейтраль генератора.

Применение дугогасящих реакторов позволяет значительно увеличить безопасность персонала, свести к минимуму или полностью устранить последствия замыканий на землю, не снижая надежность электроснабжения.